AT502919B1 - Medizinisches navigationssystem - Google Patents
Medizinisches navigationssystem Download PDFInfo
- Publication number
- AT502919B1 AT502919B1 AT0199305A AT19932005A AT502919B1 AT 502919 B1 AT502919 B1 AT 502919B1 AT 0199305 A AT0199305 A AT 0199305A AT 19932005 A AT19932005 A AT 19932005A AT 502919 B1 AT502919 B1 AT 502919B1
- Authority
- AT
- Austria
- Prior art keywords
- navigation system
- medical
- medical navigation
- optical
- distance
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 37
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 5
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 claims description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 2
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 2
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 1
- 238000011496 digital image analysis Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/06—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
- A61B1/0623—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements for off-axis illumination
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/00002—Operational features of endoscopes
- A61B1/00043—Operational features of endoscopes provided with output arrangements
- A61B1/00045—Display arrangement
- A61B1/0005—Display arrangement combining images e.g. side-by-side, superimposed or tiled
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/06—Devices, other than using radiation, for detecting or locating foreign bodies ; Determining position of diagnostic devices within or on the body of the patient
- A61B5/061—Determining position of a probe within the body employing means separate from the probe, e.g. sensing internal probe position employing impedance electrodes on the surface of the body
- A61B5/064—Determining position of a probe within the body employing means separate from the probe, e.g. sensing internal probe position employing impedance electrodes on the surface of the body using markers
-
- 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
- A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
- A61B2034/2046—Tracking techniques
- A61B2034/2055—Optical tracking systems
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
- A61B2034/2068—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis using pointers, e.g. pointers having reference marks for determining coordinates of body points
-
- 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
- A61B2090/061—Measuring instruments not otherwise provided for for measuring dimensions, e.g. length
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/103—Measuring devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
- A61B5/107—Measuring physical dimensions, e.g. size of the entire body or parts thereof
- A61B5/1072—Measuring physical dimensions, e.g. size of the entire body or parts thereof measuring distances on the body, e.g. measuring length, height or thickness
-
- 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
- A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
- A61B90/361—Image-producing devices, e.g. surgical cameras
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Surgery (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Pathology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Robotics (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Endoscopes (AREA)
- Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
Abstract
Medizinisches Navigationssystem mit einer Erfassungseinrichtung zur vorzugsweise berührungslosen Erfassung der Lage eines mit mindestens einer Referenzmarke versehenen, zu behandelnden Körperteils eines Patienten sowie zur vorzugsweise berührungslosen Erfassung der Lage eines medizinischen Instrumentes, insbesondere Endoskops, dem mindestens eine Referenzmarke zugeordnet ist. Es ist eine optische Abstandsmesseinrichtung (27) zur vorzugsweise berührungslosen Erfassung des Abstandes (Di) eines Objektes (Ai), insbesondere einer Körperstelle des zu behandelnden Patienten von einer ausgezeichneten Stelle (9a) des medizinischen Instrumentes (9) vorgesehen, wobei die Abstandsmesseinrichtung (27) eine Einrichtung (21-25) zur Erzeugung eines optischen Messstrahls (17) aufweist, der unter einem Winkel (a) zur optischen Achse (16) des medizinischen Instrumentes (9) auf das Objekt gerichtet ist, und wobei die Abstandsmesseinrichtung (27) weiters eine Auswerteinrichtung (3) aufweist, die aus der Lage des Auftreffpunktes dieses Messstrahles (17) auf dem Objekt den Abstand (Di) rechnerisch ermittelt.
Description
österreichisches Patentamt AT502 919 B1 2010-11-15
Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein medizinisches Navigationssystem mit einer Erfassungseinrichtung zur berührungslosen Erfassung der Lage eines mit mindestens einer Referenzmarke versehenen, zu behandelnden Körperteils eines Patienten sowie zur berührungslosen Erfassung der Lage eines medizinischen Instrumentes, insbesondere Endoskops, dem mindestens eine Referenzmarke zugeordnet ist.
