DE102014210056A1 - Method for controlling a surgical device and surgical device - Google Patents
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Abstract
Ein Verfahren zur Ansteuerung eines chirurgischen Geräts umfasst: – Markieren einer ersten Position des chirurgischen Geräts; – Bewegen des chirurgischen Geräts in eine zweite Position; und – Ansteuern eines Stativs des chirurgischen Geräts, um das chirurgische Gerät automatisch wieder in die erste Position zu bewegen.A method of driving a surgical device comprises: - marking a first position of the surgical device; Moving the surgical device to a second position; and - driving a tripod of the surgical device to automatically move the surgical device back to the first position.
Description
Hintergrundbackground
Die Erfindung betrifft chirurgische Geräte, wie beispielsweise Operationsmikroskope, mit einem robotischen Stativ.The invention relates to surgical devices, such as surgical microscopes, with a robotic tripod.
Robotische Stative erlauben, ein chirurgisches Gerät automatisch zu bewegen, um es z. B. in eine bestimmte Position und Orientierung zu bringen.Robotic tripods allow you to automatically move a surgical device to use it, for example. B. to bring in a specific position and orientation.
Während einer Operation gibt es verschiedene Situationen, in denen ein chirurgisches Gerät mittels des Stativs in eine bestimmte Position zurück gebracht werden soll, die es bereits zuvor eingenommen hatte, z. B.:
- • Intraoperative Prozeduren in denen das Gerät im Weg stehen würde.
- • Intraoperative Prozeduren in denen das Gerät nicht gebraucht wird.
- • Rollenwechsel zwischen Chirurg und Assistent.
- • Wiederfinden eines bestimmten Punktes im Situs, z. B. der Ort einer Biopsie
- • Wiederfinden eines Situs aus einer vorhergehenden, navigierten Operation.
- • Wechsel zwischen mehreren Situs während einer Operation.
- • Intraoperative procedures in which the device would get in the way.
- • Intraoperative procedures in which the device is not needed.
- • Role change between surgeon and assistant.
- • Retrieval of a specific point in the situs, eg. B. the location of a biopsy
- • Retrieving a situs from a previous, navigated operation.
- • Switching between multiple sites during surgery.
Üblicherweise werden chirurgische Geräte in diesen Fällen manuell wieder in die gewünschte Position gebracht. Das manuelle Repositionieren hat allerdings diverse Nachteile: Um das System zu bewegen, muss der Chirurg in der Regel mindestens eine Hand benutzen und damit seine eigentliche Tätigkeit unterbrechen. Dies erfordert Zeit und unterbricht den Chirurg in seinem Arbeitsfluss. Im Extremfall muss der Chirug sogar aufstehen um das Gerät zu repositionieren.Usually, surgical devices are manually returned to the desired position in these cases. The manual repositioning, however, has several disadvantages: To move the system, the surgeon usually has to use at least one hand and thus interrupt his actual activity. This takes time and interrupts the surgeon in his workflow. In extreme cases, the surgeon even has to get up to reposition the device.
Weiterhin muss das Gerät in der Reichweite des Chirurgen stehen und bewegt werden oder von einer weiteren Person mit sterilen Handschuhen bewegt werden. Das schränkt den Raum, in denen das System während der Nichtnutzung stehen kann, ein. Ein Operationsmikroskop als Beispiel für ein chirurgisches Geräte kann in mindestens 8 Freiheitsgraden bewegt werden (3 Freiheitsgrade für Position, 3 Freiheitsgrade für Orientierung sowie die Einstellungen von Fokus & Zoom). Dies ist eine komplexe Aufgabe und erfordert hohe motorische Fähigkeiten und Übung.Furthermore, the device must be within the reach of the surgeon and be moved or moved by another person with sterile gloves. This restricts the space in which the system can stand during non-use. An operating microscope as an example of a surgical device can be moved in at least 8 degrees of freedom (3 degrees of freedom for position, 3 degrees of freedom for orientation and the settings of focus & zoom). This is a complex task and requires high motor skills and practice.
