DE69701324T2

DE69701324T2 - Vorrichtung und verfahren zur durchführung von chirurgischen stereotaktischen eingriffen

Info

Publication number: DE69701324T2
Application number: DE69701324T
Authority: DE
Inventors: L. Day; Ali Mowlai-Ashtiani
Original assignee: Schaerer Mayfield USA Inc
Current assignee: Schaerer Mayfield USA Inc
Priority date: 1996-04-26
Filing date: 1997-04-25
Publication date: 2000-06-08
Anticipated expiration: 2017-04-26
Also published as: EP0895461B1; JP2000510716A; AU2974697A; EP0895461A2; DE69701324D1; CA2252889A1; WO1997040764A3; WO1997040764A2; US5891157A

Description

Bereich der Erfindung

Diese Erfindung betrifft im allgemeinen ein Gerät zur Werkzeugunterstützung und insbesondere ein Gerät zur Werkzeugunterstützung zur Verwendung bei einem stereotaktischen Verfahren.

Hintergrund der Erfindung

Während der 1970er Jahre wurden radiologische Bildgebungssysteme entwickelt, um Chirurgen dabei zu helfen, den inneren Zustand eines Patienten detailreicher festzustellen. Insbesondere wurden CAT-Systeme (computerassistierte Tomographiesysteme) entwickelt, um Bilder zu verbessern, die aus Daten generiert wurden, die während eines radiologischen Abtastens eines Patienten erzeugt wurden. Der Patient wird in einem Gestell gelagert, und eine Strahlungsquelle und Strahlungsdetektoren werden einander gegenüberliegend angeordnet, damit sie um einen Teil des Körpers des Patienten gedreht werden können. Die durch die Strahlungsdetektoren erzeugten Daten werden durch einen Computer verwendet, um radiographische Bilder oder "Scheiben" der Körperposition zu erzeugen, um einem Arzt deutlich verbesserte Ansichten durch den interessierenden Bereich zu geben.
Spätere radiographische Bildgebungssysteme umfaßten Kernspinbildgebung (magnetic resonance imaging (MRI)) und Positronenemissionstomographie (PET), die Bilder mittels Energiequellen erzeugen, die keine Röntgenstrahlung oder ähnliches verwenden. Diese Vorrichtungen sind nützlich, weil sie unterschiedliche oder zusätzliche Information über Organe oder Gewebe als CAT- Abtastbilder liefern. In dieser Anmeldung bezieht sich der Begriff "Abtaster" auf Bildgebungsvorrichtungen, unabhängig von der zur Erzeugung der Bilder verwendeten Technik.
Die Chirurgie kann eingesetzt werden, um im Körper eines Patienten befindliche Anomalien zu untersuchen, zu reparieren oder zu entfernen. Der einzige Zugang auf den Körper, der einem Chirur gen vor dem Eingriff normalerweise zur Verfügung steht, erfolgt über Bilder, die am Ort einer Läsion oder Verletzung im Gehirn oder einem anderen Teil des Körpers erzeugt wurden. Außerdem ist es häufig kritisch, einen geeigneten Pfad durch das Gehirn oder den Körper zu bestimmen, um auf diesen Ort zugreifen zu können, um Schaden für das Zwischengewebe zu minimieren. Somit kann das Identifizieren des Pfads zu dem Ort nahezu so kritisch sein wie das Identifizieren des Orts selbst, und es wurden Systeme entwickelt, die beispielsweise in einer Operationsfolge abgetastete Patientendaten zu einem späteren Zeitpunkt und an einem anderen Ort verwenden können.
Derartige stereotaktische Systeme müssen zunächst die abgetasteten Daten an den Patienten anpassen oder gleichzeitig registrieren. Die gleichzeitige Registrierung ist ein Verfahren, durch das ein Computer mit den Bilddaten verbundene Referenzsignale an Referenzen (Referenzbauteile), die mit dem Körper des Patienten verbunden sind, anpaßt. Die Bildreferenzen werden typischerweise durch eine Maus und einen Cursor ausgewählt, um auf einem dargestellten Bild Punkte zu identifizieren, die auf der Haut des Patienten liegen. Ein Gelenkarm und ein Prüffinger werden mit dem Computer verbunden, um Koordinatendaten für Punkte außerhalb des Computers bereitzustellen. Benutzt man den Arm und den Prüffinger, wählt der Benutzer Punkte auf dem Patienten aus, die den ausgewählten Bildreferenzen entsprechen, und der Computer führt ein Programm aus, das die entsprechenden Punkte zuordnet. Nachdem eine ausreichende Anzahl von Punkten (normalerweise mindestens acht) ausgewählt wurden, kann der Computer den Punkt in den dargestellten Bildern identifizieren, der der Stellung des Prüffingers in der Nähe des Patientenkopfs entspricht. Ein derartiges System wird durch die Firma Radionics in Brookline, Massachusetts hergestellt und wird mit seinem Produktnamen The Operating Arm bezeichnet.
Ein derartiges System beliefert den Chirurgen mit "Navigations"- Information, d. h., der Chirurg kann den Prüffinger an einen bestimmten Ort auf oder in dem Patientenkörper bringen, und dieser Ort kann auf dem dargestellten Bild identifiziert werden. Auf diese Weise kann der Chirurg Bereiche auf dem dargestellten Bild betrachten und ihre Nähe zum Prüffinger bestimmen. Somit kann der Chirurg das chirurgische Annähern an ein Ziel bestätigen. Derartige Systeme, die einen invasiven Schädelring oder einen nicht invasiven Prüffingerhalter verwenden, können ein stabilisiertes Bild des chirurgischen Pfads vor dem Durchführen des chirurgischen Verfahrens lokalisieren, projizieren und darstellen.
