DE69919157T2 - Interaktives und rechnerunterstüztes chirurgisches system - Google Patents

Interaktives und rechnerunterstüztes chirurgisches system Download PDF

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Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft computerunterstützte Chirurgiesysteme. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein interaktives computerunterstütztes Chirurgiesystem. Ein System gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus der US-A-5 715 836 bekannt.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Computerunterstützte Chirurgiesysteme werden benutzt, um Ärzten während einer chirurgischen Prozedur zu helfen. Anfänglich stellten diese Systeme nur Status und Daten über den physischen Zustand des Patienten dar. Schließlich entstanden computerunterstützte Chirurgiesysteme, die Echtzeit-Interaktion zwischen den chirurgischen Prozeduren und den dargestellten Computerdaten ermöglichen. In den letzten Jahren begannen computerunterstützte Chirurgiesysteme, computererzeugte Modelle der interessierenden anatomischen Strukturen darzustellen, um dem Chirurgen bei der Visualisierung der gerade durchgeführten chirurgischen Prozedur zu helfen.
  • So ein System wurde von Willie WILLIAMSON, Jr. im US-Patent Nr. 5,769,092, erteilt am 23. Juni 1998, beschrieben. In diesem Patent lehrt Williamson ein computerunterstütztes System zur Hilfe bei Durchführung einer Hüftaustausches. Das System ermöglicht es dem Chirurgen, mit dreidimensionalen Modellen der relevanten Knochen zu interagieren, um eine geeignete Austauschstrategie auszuwählen. Ein erster Nachteil des Systems von Williamson ist, dass es keine Erfassung der interessierenden anatomischen Strukturen gibt, und daher müssen diese anatomischen Strukturen geeignet immobilisiert werden, um die Interaktion zwischen den Strukturen und einem Roboterarm zu visualisieren. Die Immobilisierung der anatomischen Strukturen macht die intraoperative Raumplanung schwierig, da keine Versuchsbewegungen an den immobilisierten Strukturen durchgeführt werden können. Weiterhin werden nur die Bewegungen des Roboterarms auf dem Displaymonitor wiedergegeben, und die Interaktion wird nur auf zweidimensionalen Bildern der anatomischen Strukturen durchgeführt. Schließlich ermöglicht das System von Williamson keine Visualisierung von transparenten dreidimensionalen Modellen der anatomischen Strukturen.
  • Im US-Patent Nr. 5,682,886, erteilt am 4. November 1997, schlagen Scott L. DELP et al. ein computerunterstütztes Chirurgiesystem vor, das einige Nachteile des Systems von Williamson überwindet. Delp lehrt die Interaktion eines chirurgischen Werkzeugs mit dreidimensionalen Modellen der interessierenden anatomischen Strukturen. Das System von Delp ermöglicht aber keine Echtzeit-Aktualisierung der Positionen sowohl des chirurgischen Werkzeug als auch der dreidimensionalen Modelle. Weiterhin erfordert der Erfassungsprozess viele Eingaben seitens des Chirurgen. Ein weiterer Nachteil des Systems von Delp ist, dass die dreidimensionalen Modelle nicht teiltransparent auf dem Displaymonitor erscheinen. Daher verdecken die anatomischen Strukturen möglicherweise die Sicht auf das Werkzeug, je nach der Relativposition des Werkzeugs und der anatomischen Strukturen, oder das Werkzeug wird dem dreidimensionalen Modell möglicherweise einfach überlagert, was für teilweise Verdeckung der Strukturen sorgt. Wie oben in Bezug auf das System von Williamson erörtert, ermöglicht das System von Delp keine intraoperative Raumplanung.
  • Daher sind ein verbessertes computerunterstütztes Chirurgiesystem und -verfahren wünschenswert.
