WO2015018738A1 - Chirurgieassistenzsystem - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Chirurgieassistenzsystem (10), insbesondere für die Neurochirurgie, umfassend : - - ein optisches Gerät (12) mit: o einer Stereomikroskopieeinrichtung (18), mit o einer Stereoendoskopieeinrichtung (20), die ein am optischen Gerät (12) anschließbares Stereoendoskop (22) aufweist, mit o einer Sensoreinrichtung (52) zur Bilderfassung, mit o einer elektronischen Bildanzeigeeinrichtung (30), und mit o einer Bedieneinheit (32); - eine Halteeinrichtung, die patientenseitig befestigbar ist und an der das optische Gerät (12) lösbar gehalten angeordnet ist; und - eine Steuereinrichtung (34) zum Steuern und/oder Regeln von Betriebsparametern des optischen Geräts (12). In der Steuereinrichtung (34) sind eine erster und ein zweiter Betriebsmodus für das optische Gerät (12) abgespeichert, die jeweils unterschiedliche Fokusebenen für die Stereomikroskopieeinrichtung (18) definieren und die jeweils über die Bedieneinheit (32) auswählbar sind. Die Fokusebene der Stereomikroskopieeinrichtung (18) ist in dem ersten Betriebsmodus in Richtung des Stereoendoskops (22) hinter dem freien Ende (22a) des Stereoendoskops (22) angeordnet. In dem zweiten Betriebsmodus ist die Fokusebene der Stereomikroskopieeinrichtung (18) in Richtung des Stereoendoskops (22) auf Höhe eines freien Endes (22a) des Stereoendoskops (22) angeordnet.

Description

Chirurgieassistenzsystem

Die Erfindung betrifft ein Chirurgieassistenzsystem, insbesondere für die Neurochirurgie, mit einem optischen Gerät, das eine Stereomikroskopieeinrichtung, eine Bedieneinheit zum Bedienen des optischen Geräts sowie eine Steuereinrichtung zum Steuern und/oder Regeln von Betriebsparametern des optischen Geräts aufweist.

Derartige Chirurgieassistenzsysteme haben sich in der chirurgischen Praxis seit langem als Hilfsmittel zur vergrößerten Darstellung des Operationsfelds (Operationssitus) etabliert. Bei minimalinvasiven und mikroinvasiven chirurgischen Eingriffen können jedoch tiefer oder verdeckt gelegene Organstrukturen mittels solcher Chirurgieassistenzsysteme von außen in direkter Draufsicht häufig nur unzureichend oder gar nicht dargestellt werden. Zur Visualisierung dieser Organstrukturen werden in der Chirurgie intraoperativ zunehmend Stereoendoskope eingesetzt, die über einen chirurgisch erzeugten operativen Zugang in den Körper eines Patienten eingeführt werden.

Der zeitgleiche Einsatz beider Systeme ist allerdings außerordentlich komplex und für den Operateur mit einem hohen Handhabungsaufwand verbunden, was den operative Eingriff unnötig erschweren und verzögern kann. Dies ist für die Patientensicherheit von Nachteil. Darüber hinaus wird die Sicht über das Stereomikroskop häufig durch das Endoskop bzw. dessen Halteeinrichtung behindert, so dass die Vorteile beider Systeme oftmals nur unzureichend ausgeschöpft werden können.

Aufgabe der Erfindung ist es , ein Chirurgieassistenzsystem bereitzustellen, das bei minimalinvasiven wie auch bei mikroinvasiven Operationstechniken eingesetzt werden kann und das bei einfacher Handhabung ein nochmals höheres Maß an Einsatzflexibilität sowie Pateientensicherheit ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch ein Chirurgieassistenzsystem mit den in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale je für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden.

Das erfindungsgemäße Chirurgieassistenzsystem ist einfach handzuhaben und ermöglicht bei chirurgischen Eingriffen sowohl eine mikroskopische als auch eine endoskopische Visualisierung von Organstrukturen. Das optische Gerät wird im Gegensatz zu herkömmlichen Stereomikroskopen, bei denen das mikroskopische Bild des Operationssitus über Okulare ausgegeben wird, nicht auf Augenhöhe des Operateurs, sondern über die Halteeinrichtung in unmittelbarer Nähe, d.h. in einem Abstand von 10 bis 40 cm, zum und oberhalb des Operationsfelds positioniert. Durch die Befestigung der Halteeinrichtung am Patienten, beispielsweise an einem mit dem Kopf des Patienten verbundenen Fixateur externe (Mayfield Klemme), kann unerwünschten Relativbewegungen des optischen Geräts und des Patienten, etwa bei häufig unvermeidbaren Patientenbewegungen bzw. -erschütterungen, zuverlässig entgegengewirkt werden. Unerwünschte Gewebstraumatisierungen bzw. -Verletzungen durch das invasiv positionierte Stereoendoskop können dadurch sicher vermieden werden. Das stereomikroskopische und das stereoendoskopische Bild werden jeweils abwechselnd oder auch zeitgleich über die elektronische Bildanzeigeeinrichtung angezeigt, sodass sich der Operateur während des chirurgischen Eingriffes auf nur die eine Bildanzeigeeinrichtung konzentrieren muss. Dies bietet insgesamt ergonomische Vorteile und ist weniger ermüdend. Das erfindungsgemäße Chirurgieassistenzsystem vereint die Vorteile der Stereomikroskopie und der Stereoendoskopie unter Vermeidung deren Nachteile beim zeitgleichen Gebrauch. Es versteht sich, dass die Stereomikroskopieeinrichtung des Chirurgieassistenzsystems auch in dem Fall, dass das Stereoendoskop nicht an das optische Gerät angeschlossen ist, beispielsweise beim Wechsel bzw. dem Austausch des Stereoendoskops, einsatzbereit ist.