[0002] Derartige medizinische Navigationssysteme sind bereits bekannt. Üblicherweise wird mit einer Sonde bzw. dessen Spitze eine bestimmte Stelle des zu behandelnden Patienten beispielsweise durch die Nase desselben angefahren. Die Lage der Spitze wird dann auf vorher angefertigten radiologischen Bildern des Patienten eingezeichnet. Anschließend kann der Operateur dann dieselbe Stelle mit einem chirurgischen Instrument anfahren. Dabei ist es unter Umständen schwierig, dieselbe Stelle wieder zu finden.
[0003] Es ist bereits auch bekannt, ein Endoskop in ein medizinisches Navigationssystem einzufügen. Damit ist es möglich, die Spitze des Endoskops beispielsweise auf Schnittbildern oder dreidimensionalen Bildern in den radiologischen Daten des Patienten auf einer Bildschirmeinrichtung des medizinischen Navigationssystems darzustellen.
[0004] Die WO 01/35849 A1 beschreibt eine starre videoskopische Vorrichtung mit einem lasergestützten Profilmesser für die computergestützte Chirurgie. Dabei wird die Deformation einer von einem Laserstrahl erzeugten Linie mit einer Videokamera aufgenommen, um die Distanz derjenigen Punkte, die von dem Laser beleuchtet werden, relativ zur Videokamera zu bestimmen.
[0005] Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes medizinisches Navigationssystem der eingangs genannten Gattung zu schaffen, mit dem es möglich ist, die Lage bestimmter Stellen im Patienten während eines Eingriffs genau und berührungslos festzustellen.
[0006] Das erfindungsgemäße medizinische Navigationssystem ist gekennzeichnet durch eine optische Abstandsmesseinrichtung zur berührungslosen Erfassung des Abstandes eines Objektes, insbesondere einer Körperstelle des zu behandelnden Patienten von einer ausgezeichneten Stelle des medizinischen Instrumentes, wobei die Abstandsmesseinrichtung (27) eine Einrichtung (21-25) zur Erzeugung eines optischen Messstrahls (17) aufweist, der unter einem Winkel (a) zur optischen Achse (16) des medizinischen Instrumentes (9) auf das Objekt gerichtet ist, und wobei die Abstandsmesseinrichtung (27) weiters eine Auswerteinrichtung (3) aufweist, die aus der Lage des Auftreffpunktes dieses Messstrahles (17) auf dem Objekt den Abstand (Dj) rechnerisch ermittelt.
[0007] Die Grundidee der Erfindung besteht darin, ausgehend von der dem medizinischen Navigationssystem über Referenzmarken bekannten Lage eines ausgezeichneten Punktes des medizinischen Instrumentes (beispielsweise der Spitze eines Endoskops) die exakte Lage einer Körperstelle dadurch festzustellen, dass zusätzlich der Abstand von dieser ausgezeichneten Stelle (beispielsweise Spitze des Endoskops) gemessen wird. Man kennt dann die Lage dieser Stelle, beispielsweise eines zu entfernenden menschlichen Gewebes, genau. Der Operateur kann dieses unter Sicht entfernen, wobei die Lage jener Stelle, die mit dem von der Abstandsmesseinrichtung erfassten Abstand von der tatsächlichen Spitze des Endoskops entfernt liegt, als „virtuelle Sondenspitze“ in den vorher aufgenommenen radiologischen Daten (Schnittbildern oder 3D-Darstellungen) des Patienten eingezeichnet werden kann.
[0008] Für die optische Abstandsbestimmung eignet sich insbesondere eine Methode, bei der ein zur optischen Achse schräger, farbiger Lichtstrahl auf das Objekt im Patienten gerichtet wird. Die laterale Lage des durch den auftreffenden farbigen Lichtstrahl erzeugten Lichtpunktes ist ein direktes Maß für den Abstand desselben von der tatsächlichen ausgezeichneten Stelle des medizinischen Instrumentes, beispielsweise von der Spitze eines Endoskops. Über einfache trigonometrische Beziehungen lässt sich der Abstand entlang der optischen Achse leicht errechnen, wie dies anhand der folgenden Figurenbeschreibung noch näher erläutert wird. 1/11 österreichisches Patentamt AT502 919B1 2010-11-15 [0009] Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Figurenbeschreibung naher erläutert.