  • AUFGABEN DER ERFINDUNG
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein von den oben erwähnten Nachteilen des Standes der Technik freies computerunterstütztes Chirurgiesystem bereitzustellen.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein computerunterstütztes Chirurgiesystem bereitzustellen, das Echtzeiterfassung eines chirurgischen Werkzeugs in transparenten dreidimensionalen Modellen von anatomischen Strukturen ermöglicht.
  • Noch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein computerunterstütztes Chirurgiesystem bereitzustellen, das Echtzeitdarstellung der Relativpositionen von transparenten dreidimensionalen Modellen von anatomischen Strukturen und eines chirurgischen Werkzeugs ermöglicht.
  • KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Insbesondere wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein interaktives Chirurgiesystem zum Unterstützen eines Chirurgen bezüglich mindestens einer anatomischen Struktur gemäß Anspruch 1 bereitgestellt.
  • Weitere Aufgaben, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich noch deutlicher aus der folgenden nicht einschränkenden Beschreibung ihrer bevorzugten Ausführungsformen, die nur anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gegeben wird.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • In den beigefügten Zeichnungen sind:
  • 1 ein Blockdiagramm eines interaktiven computerunterstützen Chirurgiesystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 eine schematische Perspektivansicht eines chirurgischen Werkzeugs und eines menschlichen Knies mit daran befestigten Referenzklemmen;
  • 3 eine schematische Ansicht des interaktiven computerunterstützen Chirurgiesystems von 1 ohne das Positionserfassungssystem;
  • 4 ein Bildschirmbild, das verschiedene Blickwinkel von dreidimensionalen Modellen von mit dem System von 1 dargestellten anatomischen Strukturen zeigt; und
  • 5 ein Bildschirmbild, das die Interaktion zwischen dreidimensionalen Modellen einer anatomischen Struktur und eines chirurgischen Werkzeugs zeigt, wie mit dem System von 1 dargestellt.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Unter Hinwendung zu 1 der beigefügten Zeichnungen wird nun ein interaktives computerunterstützes Chirurgiesystem 10 zur Durchführung einer chirurgischen Prozedur an anatomischen Strukturen beschrieben.
  • Das System 10 umfasst einen Computer 12 mit einem Speicher (nicht gezeigt), eine Speichervorrichtung 14 und eine Benutzerschnittstelle 15. Die Benutzerschnittstelle 15 enthält Eingabeeinrichtungen 16, eine Ausgabeeinrichtung in Form eines Displaymonitors 18, ein chirurgisches Werkzeug 20 und ein Positionserfassungssystem 22.
  • Die Speichereinrichtung 14 wird benutzt, um dreidimensionale Modelle des chirurgischen Werkzeugs 20 und der anatomischen Strukturen zu speichern, in diesem Fall in Form eines Femurs 24 und einer Tibia 26 (siehe 2), an denen eine chirurgische Prozedur durchzuführen ist. Die Speichereinrichtung 14 kann irgendeine dem Fachmann bekannte Form annehmen: ein Festplattenlaufwerk, ein Plattenlaufwerk, ein CD-ROM-Laufwerk, Speicher eines weiteren Computers etc. Die Speichereinrichtung 14 kann über konventionelle Peripherieverbinder wie zum Beispiel Kabel oder eine Infrarotverbindung direkt mit dem Computer 12 verbunden oder über ein Computernetzwerk wie zum Beispiel das Internet mit dem Computer 12 fernverbunden werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung haben die Eingabeeinrichtungen 16 die Form einer Tastatur und einer Maus. Die Eingabeeinrichtungen 16 ermöglichen es dem Benutzer, Befehle in den Computer 12 einzugeben, um zum Beispiel Displayoptionen auszuwählen. Obwohl das System 10 mit zwei Eingabeeinrichtungen 16 beschrieben wird, kann man auch nur eine verwenden. Die Eingabeeinrichtungen 16 können auch andere Formen annehmen, wie zum Beispiel einen Berührungsbildschirm oder ein Spracherkennungssystem.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung mit einem Displaymonitor als Ausgabeeinrichtung 18 beschrieben wird, kann sich der Fachmann ein ähnliches System ausdenken, das eine andere Art von Ausgabeeinrichtung 18 verwendet, wie zum Beispiel dreidimensionale Displaybrillen.