In der Steuereinrichtung des optischen Geräts ist zumindest ein erster und ein zweiter Betriebsmodus für das optische Gerät abgespeichert, durch die jeweils unterschiedliche Fokusebenen des Stereomikroskops definiert sind. Die Betriebsmodi sind vorzugsweise über die Bedieneinheit auswähl- bzw. aufrufbar. Dadurch kann zwischen häufig gebrauchten Fokusebenen des Stereomikroskops zügig umgeschaltet werden. Ein zeitraubendes manuelles Aufsuchen und Einstellen der jeweils gewünschten Fokusebene (Fokuslage) kann dadurch minimiert werden. Dies erlaubt eine weiter vereinfachte Handhabung des Chirurgieassistenzsystems. In dem ersten Betriebsmodus ist die Fokusebene des Stereomikroskops in Richtung des Stereoendoskops, vorzugsweise mehrere Zentimeter, hinter dem freien Ende (also distal) des an das optische Gerät angeschlossenen Stereoendoskops angeordnet. Dadurch wird eine mikroskopgestützte chirurgische Präparation am Patienten, beispielsweise beim Erzeugen eines operativen Zugangsweges mit dem an das optische Gerät angeschlossenen Stereoendoskop, ermöglicht. Die Fokusebene des Stereomikroskops ist in dem zweiten Betriebsmodus auf Höhe oder im Wesentlichen auf Höhe des freien Endes des Stereoendoskops angeordnet. Das freie Ende des Stereoendoskops kann dadurch mitsamt einem das freie Ende des Stereoendoskops umgebenden Gewebe stereomikroskopisch erfasst und über die Bildanzeigeeinrichtung dargestellt werden. Dadurch kann das Stereoendoskop bzw. auch chirurgische Instrumente unter (ständiger) visueller Kontrolle vereinfacht und gewebeschonend in den Operationssitus eingeführt bzw. dort positioniert werden. Die Patientensicherheit kann dadurch weiter erhöht werden. Die Stereomikroskopieeinrichtung, die Stereoendoskopieeinrichtung und die elektronische Bildanzeigeeinrichtung des Chirurgieassistenzsystems sind vorteilhaft darauf ausgelegt, ein dreidimensionales Bild in full-HD (1920 x 1080 Pixel) oder noch besserer Auflösung zu generieren und anzuzeigen. Dadurch lassen sich selbst feinste Gewebestrukturen differenziert darstellen. Darüber hinaus wird ein ermüdungsfreies Arbeiten ermöglicht.

Die Einsatzflexibilität des Chirurgieassistenzsystems kann dadurch nochmals weiter verbessert werden, dass die Fokuslage der Stereomikroskopieeinrichtung, dessen Vergrößerungsfaktor und/oder die zwei vorgegebenen unterschiedlichen Fokusebenen mittels der Bedieneinheit variabel abänderbar und ggf. in der Steuereinrichtung als erneut aufrufbare/auswählbare Betriebsparameter abspeicherbar sind.

Die Einsatzflexibilität des Chirurgieassistenzsystem kann erfindungsgemäß dadurch nochmals weiter verbessert werden, dass die Stereomikroskopieeinrichtung eine mehrachsig verstellbare Schwenkoptik aufweist. Dadurch kann das gegenständliche (patientenseitige) Detektionsfeld der Stereomikroskopieeinrichtung bzw. die Beobachtungsrichtung ( = Blickrichtung) der Stereomikroskopieeinrichtung bei Bedarf relativ zum Operationsfeld verschwenkt bzw. verkippt bewegt werden. Die Relativlage des optischen Geräts zum Patienten muss dabei in vorteilhafter Weise nicht verändert werden.

Im Hinblick auf eine besonders komfortable und einfache Handhabung des Chirurgieassistenzsystems können die beiden Betriebsmodi des optischen Geräts zusätzlich unterschiedliche Blickrichtungen des Stereomikroskopieeinrichtung definieren.