[0010] Die Fig. 1 [0011] Die Fig. 2 [0012] Die Fig. 3 [0013] Die Fig. 4a [0014] Die Fig. 4b [0015] Die Fig. 4c [0016] Die Fig. 5a [0017] Die Fig. 5b [0018] Die Fig. 6 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines medizinischen Navigationssystems gemäß der Erfindung. zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Handgriffs und eines Endoskops, wobei das Endoskop noch nicht in den Handgriff eingesetzt ist. zeigt dieselbe Darstellung mit in den Handgriff eingesetztem Endoskop. zeigt eine schematische Seitenansicht auf ein Endoskop, das mit einer erfindungsgemäßen Abstandsmesseinrichtung ausgestattet ist. zeigt Bilder bei verschiedenen Abständen des Objektes von der Spitze des Endoskops. zeigt die trigonometrischen Verhältnisse der Abstandsbestimmung in einer einfachen Skizze. zeigt einen Längsschnitt durch den vorderen Bereich eines erfindungsgemäß ausgerüsteten Endoskops. zeigt eine Ansicht in Richtung des Pfeiles X der Fig. 5a. zeigt den vorderen Abschnitt eines medizinischen Endoskops mit einer unter dem Winkel ß geneigten optischen Achse.
[0019] Das in Fig. 1 dargestellte medizinische Navigationssystem weist eine Erfassungseinrichtung 2 mit drei beabstandeten optischen Detektoren auf. Diese Erfassungseinrichtung 2 ist mit einer Anzeige- und Auswerteinrichtung 3 verbunden, die eine Bildschirmeinrichtung 4 aufweist. Über die Erfassungseinrichtung 2 ist es möglich, einerseits die Lage von optischen Referenzmarken 5 an einem Körperteil des Patienten 6 zu erfassen. Andererseits können auch optische Referenzmarken 7 eines Handgriffs 8, der unten noch im Detail beschrieben werden wird, erfassen.
[0020] Auf der Bildschirmeinrichtung 4 sind vorher beispielsweise mittels eines Computertomographen angefertigte Schnittbilder und/oder dreidimensionale Bilder des Patienten dargestellt. Die Lage eines ausgezeichneten Punktes des Handgriffs (hier beispielsweise der Spitze 8a) kann in diesen Schnittbildern, beispielsweise mit einem Kreuz, dargestellt werden. Damit weiß der behandelnde Arzt, wo sich die Spitze 7a des Handgriffs und damit auch des chirurgischen Instrumentes, beispielsweise eines Endoskops 9, im Operationsfeld des Patienten genau befindet.
[0021] Wenn das chirurgische Instrument ein Endoskop 9 ist, das mit einer Kamera 10 ausgestattet ist, kann die Bildschirmeinrichtung 4 zusätzlich auch noch das Bild des Endoskops darstellen.
[0022] Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, sind erfindungsgemäß die Referenzmarken 7 (beispielsweise Licht, insbesondere Infrarotlicht, aussendende Leuchtdioden) am Handgriff 8 selbst direkt angebracht und damit integraler Bestandteil desselben. Wenn man mittels optischer Referenzmarken bei der Erfassung der Lage des Handgriffs bzw. des darin eingesetzten chirurgischen Instrumentes auch dessen Ausrichtung kennen will, ist es notwendig, mindestens eine Referenzmarke zu verwenden. Wie in Fig. 2 und 3 dargestellt, werden vorzugsweise zwei beabstan-dete Referenzmarken verwendet. Das von diesen Referenzmarken 7 ausgesandte Licht wird von den drei Detektoren der Erfassungseinrichtung 2 erfasst. Die beiden Referenzmarken 7 können dabei so ausgebildet sein, dass sie vom Navigationssystem unterschieden werden können. Bei Leuchtdioden ist dies beispielsweise durch eine unterschiedliche Farbgebung oder eine unterschiedliche Modulation möglich.