  • Das chirurgische Werkzeug 20 kann zum Beispiel eine Ahle, ein Schraubendreher zum Einsetzen zum Beispiel eines künstlichen Ligaments oder irgendein bei chirurgischen Prozeduren benutztes Werkzeug sein.
  • Unter kurzer Hinwendung zu 2 der beigefügten Zeichnungen wird nun das Positionserfassungssystem 22 detaillierter beschrieben. Das Positionserfassungssystem 22 enthält eine Positionserfassungseinrichtung in Form einer Videokamera (nicht gezeigt), die über konventionelle Verbinder mit dem Computer 12 verbunden ist, und Referenzklemmen 28 und 30, die jeweils an Femur 24 und Tibia 26 des Patienten befestigt sind. Positionserfassungssysteme sollten dem Fachmann bekannt sein und werden daher jetzt nur kurz beschrieben.
  • Die Referenzklemmen 28 und 30 enthalten gebogene Stangen 32, 34 und Referenzeinheiten 36 und 38, die an ihren jeweiligen Stangen 32 und 34 befestigt sind. Die Referenzeinheiten 36 und 38 haben unterschiedliche Formen, so dass sie vom Computer 12 unterschieden werden können. Jede Referenzklemme 28 und 30 enthält außerdem Befestigungsbügel 40 (nur einer gezeigt), um die Referenzklemmen mittels kleiner chirurgischer Schrauben 42 (nur zwei gezeigt) geeignet an der Tibia 24 und dem Femur 26 zu befestigen.
  • Ähnlich ist eine Referenzeinheit 42 über eine gebogene Stange 44 durch Schweißen am chirurgischen Werkzeug 20 befestigt. Man beachte, dass die Referenzeinheit 42 alternativ einen Befestigungsbügel enthalten kann, um die Referenzeinheit 42 an anderen chirurgischen Werkzeugen zu befestigen.
  • Es wird nun der Betrieb des Positionserfassungssystems 22 beschrieben. Die Kamera wird zur Erfassung und Übertragung des Bildes der Referenzeinheiten 36, 38 und 42 während der chirurgischen Prozedur an den Computer 12 benutzt. Ein Erfassungsalgorithmus, der eine konventionelle Erfassungsmethode enthält, wird benutzt, um das Echtzeit-Bild in eine Relativposition zwischen jeder der Referenzeinheiten 36, 38 und 42 umzuwandeln. Da dem Computer 12 die Positionen, Formen und Größe jeder Referenzeinheit 36, 38 und 42 bekannt sind, kann die Relativposition des chirurgischen Werkzeugs 20 in Bezug auf die anatomischen Strukturen 24 und 26 berechnet werden.
  • Das Positionserfassungssystem 22 kann außerdem einen dedizierten Prozessor (nicht gezeigt) enthalten, der die Relativpositionen der Referenzeinheiten 36, 38 und 42 und/oder die Relativpositionen des chirurgischen Werkzeugs 20 und der anatomischen Strukturen 24 und 26 bestimmen kann, bevor diese Informationen zum Computer 12 gesendet werden.
  • Andere bekannte Positionserfassungssysteme wie zum Beispiel ein magnetisches Positionserfassungssystem können ebenfalls verwendet werden. In so einem System wird die Kamera vorteilhaft durch einen Magnetfeldsensor ersetzt, und die Referenzeinheiten werden vorteilhaft durch Magnetfelderzeugungseinrichtungen ersetzt.
  • Man beachte, dass es vorteilhaft sein kann, eine Verbindung zwischen dem chirurgischen Werkzeug 20 und dem Positionserfassungssystem 22 vorzusehen, wenn manche Positionserfassungssysteme 22 verwendet werden.