Die elektronische Bildanzeigeeinrichtung kann insbesondere als Flachbildschirm in Dünnschichttransistor-Bauweise oder auch in LED- bzw. OLED-Bauweise ausgebildet sein. Die elektronische Bildanzeigeeinrichtung kann nach der Erfindung am Gehäuse, insbesondere an dessen Gehäuseoberseite, starr oder auch relativ zum Gehäuse verstellbar (verschwenkbar/kippbar) am Gehäuse des optischen Geräts angeordnet sein.

Der Sensoreinrichtung des optischen Geräts kann erfindungsgemäß wahlweise ein durch die Stereomikroskopieeinrichtung oder ein durch die Stereoendoskopieeinrichtung generiertes Bild zuführbar sein. Dadurch kann das Chirurgieassistenzsystem besonders kompakt und wenig kostenintensiv realisiert werden.

Zur Detektion des durch die Stereomikroskopieeinrichtung bzw. die Stereoendoskopieeinrichtung erzeugten stereoskopischen Bildes kann die Sensoreinrichtung einen oder mehrere CCD-Chips aufweisen. Im letztgenannten Fall ist zumindest einer der CCD-Chips auf die Detektion von Fluoreszenzstrahlung eines oder mehrerer spezifischer Fluoreszenzmarker ausgerichtet. Dies ermöglicht eine nochmals vergrößerte Einsatzbreite des Chirurgieassistenzsystems. So kann dadurch beispielsweise das stereomikroskopische und/oder endoskopische Auffinden und nachfolgende Resezieren fluoreszenzmarkierter Krebszellen erleichtert werden.

Zur Ausleuchtung des Operationsfeldes weist das Chirurgieassistenzsystem vorteilhaft eine oder mehrere Licht- bzw. Strahlungsquellen zum Erzeugen einer Strahlung auf. Die Strahlung ist dabei vorzugsweise in ihrer Intensität und/oder Wellenlänge und/oder in ihrem Wellenlängenspektrum variabel einstellbar. Dadurch kann eine Auflichtbeleuchtung des Operationssitus qualitativ und quantitativ dem jeweiligen Bedarf entsprechend eingestellt werden. Durch den Einsatz mehrerer Licht- bzw. Strahlungsquellen kann darüber hinaus eine jeweils erforderliche Ausfallredundanz geschaffen werden. Die Strahlungsquelle kann beispielsweise eine oder mehrere LEDs umfassen. Dies ist insbesondere bei einem netzunabhängigen Betrieb des Chirurgieassistenzsystems, d.h. bei einem akkumulator- oder batteriegestützten Betrieb, vorteilhaft. Die von der Strahlungsquelle emittierte Strahlung ist nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung zumindest teilweise in das Stereoendoskop einkoppelbar, um eine endoskopische Ausleuchtung des Operationsfeldes zu ermöglichen. Dadurch kann zugleich ein besonders kompakter und einfacher konstruktiver Aufbau des optischen Geräts realisiert werden. In dem Fall, dass das Chirurgieassistenzsystem mit separaten Strahlenquellen für die Auffeldbeleuchtung der Stereomikroskopieeinrichtung und die endoskopische Ausleuchtung des Operationssitus mit der Stereoendoskopieeinrichtung versehen ist, sind die beiden Strahlenquellen vorzugsweise getrennt voneinander steuerbar/regelbar. So können die Strahlungsquellen beispielsweise in Abhängigkeit von der jeweils ausgewählten Eingangsquelle (Stereomikroskopieeinrichtung/Stereoendoskopieeinrichtung) der elektronischen Bildanzeigeeinrichtung aktiviert bzw. deaktiviert werden. Alternativ kann auch die Intensität und/oder Wellenlänge und/oder das Wellenlängenspektrum der von den Strahlungsquellen jeweils emittierten Strahlung in Abhängigkeit von der jeweils ausgewählten Eingangsquelle gesteuert/geregelt werden.

Die Bedieneinheit des optischen Geräts kann nach der Erfindung durch die elektronische Bildanzeigeeinrichtung gebildet sein. Die elektronische Bildanzeigeeinrichtung ist in diesem Fall als ein berührungsempfindlicher Bildschirm (="Touchscreen") ausgeführt. Dadurch kann das optische Gerät besonders kompakt bei zugleich hoher Bedienergonomie ausgeführt werden. Die Bedieneinheit kann auch ein Mikrofon mit einer, beispielsweise in der Steuereinrichtung abgespeicherten, Spracherken nungssoftware umfassen. Dadurch können manuell auszuführende Bedienschritte sowie ein dadurch erforderliches zeitraubendes Repositionieren der Hände des Operateurs sowie ggf. von Operationsinstrumenten auf ein Minimum reduziert werden oder sogar vollständig entfallen.

