DE2438341A1

DE2438341A1 - Field probe for localising metal in human eye - guides gripper to detected area without permanent damage to eye

Info

Publication number: DE2438341A1
Application number: DE2438341A
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl Phys Dr Bosch; Walter Dipl Phys Dr Kroy; Sigmund Dipl Phys Manhart
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1974-08-09
Filing date: 1974-08-09
Publication date: 1976-02-19

Abstract

Apparatus for localising metal foreign bodies in the eye comprises an oscillator (10), a protective resistor (11) and a transmitting coil (12) with a suitable number of windings and geometry which together form a field probe to which is connected an amplifier (14), a rectifier (15), an indicator (16) and optionally a receiving coil (13). The coils may have field-conducting sheaths, and may contain magnetically conducting materials, e.g. ferrite cores. The field probe with attached components may be attached to a conventional gripping coil. The transmitting coil may form a branch of a measuring bridge, approach to the foreign body causing a change in inductance in the coil which renders the bridge out of tune.

Description

Anordnung zur Lokalisierung von metallischen Fremdkörpern im Augeninnern Die Erfindung bezieht sich auf eine Feldsonde zur Lokalisierung von metallischen Fremdkörpern im Inneren des menschlichen Auges.Arrangement for the localization of metallic foreign bodies inside the eye The invention relates to a field probe for the localization of metallic Foreign bodies inside the human eye.

Bisher konnten Fremdkörper, die vor allem in die Augenvorkammer oder in den Glaskörper eingedrungen sind, nur mittels Röntgenbildern lokalisiert werden. Aber besonders in den vorgenannten Fällen vermindert ein eingedrungener Fremdkörper häufig und vor allem relativ sehr schnell seine Lage, da die verschiedenen Augenmuskeln den Augapfel nicht längere Zeit in Ruhelage halten, vor allem, wenn durch die Verletzung schon eine Entzündung partieller Augenteile stattgefunden hat. Handelt es sich bei dem eingedrungenen Fremdkörper - wie es in der Praxis ja vorwiegend der Fall ist - um einen Metallkörper aus einem chemisch reaktionsfreundlichen Material, wie beispielsweise Kupfer, so ist eine schnellste Entfernung des Fremdkörpers erforderlich, weil durch die Wirkung gelöster Metallionen irreversible Schäden im Auge und an seiner Sehkraft auftreten können.So far, foreign bodies, mainly in the anterior chamber or penetrated the vitreous humor can only be localized by means of X-rays. But especially in the above-mentioned cases, a foreign body that has penetrated decreases its position frequently and, above all, relatively very quickly because of the various eye muscles Do not keep the eyeball in a resting position for long periods of time, especially if you have been injured an inflammation of partial parts of the eye has already taken place. Is it at the penetrated foreign body - as is mostly the case in practice - To a metal body made of a chemically reactive material, such as Copper so the fastest possible removal of the foreign body is required, because the effects of dissolved metal ions cause irreversible damage in the eye and on his eyesight can occur.

