HU226450B1 - Telerecorder or medical tools movable stock receiver mainly for brain-surgery - Google Patents

Description

szervvel helyzetérzékelők, illetve útjeladók vannak társítva; és a legalább egy mozgatószerv és a helyzetérzékelők, illetve útjeladók vezérlőegységgel állnak kapcsolatban. A tartókar egy íves szakaszt (7) tartalmaz; a felfogóegység (8) azon van elmozgathatóan ágyazva; és rádiusza meghaladja a megfigyelendő vagy kezelendő céltárgyat befogadó képzeletbeli kör sugarát, és a rádiusz forgáspontja a kör középpontjának környezetébe esik; az íves szakasz (7) billenthetően van egy további, függőleges irányban mozgathatóan megvezetett tartókarszakaszhoz csatlakoztatva, amely az asztal (2) hosszanti irányával párhuzamosan mozgathatóan megvezetett tartókarszakaszból és az asztal (2) hosszanti irányára merőlegesen mozgathatóan megvezetett tartókarszakaszból álló részegységhez kapcsolódik. Alternatívaként a tartókar egy L alakú szakaszt tartalmaz, és a felfogóegység (8) az L alakú szakasz vízszintes szárán elmozgathatóan van felszerelve.

A találmány tárgya az 1. és 11. igénypont tárgyi köre szerinti mozgatható tartóállvány képfelvevő vagy orvosi eszköz felfogására elsősorban agysebészeti beavatkozásokhoz. A találmány tárgya általánosabban megfogalmazva egy hordozható, műtőasztalra is felszerelhető, sztereotaxiás eszközök térbeli célra történő irányítására és/vagy képrögzítő berendezések térbeli pozicionálására is alkalmas tartószerkezet.

Sztereotaxiás műtéti beavatkozások vagy anatómiai boncolások megfigyelésére alkalmas egyszerű, kompakt és nem túl költséges videorendszert gyárt és forgalmaz többek között a Stoelting Co., Wood Dalé, Illinois, USA. Ez a rendszer számítógéppel működik együtt, és a számítógépbe helyezendő bővítőkártya tartalmazza a képek felvételére vagy videosorozatok rögzítésére szolgáló szoftvert. A rendszer ezen túl egy képkezelő szoftvert, valamint a felvett képek és fájlok adatbázisának a karbantartására szolgáló programot is tartalmaz, és alapvetően egy, a műtőasztallal vagy tárgyasztallal társított tartóállványból, annak végére rögzített felfogóelemből, továbbá hordozható kijelzőből, valamint a felfogóelembe illeszthető CCD-kamerából áll. A megoldás jellemzője, hogy a tartóállvány hattyúnyakszerű kialakítású, és egy megfelelő ellensúlyt képező talpba van rögzítve, és a rendszer alkalmazása során a felfogóelembe helyezett kamerát ennek a minden irányban mozgatható, beállítható tartókarnak a segítségével pozícionálják a felvenni, vagy más kifejezéssel letapogatni kívánt felület fölé. A megoldás hiányossága, hogy nagyobb felület felvételéhez vagy a kamera objektívjét, lencserendszerét kell módosítani, vagy a kamerát a tartókar manuális állítgatásával kell újrapozicionálni, továbbá hiányosságként tekinthető az is, hogy a már pozícionált kamera sok esetben zavarhatja a boncolást vagy műtétet végző személyt, hiszen a kamera akár ideiglenes eltávolítása is azt eredményezi, hogy pontosan ugyanarra a helyre már nem lehet visszaállítani.

Számos csoport fejlesztett már ki berendezéseket, illetve eljárásokat arra a célra, hogy a tárgyban megjelölt területen valamilyen képfelvevő eszközt vagy valamilyen orvosi eszközt robotszerűen vezéreljen, és azzal adott esetben képfelvételeket végezzen, illetve beavatkozásokat hajtson végre. Idetartozik például az Integrated Surgical Systems cég NeuroMate elnevezésű robotkarja, illetve a Robodoc System elnevezésű rendszere, melyeket sztereotaxiás agyműtétek elvégzésének elősegítésére fejlesztettek ki. A jelenlegi ismereteink szerint talán legsikeresebb, kereskedelmi forgalomban kapható roboteszköz az „Autamated Endoscopic System fór Optimál Positioning (AESOP), amely a Compouter Motion cég által tervezett és gyártott robotikus laparoszkópiás kameratartó, és amelyet számos klinikai területen jelenleg is eredményesen használnak. Ezeknek a rendszereknek közös jellemzője, hogy egy sok szabadságfokú mozgást, illetve beállítást lehetővé tevő tartószerkezetet tartalmaznak, melynek végén helyezkedik el az optikai vagy orvosi eszköz, és ennek helyzetét, illetve mozgását időben is rögzíthető módon általában távolról, adott esetben akár hanggal, valamilyen számítógépes vezérlőegység avagy rendszer segítségével végzik. A rendszerek alkalmazási területe megköveteli, hogy a beállítások, mozgatások igen nagy pontossággal legyenek végrehajthatók, ugyanakkor egy idáig eléggé ki nem elégített igény, hogy a berendezéseket nagyobb fennakadás nélkül lehessen átszállítani az egyik alkalmazási helyről a másikra.