[0023] Ansonsten kann der Handgriff in an sich bekannter Weise zwei Fingerdurchtrittsöffnun- 2/11 österreichisches Patentamt AT502 919B1 2010-11-15 gen 11 aufweisen, die an einem Grundkörper 8b das Handgriffs 8 ausgebildet sind. Mit diesem Grundkörper 8b ist eine rohrartige Aufnahme 8c fest verbunden, in die das medizinische Instrument einschiebbar und lagesicher lösbar fixierbar ist. Im vorliegenden Fall (Fig. 2) wird ein medizinisches Instrument, nämlich ein Endoskop 9, in Pfeilrichtung 12 in die rohrartige Aufnahme 8c eingeschoben und anschließend mit der Befestigungsvorrichtung 13 fixiert. Formschlüssige Rast- und Haltenasen, die im Einzelnen nicht dargestellt sind, können auf einfache mechanische Weise eine exakte relative Ausrichtung des Handgriffs 8 zum eingeschobenen medizinischen Instrument 9 festlegen.
[0024] Vor allem bei optischen Navigationssystemen ist es günstig, wenn die Referenzmarken 7 an der Oberseite des Grundkörpers 8b angebracht sind, weil sie dann während der Operation nicht verdeckt werden und damit immer von der Erfassungseinrichtung 2 in ihrer Lage erfasst werden können.
[0025] Der Handgriff 8 kann auch mit einer integrierten Saug- und/oder Spüleinrichtung versehen sein, die über einen Taster 14 am Handgriff aktivierbar ist. Der Anschluss der Saug-/Spülleitung ist mit 15 bezeichnet. Die Saug- /Spülleitung führt durch das Innere des Grundkörpers 8b und die rohrartige Aufnahme 8c bis zur Spitze 8a des Handgriffs - also direkt in das Operationsfeld. Die Flüssigkeit kann dabei in einem Ringspalt zwischen dem eingesetzten medizinischen Instrument 9 und der Innenwand der rohrartigen Aufnahme 8c fließen.
[0026] Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht einen Satz von mindestens zwei verschiedenen medizinischen Instrumenten vor, die wahlweise im bzw. am Handgriff 8 fixierbar sind. Diese sind dann auch während der Operation austauschbar, ohne das System neu kalibrieren zu müssen, da ja der Handgriff selbst derselbe bleibt. Insbesondere können dabei zwei verschiedene Endoskope zum Einsatz kommen, die unterschiedliche Beobachtungsoptiken aufweisen. Es ist trotzdem günstig, nach dem Wechsel die Kalibration zu verifizieren.
[0027] In Fig. 4a ist nun ein Endoskop 9 schematisch dargestellt, mit dem erfindungsgemäß eine berührungslose Abstandsmessung von der Spitze 9a des Endoskops aus bis zu einem Objekt vorgenommen werden kann. Die optische Abstandsmesseinrichtung ist allgemein mit 27 bezeichnet.
[0028] Bei diesem Ausführungsbeispiel wird unter einem Winkel α zur optischen Achse 16 des Endoskops 9 ein schräger, farbiger Lichtstrahl 17 auf das Objekt gerichtet. Nachdem die Operationsumgebung aufgrund des vorhandenen Blutes meist rot ist, ist es günstig, diesen Lichtstrahl als grünen Lichtstrahl auszusenden.
[0029] In Fig. 4a sind verschiedene zur optischen Achse 16 senkrechte Ebenen A1, A2, A3 eingezeichnet, die unterschiedlich beabstandete Objektlagen darstellen. Der Auftreffpunkt des Lichtstrahles auf das Objekt markiert die „virtuelle Sondenspitze“ 28, die sich im abstand D, von der Spitze 9a des Endoskops befindet.
[0030] Wie die Fig. 4b zeigt, spiegelt sich der unterschiedliche Abstand D, in einem unterschiedlichen lateralen Abstand vom Zentrum der optischen Achse in den Endoskopbildern wider. Diese Endoskopbilder können entweder direkt betrachtet werden oder mit einer Kamera 10 aufgenommen und auf einem Bildschirm dargestellt sein.
[0031] Die Fig. 4c zeigt wie man mittels einfacher trigonometrischer Beziehungen aus dem gemessenen seitlichen Versatz (hier h3) den Abstand D, (hier D3) errechnen kann. Der Winkel a, unter dem der Lichtstrahl zur optischen Achse ausgesandt wird, ist eine bekannte Größe, ebenso der anfängliche Versatz e nach unten. Man braucht also nur die Größe h3 zu messen (beispielsweise durch digitale Bildauswertung) und kann dann anhand der in Fig. 4c gezeigten Formel sofort den Abstand D3 ausrechnen. Die Auswertung kann in einer Anzeige- und Auswerteinrichtung 3 erfolgen.