Bisher bekannte Einrichtungen, wie sie zum Beispiel aus den deutschen Patentschriften 155 294, 743 502 und 935 626 bekanntgeworden sind, verwenden einen mehr oder weniger spitzen Magneten, der im letztgenannten Falle aus einzelnen mit Kugelgelenken versehenen Einzelteilen besteht, um damit lokalisierte und nur ferromagnetische Fremdkörper aus dem Auge zu entfernen. Eine Ortung von Fremdkörpern ist mit diesen Anordnungen nicht möglich. Vor allem in den Fellen, in denen mehrere Fremdkörper im Augeninneren verborgen sind, können mit den Anordnungen nach dem Stand der Technik zusätzliche Verletzungen an den verschiedenen Nervensystemen etc. verursacht werden.Previously known institutions, such as those from the German Patents 155 294, 743 502 and 935 626 have become known use one more or less pointed magnet, which in the latter case consists of individual with Ball-and-socket joints are made up of parts that are localized and only ferromagnetic Remove foreign objects from the eye. A location of foreign bodies is possible with these Arrangements not possible. Especially in the skins where there are several foreign bodies are hidden inside the eye, can with the arrangements according to the prior art additional injuries to the various nervous systems etc. are caused.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Anordnung zur Lokalisierung von metallischen Fremdkörpern im Augeninneren zu schaffen, die sicher und ohne nachhaltende Verletzung des Auges eingedrungene metallische Fremdkörper ortet und das Greifwerkzeug an ihn heranführt.The object of the invention is to provide an arrangement for localization of metallic foreign bodies inside the eye to create that safely and without lasting Injury to the eye locates any metallic foreign bodies and the gripping tool leads to him.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß aus einem Oszillator, einem Vorwiderstand und einer Sendespule mit geeigneter Windungszahl und Geometrie eine Feldsonde gebildet wird, der ein Verstärker, ein Gleichrichter und eine Anzeigeeinrichtung sowie gegebenenfalls eine Empfangsspule zugeordnet ist. Durch diese Maßnahmen ist dem Augenchirurgen ein Hilfsmittel in die Hand gegeben, das das Greifwerkzeug schnell und zuverlässig an eingedrungene metallische Fremdkörper führt und so die Operationsdauer wesentlich verkürzt.This object is achieved in that an oscillator, one Series resistor and a transmitter coil with a suitable number of turns and geometry Field probe is formed, which includes an amplifier, a rectifier and a display device and, if necessary, a receiving coil is assigned. Through these measures is given the eye surgeon an aid that the grasping tool quickly and reliably leads to penetrated metallic foreign bodies and thus the duration of the operation significantly shortened.

In Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß an den Spulen Feldleitmantelungen angeordnet sind. Durch diese blaß~ nahme wird vermieden, daß die Feldlinien der Spulen auf unerwünscht kurzem Wege geschlossen werden.In an embodiment of the invention it is proposed that on the coils Feldleitmantelungen are arranged. Through this pale ~ assumption will avoided that the field lines of the coils closed on an undesirably short path will.

Weiterhin ist vorgesehen, daß zur Verbesserung der Feldbündelung im Spuleninneren ganz oder teilweise magnetisch leitende Materialien, wie beispielsweise Ferritkerne, angeordnet sind.It is also provided that to improve the field bundling in the Coil interior wholly or partially magnetically conductive materials, such as Ferrite cores, are arranged.

Außerdem sieht die Erfindung vor, daß die Feldsonde mit den ihr zugeordneten Bauelementen an herkömmliche Greifwerkzeuge anbringbar ausgebildet ist. Durch diese Elaßnahme wird die Operationszeit wesentlich verkürzt, weil Ortung und Erfassung des Störkörpers mit einem einzigen Werkzeug in einem einzigen Arbeitsgang durchgeführt werden kann.In addition, the invention provides that the field probe with its associated Components is designed to be attachable to conventional gripping tools. Through this If it is omitted, the operation time is shortened considerably because it is located and recorded the disruptive body carried out with a single tool in a single operation can be.

Die Erfindung ist nachfolgend an Ausführungsbeispielen beschrieben und gezeichnet. Es zeigen: Fig. 1 ein Prinzipschaltbild der erfindungsgemäßen Anordnung nach dem beschriebenen Ausführungsbeispiel; Fig. 2 ein Prinzipschaltbild einer Variante ohne Empfangsspule; Fig. 3 eine Ausgestaltung einfacherer Ausführung für Falle, bei denen eine Groblokalisation genügt; Fig. 4 eine Ausgestaltung für die präzise Lokalisation mittels Sender und Empfänger; Fig. 5 eine Ausgestaltung in besonders schmaler Ausführung; Fig. 6 eine weitere Ausgestaltung gemäß Fig. 4 in besonders schmaler Ausführung; Fig. 7 eine Ausgestaltung gemäß Fig. 3 mit besonders langem Spulenkern und unsymmetrischer Spulenwicklung.The invention is described below using exemplary embodiments and drawn. 1 shows a basic circuit diagram of the arrangement according to the invention according to the described embodiment; 2 shows a basic circuit diagram of a variant without receiving coil; 3 shows an embodiment of a simpler design for a trap, where a rough localization is sufficient; Fig. 4 shows an embodiment for the precise Localization by means of transmitter and receiver; Fig. 5 shows an embodiment in particular narrow design; 6 shows a further embodiment according to FIG. 4 in particular narrow design; 7 shows an embodiment according to FIG. 3 with a particularly long Coil core and asymmetrical coil winding.

