WO2017182342A1 - Behandlungssystem für ophthalmologische zwecke mit überlastungsschutz - Google Patents

Behandlungssystem für ophthalmologische zwecke mit überlastungsschutz Download PDF

Info

Publication number
WO2017182342A1
WO2017182342A1 PCT/EP2017/058717 EP2017058717W WO2017182342A1 WO 2017182342 A1 WO2017182342 A1 WO 2017182342A1 EP 2017058717 W EP2017058717 W EP 2017058717W WO 2017182342 A1 WO2017182342 A1 WO 2017182342A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
patient
applicator
eye
force
articulated arm
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/058717
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Robin Eichhorn
Michael Bergt
Dietmar Steinmetz
Rudolf Sattler
Original Assignee
Carl Zeiss Meditec Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Zeiss Meditec Ag filed Critical Carl Zeiss Meditec Ag
Publication of WO2017182342A1 publication Critical patent/WO2017182342A1/de

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F9/00—Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting-in contact lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
    • A61F9/007—Methods or devices for eye surgery
    • A61F9/008—Methods or devices for eye surgery using laser
    • A61F9/009—Auxiliary devices making contact with the eyeball and coupling in laser light, e.g. goniolenses
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/50—Supports for surgical instruments, e.g. articulated arms
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B2017/00017—Electrical control of surgical instruments
    • A61B2017/00022—Sensing or detecting at the treatment site
    • A61B2017/00075—Motion
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/06—Measuring instruments not otherwise provided for
    • A61B2090/064—Measuring instruments not otherwise provided for for measuring force, pressure or mechanical tension
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/06—Measuring instruments not otherwise provided for
    • A61B2090/064—Measuring instruments not otherwise provided for for measuring force, pressure or mechanical tension
    • A61B2090/065—Measuring instruments not otherwise provided for for measuring force, pressure or mechanical tension for measuring contact or contact pressure
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/50—Supports for surgical instruments, e.g. articulated arms
    • A61B2090/5025—Supports for surgical instruments, e.g. articulated arms with a counter-balancing mechanism
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/50—Supports for surgical instruments, e.g. articulated arms
    • A61B2090/506—Supports for surgical instruments, e.g. articulated arms using a parallelogram linkage, e.g. panthograph
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/50—Supports for surgical instruments, e.g. articulated arms
    • A61B2090/508—Supports for surgical instruments, e.g. articulated arms with releasable brake mechanisms