Die Steuereinrichtung ist erfindungsgemäß vorzugsweise im Gehäuse des optischen Geräts angeordnet, kann aber auch als eine zum optischen Gerät separate Externeinheit des Chirurgieassistenzsystems ausgeführt sein. Im letztgenannten Fall ist die Steuereinrichtung mit dem optischen Gerät über zumindest eine Datenleitung verbunden. Die Datenleitung kann insbesondere einen Lichtwellenleiter, eine Funkstrecke bzw. eine optische Datenübertragungsstrecke umfassen.

Das optische Gerät ist vorzugsweise mit einem gekapselten Gehäuse versehen. Dadurch können die im Gehäuseinneren angeordneten optischen und elektronischen Baugruppen bzw. Bauteile wirksam vor Verunreinigungen bzw. Beschädigungen, etwa durch eindringende Desinfektions- oder Reinigungsmittel, geschützt werden.

Das Gehäuse kann insbesondere ein mechanisches Verschlusselement (Shutter) aufweisen, durch das der Anschluss für das Stereoendoskop dichtend verschließbar ist. Das Verschlusselement kann vorzugsweise durch das Anschließen des Stereoendoskops an das optische Gerät aus seiner Verschlussstellung in eine den Anschluss freigebende Öffnungsstellung überführt werden.

Das Stereoendoskop der Stereoendoskopieeinrichtung ist vorzugsweise als starres Stablinsen-Endoskop ausgebildet. Dadurch kann eine hohe Auflösung und Abbildungsgüte mit geringem technischen bzw. finanziellen Aufwand sichergestellt werden. Darüber hinaus kann das am optischen Gerät angeschlossene Stereoendoskop mit seinem freien Ende vereinfacht und ohne eine zusätzliche patientenseitige Abstützung im Operationssitus positioniert werden. Das Stereoendoskop kann auch flexibel verformbar sein und/oder zumindest einen integrierten, vorzugsweise im Bereich des freien Endes angeordneten, CCD-Chip aufweisen.

Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das optische Gerät an der Halteeinrichtung verstellbar angeordnet. Dadurch kann das optische Gerät (mit dem Stereoendoskop) vereinfacht relativ zum Operationsfeld ausgerichtet/positioniert werden, ohne dass hierfür eine Verstellung der Halteeinrichtung selbst erforderlich wäre. Die Halteeinrichtung des Chirurgieassistenzsystem kann insbesondere als ein Haltearm ausgebildet sein. Der Haltearm kann mehrere teleskopierbare und/oder gegeneinander verschwenkbare Längssegmente aufweisen. Die Längssegmente sind erfindungsgemäß vorzugsweise als Hohlprofilsegmente ausgebildet, sodass beispielsweise die vorstehend erläuterte Datenleitung zur Anbindung des optischen Geräts an die Steuereinrichtung und/oder eine elektrische Zuleitung zur Energieversorgung des optischen Geräts durch die Hohlprofilsegmente hindurchgeführt sein kann/können. Dadurch kann einerseits das Eigengewicht des Haltearms minimiert und die Datenleitung vor Beschädigung geschützt werden.

Im Hinblick auf die Patientensicherheit sowie eine einfache Handhabung des Chirurgieassistenzsystems hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass der Haltearm auf unterschiedliche Haltegewichte ausbalancierbar ist. Dies kann erfindungsgemäß dadurch realisiert sein, dass der Haltearm druckmittelbetätigt und/oder elektromotorisch betätigt und arretierbar ist. Insgesamt kann dadurch einer unerwünschten Relativbewegung des optischen Geräts gegenüber dem Operationsfeld mit und ohne das an das optische Gerät angeschlossene Stereoendoskop zuverlässig entgegengewirkt werden.

Die Einsatzbreite des Chirurgieassistenzsystems kann dadurch nochmals weiter verbessert werden, dass die Steuereinrichtung eine Schnittstelle für weitere Datenquellen, insbesondere zu Navigationszwecken und/oder für eine Bildarchivierung und/oder eine Schnittstelle für eine Bildausgabe an einer externen Bildanzeigeeinrichtung aufweist.

Das Chirurgieassistenzsystem kann erfindungsgemäß mit einer Energiequelle, beispielsweise einem Akkumulator oder einer Batterie, ausgerüstet sein. Die Energiequelle ist dabei vorzugsweise innerhalb des Gehäuses oder der Halteeinrichtung angeordnet. Alternativ kann die Energiequelle auch in einem Tragekoffer oder dem Gehäuse einer externen Steuereinheit des Chirurgieassistenzsystems angeordnet sein. Das Chirurgieassistenzsystem kann dadurch unabhängig von einer externen netzbasierten Energieversorgung betrieben werden. Dies ist insbesondere für mobile Anwendungen von Vorteil.