[0032] Die „virtuelle Sondenspitze“ 28, also die Lage der tatsächlichen Spitze 9a des Endoskops 9 plus dem ermittelten vektoriellen Abstand Di kann in den radiologischen Bildern der Anzeige- und Auswerteinrichtung beispielsweise mit einem Kreuz eingezeichnet werden. Es ist 3/11
Claims (20)
- österreichisches Patentamt AT502 919 B1 2010-11-15 aber auch möglich, zusätzlich oder alternativ über eine gesonderte Anzeige 29 der Anzeige-und Auswerteinrichtung 3 einen numerischen Wert für den Abstand (beispielsweise in Millimetern oder eine graphische Darstellung) anzugeben. [0033] Die Fig. 5 zeigt eine mögliche konstruktive Lösung für die Bereitstellung eines schrägen, farbigen Lichtstrahls. [0034] Der vordere Teils des Endoskops 9 weist eine rohrförmige, beispielsweise metallische Hülse 18 auf. Im Ringspalt 19 ist eine nicht näher dargestellte Beleuchtungsoptik geführt, beispielsweise radial verteilte Lichtleitfasern. Die eigentliche Beobachtungsoptik des Endoskops ist mit 20 bezeichnet. Sie ist nicht Gegenstand der Erfindung und braucht hier nicht naher erläutert zu werden. [0035] Der schräge, farbige Lichtstrahl 17 wird von einer Leuchtdiode oder von einer Laserdiode 21 erzeugt und über eine Einkopplungsoptik 22 in ein Bündel von flexiblen Lichtleitfasern 23 eingekoppelt. Dieses Bündel von Lichtleitfasern verläuft, wie auch die Fig. 5b zeigt, im radialen Ringspalt 19 an einer ausgezeichneten Stelle (in Fig. 5b unten in der Mitte im Ringspalt). Die Lichtleitfasern 23 sind im Endbereich nach oben abgeknickt (Stelle 24). Eine Auskopplungsoptik (Kollimationsoptik) 25 erzeugt dann den gewünschten Parallellichtstrahl, der mit dem Winkel α zur optischen Achse 16 des Endoskops verläuft. [0036] Die Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Endoskops 9, bei dem die optische Achse 16 unter einem Winkel ß zur Längsrichtung 26 des Endoskoprohres verläuft. Der Messlichtstrahl 17 schließt einen Winkel α mit der optischen Achse ein. Man kann auch bei einer solchen Anordnung den Abstand eines Objektes entlang der optischen Achse messen. [0037] Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise eignen sich auch andere optische Referenzmarken, insbesondere passive wie retroreflektierende Marker. [0038] Ebenso muss das medizinische Instrument kein Endoskop sein. Es sind beispielsweise auch chirurgische Instrumente und andere medizinische optische Instrumente geeignet. Die Marker können auch direkt am medizinischen Instrument (also nicht nur am Griff desselben) angebracht sein. [0039] Wenngleich eine berührungslose Erfassung der Referenzmarken einerseits und eine berührungslose Messung des Abstandes des Objektes von der Spitze des medizinischen Instrumentes bevorzugt ist, ist grundsätzlich auch eine nicht berührungslose Messung denkbar und möglich. Beim medizinischen Navigationssystem kann dies beispielsweise über einen Arm mit mehreren Gelenken erfolgen, wobei der Gelenkwinkel, beispielsweise über Potentiometer erfasst wird. Die Abstandsmessung kann beispielsweise durch Verschieben einer Messsonde bei Messung des Verschiebeweges erfolgen. Patentansprüche 1. Medizinisches Navigationssystem mit einer Erfassungseinrichtung zur vorzugsweise berührungslosen Erfassung der Lage eines mit mindestens einer Referenzmarke versehenen, zu behandelnden Körperteils eines Patienten sowie zur vorzugsweise berührungslosen Erfassung der Lage eines medizinischen Instrumentes, insbesondere Endoskops, dem mindestens eine Referenzmarke zugeordnet ist, gekennzeichnet durch eine zusätzliche optische Abstandsmesseinrichtung (27) zur vorzugsweise berührungslosen Messung des Abstandes (D|) eines Objektes (A), insbesondere einer Körperstelle des zu behandelnden Patienten, von einer ausgezeichneten Stelle (9a) des medizinischen Instrumentes (9); wobei die Abstandsmesseinrichtung (27) eine Einrichtung (21-25) zur Erzeugung eines optischen Messstrahls (17) aufweist, der unter einem Winkel (α) zur optischen Achse (16) des medizinischen Instrumentes (9) auf das Objekt gerichtet ist, und wobei die Abstandsmesseinrichtung (27) weiters eine Auswerteinrichtung (3) aufweist, die aus der Lage des Auftreffpunktes dieses Messstrahles (17) auf dem Objekt den Abstand (Di) rechnerisch ermittelt. 4/11 österreichisches Patentamt AT502 919B1 2010-11-15