Definitions

  • the present invention relates to a treatment system for ophthalmological purposes with a base body and an articulated arm, wherein the articulated arm an applicator for applying a study or a therapy on a
  • Patient eye in a patient's head and a sensor for measuring a force and / or relative movement comprises, and further comprises a protective device for protection against overloading of the patient's head by a head between the applicator and the patient occurring force and / or relative movement.
  • the present invention further relates to a corresponding method for
  • Eye disorders have been developing for some years both towards greater complexity and toward a more compact design: the space occupied by a treatment system for ophthalmic purposes should be as small as possible, since such treatments are often to take place in a sterile environment. On the other hand, such systems should also be used so that the patient does not have to be changed in his position. This is a great advantage, in particular for methods in which examination and therapy alternate, since the subsystems used can then be calibrated to each other.
  • Laser therapy device for generating cuts in an eye tissue, or for ablation or coagulation of an eye tissue by means of laser radiation to combine with an examination device and preferably to integrate in a common system.
  • Laser beam cut and / or smashed by ultrasound clouded eye lens to be performed under the control of the surgical microscope.
  • Therapy laser radiation is focused in an eye tissue or by means of a surgical microscope, the corresponding eye can be observed.
  • a restless patient can, by a corresponding movement, generate an increase in the pressure force between his eye and the laser applicator, to which the eye is fixed by means of a patient interface, which causes damage to the eye.
  • a power failure at the treatment system involves several risks: the further operation of the patient bed, without this being passed on to the treatment system, as well as the impossibility of freeing a fixed with the eye to an applicator of the treatment system patient, which of course also in a general Power failure exists.
  • Articulated arms are coupled, as is useful, for example, in cataract surgery, where, for example, a surgical microscope on a second
  • Articulated is arranged with the laser applicator, which is arranged on a first articulated arm, can be connected via a coupling device, so an unbalanced weight balance of the second articulated arm - for example, if this is adjustable by hand - to a sudden exceeding of a permissible Apply pressure to the patient's eye.
  • the permissible pressure force on the eye can also be exceeded.
  • a laser applicator for changing to the other patient's eye must be removed from its parking shell, without causing risks for the operator due to accidentally triggered safety functions.
  • the object of the present invention is therefore to describe a treatment system and a method for ophthalmological purposes with a protective device, which avoids the above problems and does not require interaction with external devices such as a patient bed.
  • a treatment device for ophthalmological purposes according to claim 1 and a method for protecting against overload of a patient's head or patient's eye by a between an applicator on a movable articulated arm of a treatment system for ophthalmological purposes and a patient head or a patient's eye occurring force and / or relative movement according to claim 13.
  • a treatment system for ophthalmological purposes comprises a base body and an articulated arm, wherein the articulated arm, a movable or immovable fixed to the base body end, a free end and each other movable
  • Treatments include investigations, in particular for
  • the articulated arm is movable in space.
  • the treatment system that the
  • Articulated comprises, in addition to this articulated arm also have more articulated arms, so it includes at least one articulated arm.
  • the articulated arm can be attached directly or indirectly to the base body with a fixed end: If it is indirectly fastened to the base body, then the base body has an extension for this purpose, for example in the form of a
  • Main body protruding column or axle rod, up.
  • a movably fixed to the main body end of the articulated arm defines a fixation, in which the articulated arm directly at the location of fixation has an axis or a universal joint around which it is pivotable or rotatable.
  • An immovably fixed to the body end of the articulated arm means a rigid Attachment of this end, so that the position of the articulated arm in the room can be changed only with his first joint member.
  • the articulating arm of the treatment system further includes an applicator for applying a study or therapy to a patient's eye in a patient's head and a sensor for measuring a force and / or a patient
  • Applicator and sensor are preferably at the free end of the
  • the term applicator first designates a device from which an interaction of the treatment system with the patient's eye takes place.
  • the applicator designates an exit location of an examination and / or treatment radiation or else the location from which an observation of the patient's eye is made possible.
  • a corresponding sensor for measuring a force and / or a relative movement is, for example, a force sensor or a pressure sensor and / or a
  • Motion sensor wherein a motion sensor, for example, can determine the distance to an object over time and thus statements about the local change of the targeted object can be made.
  • multiple sensors as part of a sensor system, so for example a
  • Pressure sensor and a motion sensor or a plurality of pressure sensors be arranged on the articulated arm.
  • the free end of the articulated arm is that of the end of the articulated arm, the
  • Main body of the treatment system is fixed movable or immovable, opposite end.
  • An arrangement at the free end of the articulated arm does not necessarily mean only an arrangement directly at the end of the articulated arm but includes the environment of this free end:
  • the applicator can be located directly at the free end of the articulated arm, the sensor, however, in some engaged position or vice versa.
  • the articulated arm further comprises a protective device to protect against overloading of the patient's head by a force occurring between the applicator and the patient's head and / or relative movement.
  • the protection device may comprise various elements or sub-devices.
  • An overload occurs when a pressure force of the applicator for
  • Exceeding a defined limit for the patient's eye or the entire patient's head leads, or if a movement of the applicator is carried out so that it causes a shock in a collision with the patient's eye or the entire patient's head and thus to impairments or even injuries of the patient's eye or Patients head can come.
  • the protective device for protection against overload is now set up, when a limit value of the occurring force and / or relative movement thereof is exceeded by triggering a relieving force and / or
  • Movement is a force that counteracts by its direction of action of the occurring force and / or relative movement that has exceeded the limit.
  • a limit value is the value of a force, for example a compressive force, from which the patient's eye would be at risk if this pressure force acts directly on the patient's eye, or from the head of the patient, usually the face, would be at risk if this pressure force on the Face works.
  • a pushing force limit up to which the eye is certainly not damaged is in the range of 0.5N to 4N. Furthermore, a limit can be taken into account, to which the eye experiences no or only slight reversible damage, which is in the range of 3N to 20N. At much higher Values are then bruises and other damage to the eye can not be excluded or even expected.
  • Head area is not damaged is in the range of 13N to 150N.
  • the concrete limit to be used is also dependent on the type of applicator, its shapes and its material: For example, in favorable forms such as wide actual or potential bearing surfaces and soft materials, a higher limit can be set than with small contact surfaces and hard materials.
  • a threshold may be set for relative movement between the applicator and the patient's head or for a minimum distance between the applicator and the patient's head.
  • the protective device thus cooperates with the sensor, which supplies corresponding values for a pressure force or a movement or a distance between the applicator and the patient's eye or the patient's head. Usually, this is done via a control device that is included in the treatment system.
  • the treatment system described here thus comprises an articulated arm according to the invention with an applicator, a sensor and a protective device to protect against overload of a patient's head or a patient's eye, which is set to release a force when exceeding defined limits of the sensor measurement and / or a movement in motion set, which prevents the applicator by excessive pressure or by collision damage or injury to the patient's head or the patient's eye generated.
  • the applicator is configured to make contact with the patient's eye
  • the sensor is arranged and configured to determine a compressive force between the applicator and the patient's eye. Therefore, the sensor is preferably arranged on a lower side of the applicator-aligned with the patient's eye-so that it can determine a compressive force between the two when the applicator contacts the patient's eye.
  • it is a protection device for direct protection against overload of the patient's eye in the patient's head, since there is direct contact with the patient's eye.
  • the contact is usually made mechanically. However, instead of a contact, it is also possible to establish a non-contact relationship between the applicator and the patient's eye, in which a pressure force between the applicator and the patient's eye must be observed and possibly prevented.
  • the contact with the patient's eye can be produced directly or indirectly:
  • An indirect contact is made by means of a contact element, such as a contact glass or a liquid patient interface.
  • the contact element is first releasably attached to the applicator. Finally, the applicator with the attached contact element on the
  • Applicator dispensed with the patient's eye Such a direct contact is only possible if the applicator is sterile before contact with the patient's eye and then can be sterilized again.
  • the opposing force is preferably an accelerating force that acts without delay.
  • the main body contains a therapeutic laser source for generating a therapy laser radiation.
  • a therapeutic laser source for generating a therapy laser radiation.
  • This is in particular a short-pulse laser radiation, preferably one
  • the main body and the articulated arm for this purpose also includes a device for controlled focusing and deflection of the therapy laser radiation, wherein the applicator is arranged so that the therapy laser radiation exits through the applicator from the treatment system in the direction of the patient's eye, the focus of the therapy laser radiation can thus be moved in the patient's eye ,
  • the applicator In a treatment system in which the applicator is set up to make contact with the patient's eye, the applicator preferably has one
  • a force sensor device containing a plurality of sensors is a
  • a treatment system according to the invention preferably contains a
  • Protective device which is a tripping device with a function under
  • the triggering device ensures the "lifting" of the applicator arranged on the articulated arm from the patient's eye, for which purpose the protective device contains, in particular, a lifting device. If a pressure of the applicator above the limit value arises on the
  • Articulated arm to keep as low as possible includes the articulated arm of
  • Treatment system a weight compensation device.
  • the weight compensation takes place with respect to a first rotary head or first tilting axis, ie a first joint, which allows rotation about a horizontal axis. If necessary, a further weight compensation can take place with respect to another tilting axis.
  • Protective device comprises a lifting device, such that the
  • the weight compensation device and the lift-off device are thus connected to one another in such a way that they can unfold an effect on one another.
  • a parallel support arm which contains the weight compensation device and the protection device, so usually at least the triggering device and the lifting device.
  • a parallel support arm is characterized by two struts, which are each movable in parallel between two rotary heads via two joints or axes of rotation.
  • the lift-off device which may in particular comprise a lift-off spring which is held compressed in normal function releases a force at the moment of release, while the release device ensures that this force can be released at all, ie represents the shift element of the lift-off device.
  • Lifting device is a compensation device of
  • Weight compensation device which may in particular comprise a compensation spring, acted upon by a force.
  • a compensation spring the uncompressed in normal function of the treatment system or by a
  • Weight is stretched on the articulated arm, and thus maintains a state of equilibrium, this is compressed after triggering the lifting device of the protective device so that it assumes a new state of equilibrium.
  • a lift-off spring is arranged in the first strut of a parallel support arm, which is separated from the by an electrical
  • Compressive stress is maintained until a force between the applicator and the patient's head or patient's eye is measured, which is above the limit and would lead to an overload of the patient's head or patient's eye and thereby to a targeted shutdown of the electrical voltage, or to a Failure of the power supply of the treatment system is a danger to the
  • This lift spring is in conjunction with a compensation spring, which in the second strut of the
  • Parallel arm is arranged so that the forces of both springs counteract each other.
  • the connection of lift-off spring and compensation spring is ensured by means of a traction means, such as a toothed belt, a rope or a wire rope belt.
  • a traction means such as a toothed belt, a rope or a wire rope belt.
  • This is steered between Abhebefeder and compensation spring via defined deflection wheels, for a toothed belt, for example via toothed belt wheels whose distance from one another is variable.
  • the triggering device At a pressure force between the applicator and the patient's head or the patient's eye, which would lead to an overload, or in the case of a failure of the power supply of the treatment system, the triggering device,
  • a further acting tensile force on the traction means then leads to the reduction of the connection path by reducing the distance between the points of the traction means on a first and a second deflection wheel, so for example the distance between the points of the toothed belt on a first and a second toothed belt. This will pull the articulated arm upwards.
  • Treatment system comprises a connecting path between the lifting device and the counterbalancing device damping for pulling and / or pushing forces.
  • connection path which advantageously variable in its length and / or its
  • the protection device Since in case of danger, the protection device must respond immediately, and thus parts of the articulated arm are exposed to a high acceleration, resulting in
  • a damping for pressing forces counteracts the accelerated mass of the articulated arm, ie the mass of the articulated arm itself and the mass of the applicator, by pressure.
  • the treatment system according to the invention which has a parallel support arm as described above, is a damping for pulling and / or pressing forces advantageously arranged between the two pulleys.
  • Treatment system comprises a return device.
  • Such a return device has a "collection function": it is set up after the release of the protective device and with the end of the risk to return the treatment system to its original state so that it can be used again in accordance with its "normal function".
  • the articulated arm of the treatment system has a situation-dependent blocking function of the protective device.
  • a situation-dependent blocking function characterizes an embodiment of the protective device which blocks the triggering of this protective device in situations in which such triggering is undesirable.
  • Protection device is here correspondingly programmable, for example, in particular detectable and detected positions of the articulated arm
  • a treatment system with an articulated arm which comprises a device for coupling to a further articulated arm, is preferred.
  • a treatment system with an articulated arm as described here can, of course, have one or more further articulated arms.
  • OCT Coherence tomography
  • the treatment system is set up to also apply the weight compensation and the effect of the protection device to the coupled system of two articulated arms.
  • a further situation-dependent blocking function of the treatment system as described above can then also extend to motors of the coupled second articulated arm, for example, so that it is no longer movable when therapeutic laser radiation is applied to the patient's eye by means of the applicator of the first articulated arm.
  • Patient head or patient's eye by a between a applicator on a movable articulated arm of a treatment system for ophthalmological purposes and a patient head or a patient's eye occurring force and / or relative movement is the force and / or the relative movement between the patient's head and the patient's eye and the Applicator measured. This is preferably done by means of a force sensor, which measures a pressure force between the applicator and the patient's eye or the patient's head.
  • a triggering device When a limit value of the force and / or the relative movement is exceeded, a triggering device is activated in order to relieve the patient's eye or the patient's head endangering force and / or relative movement between the patient's head and the patient's eye with a relieving force and / or movement of the articulated arm and to counteract the applicator.
  • This triggering device initiates a movement of the articulated arm, preferably in one of the force and / or the
  • the articulated arm in such an opposite direction, which serves to avert the overload, takes place immediately and preferably automatically for effective overload protection. without asking the operator of the treatment system again.
  • the articulated arm is preferably moved by means of a lift-off device in a direction which is opposite to the measured pressure force and / or relative movement.
  • the inventive method is also preferably carried out using a treatment system according to the invention described above.
  • Articulated arm can be returned to a "normal position", and the entire treatment system is put back into a state in which it
  • Treatment of a patient's eye can be used.