Die obigen Systeme wurden ursprünglich entworfen, um die Schädelchirurgie zu erleichtern, und daher sind der Gelenkarm und der nicht invasive Prüffingerhalter mit einer Schädelklemme verbunden, in der der Patientenkopf befestigt ist. Während sich ein derartiges System für viele neurochirurgische Verfahren als ausreichend erwiesen hat, hat sich gezeigt, daß die physikalische Anordnung der Ausrüstung einige Beschränkungen aufweist. Beispielsweise sorgen der sich von einer Seite der Schädelklemme erstreckende Gelenkarm und Meßfühlerhalter für einen hervorragenden Zugriff auf den oberen Teil des Schädels. Wenn sich der interessierende Bereich jedoch zu den unteren Teilen des Schädels und den oberen Teilen der Wirbelsäule hin erstreckt, wird der Orientierungsbereich des Gelenkarms an seinen ausgedehnteren Stellen kleiner und beschränkter. Ferner ist es bei bekannten Systemen so, daß wenn der Arm des Prüffingers und Werkzeughalters von seiner Stütze her freitragend ist und sich nach außen zu seinen längeren Positionen hin erstreckt, er weniger starr wird und bei unbedachten Stößen oder Schlägen der Bewegung und Stellungsänderungen unterliegt.
Das US Patent 5 080 662 offenbart eine wirbelsäulen-stereotaktische Vorrichtung zum Ausrichten eines Stechwerkzeugs auf ein bestimmtes Ziel in einem Patienten. Ein Paar Führungsschienen ist an einer rechteckigen Grundplatte befestigt. Ein Paar Stützsäulen ist gleitend mit einem Ende jeweils einer der Führungsschienen verbunden, um eine Gleitbewegung entlang von diesen zu erlauben. Horizontale Gleitstäbe verbinden die Stützsäulen miteinander an den entgegengesetzten Enden und tragen gleitend einen Rotator. Es werden Zielvorrichtungen bereitgestellt, um die Stützsäulen, den Rotator und den Transfergleiter so anzuordnen, daß der Werkzeugführer ein Stechwerkzeug immer zu dem bestimmten Ziel leitet. Ein Röntgengerät und -platten mit einem Fadenkreuz und einer kleinen Kugel oder einem Punkt von röntgenstrahlundurchlässigem Material werden verwendet, um die Vorrichtung in den Y- und Z-Richtungen bezüglich eines Zielpunkts im Patientenkörper auszurichten. Danach werden das Röntgengerät und die -platten mit dem Fadenkreuz und der kleinen Kugel oder dem Punkt verwendet, um die Vorrichtung in der X-Richtung auszurichten. Hierbei wird ein Werkzeug mit dem bestimmten Ziel in dem Patientenkörper ausgerichtet, und danach kann das Werkzeug entlang eines Bogens bewegt werden, ohne daß es seinen Schnittpunkt mit dem Ziel im Patientenkörper verliert. Der Bogen wird somit verwendet, um unterschiedliche Eintrittspunkte für das Werkzeug bereitzustellen, nachdem die Vorrichtung an dem Patientenkörper ausgerichtet ist. Somit stellt der Bogen einen Bewegungspfad im wesentlichen senkrecht zum Patientenhalter, also zur Grundplatte, bereit.
Das US Patent 5 080 662 offenbart keinen Meßfühlerhalter mit einem beweglichen Ausrichtungselement, um einen Prüffinger in einer festen Stellung zu halten oder in einer Art und Weise, die eine Neuorientierung des Prüffingers gestattet, und wobei dasselbe Ausrichtungselement ferner für die Einführung eines chirurgischen Elements zu dem Ziel im Patientenkörper während des chirurgischen Eingriffs verwendet wird.
Die Fadenkreuze und die Kugeln in den Platten des US Patents 5 080 662 werden für die spezielle Ausrichtung mit einem getrennten, speziell abgenommenen, Stechwerkzeug wie etwa einer Kanüle verwendet. Die Fadenkreuze richten einen Teil des Pfads von dem Prüffinger oder dem chirurgischen Werkzeug zu dem Ziel im Patientenkörper aus.
Die WO 96/10368 zeigt ein Gerät für neurochirurgische stereotaktische Verfahren. Dieses Gerät umfaßt einen Prüffingerhalterkragen und einen starren versetzten Arm. Der versetzte Arm endet in einer Schwenkverbindung, von der sich ein einstellbarer Arm her erstreckt. Von einer Schwenkverbindung am Ende des ersten einstellbaren Arms erstreckt sich ein weiterer einstellbarer Arm.
Der zweite einstellbare Arm endet in einem Prüffingerhalter, der mit einer Transferplatte, einem Kugel-Hülsenmechanismus und einer Einstellungswand versehen ist. Somit wird ein starrer, einstellbarer Arm bereitgestellt, durch den der Meßfühlerhalter und Bedienungsbauteile um einen Patientenkopf herum manövriert werden können und dann wahlweisse in einer Stellung für die Pfadermittlung, das Führen chirurgischer Geräte oder das Anhaften des Halbkreissystems, eingerastet.
Es besteht daher ein Bedürfnis nach einem System zur Werkzeugunterstützung, das einen größeren Bewegungsbereich hat, vorzugsweise einstellbar ist, vorzugsweise einen Transport für den Gelenkarm und den Prüffinger bereitgestellt und unabhängig von seiner Stellung und Ausrichtung sehr stabil ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung stellt ein Gerät zur Werkzeugunterstützung bereit, das es erlaubt, daß der Gelenkarm und der Prüffinger zu jedem Ort bezüglich des Patienten hin bewegt werden kann.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Gerät zur Werkzeugunterstützung bereit, das eine sehr stabile Plattform für stereotaktische Verfahren unabhängig von der Stellung und Ausrichtung des Unterstützungssystems bereitstellt.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Gerät zur Werkzeugunterstützung bereit, das es erlaubt, daß stereotaktische Verfahren bezüglich jedes Teils des Patientenkörpers ausgeführt werden können. Um die zuvor genannten Aufgaben der Erfindung zu lösen, wird ein Gerät zur Werkzeugunterstützung mit den Eigenschaften der Ansprüche 1 und 17 definiert.
Gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung wird ein Gerät zur Unterstützung bezüglich eines Patientenhalters an mindestens zwei voneinander beabstandeten Orten verbunden. Ein Werkzeughalter ist mit dem Gerät zur Unterstützung verbunden und ist ausgelegt, ein Werkzeug an Einer wahlweisen Stellung bezüglich des Patienten aufzunehmen. Der Werkzeughalter ist anpaßbar, um das Werkzeug in einer ausgewählten Ausrichtung an der ausgewählten Stellung zu halten, wodurch ein Pfad zwischen der ausgewählten Stellung und einem Zielpunkt in einem Patienten definiert wird. Indem das Gerät zur Unterstützung an den beiden voneinander beabstandeten Orten verbunden wird, hat der Werkzeughalter den Vorteil, daß er eine sehr stabile Plattform bereitstellt, von der aus stereotaktische Verfahren ausgeführt werden können.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist das Gerät zur Unterstützung auch ausgelegt, ein Ende eines Gelenkarms und Meßfühlers, die in den stereotaktischen Verfahren verwendet werden, zu stützen. Ferner ist das Gerät zur Unterstützung seitlich an Seitenschienen eines den Patienten tragenden Tischs abgestützt. Ferner ist das Gerät zur Unterstützung mit dem Gelenkarm und dem Prüffinger und dem Probenhalter zu unterschiedlichen Orten hin entlang den Seitenschienen beweglich. Daher können der Gelenkarm, Prüffinger und Probenhalter in die Nähe jedes Teils des Patientenkörpers gebracht werden. Daher hat dieser Aspekt der Erfindung den Vorteil, daß das stereotaktische Gerät und die stereotaktischen Verfahren bezüglich jedes Teils des Patientenkörpers eingesetzt werden können.
Diese und weitere Vorteile eines Systems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung können unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen und die beigefügte ausführliche Beschreibung erläutert werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine schematische Perspektivansicht der Bauteile einer Ausführungsform einer Werkzeugunterstützung für ein stereotaktisches System gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist eine Draufsicht auf ein Bauteil des in Fig. 1 dargestellten Systems zur Werkzeugunterstützung.
Fig. 3 ist ein Aufriß einer zweiten Ausführungsform einer Werkzeugunterstützung für ein stereotaktisches System gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung von oben.
Fig. 4 ist eine Seitenansicht, die eine Klammer zum Anbringen eines Basisträgers für einen Gelenkarm auf einem Retraktorhalter (einer Einzieherstütze) darstellt,
Fig. 5 ist ein Aufriß, der einen Schraubenpositionierungsrahmen für ein stereotaktisches System gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung darstellt.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Ein gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung gebautes neurochirurgisches stereotaktisches System 10 ist in Fig. 1 gezeigt. Das System umfaßt ein Bilddarstellungsuntersystem 12, einen Gelenkarm und Prüffinger 18, und ein System zur Werkzeugunterstützung 16. Das Bilddarstellungsuntersystem 12 stellt Bilder aus Bilddaten dar, die durch einen Abtaster erzeugt wurden, oder aus Daten, die aus derartigen Daten interpoliert wurden. Das Untersystem 12 akzeptiert einen Bedienerinput für die Auswahl von Referenzpunkten, nimmt Koordinatendaten von dem Gelenkarm und Prüffinger auf und registriert ausgewählte Referenzpunkte auf einem Patientenkopf 13 gleichzeitig mit den ausgewählten Referenzpunkten für die radiologischen Bilder für den Patienten, so daß die Stellung des Prüffingers und ein Pfad zu einem ausgewählten Ziel hin dargestellt werden können. Das Untersystem 12 stellt außerdem ein Bild des Arms und Prüffingers 18 dar, so daß der Betrieb des Arms und Prüffingers überprüft werden kann.
Der Gelenkarm und Prüffinger 18 sorgt für räumliche Daten, um das Untersystem 12 mittels einer Verschlüsseler-Schnittstelle 20 darzustellen. Die räumlichen Daten werden vorzugsweise durch optische Verschlüsseler 22 dargestellt, auch wenn andere Bauteile, die räumliche Koordinatendaten erzeugen, verwendet werden können. Neben den durch den Arm und den Prüffinger 18 zum Lokalisieren der Prüffingerstellung bereitgestellten Daten ist der Prüffinger 24 drehbar in dem Kragen 26 an einem distalen Ende des Gelenkarms 28 angebracht und stellt Daten zur Drehung bezüglich seiner Längsachse bereit. Eine Drehung des Prüffingers 24 sorgt für eine Drehung des auf dem Untersystem 12 dargestellten Bilds, wie unten ausführlicher beschrieben wird.
Das System zur Werkzeugunterstützung 16 stabilisiert den Prüffinger 24, wenn ihn ein Chirurg entlang des Patientenkopfs 13 führt. Das Unterstützungssystem 16 umfaßt ferner unten ausführlicher beschriebene Bauteile, die es erlauben, daß der Prüffinger in der Stellung verrastet, und daß diese Stellung verwendet werden kann, um chirurgische Elemente auf ein ausgewähltes Ziel hinzuführen. Das Unterstützungssystem 16 umfaßt ferner ebenfalls unten ausführlicher beschriebene Bauteile, die verwendet werden können, um mehrere Eintrittspunkte für einen chirurgischen Pfad zu einem Ziel in dem Patienten bereitzustellen. Diese Bauteile versorgen einen Chirurgen mit dem nötigen Vertrauen, daß jede durch das System bereitgestellte Prüffingerstellung auf das ausgewählte Ziel oder die Ziele hin gerichtet ist.
Das radiologische Darstellungsuntersystem 12 umfaßt einen Computer 30, mit dem ein hochauflösender Graphikmonitor 32, eine Maus 34, ein Fußpedal 36, eine Tastatur 38 und ein Bandlaufwerk 40 gekoppelt sind. Der Computer 30 kann zusätzlich ein 3,5 Inch- Diskettenlaufwerk oder ähnliches und ein digital audio tape (DAT)-Laufwerk oder ähnliches umfassen. Das Bandlaufwerk 40, Diskettenlaufwerk und das DAT-Laufwerk können verwendet werden, um dem Computer 30 radiologische Bilddaten zuzuführen. Diese Bandlaufwerke können auch verwendet werden, um durch den Computer 30 erzeugte Daten zu speichern oder um die Software zu erneuern ("upzudaten"), die auf dem Computer 30 arbeitet. Der Computer 30 kann außerdem unter Verwendung herkömmlicher Techniken mit einem Computernetz wie Ethernet gekoppelt werden. Ein derartiges Netzwerk kann verwendet werden, um radiologische Bilddaten, Software oder diagnostische Dienste zuzuführen.