A már említett NeuroMate elnevezésű berendezés egy képvezérelt és számítógépesen vezérelt robotrendszer sztereotaxiás funkcionális agyműtétekhez. A berendezés részét alkotja egy, a műtétet megelőző tervező-munkaállomás is. A rendszer a műtéthez szükséges eszközöket pontosan oly módon pozícionálja, irányítja és manipulálja a műtéti területen belül, ahogy azt a műtétet végző személy még a megelőző tervezőmunkaállomáson meghatározta. A rendszer a műtétet végző személlyel interaktív kapcsolatban áll a műtét alatt, és a műtét közben szükségessé váló változásokhoz, új helyzetekhez könnyen adaptálható. A megoldás előnye, hogy a korábban feltétlenül szükséges fejrögzítő kereteket, amelyeket tradicionális alkalmaztak és alkalmaznak a manuális agysebészeti beavatkozásoknál, feleslegessé teszi, és képes arra, hogy a korábban megszerzett adatokat hozzárendelje a beavatkozás tárgyának az aktuális elhelyezkedéséhez.

A javasolt tartószerkezet és az előnyösen számítógépes vezérlés kézben hordozható nagyságú lehet. Könnyű, viszonylag olcsó technológiából előállítható és műtőasztalra szerelhető, ellentétben az ismert sztereotaxiás operációs robotmikroszkóppal, amely egy közel 1 tonna súlyú karos robot, és így igen nehezen mozgatható. Mozgatása speciális szállítóeszközt, és mozgatóegységet (elektromotorok) igényel. A mikroszkóp hozzáférhetőségének nemcsak súlya, de mérete is ha2

HU 226 450 Β1 tárt szab (kb.: 2* 1,5*1 m). A mikroszkóp méretén és súlyán kívül a szerkezetbe beépített technológia magas ellenértéke a legjelentősebb korlátja ennek, a különben más felhasználásra szánt operációs mikroszkópnak a fent részletezett képakvizíciós és rekonstrukciós célra történő széles körű felhasználásának.

A találmánnyal célunk annak az igénynek a kielégítése, hogy lehetőleg könnyen hordozható, szállítható és rögzíthető berendezés segítségével valós időben lehessen akár élő műtéti beavatkozások képanyagát 4D módon rögzíteni, és a felvett képanyagban későbbi visszakeresés, lejátszás alkalmával a felvételi térben és időben kötöttségek nélkül lehessen mozogni.

Egyértelműen jött az igény, hogy az egész technológiát valahogyan függetleníteni lehessen a robusztus és drága és a fent részletezett hátrányokkal rendelkező robotmikroszkóptól, és automatikussá lehessen tenni, hogy könnyen mások számára is hozzáférhetővé váljon. Tehát cél az volt, hogy egy olyan céleszközt fejlesszünk ki, amely kifejezetten képrekonstrukciós technológia készítésére alkalmas, de adott esetben sztereotaxiás jellemzői alapján alkalmas az eddig elérhető manuálisan sztereotaxiás szerkezetek kiváltására.

Bár a pontosan, precíziósán ugyanabba a pozícióba történő visszatérés robottechnológiát igényel, egy olyan rendszert igyekeztem kifejleszteni, amely képes a kamerák (vagy egyéb céleszközök) precíziós térbeli pozicionálására, célba irányítására kisebb, könnyebben és jobban kialakított erre a célra, mint az MKM robotmikroszkópot használó rendszer.

Tulajdonképpen az MKM mikroszkópra magára sincsen szükségünk, mivel annak optikáját csak a felvétel készítésére használjuk, a berendezést műtétre ugyanúgy nem használhatjuk a képfelvétel (letapogatás) ideje alatt. A képfelvétel során maga az optika egy mindössze hozzávetőlegesen 50*50 cm-es hasznos térben mozog. Ha ebben a térben biztosan, rezgés nélkül végig tudjuk mozgatni a kamerát, akkor ugyanazt az eredményt kapjuk, mint az MKM-STN rendszerrel.

A letapogatás idejére ugyanúgy le kell állni a műtéttel, végrehajtani a letapogatást és utána folytatni a műtétet. Erre egy olyan célszerkezet is megfelel, amelyet csak a letapogatás idejére hozunk a műtéti területre, így előnyös, ha magát a tartószerkezetet bármikor ki lehessen csúsztatni a műtéti területről.

A kitűzött feladatot az 1., illetve 11. igénypont jellemzőit magában foglaló mozgatható tartóállvánnyal oldottuk meg.

Alternatívaként a tartókar egy L alakú szakaszt tartalmaz, és a felfogóegység az L alakú szakasz vízszintes szárán elmozgathatóan van felszerelve.

A találmány előnyös lehetséges kiviteli alakjait az aligénypontok tartalmazzák.