  • Außerdem beachte man, dass, wenn das chirurgische Werkzeug 20 bewegte Teile enthält, an all diesen bewegten Teilen individuelle Referenzeinheiten befestigt werden müssen, um die Darstellung der Relativpositionen zu ermöglichen.
  • Unter Hinwendung zu 3, 4 und 5 der beigefügten Zeichnungen werden nun die allgemeinen Merkmale eines computerunterstützten chirurgischen Verfahrens gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • Der erste Schritt des Verfahrens ist, den Computer 12 mit dreidimensionalen Modellen von Tibia 24, Femur 26 und chirurgischem Werkzeug 20 zu versorgen. Diese Modelle werden von der Speichereinrichtung 14 zum Computerspeicher übertragen. Die dreidimensionalen Modelle könnten zum Beispiel aus zweidimensionalen Schnittbildern der interessierenden anatomischen Strukturen unter Verwendung von dreidimensionalen Rekonstruktionssystemen erhalten worden sein. Dreidimensionale Rekonstruktionssysteme sollten dem Fachmann bekannt sein und werden daher nicht näher beschrieben. Man kann auch andere Mittel verwenden, um dreidimensionale Modelle der anatomischen Strukturen und der chirurgischen Werkzeuge zu erzeugen. Die Schnittbilder können zum Beispiel durch Abtasten der anatomischen Strukturen mit einem CT- oder einem MRI-Abtastgerät erhalten werden.
  • Der zweite Schritt ist, die chirurgischen Werkzeuge 20 und die Referenzklemmen 28 und 30 zu kalibrieren. Dies wird zum Beispiel mittels des Computers 12 durchgeführt, mittels Durchführung von Transformationen erstens von der Referenzeinheit 42 zur Spitze des chirurgischen Werkzeugs 20 und zweitens durch Wählen von Referenzpunkten auf den dreidimensionalen Modellen der anatomischen Strukturen 24, 26 und durch Identifizieren der entsprechenden Stellen auf den anatomischen Strukturen 24, 26. Natürlich kann man auch andere Kalibrierungsprotokolle verwenden.
  • Während der chirurgischen Prozedur erfasst zuerst das Positionserfassungssystem 22 die Positionen und Orientierungen der Referenzeinheiten 36, 38 und 42 im Koordinatensystem des Positionserfassungssystems (dargestellt durch die Achsen X, Y und Z in 2). Danach werden die Orientierungen und Positionen des chirurgischen Werkzeugs 20, der Tibia 24 und des Femurs 26 in virtuelle Orientierungen und Positionen im Bezugssystem der dreidimensionalen Modelle transformiert, dargestellt durch die Achsen X', Y' und Z' in 3. Die dreidimensionalen Modelle des Werkzeugs 20 und der anatomischen Strukturen 24, 26, in 3 bis 5 mit 20', 24' und 26' bezeichnet, werden dann in ihren neuen Orientierungen und an ihren neuen Positionen im Computer-Bezugssystem auf dem Displaymonitor 18 wiedergegeben.
  • Der Erfassungsprozess mittels des Positionserfassungssystems 22 und die Regenerierung der Bilder auf dem Displaymonitor 18 werden schnell genug durchgeführt, um Echtzeitdarstellung und Interaktion mit den dreidimensionalen Modellen 24' und 26' zu ermöglichen. Man sagt, die Darstellung ist in Echtzeit, da die Bewegung der Modelle als kontinuierlich wahrgenommen wird, ohne Flackereffekt und mit den Bewegungen der anatomischen Strukturen 24, 26 und des chirurgischen Werkzeugs 20 synchronisiert.
  • Der Computer 12 ist dazu programmiert, eine Visualisierung der anatomischen Strukturen 24', 26' und der chirurgischen Werkzeuge 20' zu ermöglichen, wie man sie aus unterschiedlichen Blickwinkeln sehen würde. 4 der beigefügten Zeichnungen zeigt vier solche Ansichten, die gleichzeitig auf dem Displaymonitor 18 dargestellt werden können. Die unterschiedlichen Blickwinkel können mittels der Eingabeeinrichtungen 16 ausgewählt werden.