  • the protective function is blocked when the articulated arm is in a state marked for blocking.
  • this is a condition in which the articulated arm is manipulated by an operator without being positioned immediately above a patient's head or directly above a patient's eye.
  • the removal of the articulated arm from the parking shell is an example of this.
  • Patient head or the patient's eye measured force and / or relative movement is smaller than the limit of the force and / or relative movement occurring, when exceeded, the relieving force or movement is triggered.
  • the measured between the applicator and the patient's head or the patient's eye force and / or relative movement is actively compensated, as long as it is below the limit.
  • the execution of these motor movements is thereby by the control unit of the treatment system as a function of the between
  • Applicator and the patient's head or the patient's eye occurring force and / or relative movement controlled. A manual control is blocked.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a treatment system according to the invention with a protective device.
  • FIG. 2 shows an embodiment of the core of a protective device of a treatment system according to the invention.
  • FIG. 3 shows an alternative embodiment of the core of a
  • Fig. 1 is an embodiment of an inventive
  • the treatment system 100 includes a base body 1 10, an articulated arm 130-1 with a laser applicator 200-1 for applying a therapy laser radiation to the patient's eye and another articulated arm 130-2 with a surgical microscope 200-2 as an applicator of the other articulated arm 130- second
  • Both articulated arms 130-1, 130-2 are attached to one end of the articulated arm 130-1, 130-2 via an extension 120 on the main body 1 10, while the laser applicator 200-1 and the surgical microscope 200-2 on the other , Free end of the articulated arm 130-1, 130-2 is arranged.
  • the articulated arms 130-1, 130-2 have mutually movable hinge members, which are horizontal
  • Joint axes 140-O3, 140-O4, 140-L3, 140-L4 and vertical hinge axes 140-O1, 140-02, 140-05, 140-L1, 140-L2, 140-L5 are movable.
  • the articulated arm 130-1 which includes the laser applicator 200-1, includes means for deflecting and focusing the therapeutic laser radiation contained in a
  • Femtose 1 laser source 220 is generated in the main body 1 10 of the
  • the laser applicator 200-1 contains the exit opening of this steered and focused femtosecond laser radiation.
  • the focus of the femtosecond laser radiation can be moved in a defined pattern, wherein at the respective site of action of the focus of the femtosecond laser radiation, the eye tissue is separated by photodisruption.
  • the generation of femtosecond laser radiation as well as its deflection and focusing are controlled by a control unit 210, which also also all other functions of the
  • Control system 100 controls.
  • the embodiment of the treatment system 100 described herein further includes a means for coupling the articulated arms 170 comprising two sub-elements, one of which is disposed on top of the laser applicator 200-1 and the other on the underside of the surgical microscope 200-2 the two sub-elements can interlock according to a key-lock principle.
  • the surgical microscope 200-2 can be coupled to the laser applicator 200-1, and the progress of the laser therapy, for example, the progress of a cut in the cornea, sclera, capsular bag or the eye lens, by a laser applicator with the 200- 1 applied femtosecond laser radiation can be observed through the surgical microscope 200-2.
  • the progress of the laser therapy for example, the progress of a cut in the cornea, sclera, capsular bag or the eye lens
  • a force sensor device 160-1 is arranged.
  • Force sensor device 160-1 comprises three force sensors which are around the
  • Application axis of the laser applicator 200-1 are arranged at a uniform distance of 120 °.
  • a pressure force between the laser applicator 200-1 and a patient's eye is measured when this is fixed by means of a patient interface on the laser applicator 200-1.
  • the pressure force between the laser applicator 200-1 and the patient's eye is the decisive factor, since the patient's eye is fixed to the laser applicator 200-1 during the therapy and, if necessary, an increase in the pressure force, for example due to a malfunction of the articulated arm 130-1. 1 or by a movement of the patient, would act directly on the patient's eye. Therefore, the limit value for a maximum compressive force on the patient's eye must be observed here, so that the patient's eye is certainly not damaged.
  • the force sensors are located between the laser applicator 200-1 and the patient interface. They can measure both axial and radial forces.
  • a force sensor 160-2 is likewise arranged on the eye side, which likewise measures a compressive force in the case of a too large approximation of the surgical microscope 200-2 to the patient's face, in which case the limit value the maximum permissible pressure force for the face is used.
  • a force sensor 160-2 is alternatively or simultaneously, however, also the use of a motion sensor at this point possible.
  • Both articulated arms 130-1, 130-2 each have a weight compensation device 150.
  • This is configured in the form of a parallel support arm 150, which contains a compensation spring 7.
  • the parallel support arm 150 of the articulated arm 130-1 comprising the laser applicator 200-1 comprises substantially four joints, namely, the first rotary head 140-L2 having the two parallel axes 140-L3 A and C, and the second rotary head 140-L5 with the two parallel axes 140-L4 B and D, and the hinge members, so the spring arm 150-2 and the strut 150-1.
  • Weight compensation for all masses to be compensated takes place with respect to joint 140-L3, axis A.
  • the compensation spring 7 generates a moment about the joint 140-L3, axis A, which is opposite to the moment generated by the weight G about axis A and compensates for this.
  • the balanced weight force G is independent of the pivotal position of the articulated arm 130 for the applicator 200. Although the distance of the center of gravity to the axis of rotation 140-L3, axis A changes due to the pivoting of the applicator 200, this has no influence on the weight compensation. The thus changing moment is supported by the strut 150-1 which is suspended in the rotation axis 140-L3, axis C and 140-L4, axis D.
  • the spring balance of the surgical microscope hinge arm 130-2 can be adjusted manually and is adjusted by the operator to the particular weight of the accessory attached to the surgical microscope 200-2 or to the coupled articulated arm with the laser applicator 200-1. Deviations in the optimal setting lead to residual forces upwards or downwards, which can also be greater than the braking force of the surgical microscope. Critical are residual forces down.
  • the Operating Microscope 200-2 should not fall alone when released by the operator, especially not at the moment of positioning over the patient's eye.
  • the laser applicator 200-1 on the articulated arm 130-1 can then be deposited, but not removed again. In this way it is ensured that a removal is only possible in a controlled balanced state.
  • the articulated arms 130-1, 130-2 further include a protection device to protect against overload of the patient's head or the patient's eye by a between the laser applicator 200-1 and the patient's eye or between the
  • Surgical microscope 200-2 and the patient's head occurring force and / or relative movement.
  • the protective device is set up to counteract the occurrence of an opposing force and / or movement of the articulated arm 130-1, 130-2 when a limit value of the force occurring and / or relative movement thereof is exceeded.
  • the treatment system 100 lifts the articulated arms 130-1, 130-2 away from the patient's eye or patient's face by the protective device and is pushed upward (the patient is usually lying on a patient couch under the applicator 200 arranged on the articulated arm 130, ie the laser Applicator 200-1 or the surgical microscope 200-2.
  • a treatment system 100 with fixed to a base 1 10, articulated arms 130, 130-1, 130-2 used to examine the eye of a patient or to treat then it must be ensured in any case that the Patient head, but especially the patient's eye in case of malfunction of the treatment system 100 or for other reasons, such as restlessness of the patient or accidental operation of the patient bed, not is overloaded by an increase in compressive force beyond the set limit.
  • the protection device is set up so that even the reasonable pressure force is not exceeded before the protection device unfolds the full effect.
  • the protection device as well as the lifting process should be based on the Fig. 2nd
  • Protective device of a treatment system 100 represents.
  • a lift-off mechanism is disposed in the strut 150-1 of the parallel support arm 150 of the articulated arm 130-1, which includes the laser applicator 200-1.
  • Timing belt 2 is deflected via two toothed belt wheels 1 -1, 1 -2 and a sliding block 3 in the strut 150-1 and is suspended there in a second strut 16-1. Both toothed belt wheels 1 -1, 1 -2 are rotatably mounted. Normally this is
  • Strut 16-1 in the strut 150-1 tensioned and locked The suspension in the strut 16-1 acts as a firm restraint and thus ensures a safe function of the weight balance in the lower spring arm 150-2.
  • the trigger magnet 1 1 has the task of holding a release sleeve 12 against the force of one or more tripping springs 5.
  • the release sleeve 12 locks a plurality of balls 6, which in turn hold a sleeve 13 against which the lift spring 4 presses. In this sleeve 13 of the toothed belt 2 is mounted.
  • the release sleeve 12 is moved by the release spring 5. It releases the balls 6, which are pressed by the force of the lifting spring 4 to the outside.
  • the energy of the lifting spring 4 immediately pushes the sleeve 13 with the hinged toothed belt 2 down.
  • the force of the lifting spring 4 is dimensioned so that it despite the greatest existing braking force of the surgical microscope 200-2 a
  • Combination of coupled laser applicator 200-1 and surgical microscope 200-2 can push up and thereby generates a sufficiently large acceleration.
  • This acceleration is large enough to be able to lift off the patient's eye as quickly as possible, so that the maximum force, but if possible the value of the lower force defined as a reasonable pressure force, is not exceeded.
  • This spring force causes, at the moment of triggering, the compensation spring 7 in the lower spring arm 150-2 to be compressed in block time or maximally so that the spring-guiding mandrel of the compensation spring 7 is pressed against the stop and thus a new equilibrium state is reached. Thereafter, the spring arm 150-2 begins to lift under acceleration. In the upper stop of the spring arm 150-2 the suspension in strut 16-1 of the toothed belt 2 hits a motor drive. Both positions of spring suspension 16-1 are detected by means of fork coupler 17 to control the motor 8 and to be able to clearly identify the state of the shock absorber 16-1.
  • the engine 8 biases the lifting spring 4 again.
  • the engine power is transmitted by means of a gear on a ball screw spindle 9, which presses with a piston against the spring suspension 16-1 until the lifting spring 4 is again stretched in its original position.
  • the engine 8 drives the
  • Ball screw 9 still 5 mm beyond the upper mounting point addition.
  • the release sleeve 12 is pushed back onto the balls 6 by means of a lever mechanism. This is necessary because the release magnet 1 1 is not able to attract the release sleeve 12 against the force of the release spring 5 over a distance of 5 mm.
  • the balls 6 are caught again by the release sleeve 12 and lock the spring retainer 16-1 and its sleeve 13.
  • Lifting function is active again and is ready for the next emergency.
  • the articulated arm 130-1 ensured by the four horizontal axes of rotation 140-L3, Axes A, B, and 140-L5, axes C, D in the parallel support arm 150, a vertical movement of the laser applicator 200-1 for working heights of 800 to 1200 mm. That is, the patient's eye may be above the ground at this distance. The range of motion is limited by hard stops. There is a danger if the operator operates at a height close to 1200 mm. Then there may not be enough overflow to rescue the patient in an emergency. The optimum working height is therefore 900 to 1000 mm. So the
  • the force of the lifting spring 4 for the lift-off mechanism is constant, but the deceleration forces acting on the upper stop can be very different. This triggered vibrations can lead to the breakage of the mechanics or misalignment. Therefore, a damping 10 at the top stop is necessary, which must meet very different requirements.
  • the deceleration force is affected by the action of the operation microscope 200-2, which fluctuates between 30 and 60N, and by the height at which the
  • Restrict deceleration forces is preferably only when tightened
  • the brake is released and the working area of the operator is limited in height to 900 to 1000mm.
  • the path of the sleeve 13 of the lifting spring 4 is attenuated during take-off.
  • the first part of the way of this sleeve 13, in which the lower compensation spring 7 is pressed block or compressed to a maximum possible position, must be done very quickly, since the delay time is affected until the lifting of the articulated arm 130 thereby.
  • a long delay time leads to a large increase in force on the patient's eye, for example in the case of an unintentionally upwardly moving patient couch. Consequently, this part of the path must not be hampered by damping.
  • the lifting takes place. This section is muffled to the entire path length.
  • the damping 10 is designed to be in the
  • Lifting spring 4 operated. As a result, the laser applicator 200-1 is lifted off the patient together with the coupled surgical microscope 200-2.
  • the triggering also takes place after each switching off of the treatment system 100. After switching on, the motor 8 in the strut 150-1 is then first operated again in order to tension the lifting spring 4 again. Only when the forces measured by the force sensor in the parking shell 180 are within the required limit, the locking for the removal of the laser applicator 200-1 is canceled.
  • Fig. 3 shows an alternative embodiment of the core of a
  • the damping of the lift of the lifting spring 4, as shown in FIG. 2, has the disadvantage that the damper 10 is not directly against the accelerated mass, in the worst case of the operation microscope 200-2 and the laser applicator 200-1, presses, but against the sleeve 13 in which the toothed belt 2 is mounted. So only pulling forces can be damped. To brake the accelerated mass, it is advantageous if the damping can also push. If the damper 10 presses against the sleeve 13, this is not possible since the toothed belt 2 can transmit only tensile forces. It would sag when the accelerated mass moved faster than the sleeve 13.
  • an alternative damper 15 is arranged to act directly on the movement of the strut 150-1 and the spring arm 150-2 to each other, and can apply pressure forces through the moving mass. This is possible for example by a rotatable mounting of a damper 15th between the rotation axis 140-L3, axis C of the toothed belt wheel 1 -2 and the
  • Rotary axis E of the toothed belt wheel 1 -1 The Dampfungsweg is determined by the change in the distance between the two axes of rotation during movement of the articulated arm 130-1.
  • the articulated arm 130-1 moves up with the laser applicator 200-1 and the coupled surgical microscope 200-2, the distance shortens, and the damping 15 can counteract the accelerated mass by pressure.
  • this type of damping has the disadvantage that it hinders the free movement of the articulated arm 130-1 in height.
  • the decision for the variant of the damper 10, 15 is thus a compromise between a smooth running of the articulated arm 130-1 and the damping properties.
  • motors of the operation microscope 200-2, the z-direction focusing, and the XY coupling are used to attach the laser applicator 200-1 to the operation microscope 200-2 via the optical microscope 200-2
  • these motors may no longer be actuated by laser treatment so as not to disturb the laser process.
  • control unit 210 and the control via CAN bus it is ensured that the motors of the surgical microscope 200-2 can no longer be actuated during the laser treatment.
  • the motors are advantageously moved in such a way that measured forces or movements on the eye are compensated for by compensation movements, as long as they are below the limit of the occurring force and / or relative movement, at which point the relieving force or movement is triggered.
  • These motor movements are necessarily controlled by the system as a function of the force occurring between the applicator and the patient's head or the patient's eye and / or
  • triggering of the lift-off function must be avoided in certain situations in which the applicator 200 of the articulated arm 130 is not positioned above a patient's eye or the patient's head, for example manipulated by the operator to prepare the therapy action.
  • the lift-off function is activated, the applicator 200 is pushed up by a force of about 100N.
  • Articulated arm 130-1 pivoted to the other side and then the laser applicator 200-1 again stored in the parking shell 180. During this process, if the force sensor 160 on the laser applicator 200-1 registers a pressure force above the threshold, e.g. by colliding with other parts of the
  • the lift-off function can be triggered. To prevent this, the engine piston 14 is moved against the sleeve 13 of the lifting spring 4. This ensures that despite release of the protective device, the lifting spring 4 can not lead to the movement of the articulated arm 130-1.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Laser Surgery Devices (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Behandlungssystem für ophthalmologische Zwecke (100) mit einem Grundkörper (110) und mit einem Gelenkarm (130),der einen Applikator (200) zur Anwendung einer Untersuchung oder einer Therapie auf ein Patientenauge, einen Sensor (160) zur Messung einer Kraft und/oder einer Relativbewegung und eine Schutzvorrichtung zum Schutz vor Überlastung des Patientenauges bzw.Patientenkopfes durch eine zwischen dem Applikator (200) und dem Patientenkopf auftretende Kraft und/oder Relativbewegungaufweist. Aufgabeder vorliegenden Erfindung ist es, ein Behandlungssystem (100) und ein Verfahren für ophthalmologische Zwecke mit einer Schutzvorrichtung zu beschreiben, die eine Überlastung des Patientenauges bzw. Patientenkopfes aufgrund einer Fehlfunktion des Bearbeitungssystems oder des Bedieners vermeidet und keines Zusammenwirkens mit externen Einrichtungen wie beispielsweise einer Patientenliege bedarf. Diese Aufgabe wird gelöst durcheine Schutzvorrichtung, dieeingerichtet ist, beim Überschreiten eines Grenzwertes der auftretenden Kraft und/oder Relativbewegung dieser durch Auslösen einer entlastenden Kraft und/oder Bewegung des Gelenkarms (130) entgegenzuwirkensowie durch ein entsprechendes Verfahren.