A találmányt az alábbiakban a csatolt rajz segítségével ismertetjük részletesebben, amelyen a javasolt tartóállvány néhány példaként! kiviteli alakját, illetve a javasolt eljárás egy lehetséges foganatosítási módját vázoltuk. A rajzon az

l.ábra a találmány szerinti tartószerkezet egy lehetséges kiviteli alakját mutatja alkalmazás során, üzemi körülmények között, a

2a. és 2b. ábrán a javasolt tartószerkezettel történő képakvizíció lehetséges és beállítható területét magyarázzuk, a

3. ábra a tartókar íves szakaszának egy lehetséges kialakítását mutatja oldalnézetben, a

4. ábrán a 3. ábra szerinti íves tartókarszakaszon megvezetett felfogóegység egy lehetséges kialakítása látható, az

5. ábra az íves tartókarszakaszt tartó és mozgató további tartókarszakaszt és a mozgatószerveket mutatja, a

6. ábrán az íves tartókarszakasz pozicionálásához szükséges háromdimenziós mozgást megvalósító tartókarszakasz-kapcsolatra mutatunk egy lehetséges megoldást, a

7. ábra az íves tartókarszakaszon felerősített felfogóegységet és azon elhelyezkedő kamerát mutatja vázlatosan, a

8. ábrán a 7. ábra szerinti íves tartókarszakasz, felfogóegység és kamera látható, az íves szakasz végére mozgatott kamerával, a

9. ábrán a felfogóegységhez rögzített kamerát forgató külön mozgatószerv egy lehetséges megvalósítását tüntettük fel, a

10. ábrán az íves tartókarszakaszt kiváltó, szögben megtörtén egymáshoz kapcsolódó két egyenes tartókarszakaszos megoldást vázoljuk, és a

11-13. ábrák a találmány szerinti tartószerkezet további lehetséges kiviteli alakjait mutatják alkalmazás során, üzemi körülmények között.

A találmány szerinti, képfelvevő rendszert és annak kameráját a térbeli koordináták alapján pozícionálni képes sztereotaxiás tartószerkezet - amennyiben a felfogóegység nem egy képfelvevő, hanem egy sztereotaxiás céleszköz, akkor annak célba irányítására és pozicionálására is szolgál (lásd 1. ábra) - szerkezeti kialakításánál a következő szempontokat vettük figyelembe:

1. Az ívet a műtéti vagy disszekciós folyamat bármely pillanatában könnyen el lehessen távolítani a műtéti területről, és mellé bármikor be lehessen tolni egy másik segédeszközt, például operációs mikroszkópot vagy röntgenkészüléket.

2. Az íves szakasz mellett a műtéti berendezések hagyományos elhelyezését ne zavarja, azaz egy még „nem kötött” térben lehessen használni.

3. Könnyen tisztítható legyen, és az alkatrészek többnyire fedettek legyenek, amennyire a mozgatás megengedi.

4. Az ismert rendszernél is tágabb határokkal rendelkezzen.

5. Könnyű legyen.

6. Kisméretű legyen, egy kézitáskában akár hordozható legyen.

7. A kamerák vagy felfogóegységek mozgatását gyorsan és folyamatosan el tudja végezni, mindezt úgy,

HU 226 450 Β1 hogy minimális legyen a mozgatás során a szerkezet rezgése.

8. Maga a kamera a tér bármilyen korábban kijelölt pontjába állítható legyen az íves szakasz által meghatározott határokon belül, és akörül gömbfelszín mentén el lehessen mozgatni úgy, hogy a kamera (felfogóegység) célpontra történő „rátekintése akár a mozgás közben se változzon. A kialakítás nemcsak gömb-, de akár hengerfelszínen történő mozgás beprogramozását is, vagy akár tetszőleges képrács felépítését is lehetővé tegye.

9. A tartószerkezet felfogóegységének térkoordinátája minden pozícióban megismerhető legyen a tartószerkezet mozgó alkatrészeinek, egységeinek hosszának és elmozdulások szögének számításából.

10. A kamera(ák) legyen(ek) felszerelhető(k) PAL-optikával is, melynek segítségével minden egyes pozícióban egy teljes panorámafelvételt tudunk készíteni, amelyet később szoftveresen, az optika paraméterei alapján ki tudunk „csomagolni”, azaz értelmezni tudunk. Így lehetőség nyílik nemcsak egy, hanem minden egyes pozícióban egy teljes körkép felvételére a térbeli letapogatás bármely pillanatában.

11. A tartószerkezet felfogóegységének pozicionálásra egy joystick is álljon rendelkezésre.

12. Ugyanez a hardver képnézegetés céljára szolgálhat, így legyen képes nemcsak a tartószerkezet, de a végső képrekonstrukciós montázs mozgatására is.