- 2. Medizinisches Navigationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Bildschirmeinrichtung (4) eine ausgezeichnete Stelle (9a), vorzugsweise Spitze, des medizinischen Instrumentes und/oder eine in einem von der Abstandsmesseinrichtung (27) erfassten Abstand (D,) davon angeordnete Stelle (28) in vorher angefertigten und gespeicherten Schnittbildern und/oder dreidimensionalen Bildern des Patienten darstellbar sind (ist).
- 3. Medizinisches Navigationssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das medizinische Instrument ein Endoskop (9) mit einer durch eine optische Achse (16) definierten Beobachtungsrichtung ist, und dass die Abstandsmesseinrichtung (27) den Abstand (D,) in Beobachtungsrichtung bestimmt.
- 4. Medizinisches Navigationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erfasste Abstandswert (D,) zusätzlich zur Darstellung in den Patienten-Bildern oder alternativ dazu als Zahlenwert (29) oder symbolhaft graphisch anzeigbar ist.
- 5. Medizinisches Navigationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Messstrahl (17) sichtbar farbig, vorzugsweise grün, ist.
- 6. Medizinisches Navigationssystem nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Messstrahl (17) ein von einer Laserlichtquelle (21) erzeugter Laserlichtstrahl ist.
- 7. Medizinisches Navigationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht des optischen Messstrahles (17) zunächst in mindestens einem Lichtwellenleiter (23), vorzugsweise einer flexiblen Lichtleitfaser, geführt ist und über eine Kollimationsoptik (25) im Wesentlichen als Parallellichtstrahl (17) aus der bzw. den Lichtwellenleiterin) ausgekoppelt und auf das Objekt gerichtet wird.
- 8. Medizinisches Navigationssystem nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass der bzw. die Lichtwellenleiter in einem radial äußeren Randbereich (19) eines rohrförmigen Abschnitts (18) des medizinischen Instrumentes (9) bis in den Bereich von dessen Spitze geführt ist (sind).
- 9. Medizinisches Navigationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen Handgriff (8) zur lösbaren Aufnahme des medizinischen Instrumentes (9), vorzugsweise Endoskops, wobei der Handgriff (8) mit mindestens einer Referenzmarke (7) versehen ist, deren Lage im Raum von einem medizinischen Navigationssystem (1) berührungslos erfassbar ist.
- 10. Medizinisches Navigationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch einen integral am medizinischen Instrument ausgebildeten Handgriff.
- 11. Medizinisches Navigationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Handgriff (8) bzw. das medizinische Instrument mindestens zwei, voneinander beabstandet angeordnete Referenzmarken (7) aufweist.
- 12. Medizinisches Navigationssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Referenzmarke (5, 7) Licht aussendet, das von Detektoren (2) des medizinischen Navigationssystems (1) erfasst wird.
- 13. Medizinisches Navigationssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Referenzmarke (5, 7) eine Leuchtdiode (LED) umfasst.
- 14. Medizinisches Navigationssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Handgriff einen vorzugsweise mit mindestens einer Fingerdurchtrittsöffnung (11) versehenen Grundkörper (8b) und eine vorzugsweise rohrartige Aufnahme (8c) aufweist, in die das medizinische Instrument (9) einschiebbar und lagesicher lösbar fixierbar ist. 5/11 österreichisches Patentamt AT502 919B1 2010-11-15
- 15. Medizinisches Navigationssystem nach Anspruch 14 dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Referenzmarke am Grundkörper (8b), vorzugsweise an dessen Oberseite, angebracht ist.