Die Lokalisierung und Entfernung von in das menschliche Auge eingedrungenen metallischen Fremdkörpern ist ein sehr häufiger klinischer Fall. Die bisher bekannten Mittel zur Ortung des Fremdkörpers bergen noch zu viele Fehlerquellen, so daß hier die erfindungsgemäße Feldsonde 100 vorteilhafte Abhilfe schafft.The location and removal of anything that has entered the human eye metallic foreign matter is a very common one clinical case. The previously known means for locating the foreign body still contain too many sources of error, so that the field probe 100 according to the invention provides an advantageous remedy here.

Wie die Figur 1 in einem Prinzipschaltbild zeigt, setzt sich die Erfindung aus einem Oszillator 10, einem Vorwiderstand 11, einer Sende- 12 und Empfangsspule 13, oder nur einer Sendespule 12, einem Verstärker 14, einem Gleichrichter 15 und einer Anzeigeeinrichtung 16 zusammen. Der Oszillator 10 erzeugt eine Sinusschwingung mit beispielsweise 1 S1z Frequenz. Dieses Signal wird über einen Vorwiderstand il an eine Sendespule 12 gegeben, wo sich im Außenraum der Spule 12 ein hochfrequentes Wechselfeld 19 bildet, dessen Geometrie und Feldgradientenverlauf ausschlaggebend von der Form bzw. Ausbildung der Sendespule 12 abhängt.As FIG. 1 shows in a basic circuit diagram, the invention continues from an oscillator 10, a series resistor 11, a transmitting 12 and receiving coil 13, or just a transmitter coil 12, an amplifier 14, a rectifier 15 and a display device 16 together. The oscillator 10 generates a sinusoidal oscillation with, for example, 1 S1z frequency. This signal is generated via a series resistor il given to a transmitter coil 12, where in the outer space of the coil 12 is a high-frequency Alternating field 19 forms, the geometry and field gradient course of which is decisive on the shape or design of the transmitter coil 12 depends.

Im Außenraum der Sendespule 12 ist eine Empfangsspule i3 angeordnet, wie die Fig. 4,' 5 und 6 in verschiedenen Ausführungsformen zeigen, deren EIF-Signale von einem Verstärker 14 verstärkt und in einem Gleichrichter 15 demoduliert werden.A receiving coil i3 is arranged in the outer space of the transmitting coil 12, as FIGS. 4, 5 and 6 show in different embodiments, their EIF signals amplified by an amplifier 14 and demodulated in a rectifier 15.

Die nachgeschaltete Anzeigeeinheit 16 zeigt nun das eingegangene Signal optisch oder akustisch an.The downstream display unit 16 now shows the incoming signal optically or acoustically.

Die Fig. 2 zeigt die Variante der vorbeschriebenen Ausführungsform, bei der keine Empfangsspule benützt wird, weil es beispielsweise auf die Linearität des Meßsignals nicht ankommt und weil die Geometrie der Sendespule bzw. deren Feldgradientenverlauf für die Lokalisation des Fremdkörpers ausreicht.Fig. 2 shows the variant of the embodiment described above, in which no receiving coil is used, because it has, for example, on the linearity of the measurement signal does not arrive and because the geometry of the transmitter coil or its field gradient curve is sufficient for the localization of the foreign body.