13. A tartószerkezet felfogóegységének irányítása egy joystick segítségével manuálisan is elvégezhető.

Az 1. ábrán a találmány szerinti tartószerkezet egy lehetséges kiviteli alakját már alkalmazása során, egy műtét esetén tüntettük fel. Leírásunkban döntően műtőasztal kifejezést használunk, azonban nyilvánvaló, hogy bármely más olyan felület is idetartozik, amelyre a beavatkozás tárgyát képező szerv ráhelyezhető vagy azt megtartja. A tartószerkezet az 1 talapzaton elhelyezkedő 2 asztalnak jelen esetben a keskenyebbik, fej felőli végéhez van rögzítve. A 2 asztalon fekvő 3 személy 4 fejét a gyógyászatban szokásos és ismert módon 5 kerettel rögzítik helyzetében, amely 6 tartón helyezkedik el. A tartószerkezet több tartókarszakaszból áll, melyek egymáshoz képest elforgathatóan, elbillenthetően, illetve eltolhatóan vannak egymáshoz rögzítve. A tartószerkezetnek a találmány szempontjából legfontosabb része az a 7 íves szakasz, amelyre felfogóegységen keresztül jelen esetben 9 kamera van csatlakoztatva. A 9 kamera helyett azonban más, az adott beavatkozáshoz használható eszköz, műszer vagy szerszám is rögzíthető a 8 felfogóegységben. A tartószerkezet vezeték nélkül, vagy jelen esetben 10 vezetékeken át csatlakozik egy, például 11 számítógéppel megvalósított központi egységhez, és az a kamerát és a tartószerkezet egyes tartókarszakaszait kívánt pozícióba mozgató irányítószervhez, amely a bemutatott esetben egy 12 joystick. A 7 íves szakasz 13 mozgatóegységben ágyazva 14 forgóalapon nyugszik.

A 2a. ábrán az 1. ábra szerint elrendezés egy fontos részletét tüntettük fel nagyobb léptékben. Látható, hogy a 9 kamerának a 7 íves szakaszon, annak mentén történő elmozgatásával, továbbá magának a 7 íves szakasznak az ábrán szaggatott vonallal bejelölt 15 forgástengely körüli elbillentésével meg tudjuk oldani, hogy a 9 kamerával egy 16 gömbfelszínrészletet tudunk tetszőleges felbontással letapogatni, amelynek sugarát a jelen esetben a beteg 4 fejének belsejében (agysebészeti beavatkozás) elhelyezkedő, képzeletbeli középpont határozza meg, amelyre a 9 kamera fókuszát a képakvizíció során, az egyes rétegek letapogatása során beállítjuk, ahogy haladunk a testfelszíntől a képzeletbeli középpont irányába.

A 2b. ábrán azt a változatot tüntettük fel, amelynél a 7 íves szakaszt nem billentjük ide-oda a 15 forgástengely körül, hanem eredeti, függőleges síkjában hagyjuk, és a többi, adott esetben a 2 asztallal párhuzamos tartókarszakasz mentén történő eltolás révén egy, a 2 asztal hossztengelyével párhuzamos szimmetriatengelyű 17 hengerpalástrészletet tudunk letapogatni, vagy pedig a 2 asztal rövidebb oldalával párhuzamosan történő eltolás révén a 2 asztal hossztengelyére merőleges szimmetriatengelyű 17 hengerpalástrészletről kaphatunk képet.

A 3. ábrán a 7 íves szakaszt oldalnézetben tüntettük fel, és látható, hogy az alakos keresztmetszetű íves szakaszon a 8 felfogóegység mozgatható kocsiként van felhelyezve, amely 18 nyíllal jelzett mozgásirányban eltolhatóan van a 7 íves szakaszon ágyazva. A 7 íves szakaszon 19 kábeltartó orsó van felerősítve, és maga a 7 íves szakasz 20 csavarokkal van egy 21 ívrögzítő támasztékként szolgáló tartókarszakaszhoz erősítve.

Alapvető követelmény, hogy a képakvizíció során megfelelő élességű képeket kapjunk, aminek egyik előfeltétele, hogy a felvevőberendezés megfelelően legyen beállítva, illetve a beállítások a felvétel során ne állítódjanak el. Ehhez járul hozzá, hogy a 8 felfogóegységen rögzített 9 kamerának lehetőleg játékmentesen kell mozognia a 7 íves szakaszon. Ezt például a 4. ábrán látható módon tudjuk biztosítani. A keresztmetszeten látható, hogy a 7 íves szakasz T alakú sínként van kiképezve, amelyen a 8 felfogóegység 22 futókerekeken keresztül támaszkodik. A 22 futókerekek játékmentességét a szakterületen ismert módon azok rugóerővel történő előterhelésével biztosíthatjuk. Amennyiben a 8 felfogóegység nem 22 futókerekeken gördül, hanem például csúszókapcsolatban áll a 7 íves szakasszal, úgy a csúszófelületek között a 8 felfogóegységben ágyazott rugalmas elemek biztosíthatják a felfogóegység játékmentes mozgását. A 8 felfogóegység mozgatását a 7 íves szakasz mentén külön mozgatószerv végzi, amely jelen esetben 23 léptetőmotor, amelynek tengelyére 24 fogaskerék van rögzítve, és a 24 fogaskerék a 7 íves szakaszon kiképzett, jelképesen jelölt 25 fogasívvel együtt működve biztosítja a 9 kamera mozgatását.