Teilweise ist der interessierende Ort, an den das chirurgische Gerät wieder gebracht werden soll, gar nicht visuell wiederzufinden, ohne weitere optische Marker einzusetzen. Diese Marker könnten allerdings mechanisch verrutschen, verschmieren, im Weg stehen, nicht genügend Unterscheidungsmerkmale aufweisen, um sie von anderen Markern zu unterscheiden oder es könnten schlicht in der Umgebung eines bestimmten gewünschten Orts zu viele Marker vorhanden sein.In part, the place of interest to which the surgical device is to be brought back can not be found visually without using further optical markers. However, these markers could mechanically slip, smear, get in the way, not have enough distinguishing features to distinguish them from other markers, or there could simply be too many markers in the vicinity of a particular desired location.
Überblick über die ErfindungOverview of the invention
Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, ein chirurgisches Gerät derart anzusteuern, dass das Gerät automatisch in eine bestimmte Position zurückgebracht wird, die es bereits vorher eingenommen hat.The present invention has the object to control a surgical device such that the device is automatically returned to a specific position, which it has already taken before.
Diese Aufgabe wird durch das Steuerungssystem gemäß Anspruch 1, durch die Positions-Steuervorrichtung gemäß Anspruch 9 und durch das Operationsmikroskop gemäß Anspruch 10 gelöst.This object is achieved by the control system according to claim 1, by the position control device according to claim 9 and by the surgical microscope according to
Gemäß einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren zur Ansteuerung eines chirurgischen Geräts das Markieren einer ersten Position des chirurgischen Geräts. Hierbei kann ein erstes Kamerabild in einer ersten Position des chirurgischen Geräts aufgenommen werden. Vorzugsweise wird hierbei wenigstens eine 3-D-Kamera verwendet, welche im chirurgischen Gerät und/oder im Stativ integriert sein kann, oder welche am chirurgischen Gerät und/oder am Stativ montiert sein kann.In one embodiment, a method of driving a surgical device includes marking a first position of the surgical device. In this case, a first camera image can be recorded in a first position of the surgical device. Preferably, in this case at least one 3-D camera is used, which may be integrated in the surgical device and / or in the stand, or which may be mounted on the surgical device and / or on the stand.
Anschließend wird das chirurgische Gerät in eine zweite Position bewegt und ein Stativ des chirurgischen Geräts wird angesteuert, um das chirurgische Gerät automatisch wieder in die erste Position zu bewegen. Das Zurückbringen des chirurgischen Geräts kann dabei durch Benutzer-Input ausgelöst werden, oder es kann automatisch, beispielsweise gemäß einem voreingestellten Positionierungsplan für eine Operation, das chirurgische Gerät nach Abschluss einer Messung oder eines Eingriffs an der zweiten Position wieder in die erste Position bewegt werden. Das Stativ kann hierbei ein robotisches Stativ-System umfassen, welches durch elektrisch ansteuerbare Aktuatoren bewegbar ist. Dadurch kann eine einmal markierte Position des chirurgischen Geräts wiederhergestellt werden.Thereafter, the surgical device is moved to a second position and a tripod of the surgical device is actuated to automatically move the surgical device back to the first position. The return of the surgical device may be triggered by user input, or it may automatically, for example, according to a preset positioning plan for surgery, the surgical device after completion of a measurement or engagement at the second position are moved back to the first position. The tripod can in this case comprise a robotic tripod system, which is movable by electrically actuatable actuators. This allows a once-marked position of the surgical device to be restored.
Nachdem das chirurgische Gerät in die erste Position bewegt wurde, kann ein zweites Kamerabild aufgenommen werden und das erste und das zweite Kamerabild können analysiert werden. Schließlich kann die Position des chirurgischen Geräts gemäß der Ergebnisse der Analyse angepasst werden. Hierdurch können bei der Wiederherstellen der ersten Position des chirurgischen Geräts zusätzliche Fehler kompensiert werden, die sich alleine durch eine eventuell vorhandene Sensorik des Stativs gar nicht erfassen ließen, z. B. Fehler aufgrund von Brainshift oder Patientenbewegungen.After the surgical device has been moved to the first position, a second camera image can be taken and the first and second camera images can be analyzed. Finally, the position of the surgical device can be adjusted according to the results of the analysis. As a result, additional errors can be compensated in the restoration of the first position of the surgical device, which could not even be detected by a possibly existing sensors of the tripod, z. B. Errors due to brain shift or patient movement.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es somit, dass das chirurgische Gerät eine einmal eingenommene Position relativ zu einem Situs zuverlässig wiederherstellen kann, selbst wenn sich der Patient in der Zwischenzeit geringfügig bewegt haben sollte oder wenn sich Gewebestrukturen des Patienten in der Zwischenzeit verformt haben.The inventive method thus allows the surgical device once In the meantime, even if the patient has moved slightly in the meantime, or if tissue structures of the patient have deformed in the meantime, he can reliably restore his position relative to a situs.