Description

Behandlungssystem für ophthalmologische Zwecke mit Überlastungsschutz
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Behandlungssystenn für ophthalmologische Zwecke mit einem Grundkörper und einem Gelenkarm, wobei der Gelenkarm einen Applikator zur Anwendung einer Untersuchung oder einer Therapie auf ein
Patientenauge in einem Patientenkopf und einen Sensor zur Messung einer Kraft und/oder einer Relativbewegung umfasst, und weiterhin eine Schutzvorrichtung zum Schutz vor Überlastung des Patienten kopfes durch eine zwischen dem Applikator und dem Patienten köpf auftretende Kraft und/oder Relativbewegung aufweist.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein entsprechendes Verfahren zum
Schutz vor Überlastung eines Patientenkopfes bzw. eines Patientenauges durch eine zwischen einem Applikator an einem beweglichen Gelenkarm eines
Behandlungssystems für ophthalmologische Zwecke und dem Patientenkopf bzw. dem Patientenauge auftretende Kraft und/oder Relativbewegung.
Vorrichtungen und Verfahren für die Untersuchung und Therapie von
Augenerkrankungen entwickeln sich seit einigen Jahren sowohl in Richtung einer höheren Komplexität als auch in Richtung einer kompakteren Ausgestaltung: Der durch ein Behandlungssystem für ophthalmologische Zwecke vereinnahmte Platz soll so gering wie möglich sein, da solche Behandlungen häufig in steriler Umgebung stattfinden sollen. Andererseits sollen solche Systeme auch so eingesetzt werden, dass der Patient in seiner Lage nicht verändert werden muss. Insbesondere für Verfahren, in denen sich Untersuchung und Therapie abwechseln, ist dies ein großer Vorteil, da die eingesetzten Teilsysteme dann zueinander kalibriert werden können.
In ophthalmologischen Lasertherapiesystemen ist es mittlerweile üblich, eine
Lasertherapievorrichtung zur Erzeugung von Schnitten in einem Augengewebe, oder zur Ablation oder zur Koagulation eines Augengewebes mittels Laserstrahlung mit einer Untersuchungsvorrichtung zu kombinieren und bevorzugt in ein gemeinsames System zu integrieren.
Dies ist beispielsweise sehr vorteilhaft in der laserunterstützten Augenchirurgie zur Korrektur von Fehlsichtigkeit oder zur Therapie von anderen Augenerkrankungen wie z.B. einem Katarakt mittels der Kataraktchirurgie, wo sich Arbeitsschritte zur
Charakterisierung der Augenstrukturen mit chirurgischen Schritten und Schritten zur Verifikation des chirurgischen Eingriffs oder zur Unterstützung des chirurgischen Eingriffs abwechseln. So können die Augenstrukturen zunächst mittels der optischen Kohärenztomographie (OCT) oder mittels Ultraschall charakterisiert werden. Hernach kann mittels eines gepulsten Laserstrahls ein Augengewebe geschnitten, in diesem Falle also beispielsweise mittels Photodisruption getrennt werden. Das Resultat kann dann mittels eines Operationsmikroskops verifiziert werden und Folgeschritte, wie beispielsweise in der Kataraktchirurgie das Absaugen einer zuvor mit dem
Laserstrahl zerschnittenen und/oder durch Ultraschall zertrümmerten getrübten Augenlinse, unter Kontrolle durch das Operationsmikroskop durchgeführt werden.
Zu diesem Zwecke kann mit einem Behandlungssystem gearbeitet werden, das bewegliche Gelenkarme aufweist, die jeweils einen entsprechenden Applikator aufweisen, der so zum Patientenauge positioniert wird, dass z.B. eine
Therapielaserstrahlung in einem Augengewebe fokussiert ist oder aber mittels eines Operationsmikroskops das entsprechende Auge beobachtet werden kann.
Insbesondere beim Einsatz einer Therapielaserstrahlung für augenchirurgische Zwecke ist es von Vorteil, eine feste Lagebeziehung zwischen dem zu behandelnden Auge und dem Applikator des Therapielaserstrahls zu etablieren. In der Regel wird dies mittels eines Flüssigkeits-Patienteninterfaces oder in einfacher Art und Weise mittels eines Kontaktglases erreicht, mit dem das Auge an den Applikator des entsprechenden Gelenkarms fixiert wird.
Eine solche Fixierung der Lage, also der Kopplung des Patientenauges an den Applikator, stellt jedoch auch eine Gefahr dar:
Ein unruhiger Patient kann durch eine entsprechende Bewegung einen Anstieg der Druckkraft zwischen seinem Auge und dem Laser-Applikator, an dem das Auge mittels eines Patienteninterfaces fixiert ist, erzeugen, der eine Schädigung des Auges bewirkt.
Ähnlich fatale Wirkung kann eine unbeabsichtigte Betätigung einer Patientenliege, auf der der Patient während des Eingriffs positioniert ist, entfalten. Ein Stromausfall am Behandlungssystem birgt gleich mehrerer Risiken: die einer weiteren Betätigung der Patientenliege, ohne dass dies an das Behandlungssystem weitergegeben werden kann, sowie die Unmöglichkeit der Befreiung eines mit dem Auge an einem Applikator des Behandlungssystems fixierten Patienten, die natürlich gleichermaßen auch bei einem allgemeinen Stromausfall besteht.
Werden Gelenkarme gekoppelt, wie dies beispielsweise in der Kataraktchirurgie sinnvoll ist, wo beispielsweise ein Operationsmikroskop, das an einem zweiten
Gelenkarm angeordnet ist, mit dem Laser-Applikator, der an einem ersten Gelenkarm angeordnet ist, über eine Kopplungsvorrichtung verbunden werden kann, so kann ein nicht ausbalancierter Gewichtsausgleich des zweiten Gelenkarms - beispielsweise, wenn dieser von Hand verstellbar ist - zu einer plötzlichen Überschreitung einer zulässigen Druckkraft auf das Patientenauge führen.
Bei einem fehlerhaften Ankoppeln des Laser-Applikators an das Patientenauge mittels Motoren kann ebenfalls die zulässige Druckkraft auf das Auge überschritten werden.
Aber auch wenn das Patientenauge nicht an den Applikator des Gelenkarms fixiert ist, sondern beispielsweise nur mit einem Operationsmikroskop oder einer anderen Untersuchungsvorrichtung charakterisiert werden soll, kann es zu einem plötzlichen Absinken des jeweiligen Applikators (also des Operationsmikroskops oder einer anderen Untersuchungsvorrichtung) am zweiten Gelenkarm kommen, dessen
Gewicht ggf. den gesamten Patientenkopf gefährden würde.
Gleichzeitig muss beispielsweise ein Laser-Applikator zum Wechsel auf das andere Patientenauge aus seiner Parkschale entnommen werden können, ohne dass dabei Risiken für den Bediener durch versehentlich ausgelöste Sicherheitsfunktionen entstehen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Behandlungssystem und ein Verfahren für ophthalmologische Zwecke mit einer Schutzvorrichtung zu beschreiben, die die oben genannten Probleme vermeidet und keines Zusammenwirkens mit externen Einrichtungen wie beispielsweise einer Patientenliege bedarf.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Behandlungsvorrichtung für ophthalmologische Zwecke nach Anspruch 1 und ein Verfahren zum Schutz vor Überlastung eines Patientenkopfes bzw. Patientenauges durch eine zwischen einem Applikator an einem beweglichen Gelenkarm eines Behandlungssystems für ophthalmologische Zwecke und einem Patienten köpf bzw. einem Patientenauge auftretende Kraft und/oder Relativbewegung nach Anspruch 13.
Ein Behandlungssystem für ophthalmologische Zwecke umfasst einen Grundkörper und einem Gelenkarm, wobei der Gelenkarm ein beweglich oder unbeweglich am Grund körper fixiertes Ende, ein freies Ende und zueinander bewegliche
Gelenkglieder aufweist.
Behandlungen umfassen dabei Untersuchungen, insbesondere zur
Charakterisierung der Strukturen und des Gewebes des Auges,
Beobachtungsvorgänge aber auch Therapien und insbesondere chirurgische
Anwendungen wie beispielsweise eine Lasertherapie.
Der Gelenkarm ist im Raum beweglich. Das Behandlungssystem, das den
Gelenkarm umfasst, kann neben diesem Gelenkarm auch weitere Gelenkarme aufweisen, es umfasst also mindestens einen Gelenkarm.
Der Gelenkarm kann mit einem fixierten Ende direkt oder indirekt am Grundkörper befestigt sein: Ist er indirekt am Grundkörper befestigt, so weist der Grundkörper zu diesem Zwecke eine Verlängerung, beispielsweise in Form einer aus dem
Grundkörper herausragenden Säule oder Achsstange, auf. Mittels dieser
Verlängerung ist der Gelenkarm indirekt am Grundkörper befestigt.
Ein beweglich am Grundkörper fixiertes Ende des Gelenkarms definiert dabei eine Fixierung, bei der der Gelenkarm direkt am Ort der Fixierung eine Achse oder ein Kardangelenk aufweist, um die bzw. um das er schwenkbar bzw. drehbar ist. Ein unbeweglich am Grundkörper fixiertes Ende des Gelenkarms bedeutet eine starre Befestigung dieses Endes, so dass der die Lage des Gelenkarms im Raum erst mit seinem ersten Gelenkglied verändert werden kann.
Einzelne Gelenkglieder sind dabei durch Gelenke enthaltende Drehköpfe oder Drehachsen miteinander verbunden.
Der Gelenkarm des Behandlungssystems enthält weiterhin einen Applikator zur Anwendung einer Untersuchung oder einer Therapie auf ein Patientenauge in einem Patientenkopf und einen Sensor zur Messung einer Kraft und/oder einer
Relativbewegung. Applikator und Sensor sind bevorzugt am freien Ende des
Gelenkarms angeordnet.
Mit dem Begriff Applikator ist dabei zunächst eine Einrichtung bezeichnet, von der aus eine Interaktion des Behandlungssystems mit dem Patientenauge stattfindet. Beispielsweise bezeichnet der Applikator einen Austrittsort einer Untersuchungsund/oder Behandlungsstrahlung oder aber den Ort, von dem eine Beobachtung des Patientenauges ermöglicht wird.
Ein entsprechender Sensor zur Messung einer Kraft und/oder einer Relativbewegung ist beispielsweise ein Kraftsensor bzw. ein Drucksensor und/oder ein
Bewegungssensor, wobei ein Bewegungssensor beispielsweise die Distanz zu einem Gegenstand über die Zeit ermitteln kann und somit Aussagen über die örtliche Veränderung des anvisierten Gegenstandes getroffen werden können. Auch können mehrere Sensoren als Teil eines Sensorsystems, also beispielsweise ein
Drucksensor und ein Bewegungssensor oder aber mehrere Drucksensoren, am Gelenkarm angeordnet sein.
Das freie Ende des Gelenkarms ist das dem Ende des Gelenkarms, das am
Grundkörper des Behandlungssystems beweglich oder unbeweglich fixiert ist, entgegengesetzte Ende. Eine Anordnung am freien Ende des Gelenkarms bedeutet nicht notwendigerweise nur eine Anordnung direkt am Ende des Gelenkarms sondern schließt die Umgebung dieses freien Endes ein: Beispielsweise kann sich der Applikator direkt am freien Ende des Gelenkarms befinden, der Sensor hingegen an etwas eingerückter Position oder umgekehrt. Der Gelenkarm weist weiterhin eine Schutzvorrichtung zum Schutz vor Überlastung des Patienten kopfes durch eine zwischen dem Applikator und dem Patientenkopf auftretende Kraft und/oder Relativbewegung auf. Die Schutzvorrichtung kann verschiedene Elemente bzw. Teilvorrichtungen umfassen.
Eine Überlastung tritt dann auf, wenn eine Druckkraft des Applikators zum
Überschreiten eines definierten Grenzwertes für das Patientenauge oder den gesamten Patientenkopf führt, oder wenn eine Bewegung des Applikators so ausgeführt wird, dass es zu einem Schock bei einer Kollision mit dem Patientenauge bzw. dem gesamten Patientenkopf und folglich zu Beeinträchtigungen oder gar Verletzungen des Patientenauges oder des Patienten kopfes kommen kann.
Dabei wird eine Relativbewegung zwischen dem Applikator und dem Patientenkopf mittels eines Sensors wie schon beschrieben durch zeitabhängige Ortsbestimmung ermittelt.
Erfindungsgemäß ist die Schutzvorrichtung zum Schutz vor Überlastung nun eingerichtet, beim Überschreiten eines Grenzwertes der auftretenden Kraft und/oder Relativbewegung dieser durch Auslösen einer entlastenden Kraft und/oder
Bewegung des Gelenkarms entgegenzuwirken. Eine entlastende Kraft oder
Bewegung ist dabei eine Kraft, die durch ihre Wirkungsrichtung der auftretenden Kraft und/oder Relativbewegung, die den Grenzwert überschritten hat, entgegenwirkt.
Ein Grenzwert ist der Wert einer Kraft, beispielsweise einer Druckkraft, ab dem das Patientenauge gefährdet wäre, wenn diese Druckkraft direkt auf das Patientenauge wirkt, oder aber ab dem der Patienten köpf, in der Regel das Gesicht, gefährdet wäre, wenn diese Druckkraft auf das Gesicht wirkt.
Ein solcher Grenzwert wird folglich entsprechend der speziellen Anwendung festgelegt: Ein Grenzwert für die Druckkraft, bis zu dem das Auge sicher nicht geschädigt wird, liegt im Bereich von 0,5N bis 4N. Des Weiteren kann ein Grenzwert berücksichtigt werden, bis zu dem das Auge keine oder allenfalls leichte reversible Schädigungen erfährt, der im Bereich von 3N bis 20N liegt. Bei wesentlich höheren Werten sind dann Quetschungen und andere Schädigungen des Auges nicht auszuschließen oder gar zu erwarten.
Ein weiterer Grenzwert für die Druckkraft, bis zu dem das Gesicht bzw. der
Kopfbereich nicht geschädigt wird, liegt im Bereich von 13N bis 150N. Der konkrete zu verwendende Grenzwert ist dabei auch von der Art des Applikators, seinen Formen und seinem Material abhängig: Beispielsweise kann bei günstige Formen wie breiten tatsächlichen oder potentiellen Auflageflächen und weichen Materialien ein höherer Grenzwert festgelegt werden als bei geringen Auflageflächen und harten Materialien.
Wenn der Applikator so ausgestaltet ist, dass die auftretende Kraft und/oder
Relativbewegung auf den Patientenkopf und nicht unmittelbar auf das Patientenauge wirkt, dann sind also der Grenzwert, ab denen eine Schädigung des Patienten kopfes zu befürchten ist, zu beachten, die höher sind als der Grenzwert einer Druckkraft auf das Patientenauge.
Ähnlich kann ein Grenzwert für eine Relativbewegung zwischen dem Applikator und dem Patientenkopf oder für einen Mindestabstand zwischen dem Applikator und dem Patientenkopf festgelegt werden.
Die Schutzvorrichtung arbeitet also mit dem Sensor zusammen, der entsprechende Werte für eine Druckkraft oder eine Bewegung bzw. einen Abstand zwischen dem Applikator und dem Patientenauge oder dem Patientenkopf liefert. Üblicherweise geschieht dies über eine Steuervorrichtung, die im Behandlungssystem enthalten ist.