A 4. ábrán bemutatott példától eltérően természetesen arra is lehetőség van, hogy nem a 7 íves szakaszt

HU 226 450 Β1 alakítjuk ki alakos, például T keresztmetszetű sínként, hanem nagyobb merevséget biztosító vastagabb kialakítás mellett olyan alakos, például T alakú hornyot képezünk ki benne, amelybe a 8 felfogóegység megfelelő komplementer kialakítású része illeszkedik. A 8 felfogóegység mozgatását és játékmentességét például az előbb említett módon biztosíthatjuk. A 8 felfogóegység és a 7 íves szakasz anyagával szemben csupán az a megkötés, hogy az egészségügyben elfogadott, használható anyag legyen, kellő mechanikai szilárdságot biztosítson, és például tegye lehetővé, hogy az egymáson elforduló vagy csúszó alkatrészek külön kenés nélkül is tartósan és megbízhatóan működjenek együtt. A 22 futókerekek vagy a 24 fogaskerék anyagaként szóba jöhet politetrafluor-etilén, a 24 fogaskerék és fogasív anyaga lehet berilliumbronz, vagy más hasonló szokásos anyag.

Az 5. ábrán a 7 íves szakaszt tartó és mozgató további tartókarszakaszt, valamint az ezekhez társított mozgatószerveket vázoltuk egy lehetséges kiviteli alak esetében. Mint az 5. ábrán látható, a 9 kamerát áttételesen tartó 7 íves szakasz egyik vége a 21 ívrögzítő támaszték és a 20 csavarok segítségével egy L alakú közdarab egyik szárához van rögzítve. A 26 közdarab másik szára egy 27 konzollal áll összeköttetésben, amely 28 csapágyazáson keresztül a tartókar függőleges 29 szakaszához kapcsolódik például 30 csavarrögzítéssel. A 26 közdarabhoz forgatószerv van társítva, amely a 7 íves szakasz 15 forgástengely körüli elfordítását, elbillentését végzi. A 2. ábrán berajzolt 15 forgástengelyt a 21 ívrögzítő támaszték helyzete határozza meg. A forgatószerv 31 léptetőmotort tartalmaz, amely, mint a bemutatott esetben, 32 áttételi művön keresztül, vagy akár közvetlenül is kapcsolódhat a íves szakasz 21 ívrögzítő támasztékához.

A 6. ábrán a 7 íves szakasz kívánt hat szabadságfokú mozgatását elősegítő tartókar-kialakításra mutatunk példát. Látható, hogy az egyes tartókarszakaszok például az SKF gyártó cég LZBB 085 típusú lineáris mozgató mechanizmusával vannak adott esetben megvalósítva, és biztosítják a 2 asztal hossztengelyével párhuzamos T nyíllal bejelölt mozgást, az arra vízszintes síkban merőleges K nyíllal jelölt mozgást, valamint a tartókar- 29 szakasznak az előbbiekre merőleges M nyíllal jelölt függőleges mozgását. Az egyes tartókarszakaszokkal szemben követelmény a megfelelő mechanikai stabilitás és rezgésmentesség, amit például a lineáris mozgató mechanizmusok alapból teljesítenek, és ezt elősegíti az is, hogy az utolsó tartókarszakasz, vagyis a 7 íves szakasz az azon lévő felfogóegységgel és 9 kamerával együtt igen kis tömegű.

A 7. ábrán alulnézetben vázoltuk a T keresztmetszetű 33 sínként kiképzett, 34 tengelyénél fogva rögzíthető 7 íves szakaszt, amelynek középső részén található a 9 kamera. A 8. ábrán látható, hogy a 9 kamera a 8 felfogóegységgel a 7 íves szakasz egyik, felfogásához közelebbi végéhez van elmozgatva, és a 7 íves szakasznak köszönhetően a 9 kamera optikai tengelye más, mint a 7. ábrán bemutatott beállítás esetében.

A 9. ábrán kissé nagyobb léptékben tüntettük fel azt a lehetőséget, hogy a 7 íves szakaszon vagy akár szakaszban megvezetett 8 felfogóegység külön 35 mozgatószervvel van ellátva, amely a 9 kamerát a 8 felfogóegységen rögzítő 36 tartólappal áll mozgatókapcsolatban, és arra szolgál, hogy a 9 kamerát saját optikai tengelye körül is el tudjuk fordítani vagy forgatni. Ez azért előnyös, mert így az egyébként már pozícionált 9 kamerával könnyen olyan irányból tudjuk a megfigyelt területet nézni, ami a beavatkozást végző személy számára a legelőnyösebb.

A javasolt tartóállvány egy további előnyös megvalósításánál a 8 felfogóegységhez hajlékony, de hosszirányban merev szalag egyik vége kapcsolódik, míg a szalag másik vége a 7 íves szakasz végénél elrendezett mozgatószerv tengelyére van feltekercselve, és a szalag egy csatornában van megvezetve.