- 16. Medizinisches Navigationssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass im Handgriff eine Saug- und/oder Spüleinrichtung integriert ist, die über mindestens einen Taster am Handgriff aktivierbar ist.
- 17. Medizinisches Navigationssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 16, gekennzeichnet durch einen Satz von mindestens zwei verschiedenen medizinischen Instrumenten (9), die wahlweise lösbar im oder am Handgriff (8) fixierbar sind.
- 18. Medizinisches Navigationssystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Satz von medizinischen Instrumenten (9) mindestens zwei verschiedene Endoskope, vorzugsweise solche mit unterschiedlichen Beobachtungsoptiken mit unterschiedlich ausgerichteten optischen Achsen aufweist.
- 19. Medizinisches Navigationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Endoskop mit einer Kamera (10) versehen ist, und deren Bilder auf einer Bildschirmeinrichtung (4) des medizinischen Navigationssystems (1) darstellbar sind.
- 20. Medizinisches Navigationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Abstandsmesseinrichtung (27) am medizinischen Instrument (9), vorzugsweise an dessen in Betriebsstellung zum Objekt (A) gewandter Spitze, angeordnet ist. Hierzu 5 Blatt Zeichnungen 6/11
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AT0199305A AT502919B1 (de) | 2005-12-14 | 2005-12-14 | Medizinisches navigationssystem |
| PCT/AT2006/000507 WO2007068017A2 (de) | 2005-12-14 | 2006-12-07 | Medizinisches navigationssystem |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AT0199305A AT502919B1 (de) | 2005-12-14 | 2005-12-14 | Medizinisches navigationssystem |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| AT502919A1 AT502919A1 (de) | 2007-06-15 |
| AT502919B1 true AT502919B1 (de) | 2010-11-15 |
Family
ID=38117097
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| AT0199305A AT502919B1 (de) | 2005-12-14 | 2005-12-14 | Medizinisches navigationssystem |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| AT (1) | AT502919B1 (de) |
| WO (1) | WO2007068017A2 (de) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102010042540B4 (de) | 2010-10-15 | 2014-09-04 | Scopis Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Kalibrieren einer Abstandsbestimmungsvorrichtung eines optischen Systems |
| US8900126B2 (en) * | 2011-03-23 | 2014-12-02 | United Sciences, Llc | Optical scanning device |
| CN103181822B (zh) * | 2011-12-30 | 2015-07-22 | 上海爱立峰医疗科技有限公司 | 用于磁共振引导穿刺手术系统的定位器 |
| DE102014210619A1 (de) * | 2014-06-04 | 2015-12-17 | Olympus Winter & Ibe Gmbh | Endoskop mit berührungsloser Abstandsmessung |
| JP2019530524A (ja) * | 2016-10-07 | 2019-10-24 | ボディ・ビジョン・メディカル・リミテッドBody Vision Medical Ltd. | 介入的及び外科的処置にて使用される装置、及びその使用方法 |
| CN110418596B (zh) * | 2017-03-28 | 2021-12-24 | 富士胶片株式会社 | 测量辅助装置、内窥镜系统及处理器 |
| JP6666519B2 (ja) | 2017-03-28 | 2020-03-13 | 富士フイルム株式会社 | 計測支援装置、内視鏡システム、及びプロセッサ |
| US10786311B2 (en) * | 2017-12-22 | 2020-09-29 | Acclarent, Inc. | Apparatus and method for registering facial landmarks for surgical navigation system |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5970908A (ja) * | 1982-10-15 | 1984-04-21 | Olympus Optical Co Ltd | 内視鏡測距装置 |
| US5669871A (en) * | 1994-02-21 | 1997-09-23 | Olympus Optical Co., Ltd. | Endoscope measurement apparatus for calculating approximate expression of line projected onto object to measure depth of recess or the like |
| US6466815B1 (en) * | 1999-03-30 | 2002-10-15 | Olympus Optical Co., Ltd. | Navigation apparatus and surgical operation image acquisition/display apparatus using the same |