Das hier beschriebene Behandlungssystem umfasst also einen erfindungsgemäßen Gelenkarm mit einem Applikator, einem Sensor und einer Schutzvorrichtung zum Schutz vor Überlastung eines Patienten kopfes oder eines Patientenauges, die eingerichtet ist, beim Überschreiten definierter Grenzwerte der Sensormessung eine Kraft freizusetzen und/oder eine Bewegung in Gang zu setzen, die verhindert, dass der Applikator durch eine zu hohe Druckkraft bzw. durch Kollision Schäden bzw. Verletzungen am Patientenkopf bzw. dem Patientenauge erzeugt. In einem bevorzugten Behandlungssystem ist der Applikator eingerichtet, einen Kontakt mit dem Patientenauge herzustellen, und der Sensor angeordnet und eingerichtet, eine Druckkraft zwischen dem Applikator und dem Patientenauge zu bestimmen. Bevorzugt ist deshalb der Sensor auf einer Unterseite des Applikators - ausgerichtet zum Patientenauge - angeordnet, so dass er bei einem Kontakt des Applikators mit dem Patientenauge eine Druckkraft zwischen den beiden ermitteln kann.
In diesem Fall handelt es sich um eine Schutzvorrichtung zum direkten Schutz vor Überlastung des Patientenauges im Patienten köpf, da ein unmittelbarer Kontakt mit dem Patientenauge besteht.
Der Kontakt wird üblicherweise mechanisch hergestellt. Statt eines Kontakts ist es jedoch auch möglich, eine berührungslose Beziehung zwischen dem Applikator und dem Patientenauge herzustellen, bei der eine Druckkraft zwischen dem Applikator und dem Patientenauge beobachtet und ggf. verhindert werden muss.
Die Herstellung des Kontaktes mit dem Patientenauge kann dabei auf direktem oder indirektem Wege erfolgen: Ein indirekter Kontakt wird mittels eines Kontaktelements, wie beispielsweise eines Kontaktglases oder eines Flüssigkeits-Patienteninterfaces, hergestellt. Das Kontaktelement wird dabei zunächst am Applikator lösbar befestigt. Schließlich wird der Applikator mit dem befestigten Kontaktelement auf das
Patientenauge geführt und am Patientenauge beispielsweise mittels Ansaugen fixiert Aus Gründen der Sterilität wird in der Regel auf einen direkten Kontakt des
Applikators mit dem Patientenauge verzichtet: Ein solcher direkter Kontakt ist nur dann möglich, wenn der Applikator vor dem Kontakt mit dem Patientenauge steril ist und anschließend erneut sterilisiert werden kann.
Bei einer Druckkraft auf das Patientenauge, die größer als der dafür vorgesehene Grenzwert ist, ist die direkte oder indirekte Fixierung des Auges am Applikator jederzeit wieder lösbar: Wenn der Gelenkarm beispielsweise in Folge des Auslösens der entgegen gerichteten Kraft der Schutzvorrichtung nach oben schnellt, das
Patientenauge jedoch bis zum Auslösen der Kraft durch die Schutzvorrichtung mit dem Gelenkarm über ein Kontaktelement verbunden ist, so wird im gleichen Moment der Kontakt des Applikators mit dem Patientenauge aufgehoben.
Die entgegen gerichtete Kraft ist dabei vorzugsweise eine beschleunigende Kraft, die verzögerungslos wirkt.
In einem besonders bevorzugten Behandlungssystem enthält der Grundkörper eine Therapielaserquelle zur Erzeugung einer Therapielaserstrahlung. Dabei handelt es sich insbesondere um eine Kurzpulslaserstrahlung, bevorzugt um eine
Femtosekunden- oder Pikosekunden-Laserstrahlung. Der Grundkörper und der Gelenkarm umfasst hierfür zudem eine Vorrichtung zur gesteuerten Fokussierung und Ablenkung der Therapielaserstrahlung, wobei der Applikator so angeordnet ist, dass die Therapielaserstrahlung durch den Applikator aus dem Behandlungssystem in Richtung des Patientenauges austritt, der Fokus der Therapielaserstrahlung also im Patientenauge bewegt werden kann.
In einem Behandlungssystem in dem der Applikator eingerichtet ist, einen Kontakt mit dem Patientenauge herzustellen, weist der Applikator bevorzugt eine
Kraftsensorvorrichtung mit mehreren Sensoren auf, die gleichmäßig um eine
Applikationsachse verteilt sind.
Mit einer mehrere Sensoren enthaltenden Kraftsensorvorrichtung ist eine
zuverlässigere Messung der Druckkraft möglich. Bevorzugt sind hierbei drei
Sensoren gleichmäßig um eine Applikationsachse, beispielsweise die optische Achse, verteilt.
Bevorzugt enthält ein erfindungsgemäßes Behandlungssystem eine
Schutzvorrichtung, die eine Auslösevorrichtung mit einem in Funktion unter
Spannung gehaltenem Auslöseelement umfasst. Im Normalbetrieb liegt also eine Spannung an dem Auslöseelement der Auslösevorrichtung an.
Wird diese Spannung unterbrochen, so sorgt die Auslösevorrichtung für das „Abheben" des am Gelenkarm angeordneten Applikators vom Patientenauge. Hierfür enthält die Schutzvorrichtung insbesondere eine Abhebevorrichtung. Entsteht ein über dem Grenzwert liegender Druck des Applikators auf das
Patientenauge, der durch den Sensor entsprechend gemessen wird, so wird die Spannung in der Schutzvorrichtung unterbrochen. Durch diese Abschaltung wird das Auslöseelement betätigt. Auf gleichem Wege wie bei der Feststellung eines über dem Grenzwert liegenden Drucks des Applikators auf das Patientenauge erfolgt das Auslösen einer entgegen gerichteten Kraft im Falle eines Stromausfalls.
Um einen möglichen Druck des Applikators auf das Patientenauge bzw. den
Patientenkopf in jeglicher Situation, insbesondere in jeglicher Position des
Gelenkarms, möglichst gering zu halten, umfasst der Gelenkarm des
Behandlungssystems eine Gewichtsausgleichsvorrichtung.
Der Gewichtsausgleich erfolgt dabei bzgl. einem ersten Drehkopf bzw. ersten Kippachse, also einem ersten Gelenk, das eine Rotation um eine horizontale Achse ermöglicht. Wenn erforderlich, kann ein weiterer Gewichtsausgleich bzgl. einer weiteren Kippachse erfolgen.
Vorteilhaft ist es, wenn im erfindungsgemäßen Behandlungssystem die
Schutzvorrichtung eine Abhebevorrichtung umfasst, derart, dass die
Abhebevorrichtung nach Auslösung der Schutzfunktion, beispielsweise durch die Auslösevorrichtung, und die Gewichtsausgleichsvorrichtung einander
entgegenwirkende Kräfte aufweisen. Die Gewichtsausgleichsvorrichtung und die Abhebevorrichtung stehen also derart miteinander in Verbindung, dass sie eine Wirkung aufeinander entfalten können.
Weiterhin vorteilhaft ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Behandlungssystems, in der mindestens eines der Gelenkglieder des Gelenkarms als Paralleltragarm ausgestaltet ist, der die Gewichtsausgleichsvorrichtung und die Schutzvorrichtung, also üblicherweise mindestens die Auslösevorrichtung und die Abhebevorrichtung, enthält. Ein solcher Paralleltragarm ist gekennzeichnet durch zwei Streben, die jeweils zwischen zwei Drehköpfen über zwei Gelenke bzw. Drehachsen parallel beweglich sind.
Dabei setzt die Abhebevorrichtung, die insbesondere eine Abhebefeder umfassen kann, die in Normalfunktion komprimiert gehalten wird, im Moment des Auslösens eine Kraft frei, während die Auslösevorrichtung dafür sorgt, dass diese Kraft überhaupt freigesetzt werden kann, also das Schaltelement der Abhebevorrichtung darstellt. Mit dem Auslösen, und damit der Freisetzung der Kraft der
Abhebevorrichtung, wird eine Kompensationsvorrichtung der
Gewichtsausgleichsvorrichtung, die insbesondere eine Kompensationsfeder umfassen kann, mit einer Kraft beaufschlagt. Im Falle einer Kompensationsfeder, die in Normalfunktion des Behandlungssystems unkomprimiert bzw. durch eine
Gewichtskraft am Gelenkarm gedehnt ist, und damit einen Gleichgewichtszustand hält, wird diese nach Auslösung der Abhebevorrichtung der Schutzvorrichtung so komprimiert, dass sie einen neuen Gleichgewichtszustand einnimmt.
In einer speziellen Ausgestaltung ist eine Abhebefeder in der ersten Strebe eines Paralleltragarms angeordnet, die von der durch eine anliegende elektrische
Spannung unter Druckspannung stehenden Auslösefeder solange unter
Druckspannung gehalten wird, bis eine Kraft zwischen dem Applikator und dem Patientenkopf bzw. Patientenauge gemessen wird, die über dem Grenzwert liegt und zu einer Überlastung des Patienten kopfes bzw. Patientenauges und dadurch zu einem gezielten Abschalten der elektrischen Spannung führen würde, bzw. bis ein Ausfall der Stromversorgung des Behandlungssystems eine Gefahr für den
Patientenkopf bzw. das Patientenauge darstellen würde. Diese Abhebefeder steht in Verbindung mit einer Kompensationsfeder, die in der zweiten Strebe des
Paralleltragarms angeordnet ist, so dass die Kräfte beider Federn einander entgegenwirken. Die Verbindung von Abhebefeder und Kompensationsfeder wird mittels eines Zugmittels, wie beispielsweise eines Zahnriemens, eines Seiles oder eines Drahtseilriemens, gewährleistet. Dieser wird zwischen Abhebefeder und Kompensationsfeder über definierte Umlenkräder gelenkt, für einen Zahnriemen beispielsweise über Zahnriemenräder, deren Abstand zueinander veränderbar ist. Bei einer Druckkraft zwischen dem Applikator und dem Patientenkopf bzw. Patientenauge, die zu einer Überlastung führen würde, oder bei einem Ausfall der Stromversorgung des Behandlungssystems gibt die Auslösevorrichtung,
insbesondere die Auslösefeder, die Abhebefeder frei. Dadurch wirkt eine Zugkraft auf das Zugmittel und damit zunächst auf die Kompensationsfeder, die
zusammengedrückt wird. Eine weiter wirkende Zugkraft auf das Zugmittel führt dann zur Verringerung des Verbindungsweges durch Verringerung des Abstands zwischen den Angriffspunkten des Zugmittels an einem ersten und einem zweiten Umlenkrad, also beispielsweise des Abstands zwischen den Angriffspunkten des Zahnriemens an einem ersten und einem zweiten Zahnriemenrad. Dadurch wird der Gelenkarm nach oben gezogen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Behandlungssystems umfasst ein Verbindungsweg zwischen der Abhebevorrichtung und der Gewichtsausgleichsvorrichtung eine Dämpfung für ziehende und/oder drückende Kräfte.
Der Verbindungsweg, der vorteilhaft variabel in seiner Länge und/oder seinem
Verlauf ausgestaltet ist, ist er Weg, entlang dem die Abhebevorrichtung und die Gewichtsausgleichsvorrichtung so miteinander verbunden sind, dass sie eine
Wirkung aufeinander entfalten können.
Da im Gefahrenfall die Schutzvorrichtung unverzüglich reagieren muss, und damit Teile des Gelenkarms einer hohen Beschleunigung ausgesetzt sind, was zur
Zerstörung dieser Teile bei Auslösung der Schutzvorrichtung führen kann, ist es von Vorteil, wenn eine Dämpfung für ziehende und/oder drückende Kräfte vorgesehen ist.
Eine Dämpfung für drückende Kräfte wirkt dabei der beschleunigten Masse des Gelenkarms, also der Masse des Gelenkarm selbst sowie der Masse des Applikators, durch Druck entgegen.
In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Behandlungssystems, die einen Paralleltragarm aufweist wie oben beschrieben, ist eine Dämpfung für ziehende und/oder drückende Kräfte vorteilhaft zwischen den beiden Umlenkrädern angeordnet.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Gelenkarm des erfindungsgemäßen
Behandlungssystems eine Rückführvorrichtung aufweist.
Eine solche Rückführvorrichtung hat eine„Einsammelfunktion": Sie ist eingerichtet, nach dem Auslösen der Schutzvorrichtung und mit dem Ende der Gefährdung das Behandlungssystem in seinen Ausgangszustand zurückzuversetzen, so dass es erneut entsprechend seiner„Normalfunktion" eingesetzt werden kann.
In einer Ausgestaltung weist der Gelenkarm des Behandlungssystems eine situationsabhängige Blockierfunktion der Schutzvorrichtung auf.
Eine situationsabhängige Blockierfunktion kennzeichnet dabei eine Ausgestaltung der Schutzvorrichtung, die das Auslösen dieser Schutzverrichtung in Situationen, in denen ein solches Auslösen unerwünscht ist, blockiert. Eine Steuerung der
Schutzvorrichtung ist hier entsprechend programmierbar, beispielsweise um in besonderen detektierbaren und detektierten Stellungen des Gelenkarms ein
Auslösen der Schutzvorrichtung nicht zuzulassen.
Bevorzugt ist ein Behandlungssystem mit einem Gelenkarm, das eine Einrichtung zur Kopplung mit einem weiteren Gelenkarm umfasst: Ein Behandlungssystem mit einem Gelenkarm wie hier beschrieben kann selbstverständlich einen oder mehrere weitere Gelenkarme aufweisen.
Von besonderen Vorteil ist ein Behandlungssystem, das einen ersten Gelenkarm mit einem Applikator zur Anwendung einer Therapielaserstrahlung an einem
Patientenauge und einen zweiten Gelenkarm mit einer Untersuchungsvorrichtung, insbesondere mit einem Operationsmikroskop enthält. Eine Möglichkeit, den
Applikator zur Anwendung einer Therapielaserstrahlung mit einem
Operationsmikroskop zu koppeln bietet den Vorteil, das Patientenauge einerseits unter Nutzung des zweiten Gelenkarms mit dem Operationsmikroskop zu
untersuchen, unter Nutzung des Applikators zur Anwendung der Therapielaserstrahlung zu bearbeiten, also beispielsweise Schnitte in einem Gewebe des Patientenauges zu vollziehen, und durch Kopplung der beiden Arme während der Nutzung des Applikators zur Anwendung der Therapielaserstrahlung oder zwischen zwei Einsätzen der Therapielaserstrahlung die Wirkung der
Therapielaserstrahlung im Patientenauge mit dem Operationsmikroskop zu beobachten.
Anstelle des Operationsmikroskops oder neben dem Operationsmikroskop sind auch anderen Untersuchungsmöglichkeiten wie Ultraschall oder die optische
Kohärenztomographie (OCT) entsprechend einsetzbar.
Werden zwei Gelenkarme miteinander gekoppelt, so ist das Behandlungssystem eingerichtet, auch den Gewichtsausgleich sowie die Wirkung der Schutzvorrichtung auf das gekoppelte System zweier Gelenkarme anzuwenden.
Eine weitere situationsabhängige Blockierfunktion des Behandlungssystems wie oben beschrieben kann sich dann beispielsweise auch auf Motoren des gekoppelten zweiten Gelenkarms erstrecken, so dass dieser nicht mehr beweglich ist, wenn mittels des Applikators des ersten Gelenkarms eine Therapielaserstrahlung auf das Patientenauge angewendet wird.
In einem erfindungsgemäßes Verfahren zum Schutz vor Überlastung eines
Patienten kopfes bzw. Patientenauges durch eine zwischen einem Applikator an einem beweglichen Gelenkarm eines Behandlungssystems für ophthalmologische Zwecke und einem Patienten köpf bzw. einem Patientenauge auftretende Kraft und/oder Relativbewegung wird die Kraft und/oder die Relativbewegung zwischen dem Patientenkopf bzw. dem Patientenauge und dem Applikator gemessen. Dies geschieht bevorzugt mittels eines Kraftsensors, der eine Druckkraft zwischen dem Applikator und dem Patientenauge bzw. dem Patientenkopf misst.