  • Der Computer 12 ist außerdem dazu programmiert, die anatomischen Strukturen 24', 26' als transluzente (teiltransparente) Objekte darzustellen. Der Chirurg kann die Interaktion zwischen dem chirurgischen Werkzeug 20 und den anatomischen Strukturen 24', 26' daher stets visualisieren, da das chirurgische Werkzeug 20 nie durch die anatomischen Strukturen 24', 26' verdeckt wird. Softwareprogramme, die Visualisierung von Transluzenz und Visualisierung von dreidimensionalen Objekten aus unterschiedlichen Blickwinkeln ermöglichen, sollten dem Fachmann bekannt sein und werden daher nicht näher beschrieben.
  • Um weitere Merkmale des Verfahrens der vorliegenden Erfindung zu veranschaulichen, wird nun ein Verfahren zur Planung des Einsetzens eines chirurgischen Implantats, während der Patient unter Sedation steht, unter Verwendung des Systems 10 beschrieben. Das zur Veranschaulichung des Verfahrens gewählte Verfahren ist der Austausch des Anterior Cruciate Ligaments (ACL) des Knies durch ein künstliches Ligament.
  • Auf Kniechirurgie spezialisierten Chirurgen ist bekannt, dass das künstliche Ligament, das den Femur mit der Tibia verbindet, derart anzuordnen ist, dass es eine Isometrie-Randbedingung einhält. Das vorliegende System ermöglicht es, ein virtuelles Ligament 50 virtuell zu positionieren, um so eine Randbedingung vor der chirurgischen Prozedur zu beurteilen.
  • Der Chirurg benutzt das chirurgische Werkzeug 20 in Form einer Ahle, um auf der Tibia 24 und dem Femur 26 des Patienten die zwei Punkte 46 und 48 zu identifizieren, an denen er das künstliche Ligament platzieren zu müssen glaubt. Aus diesen zwei Punkten wird vom Computer 12 ein virtuelles Modell des Ligaments 50 erzeugt und mit dem Modellen der Tibia 24' und des Femur 26' auf dem Monitor 18 dargestellt (man beachte, dass der oben beschriebene Kalibrierungsschritt vor der Planung der Prozedur durchgeführt werden muss). Wie sich aus der Beschreibung des folgenden Beispiels ergibt, macht die Planungs-Prozedur von dem Merkmalen des oben beschriebenen Systems und Verfahrens Gebrauch.
  • Der Chirurg beugt dann das Knie des Patienten, um einen Satz von Positionsmessungen zu erhalten. Wie oben beschrieben wurde, werden die Positionen der Tibia 24 und des Femur 26 mittels des Computers 12 bestimmt und als Tibia 24' und Femur 26' auf dem Monitor 18 dargestellt.
  • In Übereinstimmung mit diesen Positionen berechnet der Computer 12 den Abstand zwischen den zwei spezifizierten Punkten bei unterschiedlichen Beugewinkeln. Danach wird eine Meldung auf dem Monitor 18 dargestellt, die dem Chirurgen mitteilt, ob die Isometrie-Randbedingung eingehalten wird oder nicht. Wenn die Randbedingung nicht innerhalb einer vorher spezifizierten Toleranz ist, kann der Chirurg die vorgeschlagene Position des künstlichen Ligaments ändern und eine weitere Beinbeugung durchführen, um die Isometrie zu prüfen. Sobald eine Position für befriedigend befunden wird, kann der Chirurg das System 10 benutzen, um die chirurgische Prozedur durchzuführen. Insbesondere kann der Chirurg die Positionen der zwei Punkte 46 und 48 auf den auf dem Monitor dargestellten dreidimensionalen Computermodellen visualisieren, um ihn zu leiten, während er die Löcher bohrt, die zur Befestigung des künstlichen Ligaments 50 verwendet werden.