Besonders bevorzugt ist das Chirurgieassistenzsystem als eine mobile Einheit ausgeführt, die von einer Person, vorzugsweise ohne weitere Hilfsmittel, tragbar ist. Ein Transportaufwand wird dadurch minimiert. Darüber hinaus kann das Chirurgieassistenzsystem jederzeit ohne größere Vorlauf- und Aufbauzeiten und an frei wählbaren Orten zur Patientenversorgung eingesetzt werden. Dies ist insbesondere für (Not-)Operationen an Krankenhäusern von Vorteil, die nicht über kostspielige Chirurgieassistenzsysteme verfügen bzw. sich diese nicht leisten können.

Die Erfindung betrifft zusammenfassen ein Chirurgieassistenzsystem, insbesondere für die Neurochirurgie, umfassend ein optisches Gerät mit einer Stereomikroskopieeinrichtung, mit einer Stereoendoskopieeinrichtung, die ein am optischen Gerät anschließbares bzw. angeschlossenes Stereoendoskop (22) aufweist, mit einer Sensoreinrichtung zur Bilderfassung, mit einer elektronischen Bildanzeigeeinrichtung, und mit einer Bedieneinheit; die vorgenannten Bauteile des optischen Geräts sind vorzugsweise in /an einem gemeinsamen Gehäuse des optischen Geräts angeordnet. Das Chirurgieassistenzsystem umfasst weiter eine Halteeinrichtung, die, vorzugsweise über eine fußseitige Klemmeinrichtung, patientenseitig befestigbar ist und an der das optische Gerät lösbar gehalten angeordnet ist, sowie eine Steuereinrichtung zum Steuern und/oder Regeln von Betriebsparametern des optischen Geräts.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die einzelnen Bestandteile des erfindungsgemäßen Gegenstands sind in den Figuren so dargestellt, dass ihr Aufbau gut gezeigt werden kann. In der Zeichnung zeigen :

Fig. 1 ein Chirurgieassistenzsystem mit einem optischen Gerät und einem Haltearm für das optische Gerät, wobei das optische Gerät eine Stereomikroskopieeinrichtung, eine Stereoendoskopie-einheit und einen als Bedieneinheit ausgebildeten berührungs-empfindlichen Flachbildschirm aufweist und wobei sich die Stereomikroskopieeinrichtung in einem ersten Betriebsmodus befindet, in Draufsicht;

Fig. 2 das Chirurgieassistenzsystem aus Fig. 1 mit in

Seitenansicht wiedergegebenem optischen Gerät,;

Fig. 3 das Chirurgieassistenzsystem aus Fig. 1, wobei sich die

Stereomikroskopieeinrichtung in einem zweiten Betriebsmodus befindet, mit in Seitenansicht wiedergegebenem optischen Gerät;

Fign. 4 und 5 jeweils eine schematische Darstellung des

Strahlengangs der Stereomikroskopieeinrichtung sowie der Stereoendoskopieeinrichtung und der zugeordneten Sensoreinrichtung.

Fig. 1 zeigt ein Chirurgieassistenzsystem 10 mit einem optischen Gerät 12 und mit einem Haltearm 14, an dem das optische Gerät 12 einenends lösbar gehalten angeordnet ist.

Das optische Gerät 12 umfasst ein feuchtigkeitsdichtes gekapseltes Gehäuse 16, eine Stereomikroskopieeinrichtung 18, die im Wesentlichen innerhalb des Gehäuses 16 angeordnet ist und eine Stereoendoskopieeinrichtung 20. Die Stereoendoskopieeinrichtung 20 weist ein Stereoendoskop 22 auf, das an einem Anschluss 24 des Gehäuses 16 lösbar angeschlossen ist.

Der Anschluss 24 ist mit einem mechanischen Verschlusselement oder Shutter 24a versehen, der durch das Anschließen des Stereoendoskops 22 von einer den Anschluss 24 dichtend verschließenden Verschlussstellung in eine den Anschluss 24 freigebende Öffnungsstellung verstellbar ist.

Das Stereoendoskop 22 ist als starres Stablinsen-Endoskop ausgebildet und vorliegend mit einer sogenannten 0° Optik versehen. Es versteht sich, dass das Stereoendoskop 22 bedarfsweise auch eine sogenannte Winkeloptik aufweisen kann. Das Stereoendoskop 22 weist vorliegend eine Länge I von ungefähr 15 cm und eine (Fix-)Brennweite von 2 cm auf. Die Brennweite des Stereoendoskops 22 kann jedoch auch einen anderen Wert zwischen einem und fünf Zentimetern aufweisen.

Die Stereomikroskopieeinrichtung 18 weist eine Schwenkoptik 26 mit zwei verschwenkbar gelagerten Objektiven 28 auf. Die beiden Objektive 28 können eine Brennweite zwischen 5 und 20 cm aufweisen.