Bei Überschreiten eines Grenzwertes der Kraft und/oder der Relativbewegung wird eine Auslösevorrichtung aktiviert, um mit einer entlastende Kraft und/oder Bewegung des Gelenkarms der das Patientenauge oder den Patientenkopf gefährdenden Kraft und/oder Relativbewegung zwischen dem Patientenkopf bzw. dem Patientenauge und dem Applikator entgegenzuwirken. Diese Auslösevorrichtung initiiert eine Bewegung des Gelenkarms vorzugsweise in eine der Kraft und/oder der
Relativbewegung zwischen dem Patientenkopf bzw. dem Patientenauge und dem Applikator entgegengesetzte Richtung.
Die Bewegung des Gelenkarms in eine solche entgegengesetzte Richtung, die zur Abwendung der Überlastung dient, erfolgt für einen wirksamen Überlastungsschutz sofort und bevorzugt automatisch, d.h. ohne nochmaliges Einholen einer Bestätigung beim Bediener des Behandlungssystems. Dabei wird der Gelenkarm bevorzugt mittels einer Abhebevorrichtung in eine Richtung bewegt, die der gemessenen Druckkraft und/oder Relativbewegung entgegengerichtet ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird zudem bevorzugt unter Nutzung eines oben beschriebenen erfindungsgemäßen Behandlungssystems durchgeführt.
Vorteilhaft ist es in einem solchen erfindungsgemäßen Verfahren, nach dem Ende der Überlastungs- bzw. Gefahrensituation zur Herstellung des Ausgangszustand eine Rückführvorrichtung des Behandlungssystems zu betätigen, durch die der
Gelenkarm wieder in eine„Normallage" zurückgeführt werden kann, und das ganze Behandlungssystem wieder in einen Zustand versetzt wird, in dem es zur
Behandlung eines Patientenauges eingesetzt werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird die Schutzfunktion blockiert, wenn sich der Gelenkarm in einem zum Blockieren gekennzeichneten Zustand befindet.
Dies ist beispielsweise ein Zustand, in dem der Gelenkarm durch einen Bediener manipuliert wird, ohne sich unmittelbar über einem Patientenkopf oder direkt über einem Patientenauge positioniert zu sein. Die Entnahme des Gelenkarms aus der Parkschale ist ein Beispiel dafür.
Um ein solches Ereignis des Auslösens der Schutzfunktion möglichst selten zu machen und die Robustheit des Behandlungssystems im Betriebszustand zu verbessern, wird in einem vorteilhaften Verfahren eine motorische Kompensationsbewegung mit Motoren des Behandlungssystems zur
Gegensteuerung eingesetzt, solange die zwischen dem Applikator und dem
Patientenkopf bzw. dem Patientenauge gemessene Kraft und/oder Relativbewegung kleiner als der Grenzwert der auftretenden Kraft und/oder Relativbewegung ist, bei dessen Überschreitung die entlastende Kraft bzw. Bewegung ausgelöst wird. Damit wird die zwischen dem Applikator und dem Patientenkopf bzw. dem Patientenauge gemessene Kraft und/oder Relativbewegung aktiv ausgeglichen, solange sie unter dem Grenzwert liegt. Die Ausführung dieser Motorbewegungen wird dabei von der Steuereinheit des Behandlungssystems in Abhängigkeit von der zwischen dem
Applikator und dem Patientenkopf bzw. dem Patientenauge auftretenden Kraft und/oder Relativbewegung gesteuert. Eine manuelle Steuerung ist dabei blockiert.
Die vorliegende Erfindung soll nun anhand von Ausführungsbeispielen erläutert werden. Es zeigt:
- die Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Behandlungssystems mit einer Schutzvorrichtung.
- die Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel des Kernstücks einer Schutzvorrichtung eines erfindungsgemäßen Behandlungssystems.
- die Fig. 3 ein alternatives Ausführungsbeispiel des Kernstücks einer
Schutzvorrichtung eines erfindungsgemäßen Behandlungssystems.
In der Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Behandlungssystems ophthalmologische Zwecke 100 dargestellt. Im diesem
Ausführungsbeispiel umfasst das Behandlungssystem 100 einen Grundkörper 1 10, einen Gelenkarm 130-1 mit einem Laser-Applikator 200-1 zur Anwendung einer Therapielaserstrahlung auf das Patientenauge und einen weiteren Gelenkarm 130-2 mit einem Operationsmikroskop 200-2 als Applikator des weiteren Gelenkarms 130-2. Beide Gelenkarme 130-1 , 130-2 sind mit einem Ende des Gelenkarms 130-1 , 130-2 jeweils über eine Verlängerung 120 am Grundkörper 1 10 befestigt, während der Laser-Applikator 200-1 und das Operationsmikroskop 200-2 am jeweils anderen, freien Ende des Gelenkarms 130-1 , 130-2 angeordnet ist. Die Gelenkarme 130-1 , 130-2 weisen zueinander bewegliche Gelenkglieder auf, die um horizontale
Gelenkachsen 140-O3, 140-O4, 140-L3, 140-L4 und vertikale Gelenkachsen 140-O1 , 140-02, 140-05, 140-L1 , 140-L2, 140-L5 beweglich sind.
Der Gelenkarm 130-1 , der den Laser-Applikator 200-1 umfasst, enthält Mittel zur Ablenkung und Fokussierung der Therapielaserstrahlung, die in einer
Femtosekunden-Laserquelle 220 erzeugt wird, die im Grundkörper 1 10 des
Behandlungssystems 100 angeordnet ist. Der Laser-Applikator 200-1 enthält die Austrittsöffnung dieser gelenkten und fokussierten Femtosekunden-Laserstrahlung. Durch entsprechende Positionierung über dem zu behandelnden Patientenauge, derart, dass das Patientenauge zur Laseraustrittsöffnung in einer festen Beziehung stehen, was hier durch Fixierung des Patientenauges an den Laser-Applikator 200-1 mittels eines Patienten interfaces (hier nicht gezeigt) erfolgt, wird dafür Sorge getragen, dass der Fokus der Femtosekunden-Laserstrahlung in einem definierten Musters bewegt werden kann, wobei an der jeweiligen Wirkstelle des Fokus der Femtosekunden-Laserstrahlung das Augengewebe durch Photodisruption getrennt wird. Entlang des Scanmusters der Femtosekunden-Laserstrahlung entsteht also ein Schnitt in einem Gewebe des Patientenauges. Die Erzeugung der Femtosekunden- Laserstrahlung wie auch ihre Ablenkung und Fokussierung werden dabei durch eine Steuereinheit 210 gesteuert, die zudem auch alle weiteren Funktionen des
erfindungsgemäßen Behandlungssystems 100 steuert.
Das hier beschriebene Ausführungsbeispiel des Behandlungssystems 100 enthält weiterhin eine Einrichtung zur Kopplung der Gelenkarme 170, die zwei Teilelemente umfasst, wovon eines auf der Oberseite des Laser-Applikators 200-1 und das andere an der Unterseite des Operationsmikroskops 200-2 so angeordnet ist, dass die beiden Teilelemente nach einem Schlüssel-Schloss-Prinzip ineinander greifen können. Damit kann das Operationsmikroskop 200-2 mit dem Laser-Applikator 200-1 gekoppelt werden, und das Voranschreiten der Lasertherapie, also beispielsweise das Voranschreiten eines Schnittes in der Cornea, Sklera, Kapselsack oder der Augenlinse, durch eine mit dem Laser-Applikator 200-1 applizierte Femtosekunden- Laserstrahlung durch das Operationsmikroskop 200-2 beobachtet werden. An der Unterseite des Laser-Applikators 200-1 des Gelenkarms 130-1 , also
augenseitig, ist eine Kraftsensorvorrichtung 160-1 angeordnet. Diese
Kraftsensorvorrichtung 160-1 umfasst drei Kraftsensoren, die um die
Applikationsachse des Laser-Applikators 200-1 , mithin seine optische Achse, in einem gleichmäßigen Abstand von 120° angeordnet sind. Mittels dieser
Kraftsensoren wird eine Druckkraft zwischen dem Laser-Applikator 200-1 und einem Patientenauge gemessen, wenn dieses mittels eines Patienteninterfaces am Laser- Applikator 200-1 fixiert ist. Hier ist die Druckkraft zwischen dem Laser-Applikator 200- 1 und dem Patientenauge die entscheidende Größe, da das Patientenauge während der Therapie am Laser-Applikator 200-1 fixiert ist und ggf. ein Anstieg der Druckkraft, beispielsweise durch eine Fehlbewegung des Gelenkarms 130-1 oder durch eine Bewegung des Patienten, direkt auf das Patientenauge wirken würde. Deshalb muss hier auch der Grenzwert für eine maximale Druckkraft auf das Patientenauge eingehalten werden, damit das Patientenauge mit Sicherheit nicht geschädigt wird. Die Kraftsensoren befinden sich dabei zwischen dem Laser-Applikator 200-1 und dem Patienteninterface. Sie können sowohl axiale als auch radiale Kräfte messen.
Nahe dem Operationsmikroskop 200-2 des weiteren Gelenkarms 130-2 ist - ebenfalls augenseitig - ein Kraftsensor 160-2 angeordnet, der im Falle einer zu großen Näherung des Operationsmikrokops 200-2 an das Gesicht des Patienten ebenfalls eine Druckkraft misst, wobei hier als Grenzwert die für das Gesicht maximal zulässige Druckkraft eingesetzt wird. Anstelle eines Kraftsensors 160-2 ist alternativ oder gleichzeitig jedoch auch der Einsatz eines Bewegungssensors an dieser Stelle möglich.
Beide Gelenkarme 130-1 , 130-2 weisen jeweils eine Gewichtsausgleichsvorrichtung 150 auf. Diese ist jeweils in Form eines Paralleltragarms 150 ausgestaltet, die eine Kompensationsfeder 7 enthält. Der Paralleltragarm 150 des Gelenkarms 130-1 der den Laser-Applikator 200-1 aufweist, umfasst im Wesentlichen vier Gelenke, nämlich den ersten Drehkopf 140-L2 mit den beiden parallelen Achsen 140-L3 A und C, und den zweiten Drehkopf 140-L5 mit den beiden parallelen Achsen 140-L4 B und D, sowie die Gelenkglieder, also den Federarm 150-2 und die Strebe 150-1 . Der
Gewichtsausgleich für alle auszugleichenden Massen erfolgt dabei bezüglich des Gelenks 140-L3, Achse A. Für den Gewichtsausgleich erzeugt die Kompensationsfeder 7 ein Moment um das Gelenk 140-L3, Achse A, das dem durch das Gewicht G erzeugten Moment um Achse A entgegengerichtet ist und dieses kompensiert. Der Hebelarm des
Kompensationsmomentes wird erzeugt durch den senkrechten Abstand der
Verbindungslinie zwischen den Achsen C und E der beiden Zahnriemenräder 1 -1 und 1 -2 des Zahnriemens 2 zum Gelenk 140-L3, Achse A. Dieser Hebelarm ist abhängig von der Winkelstellung des Federarmes 150-2. Die Federkonstante der Kompensationsfeder 7 ist so dimensioniert, dass die stellungsabhängige Änderung beider Momente ausgeglichen wird. Dadurch wird erreicht, dass im gesamten Schwenkbereich die Gewichtskompensation innerhalb eines vorgegebenen
Toleranzbereiches liegt. Die ausgeglichene Gewichtskraft G ist unabhängig von der Schwenkstellung des Gelenkarms 130 für den Applikator 200. Zwar ändert sich durch das Schwenken des Applikators 200 der Abstand des Schwerpunktes zur Drehachse 140-L3, Achse A, aber das hat keinen Einfluss auf die Gewichtskompensation. Das sich dadurch ändernde Moment wird abgestützt durch die Strebe 150-1 , die in den Drehachse 140-L3, Achse C und 140-L4, Achse D aufgehängt ist.
Der Federausgleich des Operationsmikroskop-Gelenkarms 130-2 kann von Hand eingestellt werden und wird vom Bediener an das jeweilige Gewicht des an das Operationsmikroskop 200-2 angebrachten Zubehörs bzw. an den gekoppelten Gelenkarm mit Laser-Applikator 200-1 angepasst. Abweichungen der optimalen Einstellung führen zu Restkräften nach oben oder unten, die auch größer sein können als die Bremskraft des Operationsmikroskops. Kritisch sind Restkräfte nach unten. Das Operationsmikroskop 200-2 darf nicht allein absinken, wenn es vom Bediener losgelassen wird, besonders nicht im Moment des Positionierens über dem Patientenauge.
Um prinzipielle Probleme durch einen unzulänglichen Gewichtsausgleich
auszuschließen, ist in einer Parkschale 180, auf der Gelenkarm 130-1 mit dem Laser-Applikator 200-1 in einer Ruhestellung abgelegt werden kann, ein weiterer Kraftsensor installiert (hier nicht dargestellt). Dieser misst die Restkräfte von
Operationsmikroskop 200-2 und angekoppeltem Laser-Applikator 200-1 im Moment der Ankopplung. Dazu werden kurzzeitig die Bremsen des Gelenkarms 130-2, der das Operationsmikroskop 200-2 enthält, gelöst und die Restkräfte ermittelt. Sind die Abweichungen größer als zulässig, dann wird eine Verriegelung des Laser- Applikators 200-1 in der Parkschale 180 nicht geöffnet. Die Parkschale 180 erkennt anhand des eingebauten induktiven Kraftsensors, ob der Laser-Applikator 200-1 anwesend ist oder nicht. Die Verriegelung der Parkschale 180 wird nur bei
Restkräften im zulässigen Bereich kurzzeitig so lange geöffnet, bis der Laser- Applikator 200-1 entnommen wurde. Danach wird die Verriegelung wieder
geschlossen. Der Laser-Applikator 200-1 am Gelenkarm 130-1 kann dann zwar abgelegt, aber nicht wieder entnommen werden. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass eine Entnahme nur im kontrollierten ausgeglichenen Zustand möglich ist.
Die Gelenkarme 130-1 , 130-2 enthalten weiterhin eine Schutzvorrichtung zum Schutz vor Überlastung des Patienten kopfes bzw. des Patientenauges durch eine zwischen dem Laser-Applikator 200-1 und dem Patientenauge bzw. zwischen dem
Operationsmikroskop 200-2 und dem Patientenkopf auftretende Kraft und/oder Relativbewegung.
Die Schutzvorrichtung ist eingerichtet, beim Überschreiten eines Grenzwertes der auftretenden Kraft und/oder Relativbewegung dieser durch Auslösen einer entgegengerichteten Kraft und/oder Bewegung des Gelenkarms 130-1 , 130-2 entgegenzuwirken. Im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel des
erfindungsgemäßen Behandlungssystems 100 heben durch die Schutzvorrichtung die Gelenkarme 130-1 , 130-2 vom Patientenauge bzw. Patientengesicht ab und werden nach oben gedrückt (der Patient liegt in der Regel auf einer Patientenliege unter dem am Gelenkarm 130 angeordneten Applikator 200, also dem Laser- Applikator 200-1 bzw. dem Operationsmikroskop 200-2.
Wird, wie hier, ein Behandlungssystem 100 mit an einem Grundkörper 1 10 fixierten, beweglichen Gelenkarmen 130, 130-1 , 130-2 genutzt, um das Auge eines Patienten zu untersuchen oder zu therapieren, dann muss auf jeden Fall sichergestellt sein, dass der Patientenkopf, aber insbesondere das Patientenauge bei Fehlfunktionen des Behandlungssystems 100 oder aus anderen Gründen, wie beispielsweise Unruhe des Patienten oder eine versehentliche Betätigung der Patientenliege, nicht durch einen Anstieg der Druckkraft über den festgelegten Grenzwert hinaus überbelastet wird.