Dies wird vor allem in den Fällen empfehlenswert sein, in denen eine Lokalisation durch den Einschußkanal möglich ist. Hier werden die allerdings relativ kleinen Induktivitätsänderungen der Sendespule 12 bei Annäherung der Sonde 100 an den Störkörper 20 als Meßsignal verwendet. Der Vorwiderstand li ist dabei groß gegen den Wellenwiderstand ila auszulegen. Die Spannungsänderung an der Sendespule 12 ist dann ein Maß für die Änderung der Sendespuleninduktivität bei Annäherung an den Störkörper. Die in den Fig. 3 und 7 gezeigte entsprechende Bauform erlaubt beispielsweise eine Meßreichweite von etwa 6 bis 8 mm und gibt eine sehr präzise Lokalisation des Störkörpers, was vor allem in den Fällen wesentlich ist, in denen mehrere metallische Fremdkörper im Auge enthalten sind. Die Bauform gemäß Fig.- 7 erlaubt eine besonders schmale Ausführung der Sonde, da die Feldwicklung auf dem relativ langen (z. B.This is especially recommended in cases where a Localization through the bullet channel is possible. Here, however, they become relative small changes in inductance of the transmitter coil 12 when the probe 100 approaches the disruptive body 20 is used as a measurement signal. The series resistance li is large against to interpret the wave resistance ila. The change in voltage on the transmitter coil 12 is then a measure for that Change of the transmitter coil inductance at Approaching the disruptive body. The corresponding design shown in FIGS. 3 and 7 allows for example a measuring range of about 6 to 8 mm and gives a very precise localization of the disruptive body, which is particularly important in cases which contain several metallic foreign bodies in the eye. The design according to Fig.- 7 allows a particularly narrow design of the probe, since the field winding on the relatively long (e.g.

5 cm) Spulenkern an einer Stelle angebracht ist, die nicht ins Auge eingeführt werden muß. Die Spule kann dadurch viele Windungen haben, wodurch die HF-Feldstärke erhöht und die Empfindlichkeit verbessert wird. Den Vorteil einer präzisen Lokalisation weisen auch die in den Fig. 4 und 6 gezeigten Bauformen auf, wogegen die Bauform gemäß Fig. 5 vor allem in den Fällen von besonderem Vorteil ist, wo im gesamten Augeninneren, also sowohl im Glaskörperraum, als auch in der Vorkammer, dem Ciliarnervensystem, den Strudelgefäßen etc. nach dem Fremdkörper gesucht werden muß. Diese gezeigte Ausführungsform als auch die Ausführungsform nach Fig. 7 erlaubt die schmalste Ausbildung der Feldsonde 100, die etwa die Stärke bzw. den Durchmesser von 1 mm nicht oder nicht wesentlich überschreitet.5 cm) coil core is attached in a place that is not in the eye must be introduced. As a result, the coil can have many turns, which means that the RF field strength is increased and sensitivity is improved. The advantage of a The designs shown in FIGS. 4 and 6 also have precise localization, whereas the design according to FIG. 5 is of particular advantage, especially in those cases is where in the entire interior of the eye, i.e. both in the vitreous space and in the Atrial chamber, the ciliary nervous system, the vortex vessels, etc. for the foreign body must be sought. This embodiment shown as well as the embodiment according to Fig. 7 allows the narrowest design of the field probe 100, which is about the strength or does not exceed the diameter of 1 mm or does not significantly exceed it.

Sämtliche Ausführungsformen funktionieren jedoch im Prinzip gleich. Nähert sich die Sende- und Empfangsspulenkombination 12, 13 einem metallisch leitenden Körper 20, so werden an dessen Oberfläche Wirbelströme induziert, deren Eindringtiefe je nach Leitfähigkeit und Permeabilität des Körpers zwischen 10 bis lOOgtn beträgt. Dadurch aber werden die Feldlinien des hochfrequenten Wechselfeldes 19 der Sendespule 12 in diesem Raum durch die Feldlinien der Wirbelströme abgeschwächt bzw.However, all embodiments function in principle in the same way. If the transmitter and receiver coil combination 12, 13 approaches a metallically conductive one Body 20, eddy currents are induced on its surface, their penetration depth depending on the conductivity and permeability of the body between 10 and 100gtn. As a result, however, the field lines of the high-frequency alternating field 19 of the transmitter coil 12 weakened or weakened in this space by the field lines of the eddy currents.

verdrängt, wodurch der gesamte Feldlinienverlauf im Außenraum der Sendespule 12 verändert wird.displaced, whereby the entire course of the field lines in the outer space of the Transmission coil 12 is changed.