Vorzugsweise ist der Bildschirm 32 ein Multi-ScanHG Trinitron superfine pitch resolution Monitor von der Firma Sony Corporation of America. Vorzugsweise ist der Computer 30 ein Dell 450 DE/2 DGX, der von Dell Computers in Houston, Texas hergestellt wird. Das bevorzugte Bandlaufwerk 40 zum Lesen der Bildabtastdaten ist ein 9-Spur-Bandlaufwerk, das durch Overland Data in San Diego, Californien hergestellt wird. Die Verschlüsselerschnittstelle 20 und der Gelenkarm und Prüffinger 18 werden durch Immersion Human Interface Corp. in San Francisco, Californien, hergestellt.
Vorzugsweise führt der Computer 30 das "ATLAS"-Programm aus, das durch die Nomos Corporation in Pittsburgh, Pennsylvania entwickelt wurde. Das "ATLAS"-Programm ist ein Computerprogramm, das radiologische Bilder aus radiologischen Abtastdaten darstellt, die durch die Bänder bereitgestellt werden, und das Daten interpoliert, um zusätzliche Ansichten bereitzustellen, die in den radiologischen Abtastdaten nicht zur Verfügung stehen. Das "ATLAS"-Programm der bevorzugten Ausführungsform wurde abgeändert, damit es Daten von dem Gelenkarm und dem Prüffinger 18 über die Verschlüsselerschnittstelle 20 aufnehmen kann. Das Programm wird geladen, indem das Betriebssystem auf den Computern 30 verwendet wird, das bei der bevorzugten Ausführungsform das Microsoft Disk Operating System (MS-DOS) ist. Das "ATLAS"- Programm umfaßt seine eigenen Hochniveau-Eingabe-Ausgabe- Routinen und andere Computerresourcenfunktionen, so daß das "ATLAS"-Programm die Niedrigniveau-Eingabe-Ausgabe-Operation des Betriebssystems des Computers 30 verwendet. Bei den bevorzugten Ausführungsformen ist der Computer 30 auch mit einer Telefonschnittstelle versehen, so daß Software und andere Unterstützungsfunktionen (wie für Diagnostik) von einem entfernten Ort über das Telefon bereitgestellt werden können.
Der Gelenkarm und Prüffinger 18 ist an einer chirurgischen Schädelklemme 46 angebracht, die an einem Operationstisch 48 (der von bekannter Art sein kann) befestigt ist. Der Basisträger 50 (Fig. 1) ist mit Anbringungskränzen 51, 52 in bekannter Weise unter Verwendung einer (nicht gezeigten) Schraube verbunden, die sich mittig durch die Kränze 51, 52 erstreckt und mit ihrem Gewinde in den Verbinder 54 der chirurgischen Schädelklemme 46 führt. Der Basisträger 50 wird an dem Kranz 51 vorzugsweise durch Allenschrauben 53 oder ähnliches angebracht. Vorzugsweise verwenden die aufeinander passenden Oberflächen des Kranzes 51 und des Trägers 50 Schlüssel 55, so daß es nur eine mögliche Ausrichtung des Basisträgers 50 gibt. Diese Eigenschaft ist wichtig, wenn die Referenzpunktgenauigkeit erhalten werden soll, wenn der sterile Basisträger und der chirurgisch drapierte Arm verwendet werden, wie unten ausführlicher besprochen. Der Basisträger 50 umfaßt außerdem einen verrastbaren Riegel 56 für die Klemme 60, die einen Anbringungsschaft 62 an einem Ende des Gelenkarms 28 hält. Der Basisträger 50 umfaßt ferner an seinem zweiten Ende eine hohle rohrförmige Erstreckung 58, um den Prüffinger 24 zu halten.
Der Gelenkarm 28 umfaßt den Anbringungsschaft 62 und zwei Armglieder 64. Verbindungsglieder 68 verbinden den Anbringungsschaft 62 und die Armglieder 64, um den Gelenkarm 28 zu bilden. Bei jeder Verbindung ist eine Drehung in zwei zueinander senkrechten Ebenen möglich, um für jeden Arm zwei Freiheitsgrade zu ermöglichen. Die Stellung jedes Armglieds relativ zu seiner zugehörigen Verbindung wird vorzugsweise durch optische Verschlüsseler 22 bereitgestellt, die an jeder Verbindung mit dem Arm in zueinander rechtwinkliger Beziehung verbunden sind. Die Drehbewegung des Prüffingers 24 wird durch den Computer 30 dazu verwendet, die dem Chirurgen auf dem Bildschirm des Monitors 32 dargestellten radiographischen Bilder zu drehen. Von einem anderen Ende des Gelenkarms 28 erstreckt sich ein Schnittstellenkabel 72, das an einer Verschlüsselerschnittstelle 20 endet. Die Verschlüsselerschnittstelle 20 wandelt die Daten von den sechs optischen Verschlüsselern 22 des Gelenkarms 28 in Daten bezüglich der gedrehten Stellung (Winkeldaten) für den Computer 30 um.
Das Bandlaufwerk 40 kann verwendet werden, um den Computer 30 mit Bildabtastdaten zu versorgen. Die meisten Bildabtaster speichern Bilddaten, die durch Abtasten erzeugt wurden, indem sie es auf magnetischen Medien wie einem Neun-Spurband 74 ablegen. Dieses Band kann dann durch ein Bandlaufwerk 40 gelesen werden und dem Computer 30 zugeführt werden, der die Daten auf einem anderen magnetischen Medium wie einem Festplattenlaufwerk ablegt. Die von dem in das Laufwerk 40 eingelegten Band gelesenen Daten können verwendet werden, wie sie durch den Abtaster erzeugt wurden. Jeder Abtasterhersteller kann die Daten jedoch unterschiedlich formatieren. Vorzugsweise werden die durch die unterschiedlichen Arten von Abtastern erzeugten Bilddaten in ein Standard format umgewandelt, bevor sie auf den inneren magnetischen Medien des Computers 30 abgelegt werden. Indem man dies macht, benötigt das Bilddarstellungsprogramm, das auf dem Computer 30 läuft, nicht unterschiedliche Module oder Routinen für jedes Format, um die Daten von unterschiedlichen Abtastern zu verwenden.