A 10. ábrán egy olyan változatot tüntettünk fel, amelynél a 7 íves szakasz megnevezésétől eltérően két, egymással szöget, például derékszöget bezáró részből áll, és a 8 felfogóegység a 9 kamerával a 2 asztal fölött, azzal párhuzamosan, vagyis vízszintesen húzódó szakaszon van eltolhatóan ágyazva. Könnyen belátható, hogy az ábrán bemutatott kialakítás esetén, amikor ez a tartókarrész a 34 tengely körül továbbra is elforgathatóan van ágyazva, lehetővé teszi, hogy ne 16 gömbfelszínrészletet, hanem egy 17 hengerpalást-részletet tudjunk megnézni, illetve letapogatni. Amennyiben a tartószerkezet a 10. ábrán látható módon, vagyis a 2 asztal hosszabb oldala mentén mozgathatóan van felszerelve, akkor a 2 asztalra kereszt irányban húzódó 17 hengerpalást-részletet tapogathatunk le, míg ha a tartószerkezet a 2 asztal rövidebb oldala mentén elmozgathatóan van felszerelve, akkor a 2 asztallal párhuzamosan húzódó 17 hengerpalást-részletet nézhetünk meg.

A 11-13. ábrákon a találmány szerinti tartószerkezet további lehetséges kiviteli alakjaira, illetve azok elhelyezésére mutatunk példát. A 11. ábrán egy olyan lehetséges változatot tüntettünk fel, amelyen a javasolt tartószerkezet nem a 2 asztalhoz van rögzítve, hanem attól függetlenül, külön 37 állványon helyezkedik el. Ennek a megoldásnak nyilvánvalóan az az előnye, hogy a tartószerkezetet adott esetben sokkal könnyebben át lehet vinni más helyiségbe, illetve, ha már nincs rá szükség, olyan helyre lehet továbbítani, ahol a műtéti beavatkozást nem gátolja. Ennél az előnyös kiviteli példánál a tartószerkezet lineáris mozgató mechanizmusának a 2 asztal rövidebb oldalával párhuzamosan húzódó vízszintes 38 szakasza kapcsolódik közvetlenül az állványhoz, ehhez a szakaszhoz van az ugyancsak vízszintesen, a 2 asztal hosszanti oldalával párhuzamosan húzódó további 39 szakasz csatlakoztatva, és ehhez a 39 szakaszhoz kapcsolódik a lineáris mozgató mechanizmus harmadik, függőleges 40 szakasza, amelyhez azután a 7 íves szakasz például a már bemutatott módon van csatlakoztatva.

Ehhez képest a 12. ábrán bemutatott kiviteli alaknál a lineáris mozgató mechanizmus a 2 asztalhoz van rögzítve, és ez az elrendezés az előbb bemutatott el5

HU 226 450 Β1 rendezéshez képest eltérő sorrendű 3D elmozdulásokat tesz lehetővé, így a tartószerkezet összecsukott helyzetében is másképp helyezkedik el a 2 asztal környezetében, mint a 11. ábrán vagy akár a 13. ábrán bemutatott kiviteli alak.

A 13. ábrán látható kiviteli alak esetében a tartószerkezet a 2 asztal rövidebb oldalának szélén van egy 41 rögzítőkengyelben felszerelve, ami a lineáris mozgató mechanizmusnak a 2 asztal rövidebb oldalával párhuzamosan húzódó 38 szakaszát jelenti, és ehhez a szakaszhoz van előbb a 2 asztal hosszabb oldalával párhuzamosan húzódó és mozgatható második 39 szakasz csatlakoztatva, amelyhez a függőleges irányba mozgatható harmadik 40 szakasz kapcsolódik. Ennél a kiviteli alaknál a 7 íves szakasz egy olyan, bizonyos esetekben ugyancsak előnyös kialakítását is feltüntettük, amelynél az íves szakasz nem a teljes, eddig bemutatott körív hosszúságú, hanem csupán annak fele hosszú, és teleszkóposán van kiképezve úgy, hogy az alsó 7a része tolható ki úgy, hogy egy teljes szakaszívet kapjunk. Természetesen a 8 felfogóegység az alsó szakasz- 7a részre van felerősítve, és annak mentén mozgatható, és a kívánt pozíciót nemcsak a 8 felfogóegységnek a 7 íves szakasz mentén történő eltolásával, hanem emellett még az alsó íves szakasz7a rész kitolásával is el tudjuk érni.

A bemutatott és vázolt kiviteli alakok csak arra mutatnak példát, hogy a mindenkori helylehetőségekhez miképpen lehet hozzáigazítani a tartókarszakaszok különböző mozgathatóságát, illetve a 7 íves szakasz méretét miképpen tudjuk csökkenteni, mely intézkedések révén biztosítani tudjuk, hogy a javasolt szerkezet az adott esetben műtéti beavatkozást végző személyt mozgásában, elhelyezkedésében, munkavégzésében ne gátolja.

Maga a tartószerkezet tehát több részből áll. Minden részét például elektromotorokkal hajtjuk, a tartószerkezet 8 felfogóegységének helyzetét szenzorokkal érzékeljük. A 9 kamerának a tartószerkezet abszolút koordináta-rendszerének origójától mért helyzete a beépített szenzorok visszajelzése alapján minden pillanatban ismert. A szenzorok adott tartószerkezeten történő felszerelése és működése szakember számára ismert, de megismerhető például dr. Bánhidi, dr. Oláh, dr. Kiss, dr. Rátkai, dr. Gyuricza, dr. Szecső: „Automatika Mérnököknek című szakkönyvéből, Tankönyvkiadó, Budapest 1992.