Wird das Limit der zumutbaren Druckkraft, also der Grenzwert, bis zu dem das Auge mit Sicherheit nicht geschädigt wird, überschritten, so wird ein Notsignal ausgelöst, welches einen Abhebevorgang initiiert. Während des Abhebens darf das Limit für die maximale Augenbelastung, also der Grenzwert, bis zu dem das Auge allenfalls leichte reversible Schädigungen erfährt, nicht überschritten werden. Vorzugsweise ist die Schutzvorrichtung jedoch so eingerichtet, dass schon die zumutbare Druckkraft nicht überschritten wird, bevor die Schutzvorrichtung die volle Wirkung entfaltet.
Die Schutzvorrichtung sowie der Abhebevorgang sollen anhand der Fig. 2
beschrieben werden, die ein Ausführungsbeispiel des Kernstücks einer
Schutzvorrichtung eines erfindungsgemäßen Behandlungssystems 100 darstellt.
Ein Abhebemechanismus ist in der Strebe 150-1 des Paralleltragarms 150 des Gelenkarms 130-1 angeordnet, der den Laser-Applikator 200-1 umfasst. Der
Zahnriemen 2 wird über zwei Zahnriemenräder 1 -1 , 1 -2 und einen Gleitstein 3 in die Strebe 150-1 umgelenkt und ist dort in einem zweiten Federbein 16-1 eingehängt. Beide Zahnriemenräder 1 -1 , 1 -2 sind drehbar gelagert. Im Normalfalle ist das
Federbein 16-1 in der Strebe 150-1 gespannt und arretiert. Die Einhängung im Federbein 16-1 wirkt wie eine feste Einspannung und gewährleistet damit eine sichere Funktion des Gewichtsausgleiches in dem unteren Federarm 150-2.
Im Moment des Notsignals wird die Spannung des Auslösemagneten 1 1
abgeschaltet. Der Auslösemagnet 1 1 hat die Aufgabe, eine Auslösehülse 12 gegen die Kraft einer oder mehrerer Auslösefedern 5 festzuhalten. Die Auslösehülse 12 arretiert mehrere Kugeln 6, die wiederum eine Hülse 13 festhalten gegen die die Abhebefeder 4 drückt. In diese Hülse 13 ist der Zahnriemen 2 eingehängt. Nach Abschalten der Spannung des Auslösemagneten 1 1 wird die Auslösehülse 12 von der Auslösefeder 5 verschoben. Dabei gibt sie die Kugeln 6 frei, welche durch die Kraft der Abhebefeder 4 nach außen gedrückt werden. Die Energie der Abhebefeder 4 drückt sofort die Hülse 13 mit dem eingehängten Zahnriemen 2 nach unten. Die Kraft der Abhebefeder 4 ist so bemessen, dass sie trotz größter vorhandener Bremskraft des Operationsmikroskops 200-2 eine
Kombination aus gekoppeltem Laser-Applikator 200-1 und Operationsmikroskop 200- 2 nach oben drücken kann und dabei eine ausreichend große Beschleunigung erzeugt. Diese Beschleunnigung ist groß genug, um schnellstmöglichst vom Auge des Patienten abheben zu können, damit die Maxi mal kraft, möglichst aber der Wert der niedrigeren, als zumutbare Druckkraft definierten Kraft, nicht überschritten wird. Diese Federkraft bewirkt, dass im Moment der Auslösung die Kompensationsfeder 7 im unteren Federarm 150-2 in kürzester Zeit auf Block bzw. maximal derart, dass der Federführungsdorn der Kompensationsfeder 7 an den Anschlag gedrückt wird und damit ein neuer Gleichgewichtszustand erreicht wird, komprimiert wird. Danach beginnt der Federarm 150-2, unter Beschleunigung abzuheben. Im oberen Anschlag des Federarmes 150-2 trifft die Einhängung im Federbein16-1 des Zahnriemens 2 auf einen Motortrieb. Beide Positionen der Federeinhängung 16-1 werden mittels Gabelkoppler 17 detektiert, um den Motor 8 zu steuern und um den Zustand des Federbeins 16-1 für die Notabhebung eindeutig erkennen zu können.
Um den Gelenkarm 130-1 , 130-2 wieder in den ausgeglichenen Zustand zu
versetzen, spannt der Motor 8 die Abhebefeder 4 wieder. Dazu wird die Motorkraft mittels eines Zahnrads auf eine Kugelgewindespindel 9 übertragen, die mit einem Kolben gegen die Federeinhängung 16-1 drückt bis die Abhebefeder 4 wieder gespannt in ihrer Ausgangsposition verbracht ist. Der Motor 8 fährt die
Kugelgewindespindel 9 noch 5 mm über den oberen Einhängepunkt hinaus. Dabei wird die Auslösehülse 12 mittels eines Hebelmechanismus wieder auf die Kugeln 6 aufgeschoben. Das ist notwendig, da der Auslösemagnet 1 1 nicht in der Lage ist, die Auslösehülse 12 gegen die Kraft der Auslösefeder 5 über eine Distanz von 5 mm anzuziehen. Die Kugeln 6 werden von der Auslösehülse 12 wieder gefangen und arretieren die Federeinhängung 16-1 und ihrer Hülse 13. Damit ist die
Abhebefunktion wieder aktiv und steht für den nächsten Notfall bereit.
Für das Abheben im Notfall ist es wichtig, dass sich der Laser-Applikator 200-1 , ggf. mit gekoppeltem Operationsmikroskop 200-2, in der richtigen Arbeitshöhe befindet. Der Gelenkarm 130-1 gewährleistet durch die vier waagerechten Drehachsen 140-L3, Achsen A, B, und 140-L5, Achsen C, D im Paralleltragarm 150 eine senkrechte Bewegung des Laser-Applikators 200-1 für Arbeitshöhen von 800 bis 1200 mm. D.h., das Patientenauge kann sich in diesem hier genannten Abstand über dem Boden befinden. Der Bewegungsbereich ist durch harte Anschläge begrenzt. Eine Gefahr besteht, wenn der Bediener in einer Höhe nahe 1200 mm operiert. Dann ist unter Umständen nicht mehr genügend Überlauf vorhanden, um im Notfall den Patienten zu befreien. Die optimale Arbeitshöhe ist deshalb 900 bis 1000 mm. Damit der
Bediener die richtige Arbeitshöhe erkennt, sind an einer Verkleidung des
Gelenkarmes 130 Markierungen angebracht.
Die Kraft der Abhebefeder 4 für den Abhebemechanismus ist konstant, aber die am oberen Anschlag wirkenden Verzögerungskräfte können sehr unterschiedlich sein. Dadurch ausgelösten Erschütterungen können zum Bruch der Mechanik oder zur Dejustierung führen. Deshalb ist eine Dämpfung 10 am oberen Anschlag notwendig, die sehr unterschiedlichen Ansprüchen genügen muss. Die Verzögerungskraft wird beeinflusst durch die Wirkung der Bremse des Operationsmikroskops 200-2, die zwischen 30 und 60N schwankt, sowie von der Höhe, in der der
Abhebemechanismus ausgelöst wird. Um die mögliche Variation der
Verzögerungskräfte einzuschränken, wird vorzugsweise nur bei angezogener
Bremse ausgelöst und der Arbeitsbereich des Bedieners in der Höhe auf 900 bis 1000mm begrenzt. Um einen sanften Anschlag zu realisieren, wird der Weg der Hülse 13 der Abhebefeder 4 während des Abhebens gedämpft. Der erste Teil des Weges dieser Hülse 13, in dem die untere Kompensationsfeder 7 auf Block gedrückt oder bis in eine maximal mögliche Position komprimiert wird, muss sehr schnell erfolgen, da die Verzögerungszeit bis zum Abheben des Gelenkarms 130 dadurch beeinflusst wird. Eine lange Verzögerungszeit führt zu einem großen Kraftanstieg auf das Patientenauge, beispielsweise bei ungewollt nach oben fahrender Patientenliege. Folglich darf dieser Teil des Weges nicht durch eine Dämpfung behindert werden. Im zweiten Wegabschnitt erfolgt das Abheben. Dieser Abschnitt wird auf die gesamte Weglänge gedämpft. Die Dämpfung 10 wird so ausgelegt, dass sie in dem
zugelassenen Bereich unterschiedlicher Bremskräfte und Arbeitshöhen wirksam ist.
Nach den allgemeinen Regeln muss nach einem Stromausfall der Patient
freigegeben werden. Wenn der Strom abgeschaltet wird, hat auch der Auslösemagnet 1 1 keine Spannung mehr. Dieser gibt dann sofort den Abhebemechanismus frei, hier also die Auslösefeder 5, die wiederum die
Abhebefeder 4 betätigt. Dadurch wird der Laser-Applikator 200-1 zusammen mit dem angekoppelten Operationsmikroskop 200-2 vom Patienten abgehoben.
Sollte das jedoch passieren, wenn der Laser-Applikator 200-1 noch in der
Ruheposition in seiner Parkschale 180 ist, so hält der Verriegelungsmechanismus in der Parkschale 180 den Laser-Applikator 200-1 und seinen Gelenkarm 130-1 fest. Nach außen hin ist das nicht wahrzunehmen.
Die Auslösung erfolgt auch nach jedem Abschalten des Behandlungssystems 100. Nach dem Anschalten wird dann zuerst der Motor 8 in der Strebe 150-1 wieder betrieben werden, um die Abhebefeder 4 wieder zu spannen. Erst wenn die durch den Kraftsensor in der Parkschale 180 gemessenen Kräfte im geforderten Limit liegen, wird die Verriegelung für die Entnahme des Laser-Applikators 200-1 aufgehoben.
Die Fig. 3 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel des Kernstücks einer
Schutzvorrichtung eines erfindungsgemäßen Behandlungssystems 100. Die meisten Komponenten und Funktionen entsprechen dabei denen des Ausführungsbeispiels der Fig. 2. Die Dämpfung des Hubes der Abhebefeder 4, wie in der Fig. 2 gezeigt, hat jedoch den Nachteil, dass der Dämpfer 10 nicht direkt gegen die beschleunigte Masse, schlimmstenfalls des Operationsmikroskops 200-2 und des Laser-Applikators 200-1 , drückt, sondern gegen die Hülse 13, in der der Zahnriemen 2 eingehängt ist. Es können also nur ziehende Kräfte gedämpft werden. Um die beschleunigte Masse zu bremsen, ist es vorteilhaft, wenn die Dämpfung auch drücken kann. Wenn der Dämpfer 10 gegen die Hülse 13 drückt, ist das nicht möglich, da der Zahnriemen 2 nur Zugkräfte übertragen kann. Er würde durchhängen, wenn sich die beschleunigte Masse schneller bewegt als die Hülse 13.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, wird ein alternativer Dämpfer 15 so angeordnet, dass er direkt auf die Bewegung der Strebe 150-1 und des Federarms 150-2 zueinander wirkt, und Druckkräfte durch die bewegte Masse aufbringen kann. Dies ist beispielsweise möglich durch eine drehbare Befestigung eines Dämpfers 15 zwischen der Drehachse 140-L3, Achse C des Zahnriemenrads 1 -2 und der
Drehachse E des Zahnriemenrades 1 -1 . Der Dampfungsweg wird bestimmt durch die Veränderung des Abstandes beider Drehachsen bei Bewegung des Gelenkarms 130-1 . Bewegt sich der Gelenkarm 130-1 mit dem Laser-Applikator 200-1 und dem gekoppelten Operationsmikroskop 200-2 nach oben, dann verkürzt sich der Abstand, und die Dämpfung 15 kann der beschleunigten Masse durch Druck entgegenwirken. Diese Art der Dämpfung hat allerdings den Nachteil, dass sie die freie Bewegung des Gelenkarms 130-1 in der Höhe behindert. Die Entscheidung für die Variante des Dämpfers 10, 15 ist also ein Kompromiss zwischen einer Leichtgängigkeit des Gelenkarms 130-1 und den Dämpfungseigenschaften.
Im Behandlungssystem 100 werden Motoren des Operationsmikroskops 200-2, die Fokussierung in z Richtung und die XY-Kupplung genutzt, um den Laser-Applikator 200-1 nach der Ankopplung an das Operationsmikroskops 200-2 über dem
Patientenauge zu positionieren und dann mit einem Kontaktglas oder einem
Patienten interface an das Patientenauge anzudocken. Während einer
Laserbehandlung dürfen in einer ersten Alternative diese Motoren nicht mehr betätigt werden, um den Laservorgang nicht zu stören. Mittels entsprechender Kodierung der Steuereinheit 210 und der Kontrolle über CAN-Bus wird sichergestellt, dass die Motoren des Operationsmikroskops 200-2 während der Laserbehandlung nicht mehr betätigt werden können.
In einer zweiten Alternative werden vorteilhaft die Motoren so bewegt, dass gemessene Kräfte bzw. Bewegungen am Auge durch Kompensationsbewegungen ausgeglichen werden, solange sie unter dem Grenzwert der auftretenden Kraft und/oder Relativbewegung liegen, bei dessen Überschreitung die entlastende Kraft bzw. Bewegung ausgelöst wird. Diese Motorbewegungen werden notwendigerweise kontrolliert vom System in Abhängigkeit von der zwischen dem Applikator und dem Patientenkopf bzw. dem Patientenauge auftretenden Kraft und/oder
Relativbewegung ausgeführt. Eine manuelle Steuerung muss dabei blockiert sein.
Des Weiteren muss eine Auslösung der Abhebefunktion in bestimmten Situationen vermieden werden, in denen der Applikator 200 des Gelenkarms 130 nicht über einem Patientenauge bzw. dem Patientenkopf positioniert ist, sondern beispielsweise vom Bediener zur Vorbereitung der Therapiehandlung manipuliert wird. Wenn die Abhebefunktion aktiviert wird, wird der Applikator 200 mit einer Kraft von ca. 100N nach oben gedrückt.
Das kann zu Verletzungen führen. Für ein Behandlungssystem mit einem Gelenkarm 130-1 , der einen Laser-Applikator 200-1 umfasst, und einem weiteren Gelenkarm 130-2, der ein Operationsmikroskop 200-2 umfasst, ist das besonders dann der Fall, wenn der Laser-Applikator 200-1 aus der Parkschale 180 entnommen wird und noch nicht mit dem Operationsmikroskop 200-2 gekoppelt ist. Die Entnahme ist notwendig, um den Gelenkarm 130-1 , der den Laser-Applikator 200-1 umfasst, vor der Therapie für das jeweilige Patientenauge in die richtige Stellung zu bringen. Dazu wird mit einem Taster unter dem Laser-Applikator 200-1 die Verriegelung der Parkschale180 geöffnet und der Gelenkarm 130-1 wird entnommen. Anschließend wird der
Gelenkarm 130-1 nach der anderen Seite geschwenkt und danach der Laser- Applikator 200-1 wieder in der Parkschale 180 abgelegt. Wenn während dieses Vorganges der Kraftsensor 160 am Laser-Applikator 200-1 eine über dem Grenzwert liegende Druckkraft registriert, z.B. durch Kollision mit anderen Teilen des
Behandlungssystems 100, dann kann die Abhebefunktion ausgelöst werden. Um das zu verhindern, wird der Motorkolben 14 gegen die Hülse 13 der Abhebefeder 4 gefahren. Damit ist sichergestellt, dass trotz Auslösung der Schutzvorrichtung die Abhebefeder 4 nicht zur Bewegung des Gelenkarms 130-1 führen kann. Ein
Umlegen des Gelenkarms 130-1 , der den Laser-Applikator 200-1 enthält, ist damit gefahrlos möglich. Der Motorkolben 14 wird erst dann wieder in die Auslösestellung gefahren, wenn das Operationsmikroskop 200-2 und der Laser-Applikator 200-1 gekoppelt sind, und das Patienteninterface angesetzt wurde. Damit ist dann der Auslösemechanismus wieder wirksam, und das im Notfall ausgelöste Abheben ausreichend gedämpft durch die Bremskraft des Operationsmikroskops 200-2.
Die vorstehend genannten und in verschiedenen Ausführungsbeispielen erläuterten Merkmale der Erfindung sind dabei nicht nur in den beispielhaft angegebenen
Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder allein einsetzbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Eine auf Verfahrensmerkmale bezogene Beschreibung einer Vorrichtung gilt bezüglich dieser Merkmale analog für das entsprechende Verfahren, während Verfahrensmerkmale entsprechend funktionelle Merkmale der beschriebenen Vorrichtung darstellen.