Da nun die Empfangsspule 13 eine konstante Windungsfläche umschließt, wird sich das Empfangssignal durch die Abschwächung bzw. Verdrängung der Feldlinien des Wechselfeldes 19 verändern.Since the receiving coil 13 now encloses a constant winding area, the received signal will be reduced by the attenuation or displacement the field lines of the alternating field 19 change.

Diese Veränderung ist um so größer, Je stärker der Feldgradient am Ort des metallischen Körpers 20 ist.This change is greater, the stronger the field gradient am Location of the metallic body 20 is.

Sucht man also mit einer der Ausführungsformen der vorbeschriebenen Feldsonde 100 im Augeninneren einen metallischen Fremdkörper, so wird das Signal der Spulen 12, 13 dann die stärkste Änderung gegenüber dem ungestörten Normalzustand aufweisen, wenn der Körper am Ort des stärksten Feldgradienten liegt. Da die Feld sonde 100 an jedem der bisher für diesen Zweck gebräuchlichen Greifersysteme angebracht werden kann, ist es nunmehr möglich, daß nahezu gleichzeitig mit der Ortung des Fremdkörpers, dieser auch sofort erfaßt und entfernt werden kann.So if you are looking with one of the embodiments of the above Field probe 100 has a metallic foreign body inside the eye, so the signal of the coils 12, 13 then the greatest change compared to the undisturbed normal state have when the body is at the location of the strongest field gradient. As the field probe 100 is attached to each of the gripper systems previously used for this purpose can be, it is now possible that almost simultaneously with the location of the Foreign body, which can also be captured and removed immediately.

Um kurzgeschlossene Feldlinien sicher zu vermeiden, wird außerdem vorgeschlagen, die Spulen 12, 13 mit einer Feldleitmantelung 17 zu versehen, die beispielsweise aus Kupferfolie besteht.In order to safely avoid short-circuited field lines, proposed to provide the coils 12, 13 with a field conductor jacket 17, which for example made of copper foil.

Um die Feldbündelung zu verbessern, werden zweckmäßigerweise im Spuleninneren Ferritkerne 18 angeordnet. Die vorgeschlagene Feldsonde kann in den Ausführungen nach Fig. 3, 4 und 6 so schmal ausgeführt werden, daß sie beispielsweise ein Maß von 2 mm nicht überschreitet. Dadurch ist es möglich, weitere Beschädigungen des Augenkörpers, dessen Nerven- und Muskelsysteme weitgehendst zu vermeiden.In order to improve the field bundling, it is expedient to use the inside of the coil Ferrite cores 18 arranged. The proposed field probe can be described in the remarks 3, 4 and 6 are made so narrow that they are, for example, a measure does not exceed 2 mm. This makes it possible to prevent further damage to the Eye body, its nervous and muscle systems to avoid as far as possible.

- Patentansprüche -- patent claims -

Claims

Claims 1 arrangement for the localization of metallic foreign bodies in the inside of the eye, in that it is not shown that it consists of an oscillator (10), a series resistor (11) and a transmitter coil (12) with a suitable number of turns and Geometry a field probe (100) is formed, which has an amplifier (14), a rectifier (15) and a display device (16) and, if necessary, a receiving coil (13) assigned.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that g e k e n n z e i c h -n e t that on the coils (12, 13) field conduction jackets (17) are arranged.

3. Arrangement according to claims 1 and 2, characterized g e -k e n n z e i c h n e t that magnetically conductive materials (18), such as ferrite cores, inside the coil o. Ä., Are arranged.

4. Arrangement according to claims 1 to 3, characterized g e -k e n n z e i c h e t that the field probe (110) with its associated components (13, 14, 15, 16) to conventional. Qreifwerkzeuge is designed attachable.

5. Arrangement according to claims t to 4, characterized g e -k e n n z e i c h n e t that the transmitter coil (12) forms one branch of a measuring bridge and one Approaching the foreign body (20) causes a change in the inductance of the transmitter coil, which detuned the bridge.

L e r s e i t e