| FR2801185A1 (fr) * | 1999-11-18 | 2001-05-25 | Francois Fassi Allouche | Video endoscope securise a profilometre laser integre pour la chirurgie assistee par ordinateur |
| US20040092958A1 (en) * | 2001-11-15 | 2004-05-13 | Limonadi Farhad M. | Stereotactic wands, endoscopes and methods using such wands and endoscopes |
| WO2003105709A1 (de) * | 2002-06-13 | 2003-12-24 | Möller-Wedel GmbH | Verfahren und instrument zur chirurgischen navigation |
| DE20213709U1 (de) * | 2002-09-05 | 2002-12-19 | Aesculap AG & Co. KG, 78532 Tuttlingen | Vorrichtung zur Erfassung der Kontur einer Oberfläche |
-
2005
- 2005-12-14 AT AT0199305A patent/AT502919B1/de not_active IP Right Cessation
-
2006
- 2006-12-07 WO PCT/AT2006/000507 patent/WO2007068017A2/de not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2007068017A3 (de) | 2008-05-08 |
| WO2007068017A2 (de) | 2007-06-21 |
| AT502919A1 (de) | 2007-06-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE60302347T2 (de) | Cas-bohrführung und bohrverfolgungssystem | |
| EP2205176B1 (de) | Verfahren zur positionsbestimmung eines intraoral messenden messgerätes | |
| DE102005042751B4 (de) | System, Einrichtung und Verfahren zum Ad-hoc-Nachverfolgen eines Objektes | |
| DE69829161T2 (de) | Stereotaktische Zieleinrichtung | |
| DE102013006636B4 (de) | Dentalkamera zur Kariesdetektion | |
| DE60220540T2 (de) | Gerät zur nadelführung | |
| EP2599433B1 (de) | Vorrichtung zur endoskopischen 3d-datenerfassung | |
| DE10108547B4 (de) | Operationssystem zur Steuerung chirurgischer Instrumente auf Basis von intra-operativen Röngtenbildern | |
| EP2377484B1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum berührungslosen Ermitteln und Vermessen einer Raumposition und/oder einer Raumorientierung von Körpern | |
| EP2632382B1 (de) | Navigationsaufsatz für optische geräte in der medizin und verfahren | |
| DE19813383A1 (de) | Vorrichtung, mit einer Sendereinheit, über die die Position eines medizinischen Instruments im Rahmen eines CAS-Systems erfaßbar ist | |
| EP2343696A2 (de) | Simulationssystem für das Training endoskopischer Operationen | |
| DE102010042278A1 (de) | Operationsnavigationssystem mit strukturiertem Licht | |
| CZ259099A3 (cs) | Invazní nástroj a způsob monitorování vyrovnání nástroje s paprskem viditelného světla | |
| DE102008013615A1 (de) | Verfahren und Markierungsvorrichtung zur Markierung einer Führungslinie eines Eindringungsinstruments, Steuerungseinrichtung und Aufnahmesystem | |
| EP1051122B1 (de) | Vorrichtung zur kalibrierung und verifizierung der genauigkeit von chirurgischen instrumenten | |
| DE102011087357B4 (de) | Aktualisierung von präoperativ aufgenommenen 3D-Bilddaten eines Körpers | |
| AT502919B1 (de) | Medizinisches navigationssystem | |
| DE102014103728A1 (de) | Automatische Erfassung der Eindringtiefe und/oder der rotatorischen Orientierung eines invasiven Instrumentes | |
| DE10029737B4 (de) | Navigation eines medizinischen Instrumentes | |
| EP1255487B1 (de) | Laserindikator | |
| WO2014128301A1 (de) | Optisch erfasste ultraschallnavigierte punktion | |
| DE102014101455B4 (de) | Beleuchtungseinheit und Saugerspitze für minimalinvasive Operationen mit wahlweise beleuchtbaren Markierungen | |
| DE102014210619A1 (de) | Endoskop mit berührungsloser Abstandsmessung | |
| DE102023207904B4 (de) | System und Verfahren zum Ausrichten eines medizinischen Objekts gemäß einer Zielpositionierung |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM01 | Lapse because of not paying annual fees |
Effective date: 20171214 |