  • Unter Hinwendung zu 5 der beigefügten Zeichnungen werden nun weitere Merkmale des Systems und Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • 5 veranschaulicht die Verwendung des interaktiven computerunterstützten Chirurgiesystems 10 zur Durchführung einer chirurgischen Prozedur an einem Lendenwirbel 52.
  • Man erkennt in 5 vier verschiedene Ansichten 60, 62, 64 und 66 der dreidimensionalen Modelle eines Lendenwirbels 52 und des chirurgischen Werkzeugs 20. In diesem Beispiel hat das chirurgische Werkzeug die Form eines Schraubendrehers.
  • Wieder ermöglicht es der Gebrauch von Transparenz zur Darstellung des dreidimensionalen Modell der anatomischen Struktur, hier in Form eines Lendenwirbels 52, dem Chirurgen, die Spitze des chirurgischen Werkzeugs 20' zu visualisieren, obwohl es in einen der Hohlräume des Lendenwirbels 52 eingeführt ist.
  • Zusätzlich zur Auswahl von unterschiedlichen Blickwinkeln und gleichzeitiger Darstellung der dreidimensionalen Modelle in Übereinstimmung mit diesen Ansichten unter Verwendung der Eingabeeinrichtung 16 kann der Chirurg außerdem Schnittebenen (siehe Line 54 und 56 in der Ansicht 66 von 5) auswählen, in denen die anatomische Struktur zu sehen sein soll. Die Verwendung der Schnittebenen 54 und 56 zeigt die Entsprechung zwischen unterschiedlichen Ansichten desselben anatomischen Modells an und hilft somit dem Chirurgen bei der Durchführung von chirurgischer Navigation. Zum Beispiel wird die Ansicht 62 auf der Linie 56 gewonnen.
  • In Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Chirurg den Transparenzgrad wählen, in einem Bereich von opaker Darstellung bis zum Verschwinden der Modelle, der benutzt wird, um die dreidimensionalen Modelle der anatomischen Struktur 52 anzuzeigen.
  • Man beachte, dass zwei- und dreidimensionale Darstellungen und Ansichten der anatomischen Strukturen und des chirurgischen Werkzeug gleichzeitig dargestellt werden können. Die Zahl der gleichzeitig dargestellten Ansichten kann ebenfalls variieren.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Maus benutzt, um Blickwinkel und Schnittebenen auf dem dreidimensionalen Modell der anatomischen Strukturen auszuwählen. Natürlich kann man auch andere Eingabeeinrichtungen verwenden.
  • Die anatomische Struktur kann ein beliebiger Teil der menschlichen Anatomie sein, von der ein dreidimensionales Computermodell erhalten werden kann. Die Struktur muss jedoch starr genug sein, um eine Erfassung ihrer Position zu erlauben.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung oben anhand ihrer bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, kann sie modifiziert werden, ohne den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen, wie in den beigefügten Ansprüchen angegeben.

Claims (11)

  1. Interaktives Chirurgiesystem zum Unterstützen eines Chirurgen bezüglich mindestens einer anatomischen Struktur, wobei das System aufweist: ein chirurgisches Werkzeug (20); einen Computer (12) mit einem dreidimensionalen Modell jeder der mindestens einen anatomischen Struktur und einem dreidimensionalen Modell des Werkzeugs; eine Ausgabeeinrichtung (18), die dazu geeignet ist, das Modell jeder der mindestens einen anatomischen Struktur und das Modell des Werkzeugs darzustellen; und ein Positionserfassungssystem (22), das dazu geeignet ist, die Position des Werkzeugs und die Position jeder der mindestens einen anatomischen Struktur zu erfassen und die Positionen an den Computer zu übertragen; wobei der Computer im Betrieb unter Verwendung der Positionen des Werkzeugs und der mindestens einen anatomischen Struktur dazu geeignet ist, virtuelle Positionen der Modelle jeder der mindestens einen anatomischen Struktur und des Werkzeugs zu bestimmen und die Ausgabeeinrichtung zu steuern, um die Modelle jeder der mindestens einen anatomischen Struktur und des Werkzeugs an ihren jeweiligen virtuellen Positionen darzustellen; und wobei das dreidimensionale Modell jeder der mindestens einen anatomischen Struktur so dargestellt wird, daß es teilweise transparent erscheint; dadurch gekennzeichnet, daß der Computer ferner dazu geeignet ist, den zum Darstellen des dreidimensionalen Modells verwendeten Transparenzgrad selektiv zu ändern im Bereich von einer opaken Darstellung bis zu einer Darstellung, bei der das Modell verschwindet.