Im allgemeinen umfassen durch einen Abtaster erzeugte Daten Bilddaten und Nicht-Bilddaten. Nicht-Bilddaten umfassen die Definition von Parametern wie dem Patientennamen, dem Datum, der Patientenstellung, der Ausrichtung des Abtasters, den Abtastparametern und anderen Bildgebungsdetails, die jedem der zahlreichen Abtasthersteller eigen sind. Die bevorzugte Ausführungsform des auf dem Computer 30 laufenden Programms zieht die allen Abtastherstellern gemeinsamen Grunddatenpunkte heraus und speichert sie mit den Bilddatendateien in einer Kennwortwertdatei. Die Kennwortwertdatei umfaßt eine Liste von Kennwörtern, die jeweils jedes Datenfeld und den Wert dieses Felds identifizieren. Beispielsweise folgt einem Datenfeldidentifizierer für den Patientennamen die Datendarstellung des Patientennamens für eine Reihenabtastung. Diese Dateien sind vorzugsweise für den Menschen zu Zwecken der Systemanalyse lesbar, weil auf sie normalerweise nicht durch den Benutzer zugegriffen wird.
Wie wohlbekannt ist, umfassen Bilddaten normalerweise numerische Daten, die einen Grauwert oder einen anderen Helligkeits-/Kontrastwert, wie etwa Hounsfieldeinheiten, die zum Erzeugen von Bildern verwendet werden, repräsentieren. Die numerischen Werte können komprimiert werden oder als ganze oder reelle Zahlen ausgedrückt werden. Die bevorzugte Ausführungsform des auf dem Computer 30 laufenden Programms dekomprimiert alle komprimierten Werte und wandelt alle numerischen Daten in Ganzzahlendaten um. Diese Daten werden dann in Bilddatendateien gespeichert. Diese Dateien werden auf die Platte in hierarchischer Struktur geschrieben, die die Patientendaten voneinander trennt und die Bildstudien und Bildserien für jeden Patienten voneinander trennt.
Das Fußpedal 36, die Maus 34 und die Tastatur 38 können durch einen Benutzer verwendet werden, um eine Eingabe in den Computer 30 vorzunehmen. Beispielsweise kann die Maus 34 verwendet werden, um einen Cursor auf dem Bildschirm des Monitors 32 zu manipulieren, um verschiedene Optionen auszuwählen, wie unten ausführlicher beschrieben. Als weiteres Beispiel kann das Fußpedal 36 durch den Chirurgen benutzt werden, um die Auswahl von Referenzen auf einen Patienten zu aktivieren. Bei dar bevorzugten Ausführungsform umfaßt das in dem Computer 30 laufende Bilddarstellungsprogramm eine Graphik-Benutzerschnittstelle (GUI, graphics user interface), eine Eingabe- Ausgabe (I/O, input/output)-Bibliothek, ein Gelenkarm-Schnittstellenprogramm und eine Anzahl von Anwendungsmodulen. Die GUI- Schnittstelle steuert die Darstellung von Daten und Menüs auf dem Bildschirm des Monitors 32. Die Eingabe-Ausgabe-Bibliotheksroutinen führen zahlreiche Eingabe- und Ausgabefunktionen wie das Lesen von Bilddaten aus dem Bandlaufwerk 40 aus. Die Gelenkarm-Schnittstelle sorgt für das Menü und die Referenzwahlpunkte, die auf der Unterseite des Bildschirms des Monitors 32 der bevorzugten Ausführungsform des in Fig. 1 gezeigten Untersystems 12 dargestellt werden. Schließlich führen die Anwendungsmodule Software aus, um Transformationsoperationen auszuführen, um Daten für die Bilder zu interpolieren und die Bilddaten beispielsweise gleichzeitig mit den ausgewählten Patientenreferenzen zu speichern.
Fig. 1 stellt eine Ausführungsform des Systems zur Werkzeugunterstützung 16 dar, bei dem der Gelenkarm und Prüffinger 18 an den Patienten gekoppelt sind, um die Ermittlung des chirurgischen Pfads und dessen Auswahl zu ermöglichen. Ein Gerät zum Unterstützen, vorzugsweise ein haloartiger ringförmiger Retraktorhalter 78, der von der Firma Ohio Medical Instrument Company in Cincinnati, Ohio kommerziell erhältlich ist, umfaßt einen beweglichen halbkreisförmigen Ringabschnitt 80, der schwenkbar mit einem festen halbkreisförmigen Ringabschnitt 82 verbunden ist. Der feste Ringabschnitt 82 hat Stützarme 84, die schwenkbar an einem Ende der Trägerstangen 86 angebracht sind. Die anderen Enden der Trägerstangen 86 sind in Klemmen 88 angebracht, die ihrerseits an den Füßen der Schädelklemme 46 befestigt sind, die den Patientenkopf 13 stützt. Die festen und beweglichen Abschnitte 80, 82 haben einander berührende Umfangspfade oder -vertiefungen 90, die vorzugsweise als Schwalbenschwanzkanal ausgebildet sind.
Ein Werkzeughalter wie eine Ausrichtungskugel und eine Hülsen- bzw. Pfannenanbringung 93 hat einen Block 94, der in den Vertiefungen 90 des Retraktorhalters 78 angebracht ist. Der Block 94 trägt ferner einen Ring 96, an dem ein Ausrichtungselement, vorzugsweise eine Ausrichtungskuppel 98 und eine Hülse bzw. Pfanne 100 angebracht sind. Die Ausrichtungskugel 98 hat eine Bohrung 103, die so geformt ist, daß sie das Ende des Prüffingers 24 aufnimmt. Somit wird der Prüffinger 24 in die Ausrichtungskugel 98 eingeführt, und der Prüffinger 24 und die Kugel 98 werden zusammen bezüglich des Patientenkopfs 13 bewegt.
Hat der Chirurg, basierend auf Informationen, die durch das auf dem Bildschirm 32 dargestellte radiologische Bild bereitgestellt werden, eine bestimmte Ausrichtung ausgewählt, werden die sich durch die Hülse 100 erstreckenden Schrauben 102 angezogen, um eine Klemme zu bilden, die die Ausrichtungskugel 98 an der Stelle hält. Ein (nicht gezeigter) chirurgischer Instrumentenkranz bekannter Art kann dann in die Bohrung 103 der Ausrichtungskugel 98 eingeführt werden, um es zu ermöglichen, daß ein Bohrer oder ein anderes Instrument 105 (schemenhaft gezeigt) durch den Instrumentenkranz eingeführt werden kann, um den Schädel des Patienten zu öffnen. Ein Biopsieinstrument kann ebenfalls durch den Kranz in den Zielbereich eingeführt werden. Somit werden unter Verwendung des in Fig. 1 dargestellten Systems 16 zur Werkzeugunterstützung stereotaktische chirurgische Verfahren ohne die Verwendung eines invasiven Schädelrings durchgeführt. Außerdem können, wenn man den bekannten Retraktor-Halterring 78 verwendet, die Ausrichtungskugel 98 und die Hülse 100 über einem gewünschten Bereich des Schädels angeordnet werden. Ferner, weil der Retraktorhalter 78 zwei seitliche Abstützungen 84, 86, 88 hat, sorgt er für eine starre und stabile Abstützung der Ausrichtungskugel 98 und der dadurch hindurchgeführten chirurgischen Instrumente, wodurch das Potential der Position und/oder die Ausrichtung der Ausrichtungskugel 98 minimiert wird, die sich bezüglich des Patientenkopfs 13 ändert.