Claims

Patentansprüche
1 . Behandlungssystem für ophthalmologische Zwecke (100), das einen Grundkörper (1 10) und einem Gelenkarm (130) umfasst, wobei der Gelenkarm (130) ein beweglich oder unbeweglich am Grundkörper (1 10) fixiertes Ende, ein freies Ende und zueinander beweglichen Gelenkglieder, sowie einen Applikator (200) zur Anwendung einer Untersuchung oder einer Therapie auf ein Patientenauge in einem Patientenkopf und einen Sensor (160) zur Messung einer Kraft und/oder einer Relativbewegung, die bevorzugt am freien Ende des Gelenkarms angeordnet sind, enthält, wobei
- der Gelenkarm (130) eine Schutzvorrichtung zum Schutz vor Überlastung des Patientenkopfes durch eine zwischen dem Applikator (200) und dem Patientenkopf auftretende Kraft und/oder Relativbewegung aufweist,
- dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzvorrichtung eingerichtet ist, beim
Überschreiten eines Grenzwertes der auftretenden Kraft und/oder Relativbewegung dieser durch Auslösen einer entlastenden Kraft und/oder Bewegung des Gelenkarms (130) entgegenzuwirken.
2. Behandlungssystem (100) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Applikator (200) eingerichtet ist, einen Kontakt mit dem Patientenauge herzustellen, und der Sensor (160) angeordnet und eingerichtet ist, eine Druckkraft zwischen dem Applikator (200) und dem Patientenauge zu bestimmen.
3. Behandlungssystem (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (1 10) eine Therapielaserquelle (220) zur Erzeugung einer
Therapielaserstrahlung, insbesondere einer Kurzpulslaserstrahlung, bevorzugt eine Femtosekunden- oder Pikosekunden-Laserstrahlung, enthält, und der Grundkörper (1 10) und der Gelenkarm (130) eine Vorrichtung zur gesteuerten Fokussierung und Ablenkung der Therapielaserstrahlung umfasst, wobei der Applikator (200) so angeordnet ist, dass die Therapielaserstrahlung durch den Applikator (200) aus dem Behandlungssystem (100) in Richtung Patientenauge austritt.
4. Behandlungssystem (100) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Applikator (200) eine Kraftsensorvorrichtung (160) mit mehreren Sensoren (160-1 , 160-2) aufweist, die gleichmäßig um eine Applikationsachse verteilt sind.
5. Behandlungssystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass die Schutzvorrichtung eine Auslösevorrichtung (1 1 , 5) mit einem unter Spannung gehaltenem Auslöseelement (5) umfasst.
6. Behandlungssystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, dass der Gelenkarm (130) eine Gewichtsausgleichsvorrichtung (7, 2, 1 -1 , 1 -2) umfasst.
7. Behandlungssystem (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzvorrichtung eine Abhebevorrichtung (5) umfasst, wobei die Abhebevorrichtung (5) und die Gewichtsausgleichsvorrichtung (7, 2, 1 -1 , 1 -2) einander
entgegenwirkende Kräfte aufweisen.
8. Behandlungssystem (100) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Gelenkglieder des Gelenkarms (130) als Paralleltragarm (150) ausgestaltet ist, der die Gewichtsausgleichsvorrichtung (7, 2, 1 -1 , 1 -2) und die
Schutzvorrichtung enthält.
9. Behandlungssystem (100) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbindungsweg zwischen der Abhebevorrichtung und der
Gewichtsausgleichsvorrichtung (7, 2, 1 -1 , 1 -2) eine Dämpfung (10, 15) für ziehende und/oder drückende Kräfte umfasst.
10. Behandlungssystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, dass der Gelenkarm (130) eine Rückführvorrichtung (8, 9) aufweist.
1 1 . Behandlungssystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, dass der Gelenkarm (130) eine situationsabhängige
Blockierfunktion der Schutzvorrichtung aufweist.
12. Behandlungssystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Gelenkarm (130, 130-1 ) eine Einrichtung zur Kopplung (170) mit einem weiteren Gelenkarm (130, 130-2) umfasst.
13. Verfahren zum Schutz vor Überlastung eines Patientenkopfes bzw.
Patientenauges durch eine zwischen einem Applikator (200) an einem beweglichen Gelenkarm (130) eines Behandlungssystems für ophthalmologische Zwecke (100) und einem Patientenkopf bzw. einem Patientenauge auftretende Kraft und/oder Relativbewegung, wobei
- die Kraft und/oder die Relativbewegung zwischen dem Patientenkopf bzw. dem Patientenauge und dem Applikator (200) gemessen wird,
- bei Überschreiten eines Grenzwertes der Kraft und/oder der Relativbewegung eine Auslösevorrichtung (1 1 , 5) aktiviert wird,
- um mit einer entlastende Kraft und/oder Bewegung des Gelenkarms (130) der Kraft und/oder der Relativbewegung zwischen dem Patientenkopf bzw. dem
Patientenauge und dem Applikator (200) entgegenzuwirken.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei zur Herstellung des Ausgangszustands eine Rückführvorrichtung betätigt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Schutzfunktion blockiert wird, wenn sich der Gelenkarm (130) in einem zum Blockieren gekennzeichneten Zustand befindet.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei eine motorische
Kompensationsbewegung mit Motoren des Behandlungssystems (100) zur
Gegensteuerung eingesetzt wird, solange die zwischen dem Applikator (200) und dem Patientenkopf bzw. dem Patientenauge gemessene Kraft und/oder
Relativbewegung kleiner als der Grenzwert ist, bei dessen Überschreitung die entlastende Kraft bzw. Bewegung ausgelöst wird.
PCT/EP2017/058717 2016-04-19 2017-04-12 Behandlungssystem für ophthalmologische zwecke mit überlastungsschutz WO2017182342A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016206535.1A DE102016206535A1 (de) 2016-04-19 2016-04-19 Behandlungssystem für ophthalmologische Zwecke mit Überlastungsschutz
DE102016206535.1 2016-04-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017182342A1 true WO2017182342A1 (de) 2017-10-26

Family

ID=58548683

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2017/058717 WO2017182342A1 (de) 2016-04-19 2017-04-12 Behandlungssystem für ophthalmologische zwecke mit überlastungsschutz

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102016206535A1 (de)
WO (1) WO2017182342A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3076994A1 (fr) * 2018-01-25 2019-07-26 Keranova Dispositif et procede de controle du deplacement d'un appareil de therapie oculaire incluant un bras support articule
CN114502119A (zh) * 2019-07-19 2022-05-13 克拉诺瓦公司 具有包括偏振校正器的光耦合器的切割装置
RU2775140C2 (ru) * 2018-01-25 2022-06-28 Керанова Устройство и способ для контроля перемещения аппарата глазной терапии

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112469373A (zh) * 2018-05-02 2021-03-09 瑞德医疗机器股份有限公司 眼内手术器械保持器
DE102020206420A1 (de) * 2020-05-24 2021-11-25 Carl Zeiss Meditec Ag UV-Laser basiertes System zur Fehlsichtigkeitskorrektur
CN112820068B (zh) * 2021-01-07 2022-03-01 常州市第一人民医院 用于监测眼部手术患者头部位置的报警系统及其存储介质
WO2024056528A1 (en) * 2022-09-16 2024-03-21 Technolas Perfect Vision Gmbh Laser system having a balanced suspension for a laser applicator and method of using the laser system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5279309A (en) * 1991-06-13 1994-01-18 International Business Machines Corporation Signaling device and method for monitoring positions in a surgical operation
US20080243107A1 (en) * 2005-01-11 2008-10-02 Dirk Muhlhoff Safety Mechanism for Laser Treatment Apparatus
WO2012018823A2 (en) * 2010-08-02 2012-02-09 The Johns Hopkins University Micro-force guided cooperative control for surgical manipulation of delicate tissue
DE102011004371A1 (de) * 2011-02-18 2012-08-23 Siemens Aktiengesellschaft Gelenkarm mit Arretierfunktion

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6587750B2 (en) * 2001-09-25 2003-07-01 Intuitive Surgical, Inc. Removable infinite roll master grip handle and touch sensor for robotic surgery
JP5220033B2 (ja) * 2007-02-14 2013-06-26 ツィーマ ホールディング アクチェンゲゼルシャフト 眼組織を分解するための眼科用装置
WO2011058530A1 (en) * 2009-11-16 2011-05-19 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Human-robot shared control for endoscopic assistant robot

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5279309A (en) * 1991-06-13 1994-01-18 International Business Machines Corporation Signaling device and method for monitoring positions in a surgical operation
US20080243107A1 (en) * 2005-01-11 2008-10-02 Dirk Muhlhoff Safety Mechanism for Laser Treatment Apparatus
WO2012018823A2 (en) * 2010-08-02 2012-02-09 The Johns Hopkins University Micro-force guided cooperative control for surgical manipulation of delicate tissue
DE102011004371A1 (de) * 2011-02-18 2012-08-23 Siemens Aktiengesellschaft Gelenkarm mit Arretierfunktion

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3076994A1 (fr) * 2018-01-25 2019-07-26 Keranova Dispositif et procede de controle du deplacement d'un appareil de therapie oculaire incluant un bras support articule
WO2019145487A1 (fr) * 2018-01-25 2019-08-01 Keranova Dispositif et procede de controle du deplacement d'un appareil de therapie oculaire incluant un bras support articule
CN111801065A (zh) * 2018-01-25 2020-10-20 克拉诺瓦公司 控制包括铰接支撑臂的眼部治疗仪器的移动的装置和方法
RU2775140C2 (ru) * 2018-01-25 2022-06-28 Керанова Устройство и способ для контроля перемещения аппарата глазной терапии
CN111801065B (zh) * 2018-01-25 2023-08-11 克拉诺瓦公司 控制包括铰接支撑臂的眼部治疗仪器的移动的装置和方法
CN114502119A (zh) * 2019-07-19 2022-05-13 克拉诺瓦公司 具有包括偏振校正器的光耦合器的切割装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE102016206535A1 (de) 2017-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017182342A1 (de) Behandlungssystem für ophthalmologische zwecke mit überlastungsschutz
EP1845916B1 (de) Sicherheitsmechanismus für ein laserbehandlungsgerät
EP3426205B1 (de) Ophthalmologisches lasertherapiesystem
EP2120820B1 (de) Ophthalmologische vorrichtung für die auflösung von augengewebe
DE102014224123B4 (de) Verfahren zum Betreiben eines robotischen Gerätes und robotisches Gerät
EP1824437B1 (de) Vorrichung zur führung des beines während einer hüftoperation, insbesondere bei einer endoprothesenimplantation
WO2016135111A1 (de) Ophthalmologische lasertherapievorrichtung zur erzeugung cornealer zugangsschnitte
EP3777720A1 (de) Medizinische antriebseinheit der handheld-bauart mit sensoreinrichtung und kick-back-control
DE102016206568A1 (de) Behandlungssystem für ophthalmologische Zwecke mit Ablage
WO2011003431A1 (de) Vorrichtung zum schneiden eines gewebeteils eines auges mittels laserstrahlung
EP2277481B1 (de) Lasereinrichtung für die ophthalmologische Chirurgie
EP1702595B1 (de) Vorrichtung zur ophthalmologischen Laserchirurgie
WO2017182341A1 (de) Ophthalmologische untersuchungs- und/oder therapievorrichtung mit koppelbaren gelenkarmen
WO2021048101A1 (de) Computer-hardware für ein computergesteuertes medizingerät und verfahren zur steuerung eines computergesteuerten medizingeräts
WO2016091884A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur festlegung einer relativen geometrischen lage eines auges
WO2017102772A1 (de) Bewegliches ophthalmologisches diagnose- und/oder therapiesystem
EP1909713B1 (de) Gelenksorthese
WO2018083300A1 (de) Rollbare ophthalmologische vorrichtung
WO2021048102A1 (de) Ophthalmologisches lasertherapiesystem mit beleuchtungsanordnung
DE102020125455A1 (de) Bearbeitungsmaschine
DE102019213736A1 (de) Augenchirurgische Behandlungsvorrichtung
DE102019213735A1 (de) Augenchirurgische Behandlungsvorrichtung
DE102011075734A1 (de) Lasergerät zur Augentherapie
DE102011116369A1 (de) Lasergerät zur Augentherapie
DE102005026323A1 (de) Vorrichtung zum Korrigieren einer Fehlsichtigkeit eines Auges

Legal Events

Date Code Title Description
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17717664

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17717664

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1