Das Gehäuse 16 ist an seiner Gehäuseoberseite 16a mit einer elektronischen Bildanzeigeeinrichtung 30 zum Anzeigen von durch die Stereomikroskopieeinrichtung 18 und die Stereoendoskopieeinrichtung 20 erzeugten Bildern versehen. Die elektronische Bildanzeigeeinrichtung 30 ist vorliegend als ein berührungsempfindlicher Flachbildschirm ausgeführt, der zugleich eine Bedieneinheit 32 des Chirurgieassistenzsystems 10 bildet.

Innerhalb des Gehäuses 16 des optischen Geräts 12 ist eine Steuereinrichtung 34 zum Regeln bzw. Steuern von Betriebsparametern des Chirurgieassistenzsystems 10 angeordnet. Die Steuereinrichtung 34 ist in nicht näher wiedergegebener Weise mit der durch den Flachbildschirm gebildeten Bedieneinheit 32 gekoppelt. Die Steuereinrichtung 34 weist eine Schnittstelle 34a für externe Datenquellen, insbesondere zu Navigationszwecken, eine Bildarchivierung sowie für die Bildausgabe an einer externen Bildanzeigeeinrichtung (nicht gezeigt) auf.

In der Steuereinrichtung 34 sind ein erster und ein zweiter Betriebsmodus für das optische Gerät 12 abgespeichert, die jeweils unterschiedliche Fokusebenen 36 für die Stereomikroskopieeinrichtung 18 definieren. Weitere Betriebsmodi können vorgesehen sein. Die Betriebsmodi sind jeweils über die Bedieneinheit 32 des optischen Geräts 12 aufrufbar bzw. auswählbar. In dem gezeigten ersten Betriebsmodus des Stereomikroskops ist die Fokusebene 36 in Richtung des Stereoendoskops 22 hinter dem freien Ende 22a des Stereoendoskops 22 angeordnet. Die in der Steuereinrichtung 34 hinterlegten Betriebsmodi sind, insbesondere hinsichtlich ihrer Fokusebenen 36 der

Stereomikroskopieeinrichtung 18, über die Bedieneinheit 32 variabel abänderbar bzw. benutzerseitig konfigurierbar. Der erste Betriebsmodus ist insbesondere für die Präparation des chirurgischen Zugangswegs zum eigentlichen OP-Situs geeignet

Das Gehäuse 16 des optischen Geräts weist eine Länge L mit l_ < 25 cm, und eine Breite B mit B < 15 cm auf.

Der Haltearm 14 weist bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel mehrere Hohlprofilsegmente 14a, 14b, 14c auf, die jeweils kugelgelenkig miteinander verbunden sind . Der Haltearm 14 weist fußseitig Befestigungsmittel 38 auf, mittels derer der Haltearm 14 an einem Operationstisch und/oder an einem patientenseitig befestigten fixateur externe, d .h . beispielsweise einer Mayfield- Kopfhalterung (nicht gezeigt), befestigbar ist. Der Haltearm 14 weist einen ersten elektromotorischen Antrieb A auf, der über nicht näher wiedergegebene Zugmittel mit den Hohlprofilsegmenten 14a, 14b, 14c bewegungsgekoppelt ist. Die Hohlprofilsegmente 14a, 14b, 14c sind mittels des durch die Steuereinrichtung 34 steuerbaren/regelbaren elektromotorischen Antriebs A relativ zueinander verstellbar und in ihrer jeweiligen Relativlage gegeneinander arretierbar. In Fig. 2 ist das Chirurgieassistenzsystem 10 mit in Seitenansicht wiedergegebenem optischen Gerät 12 gezeigt.

Der Haltearm 14 weist einenends eine Linearführung 40 auf, mittels derer das optische Gerät 12 gegenüber dem Haltearm 14 in Richtung seiner Gehäuselängsachse 42 verschiebbar gelagert ist. Das optische Gerät ist darüber hinaus um eine mit 44 bezeichnete Kippachse verkippbar am Haltearm gelagert. Ein zweiter elektromotorischer Antrieb A ^' dient der Verstellung des optischen Geräts entlang der Linearführung 40 und um die Kippachse 44.

Das optische Gerät weist eine erste und eine zweite Strahlungsquelle 46, 48 auf. Die erste Strahlungsquelle 46 ist innerhalb des Gehäuses 16 angeordnet und dient dem Erzeugen von Strahlung, die in das Stereoendoskop 22 einkoppelbar ist, um so ein Operationsfeld über das Stereoendoskop 22 auszuleuchten.