Fig. 2 stellt die Ausrichtungskugel und die Hülsenanbringung 92 ausführlicher dar. Der Anbringungsblock 94 hat einen Schwalbenschwanz 25, der so geformt ist, daß er in den Vertiefungen 90 gleitet. Eine Befestigungsschraube 104 klemmt den Anbringungsblock 94 in einer gewünschten Umfangsstellung bezüglich des Retraktorhalters 78 fest. Der Anbringungsblock 94 hat ferner ein durchgeführtes Loch, um ein Ende einer ersten Stange 106 aufzunehmen. Das eine Ende der Stange 106 wird in dem Anbringungsblock 94 durch die Befestigungsschraube 108 festgeklemmt. Das andere Ende der Stange ist mit einem Ende der Stange 110 durch die Befestigungsschraube 112 verbunden, die sich durch das Ende der Stange 110 erstreckt und mit ihrem Gewinde in das andere Ende der Stange 106 eingreift. Daher kann die Stange 110 im Winkel bezüglich der Stange 106 eingestellt werden und anschließend in der Stellung mit der Schraube 112 verrastet werden. Das andere Ende der Stange 110 ist mit dem Ring 96 verbunden. Vorzugshalber sind die Ausrichtungskugel 98 und die Hülse 100 mittig auf einer Transferplatte 114 befestigt, die mit dem Ring 96 in bekannter Weise verbunden ist. Alternativ können die Transferplatten 114 und der Ring 96 als einheitliche Struktur hergestellt werden. Ferner kann die Anbringung 92 an dem Retraktorhalter 78 in der in Fig. 1 gezeigten Stellung befestigt werden, oder sie kann umgedreht werden, um sich unterhalb des Retraktorhalters 78 zu erstrecken.
Fig. 3 stellt eine andere Ausführungsform des Systems 16 zur Werkzeugunterstützung dar. Bei dieser Ausführungsform ist der Retraktorhalter 78 gleitbar an Schienen 120 eines Tischs oder einer anderen Patientenhalterung 48 befestigt. Vorzugsweise erstrecken sich die Schienen 120 in Längsrichtung entlang jeder Seite des Patientenhalters 48. Seitenschienenanschlußstücke 124, die kommerziell von Ohio Medical Instrument Company, Inc. in Cincinnati, Ohio erhältlich sind, sind so angepaßt, daß sie über die Gleitschienen 120 passen und bezüglich diesen gleiten. Die Seitenschienenanschlußstücke 124 haben entsprechende erste Befestigungsschrauben 126, um die Anschlußstücke an einem gewünsch ten Ort entlang der Seitenschienen festzuschrauben. Jedes der Anschlußstücke 124 hat ferner eine Bohrung 128, die so geformt ist, daß sie gleitend ein erstes Ende einer der Stangen 130 aufnimmt. Zweite Befestigungsschrauben 132 werden verwendet, um die Stangen 130 in einer Stellung festzuhalten, in der der Retraktorhalter 78 bezüglich des Patienten 133, wie er schemenhaft gezeigt ist, auf der gewünschten Höhe gehalten wird. Die anderen Enden der Stangen 130 werden gleitend über Arme 134 befestigt, die sich seitlich von dem Retraktorhalter 78 weg erstrecken. Befestigungsschrauben 136 werden verwendet, um den Retraktorhalter 78 in der gewünschten Seiten-auf-Seiten-Stellung bezüglich des Patienten zu halten. Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform des Systems 16 zur Werkzeugunterstützung erlaubt es, daß der Retraktorhalter 78 an jeden gewünschten Ort bezüglich des Patienten gebracht werden kann. Jedoch ist es, um die Möglichkeit des Durchführens der zuvor beschriebenen stereotaktischen Verfahren bereitzustellen, außerdem notwendig, für einen Transport des Gelenkarms und Prüffingers 18 zu sorgen (Fig. 1).
Unter Bezug auf Fig. 4 hat eine Gelenkarmbasis-Halteklammer 138 einen Befestigungsblock 140 mit einem Schwalbenschwanzvorstand 142 an einem Ende, der so geformt ist, daß er in den Vertiefungen 90 des Retraktorhalters 78 gleiten kann. Eine Befestigungsschraube 144 wird verwendet, um die Basis-Halteklammer 138 in der gewünschten Umfangsstellung auf dem Retraktorhalter 78 zu halten. Der Anbringungsblock 140 hat an seinem anderen Ende einander gegenüberliegende Verbindungselemente mit einem mit einem Gewinde versehenen mittig angeordneten Durchführungsloch 148. Jedes der Verbindungselemente 146 hat einen "starburst" oder einen Ring mit Zähnen, der so geformt ist, daß er zu dem Ring mit Zähnen an dem Ende des Kranzes 52 (Fig. 1) paßt, der mit der Schädelklemme 46 verbunden ist. Es soll angemerkt werden, daß die Basis-Halteklammer 138 in der in Fig. 4 dargestellten Stellung befestigt werden kann, oder in einer umgedrehten Stellung, in der sich die Gegenbohrungen 146 oberhalb des Schwalbenschwanzvorsprungs 142 erstrecken. Der Kranz 52 wird in die gewünschte Gegenbohrung 146 eingeführt, und eine (nicht gezeigte) zentral angeordnete Schraube erstreckt sich vom distalen Ende des Kranzes 52 in das Loch 148 mit Windungen, wodurch der Kranz 52 an dem Retraktorhalter 78 befestigt wird. Danach wird der Basisträger 50 mit den in Fig. 1 gezeigten Schrauben 53 an dem Kranz 52 befestigt. Mit dem in Fig. 3 dargestellten Gerät ist der Gelenkarm und die Prüffingereinheit 18 bezüglich des Retraktorhalters 78 in jede Längsstellung bezüglich des Patienten beweglich. Somit können stereotaktische Verfahren an jeder Körperstelle um den Schädel herum durchgeführt werden, entlang der Wirbelsäule oder in den Bereichen der Beine des Patienten. Demzufolge können die stereotaktischen Verfahren bezüglich jedes Teils der Anatomie des Patienten verwendet werden.