A tartószerkezet a bemutatott példában egy, a műtéti terület fölé hajló 7 íves szakaszból, és az azt rögzítő és mozgató egységből áll. A 7 íves szakaszon hosszanti irányban futó 8 felfogóegység állandóan a 7 íves szakasz origója körül mozog és arra merőlegesen „tekint. A 8 felfogóegységhez mind 9 kamera, mind sztereotaxiás manipulációs eszköz is csatlakoztatható. A „rátekintés” állíthatósága végett a 8 felfogóegység-hordozóra magát a 9 kamerát vagy a sztereotaxiás eszközt egy forgó 36 tartólap közbeiktatásával is fel lehet szerelni, amennyiben szükség van ennek az úgynevezett „rátekintésnek az állíthatóságára a mozgatás során. A rögzítő- és mozgatóegység úgy van kialakítva, hogy a 7 íves szakaszt dönteni tudja a félkör fősíkjának átmérője körül, és az egész 7 íves szakaszt előre-hátra, oldalirányba, fel- és lemozgatni, pozicionálni. A 7 íves szakasz metszési fősíkjának beállítása végett a rögzítő- és mozgatóegység úgy van kialakítva, hogy ez a lehetőség is elektronikusan vagy manuálisan állítható legyen.

A 7 íves szakasz mérete nem feltétlenül ilyen, a bemutatott felhasználáshoz igazodóan kicsi, hanem adott esetben hasonló technológia alkalmazható például járművek összeszerelésének felvételére, archiválási és dokumentációs célzattal. Ebben az esetben akkor esetleg szoba nagyságú tartószerkezet is elképzelhető, mely alá akár egy autót is be lehet tolni az összeszerelés fázisainak megörökítése céljából, amelyet a későbbiekben szerelőműhelyekben alkalmazhatnak.

A javasolt tartószerkezet egy letapogatási felszínen, az úgynevezett trajektórián végighordozza a 9 kamerát, miközben a trajektória minden egyes pontjába érve a működésbe hozott 9 kamerával a trajektória minden egyes pozíciójában egy felvétel (sztereoszkópiás képpár) készül.

Belátható, hogy találmányunk által a bevezetőben részletezett problémákat megoldottuk. Az íves szakasz hordozható, kicsi (kb. 50*50*10 cm), műtőasztalra szerelhető, könnyű (kb. 10-15 kp). A hordozhatóság lehetővé teszi a műtőszobák közötti gyors váltást és felszerelést, de egyéb állványzatra, vagy éppen a mennyezetre is szerelhető. Előállítása nem költségigényes. Elsődlegesen képakvizícióra készült, de sztereotaxiás beavatkozások elvégzését is megkönnyíti. A korábbi ismert rendszerben fellelhető számos eljárási és szerkezeti korlátot kiküszöböltük a tartószerkezet bevezetésével a képakvizíció és képrekonstrukció céljára. A tartószerkezet felfogóegységének pozicionálása a továbbiakban teljesen automatikus, de ugyanolyan precíziós. A folyamatos letapogatás ilyen formán olyannyira lerövidíti a képakvizíciót (kb. 0,5-1 perc), hogy az egész technológia innentől kezdve a műtőben, a műtéti idő elhanyagolható növekedése nélkül is, kockázatmentesen hozzáférhetővé válik. A tartószerkezet paramétereiből adódóan a technológia immár széles körben hozzáférhetővé válik képakvizíció, képrekonstrukció vagy sztereotaxiás tervezés és célzás céljára, így a letűnőben lévő, már nem gyártott robusztus robotmikroszkópot tudjuk a fent említett felhasználási területen a tartószerkezettel kiváltani.

Amennyiben a sztereotaxiás tartószerkezetet műtéti, úgynevezett biopsziás mintavétel céljából használjuk, akkor is számos újdonságot tartalmaz a ma elérhető sztereotaxiás keretekhez képest. A jelenleg elérhető sztereotaxiás, neuronavigáció nélküli keret használatához nélkülözhetetlen annak a fejhez történő (invazív) rögzítése. A biopsziás folyamat jelenleg több részből áll. Először is a beteg fejbőrét steril körülmények között műtéti beavatkozás szabályai szerint érzésteleníteni kell, majd egy rövid műtét segítségével (a csavaroknak a koponyacsontba fúrásával) rögzítjük a keretet fejhez. A keret maga úgy van kialakítva hogy X, Y, Z koordináták szerint képesek vagyunk vele a fejben lévő célpont6

HU 226 450 Β1 ra ráállni. Ezután a kisebb műtét után történik a beteg letapogatása a CT- vagy MR-berendezésben. A letapogatást követően a beteget visszaviszik a műtőbe, majd a keret célzóegységének milliméterskálája alapján végzett manuális beállítása (CT- vagy MR-képekből történő számítása) után történik a beavatkozás. Mindez a sztereotaxiás tartószerkezet használatával elkerülhető, mert a CT- és MR-felvételek 3D adathalmazát számítógéppel értelmezzük, majd a fej rögzítését (pl noninvazív maszk) és a neuronavigációhoz szükséges regisztrációt követően a navigáció elvégezhető, és a tartószerkezet felfogóegysége a számítógépen történő célválasztást követően célra irányítható. Ez a folyamat hasonló az ismert rendszerhez, bár ez esetben nem egy robotmikroszkópot mozgatunk, hanem egy tartószerkezet felfogóegységét, amely lehet egy sztereotaxiás célzóeszköz vagy akár egy kamera is. A sztereotaxiás tartószerkezet nem a beteg fejéhez, hanem például a műtőasztalhoz rögzített, így a műtétet igénylő invazív csavarbefúrás és keretrögzítés szükségtelenné válik.