Die zweite Strahlungsquelle 48 ist außen am Gehäuse 16 des optischen Geräts 12 angeordnet und dient einer Auflichtbeleuchtung des Operationsfeldes. Die zweite Strahlungsquelle 48 kann nach einem nicht näher wiedergegebenen Ausführungsbeispiel hinter einer mit einer Linse versehenen Austrittsöffnung des Gehäuses 16 oder hinter einem für die Strahlung der zweiten Strahlungsquelle 48 durchlässigen Gehäusewandabschnitt des Gehäuses 16 innerhalb des Gehäuses 16 angeordnet sein.

Die beiden Strahlungsquellen 46, 48 umfassen jeweils eine LED, wobei die von den Strahlungsquellen 46, 48 emittierte Strahlung jeweils über die Bedieneinheit 32 in ihrer Intensität und/oder Wellenlänge und/oder in ihrem Wellenlängenspektrum variabel einstellbar ist.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, weist die Stereomikroskopieeinrichtung in ihrem gezeigten ersten Betriebszustand eine von der Beobachtungs- bzw. Blickrichtung 50 der Stereoendoskopieeinrichtung abweichende Blickrichtung 50 ^' auf. Die Blickrichtung 50 ^' der Stereomikroskopieeinrichtung 18 ist vorliegend gegenüber der Blickrichtung 50 der Stereoendoskopieeinrichtung 20 in der Sagittalebene S des Gehäuses 16 des optischen Geräts 12 verschwenkt und schließt mit der Blickrichtung 50 der Stereoendoskopieeinrichtung 20 einen Winkel α von ungefähr 15° ein. Der Winkel σ kann zwischen 0 und 45° betragen.

Das optische Gerät 12 ist mit seiner Gehäuselängsachse 42 gegenüber dem mit L bezeichneten Lot geneigt (verkippt) angeordnet, sodass die Bildanzeigeeinrichtung 30 dem Operateur (nicht gezeigt) zuweist.

Fig. 3 zeigt das Chirurgieassistenzsystem 10, wobei sich die Stereomikroskopieeinrichtung 18 in ihrem zweiten Betriebsmodus befindet. Im zweiten Betriebsmodus ist die Fokusebene 36 der Stereomikroskopieeinrichtung 18 in Richtung des Stereoendoskops 22 auf Höhe des freien Endes 22a des Stereoendoskops 22 angeordnet. Dies ermöglicht ein vereinfachtes und gewebeschonendes Einführen des Stereoendoskops 22 in den Operationssitus unter mikroskopischer Sicht.

Die Figuren 4 und 5 zeigen jeweils eine im Gehäuse 16 des optischen Geräts (Fign. 1 bis 3) angeordnete Sensoreinrichtung 52 mit den Strahlengängen 54 der Stereomikroskopieeinrichtung 18 sowie der Stereoendoskopieeinrichtung 20.

Die Sensoreinrichtung 52 weist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel vier CCD- Chips 56a, 56b auf, die paarweise übereinanderliegend angeordnet sind. Aus Darstellungsgründen ist jeweils nur ein unterer und ein oberer CCD-Chip 56a, 56b gezeigt. Zwei untere CCD-Chips 56a und zwei obere CCD-Chips 56b sind jeweils in Richtung einer zur Blattebene orthogonal ausgerichteten Achse hintereinanderliegend angeordnet. Die beiden unteren CCD-Chips 56a sind auf die Detektion einer spezifischen Fluoreszenzstrahlung eines Fluorszenzmarkers ausgerichtet. Den beiden unteren CCD-Chips 56a sind Fluoreszenzfilter 57 im Strahlengang 54 vorgeschaltet. Die beiden oberen CCD-Chips 56b dienen der Detektion von Licht mit einem im Vergleich zur Fluoreszenzstrahlung breiteren (sichtbaren) Wellenspektrum. Im Strahlengang der Stereomikroskopieeinrichtung 18 und der die Stereoendoskopieeinrichtung 20 sind jeweils Planspiegel 58a, 58b, 58c, 58d angeordnet. Die Planspiegel 58a, 58b, 58c, 58d weisen jeweils einen ersten und einen zweiten Schaltzustand auf und sind durch die Steuereinrichtung 34 des optischen Geräts ansteuerbar. In ihrem ersten Schaltzustand sind die Planspiegel 58a, 58b, 58c, 58d für Strahlen 60, die über die Stereomikroskopieeinrichtung 18 bzw. die Stereoendoskopieeinrichtung 20 in das optische Gerät gelangen, durchlässig. In ihrem zweiten Schaltzustand sind die Planspiegel für die Strahlen 60 undurchlässig und vollständig oder nahezu vollständig reflektierend. In Fig. 4 sind die Planspiegel 58a, 58b, 58c, 58d derart geschaltet, dass über die Objektive 28 der Stereomikroskopieeinrichtung 18 einfallende Strahlen den beiden unteren CCD-Chips 56a und über das Stereoendoskop 22 einfallende Strahlen den beiden oberen CCD-Chips 56b zugeführt werden. In Fig. 5 sind die Planspiegel 58a, 58b, 58c, 58d in umgekehrter Weise geschaltet. Insgesamt kann dadurch ein von der Stereomikroskopieeinrichtung 18 und ein von der Stereoendoskopieeinrichtung 22 generiertes Bild wahlweise den unteren oder den oberen CCD-Chips 56a, 56b zugeführt und über die elektronische Bildanzeigeeinrichtung 30 des optischen Geräts angezeigt werden.