Das System 16 zur Werkzeugunterstützung von Fig. 3 ist insbesondere zur Verwendung von stereotaktischen Verfahren bei der Wirbelsäulenchirurgie nützlich. Ein derartiges chirurgisches Verfahren ist es, die C1- und C2-Wirbel miteinander zu verbinden. Bei diesem Verfahren werden in den Transartikularbereich der beiden Wirbel Schrauben eingebracht. Derartige Schrauben sind auch als Transartikular- oder PARS-Schrauben bekannt. Dieses Verfahren verwendet einen Werkzeughalter wie einen Schraubenausrichtungsrahmen 150, der ausführlich in Fig. 5 dargestellt ist. Der Schraubenausrichtungsrahmen 150 hat einen Anbringungsblock 152 mit einem Schwalbenschwanz 154, der so geformt ist, daß er in die Vertiefungen 90 des Retraktorhalters 78 eingreift und in diesen gleitet. Eine Befestigungsschraube 156 wird verwendet, um den Ausrichtungsrahmen 150 in der gewünschten Umfangsstellung auf dem Retraktorhalter 78 zu befestigen. Ein Ende einer ersten Stützstange 159 erstreckt sich durch eine Bohrung in dem Anbringungsblock 152. Eine Befestigungsschraube 158 wird verwendet, um die erste Stange 159 in dem Anbringungsblock 152 zu befestigen. Ein Ende einer zweiten Stützstange 160 wird mit dem anderen Ende der ersten Stützstange 159 verbunden. Die aufeinander treffenden Enden der Stützstangen 159, 160 werden durch eine Befestigungsschraube 162 zusammengehalten, und die Stützstangen 159, 160 können so eingestellt werden, daß sie unterschiedliche Winkelstellungen bezüglich zueinander haben. Das andere Ende der zweiten Stange 160 ist mit einer Ausrichtungsvorrichtung 164 verbunden.
Die Ausrichtungsvorrichtung 164 hat feste Arme 166, die jeweils Nuten 168 aufweisen, die an dazu passende Nuten 170 angrenzen, die in beweglichen Armen 172 angeordnet sind, von denen ein Ende aufgehängt ist, so daß es unter Bezug auf die festen Arme 166 schwenkt. Ausrichtungskugeln 174 sind in den Nuten 168, 170 angeordnet. Die Nuten können im Querschnitt bogenförmig sein, V- förmig oder jedes andere Profil haben, das dazu beiträgt, die Kugeln 174 zwischen den Armen 166, 172 zu halten. Wenn die Befestigungsschrauben 176 gelockert werden, können sich die Ausrichtungskugeln entlang den Nuten 168, 170 frei bewegen und auch in unterschiedlichen Ausrichtungen in den Nuten schwenken. Die Ausrichtungskugeln 174 haben jeweils mittig angeordnete Bohrungen 178, die so bemessen sind, daß sie den Prüffinger 24 (Fig. 1) aufnehmen können. Jede der Kugeln 174 hat ferner einen ersten Schlitz 180, der sich von einem Ende der Bohrung 178 quer über die Kugel erstreckt und von einem entgegengesetzten Ende der Bohrung 178 längs entlang eines wesentlichen Teils der Bohrung 178. Jede der Kugeln hat einen zweiten Schlitz 182, der im allgemeinen senkrecht zu dem ersten Schlitz 180 steht und sich quer durch die Ausrichtungskugel und längs über eine wesentliche Länge der Bohrung 178 erstreckt.
Beim Gebrauch wird der Positionierrahmen 150 in dem Retraktorhalter 78 befestigt. Der Positionierrahmen 150 und der Retraktorhalter 78 werden dann im allgemeinen so positioniert, daß der Ausrichtungsrahmen im wesentlichen bezüglich der C1- und C2- Wirbel in seiner gewünschten Stellung ist. Nachdem der Gelenkarm und der Prüffinger 18 unter Verwendung der Ausrichtungshülse 58 (Fig. 1) initialisiert wurden, wird der Prüffinger in die mittige Bohrung 178 einer der Ausrichtungskugeln 174 eingeführt. Unter Verwendung der abgetasteten Daten und des bekannten stereotaktischen Geräts, wie es zuvor im allgemeinen beschrieben wurde, wird der Prüffinger 24 und die eine der Ausrichtungskugeln 174 ferner so manipuliert, bis der Prüffinger in einer gewünschten Richtung durch den Transartikularbereich der beiden Wirbel zeigt. Diese gewünschte Richtung stellt den gewünschten Pfad für eine der Schrauben dar. Wenn der gewünschte Pfad identifiziert ist, wird eine Befestigungsschraube 176, die mit der einen, den Prüffinger 24 enthaltenden Ausrichtungskugel verbunden ist, an gezogen, bis die eine der Ausrichtungskugel in der gewünschten Stellung und Ausrichtung befestigt ist. Der Prüffinger wird dann entfernt und in die andere der Ausrichtungskugeln 174 eingeführt. Das Positionier- und Ausrichtungsverfahren wird wiederholt, bis der Prüffinger in eine Richtung ausgerichtet ist, so daß seine Längsachse kollinear mit dem gewünschten Pfad der zweiten Schraube ist; und die Befestigungsschraube 178 die mit der den Prüffinger 24 enthaltenden anderen Ausrichtungskugel 174 verbunden ist, wird angezogen, um die Ausrichtungskugel 174 in ihrer gewünschten Stellung und Ausrichtung zu befestigen.
Danach werden (nicht gezeigte) bekannte Führungen durch die mittigen Bohrungen 178 der Ausrichtungskugeln 174 geführt, und die Befestigungsschrauben 176 werden weiter angezogen, um die Führungen fest in den entsprechenden Ausrichtungskugeln 174 zu halten. Durch eine der Führungen wird ein Bohrer eingeführt, und das gewünschte Loch für eine der Schrauben wird durch die beiden Wirbel gebohrt. Der Bohrer wird in der Ausrichtungskugel und bei den Wirbeln in seiner Stellung gehalten, während ein zweiter Bohrer mit der anderen der Führungen verwendet wird, um ein zweites Loch durch die beiden Wirbel zu bohren. Daher erlaubt es die Positioniervorrichtung 150, wenn sie zusammen mit bekannten stereotaktischen Verfahren verwendet wird, die gewünschten Pfade für die Schrauben exakt bezüglich der gebrochenen Wirbel zu bestimmen. Ferner bleiben die beiden Wirbel nach dem Bohren des ersten Lochs sicher in ihrer Stellung, während das zweite Loch gebohrt wird, wenn der Bohrer in seiner Stellung gehalten wird. Mit dem Positionierrahmen 150 können die Schrauben während des gesamten Verfahrens der Reparatur der gebrochenen Wirbel in ihrer genau gewünschten Ausrichtung gehalten werden.