  2. Interaktives Chirurgiesystem nach Anspruch 1, ferner mit einer mit dem Computer (12) verbundenen Speichereinrichtung (14) zum Speichern des Modells der mindestens einen anatomischen Struktur und/oder des Modells des chirurgischen Werkzeugs.
  3. Interaktives Chirurgiesystem nach Anspruch 2, wobei die Speichereinrichtung (14) ausgewählt wird aus einem Diskettenlaufwerk, einem CD-ROM-Laufwerk, einem Festplattenlaufwerk und einem Computerspeicher.
  4. Interaktives Chirurgiesystem nach Anspruch 2, wobei die Speichereinrichtung (14) über ein Computernetzwerk entfernt vom Computer (12) angeordnet ist.
  5. Interaktives Chirurgiesystem nach Anspruch 1, wobei das Positionserfassungssystem (22) aufweist: mindestens eine Magnetfelderzeugungseinrichtung, die dazu geeignet ist, an der mindestens einen anatomischen Struktur befestigt zu werden; eine am Werkzeug befestigte Magnetfelderzeugungseinrichtung; und einen Magnetfeldsensor zum Erfassen der Signale der Magnetfelderzeugungseinrichtungen auf dem Werkzeug und auf der mindestens einen anatomischen Struktur und zum Übertragen der Signale an den Computer; wobei der Computer die Signale zum Bestimmen der Position der anatomischen Struktur und der Position des Werkzeugs verwendet.
  6. Interaktives Chirurgiesystem nach Anspruch 1, wobei das Positionserfassungssystem (22) aufweist: mindestens eine Referenzeinheit, die dazu geeignet ist, an der mindestens einen anatomischen Struktur befestigt zu werden; eine am Werkzeug befestigte Referenzeinheit; und eine Kamera zum Aufnehmen eines Bildes der Referenzeinheiten auf dem Werkzeug und auf der mindestens einen anatomischen Struktur und zum Übertragen des Bildes an den Computer; wobei der Computer das Bild zum Bestimmen der Position der anatomischen Struktur und der Position des Werkzeugs verwendet.
  7. Interaktives Chirurgiesystem nach Anspruch 1, wobei die Ausgabeeinrichtung (18) einen Displaymonitor aufweist.
  8. Interaktives Chirurgiesystem nach Anspruch 1, wobei die Ausgabeeinrichtung (18) eine dreidimensionale Displaybrille aufweist.
  9. Interaktives Chirurgiesystem nach Anspruch 1, ferner mit mindestens einer mit dem Computer verbundenen Eingabeeinrichtung (16).
  10. Interaktives Chirurgiesystem nach Anspruch 9, wobei die mindestens eine Eingabeeinrichtung (16) ausgewählt wird aus einer Maus, einer Tastatur, einem Berührungsbildschirm und einem Spracherkennungssystem.
  11. Interaktives Chirurgiesystem nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine anatomische Struktur Knochen aufweist.
DE69919157T 1998-05-28 1999-05-27 Interaktives und rechnerunterstüztes chirurgisches system Expired - Lifetime DE69919157T2 (de)

Applications Claiming Priority (5)

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