Claims (9)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Mozgatható tartóállvány képfelvevő vagy orvosi eszköz felfogására elsősorban agysebészeti beavatkozásokhoz,

   - az eszközt elmozdulásmentesen rögzítő felfogóegységgel (8);

   - a felfogóegységet (8) tartalmazó tartókarral;

   - ahol a tartókar egy- vagy többrészes tartókarként van kialakítva;

   - továbbá a tartókar elforgathatóan és csuklósán asztalhoz (2) van csatlakoztatva;

   - a tartókarhoz azt az asztalhoz (2) viszonyítva mozgató legalább egy mozgatószerv van társítva;

   - a tartókarral és/vagy a mozgatószervvel helyzetérzékelők, illetve útjeladók vannak társítva;

   - a legalább egy mozgatószerv és a helyzetérzékelők, illetve útjeladók vezérlőegységgel állnak kapcsolatban;

   azzal jellemezve, hogy

   - a tartókar egy íves szakaszt (7) tartalmaz;

   - a felfogóegység (8) az íves szakaszon (7) van elmozgathatóan ágyazva;

   - az íves szakasz (7) rádiusza meghaladja a céltárgyat befogadó képzeletbeli kör sugarát, és a rádiusz forgáspontja a kör középpontjának környezetébe esik;

   - az íves szakasz (7) billenthetően van egy további, függőleges irányban mozgathatóan megvezetett tartókarszakaszhoz (29, 40) csatlakoztatva, amely az asztal (2) hosszanti irányával párhuzamosan mozgathatóan megvezetett tartókarszakaszból (39) és az asztal (2) hosszanti irányára merőlegesen mozgathatóan megvezetett tartókarszakaszból (38) álló részegységhez kapcsolódik.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti tartóállvány, azzal jellemezve, hogy az íves szakasz (7) T alakú sínt (33) tartalmaz, és a felfogóegység (8) komplementer kialakítású horonnyal rendelkezik.
3. 3. Az 1. igénypont szerinti tartóállvány, azzal jellemezve, hogy az íves szakasz (7) T alakú hornyot tartalmaz, és a felfogóegység (8) komplementer kialakítású nyúlvánnyal rendelkezik.
4. 4. Az 1. igénypont szerinti tartóállvány, azzal jellemezve, hogy a felfogóegység (8) játékmentes kapcsolódást biztosító görgőkön vagy futókerekeken (22) át van az íves szakaszon (7) ágyazva.
5. 5. Az 1. igénypont szerinti tartóállvány, azzal jellemezve, hogy a mozgatószervek léptetőmotorok.
6. 6. Az 1. igénypont szerinti tartóállvány, azzal jellemezve, hogy a felfogóegységnek (8) saját mozgatószerve van.
7. 7. Az 1. igénypont szerinti tartóállvány, azzal jellemezve, hogy a felfogóegységnek (8) az eszközt az íves szakasz (7) középpontján áthaladó forgástengely (15) körül elforgató mozgatószerve van.
8. 8. Az 1. igénypont szerinti tartóállvány, azzal jellemezve, hogy az íves szakasz (7) eltávolíthatóan van rögzítve.
9. 9. Mozgatható tartóállvány képfelvevő vagy orvosi eszköz felfogására elsősorban agysebészetl beavatkozásokhoz,

   - az eszközt elmozdulásmentesen rögzítő felfogóegységgel (8);

   - a felfogóegységet (8) tartalmazó tartókarral;

   - ahol a tartókar egy- vagy többrészes tartókarként van kialakítva;

   - továbbá a tartókar elforgathatóan és csuklósán asztalhoz (2) van csatlakoztatva;

   - a tartókarhoz azt az asztalhoz (2) viszonyítva mozgató legalább egy mozgatószerv van társítva;

   - a tartókarral és/vagy a mozgatószervvel helyzetérzékelők, illetve útjeladók vannak társítva;

   - a legalább egy mozgatószerv és a helyzetérzékelők, illetve útjeladók vezérlőegységgel állnak kapcsolatban;

   azzal jellemezve, hogy

   - a tartókar egy L alakú szakaszt tartalmaz;

   - a felfogóegység (8) az L alakú szakaszon van elmozgathatóan ágyazva;

   - az L alakú szakasz billenthetően van egy további, függőleges irányban mozgathatóan megvezetett tartókarszakaszhoz (29, 40) csatlakoztatva, amely az asztal (2) hosszanti irányával párhuzamosan mozgathatóan megvezetett tartókarszakaszból (39) és az asztal (2) hosszanti irányára merőlegesen mozgathatóan megvezetett tartókarszakaszból (38) álló részegységhez kapcsolódik.