Claims

1. Gerät zur Werkzeugunterstützung zum Gebrauch während eines sterotaktischen Verfahrens, das an einem Patienten durchgeführt wird, der durch einen Patientenhalter (46, 48) gestützt wird, mit:

a) einem Paar von beabstandeten Stangen (86, 86), die mit dem Patientenhalter (46, 48) verbunden sind und sich von diesem aufwärts erstrecken,

b) einem haloartigen ringförmigen Halter (78), der starr durch die oberen Enden der beabstandeten Stangen (86, 86) gestützt wird, wobei die Stangen (86, 86) den haloartigen ringförmigen Halter (78) auf einer erwünschten Höhe oberhalb des Patientenhalters (46, 48) halten und der eine Umkreisschiene (90) umfaßt, die sich um den Halter (78) herum erstreckt, wobei der haloartige ringförmige Halter (78) und die Umkreisschiene darin einen Bearbeitungsplatz bestimmen;

c) einem Werkzeughalter (92) mit ersten und zweiten Enden;

d) einem Trageelement (94), das an einem ersten Ende des Werkzeughalters (92) angeordnet ist, und einem ersten Ausrichtungselement (98), das an einem zweiten Ende des Werkzeughalters (92) angeordnet ist, wobei das erste Ausrichtungselement (98, 100) ausgelegt ist, ein Werkzeug (24) aufzunehmen und wahlweise bezüglich des haloartigen ringförmigen Halters (78) drehbar zu sein, um die Orientierung des ersten Ausrichtungselements (98, 100) zu ändern, ohne seine Stellung bezüglich des Patienten zu ändern, wodurch das aufgenommene Werkzeug (24) entlang eines Sichtlinienpfads, der auf ein Ziel in dem Patienten gerichtet ist, ausgerichtet wird;

e) einer ersten Klemme (104), die an dem Trageelement (94) angebracht ist und so eingestellt werden kann, daß sie das erste Ausrichtungselement (98, 100) wahlweise an einem gewünschten Ort festklemmen kann; und

f) wobei das erste Ende des Werkzeughalters (92) mit der Umkreisschiene (90) in Eingriff steht, um eine Bewegung des Werkzeughalters (92) entlang der Schiene (90) in eine gewünschte Stellung zu ermöglichen, um so das erste Ausrichtungselement (98, 100) in einer gewünschten Stellung in dem Bearbeitungsplatz anzuordnen, um die Befestigung des ersten Ausrichtungselements (98, 100) auf stabile Weise und in einer gewünschten Stellung bezüglich des Patienten zu erleichtern.

2. Das Gerät zur Werkzeugunterstützung nach Anspruch 1, wobei das erste Ausrichtungselement (98) in einem Ring (96) angeordnet ist, der an dem zweiten Ende des Werkzeughalters (92) angeordnet ist, wobei das erste Ausrichtungselement (98, 100) bezüglich des Rings (96) verrastbar ist, und wobei

die erste Klemme (104) an dem Trageelement (94) angebracht ist und so betätigt werden kann, daß sie wahlweise das erste Ende des Werkzeughalters (92) an einer gewünschten Stelle verrastet.

3. Gerät zur Werkzeugunterstützung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die oberen Enden der Stangen (86, 86) schwenkbar mit dem haloartigen ringförmigen Halter (78) verbunden sind.

4. Gerät zur Werkzeugunterstützung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Stangen (86, 86) bezüglich des Patientenhalters an ausgewählten Stellen entlang der Länge der Stangen (86, 86) verbunden sind.

5. Gerät zur Werkzeugunterstützung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Patientenhalter eine Schädelklemme (46) umfaßt und die Stangen (86, 86) an der Schädelklemme angebracht sind.

6. Gerät zur Werkzeugunterstützung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Patientenhalter einen Tisch (48) umfaßt und die Stangen (86, 86) bezüglich des Tischs befestigt sind.

7. Gerät zur Werkzeugunterstützung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Tisch eine Seitenschiene umfaßt, die sich entlang jeder Seite des Tischs längs erstreckt, und wobei eine der Stangen (86, 86) an einer der Seitenschienen befestigt ist.

8. Gerät zur Werkzeugunterstützung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Werkzeughalter (92) ferner umfaßt:

eine das Trageelement bildende Klammer (94) mit einem Ende, das zu dem Pfad (90) auf dem haloartigen ringförmigen Halter (78) paßt und mit diesem verbindbar ist, wobei die Klammer (94) beweglich ist und bezüglich des Pfads an einer ausgewählten Stelle bezüglich des Patienten verrastbar ist.

9. Gerät zur Werkzeugunterstützung nach Anspruch 8, wobei die Klammer umfaßt:

einen ersten Schaft (106), dessen eines Ende abstimmbar mit dem haloartigen ringförmigen Halter (78) verbunden ist; und

einen zweiten Schaft (110), dessen eines Ende drehbar und wahlweise verrastbar mit einem entgegengesetzten Ende des ersten Schafts (106) verbunden ist, um es zu ermöglichen, daß der zweite Schaft bezüglich des ersten Schafts in einem Winkel ausgerichtet ist, wodurch der Werkzeughalter wahlweise in eine gewünschte Stellung bewegt wird, indem die Stellung der ersten und zweiten Schäfte eingestellt wird.

10. Gerät zur Werkzeugunterstützung nach Anspruch 9, wobei die Klammer (94) ferner ein an dem haloartigen ringförmigen Halter (78) angebrachtes Glied umfaßt und eine Bohrung hat, um das eine Ende des ersten Schafts drehbar aufzunehmen, um es zu ermöglichen, daß sich eine ausgewählte Länge des ersten Schafts mit wahlweisem Winkel durch die Klemme erstreckt.

11. Gerät zur Werkzeugunterstützung nach Anspruch 10, wobei der Werkzeughalter (92) ferner aufweist:

ein zweites Ausrichtungselement (174), das ausgelegt ist, ein Werkzeug aufzunehmen; und

eine zweite Klemme (176), die bezüglich des zweiten Ausrichtungselements zum Verrasten des zweiten Ausrichtungselements in einer ausgewählten Stellung angeordnet ist.

12. Gerät zur Werkzeugunterstützung nach Anspruch 11, wobei die ersten und zweiten Klammern erste bzw. zweite Pfade (168) umfassen, um die ersten bzw. zweiten Ausrichtungselemente (174) aufzunehmen, wobei sie es jedem der Ausrichtungselemente ermöglichen, die Stellung zueinander zu ändern.

13. Gerät zur Werkzeugunterstützung nach Anspruch 12, wobei die ersten und zweiten Ausrichtungselemente (174) von im ganzen kugelförmiger Form sind und eine sich im Durchmesser dadurch erstreckende Bohrung haben.

14. Gerät zur Werkzeugunterstützung nach Anspruch 13, wobei die ersten und zweiten Ausrichtungselemente (174) sich in ihren ersten bzw. zweiten Pfaden (168) drehen.

15. Gerät zur Werkzeugunterstützung nach Anspruch 1 oder 2, umfassend eine zweite Klammer (138), deren eines Ende (142) bezüglich des Geräts zur Unterstützung angebracht ist.

16. Gerät zur Werkzeugunterstützung nach Anspruch 15, wobei das gegenüberliegende Ende der zweiten Klammer (138) ein Verbindungselement (146) hat, das ausgelegt ist, ein Verbindungselement einer Trägerbasis (50) aufzunehmen, die mit dem einen Ende des Gelenkarms verbunden ist.