Claims

Patentansprüche

1. Chirurgieassistenzsystem (10), umfassend :

- ein optisches Gerät ( 12) mit:

■ einer Stereomikroskopieeinrichtung (18), mit

^■ einer Stereoendoskopieeinrichtung (20), die ein am optischen Gerät (12) anschließbares Stereoendoskop (22) aufweist, mit

^■ einer Sensoreinrichtung (52) zur Bilderfassung, mit

^■ einer elektronischen Bildanzeigeeinrichtung (30), und mit

^■ einer Bedieneinheit (32);

- eine Halteeinrichtung, die patientenseitig befestigbar ist und an der das optische Gerät (12) lösbar gehalten angeordnet ist; und

- eine Steuereinrichtung (34) zum Steuern und/oder Regeln von

Betriebsparametern des optischen Geräts ( 12),

wobei in der Steuereinrichtung (34) eine erster und ein zweiter Betriebsmodus für das optische Gerät (12) abgespeichert sind, die jeweils unterschiedliche Fokusebenen (36) für die Stereomikroskopieeinrichtung (18) definieren und die jeweils über die Bedieneinheit (32) auswählbar sind, wobei die Fokusebene (36) der Stereomikroskopieeinrichtung (18) in dem ersten Betriebsmodus in Richtung des Stereoendoskops (22) hinter dem freien Ende (22a) des Stereoendoskops (22) angeordnet ist und wobei die Fokusebene (36) der Stereomikroskopieeinrichtung (18) in dem zweiten Betriebsmodus in Richtung des Stereoendoskops (22) auf Höhe eines freien Endes (22a) des Stereoendoskops (22) angeordnet ist.

2. Chirurgieassistenzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fokusebenen (36) über die Bedieneinheit (32) variabel abänderbar sind.

3. Chirurgieassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stereomikroskopieeinrichtung (18) eine mehrachsig verstellbare Schwenkoptik (26) aufweist.

4. Chirurgieassistenzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Betriebsmodi des optischen Geräts unterschiedliche Blickrichtungen (50, 50 ^' ) der Stereomikroskopieeinrichtung (18) definieren.

5. Chirurgieassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensoreinrichtung (52) wahlweise ein durch die Stereomikroskopieeinrichtung (18) oder ein durch die Stereoendoskopieeinrichtung (20) generiertes Bild zuführbar ist.

6. Chirurgieassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (52) mehrere CCD- Chips (56a, 56b) umfasst, von denen zumindest ein CCD-Chip (56a, 56b) auf die Detektion von Fluoreszenzstrahlung eines spezifischen Fluoreszenzmarkers ausgerichtet ist.

7. Chirurgieassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Gerät (12) zumindest eine Strahlungsquelle (46, 48) zum Erzeugen einer Strahlung aufweist, die vorzugsweise in ihrer Intensität und/oder Wellenlänge und/oder in ihrem Wellenlängenspektrum variabel einstellbar ist.

8. Chirurgieassistenzsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Strahlungsquelle (46, 48) emittierte Strahlung in das Stereoendoskop (22) einkoppelbar ist.

9. Chirurgieassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedieneinheit (32) durch die elektronische Bildanzeigeeinrichtung (30) gebildet ist.

10. Chirurgieassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (34) als eine zum optischen Gerät (12) separate Externeinheit ausgebildet ist und mit dem optischen Gerät (12) über zumindest eine Datenleitung verbunden ist.

11. Chirurgieassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Gerät (12) im Bereich seines Anschlusses (24) für das Stereoendoskop (22) mit einem Verschlusselement (24a) versehen ist, durch das der Anschluss (24) dichtend verschließbar ist.

12. Chirurgieassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stereoendoskop (22) als starres Stablinsen-Endoskop ausgebildet ist.

13. Chirurgieassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Gerät (12) an der Halteeinrichtung verstellbar gelagert angeordnet ist.

14. Chirurgieassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung als ein mehrachsig verstellbarer Haltearm (14) ausgebildet ist.

15. Chirurgieassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltearm (14), insbesondere druckmittelbetätigt, auf unterschiedliche Haltegewichte ausbalancierbar ist.

16. Chirurgieassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (34) eine Schnittstelle (34a) für weitere Datenquellen, insbesondere zu Navigationszwecken und/oder für eine Bildarchivierung und/oder eine Schnittstelle (34a) für eine Bildausgabe an einer externen Bildanzeigeeinrichtung aufweist.