Gemäß einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Markieren der ersten Position des chirurgischen Geräts durch einen Benutzer-Input mittels eines Bedienelements des chirurgischen Geräts ausgelöst wird. Somit kann ein Chirurg während einer Operation bestimmte Punkte markieren, die für ihn von besonderem Interesse sind.According to an embodiment, it may be provided that the marking of the first position of the surgical device is triggered by a user input by means of an operating element of the surgical device. Thus, a surgeon can mark certain points during surgery that are of particular interest to him.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Markieren der ersten Position des chirurgischen Geräts automatisch durchgeführt wird, wobei die automatische Markierung an Positionen erfolgen kann, an denen das chirurgische Gerät oder ein externes Gerät Eingriffe oder Messungen durchführt, an denen vor der Operation virtuelle oder reale Markierungen gesetzt wurden, die durch eine automatische Kontextanalyse als wichtig eingestuft wurden, und/oder an denen ein vorgegebener Modus des chirurgischen Geräts aktiviert wurde. Somit markiert das chirurgische Gerät während der Operation automatisch Punkte im Situs, welche für den Chirurgen von Interesse sein könnten. Der Chirurg kann dann auswählen, welcher dieser automatisch markierten Punkte später wieder angefahren werden soll.According to a further embodiment it can be provided that the marking of the first position of the surgical device is carried out automatically, wherein the automatic marking can take place at positions at which the surgical device or an external device performs interventions or measurements on which virtual surgery was performed prior to the operation or real markers that were deemed important by an automatic context analysis and / or at which a given mode of the surgical device has been activated. Thus, during surgery, the surgical device automatically marks points in the site that may be of interest to the surgeon. The surgeon can then choose which of these automatically marked points should be approached later.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Markieren der ersten Position des chirurgischen Geräts automatisch vor jeder Positionsänderung des chirurgischen Geräts durchgeführt wird. Somit kann jede einmal eingestellte Position des chirurgischen Geräts wieder hergestellt werden.According to a further embodiment it can be provided that the marking of the first position of the surgical device is carried out automatically before any change in position of the surgical device. Thus, each once set position of the surgical device can be restored.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Analyse des ersten und des zweiten Kamerabilds das Erzeugen jeweils einer Maske aus dem ersten und dem zweiten Kamerabild und das Abgleichen der beiden Masken umfasst. Eine Maske kann hierbei beispielsweise eine Pixelmatrix umfassen, wobei ein Matrixelement auf „1” gesetzt wird, wenn eine vorbestimmte Struktur, wie beispielsweise ein Blutgefäß, in dem entsprechenden Bildbereich vorhanden ist, und auf „0” gesetzt wird, wenn die Struktur in dem entsprechenden Bildbereich nicht vorhanden ist. Aus dem Vergleich der beiden Masken kann eine Koordinatentransformation ermittelt werden, welche dazu genutzt werden kann, die Position des chirurgischen Geräts weiter anzupassen.Furthermore, it can be provided that the analysis of the first and the second camera image comprises the generation of a respective mask from the first and the second camera image and the matching of the two masks. For example, a mask may comprise a pixel matrix, with a matrix element set to "1" if a predetermined structure, such as a blood vessel, exists in the corresponding image area and set to "0" if the structure in the corresponding one Image area is not available. From the comparison of the two masks, a coordinate transformation can be determined, which can be used to further adjust the position of the surgical device.
Es kann vorgesehen sein, dass die Analyse des ersten und des zweiten Kamerabilds das Extrahieren von Bildpunkten mit einer vorgegebenen Charakteristik und das Abgleichen der jeweils extrahierten Bildpunkte des ersten und des zweiten Kamerabilds umfasst. Hierbei können Verfahren aus der Computervision verwendet werden (Mustererkennung, Kantenerfassung, ...), um die Bildpunkte zu extrahieren und miteinander abzugleichen.It can be provided that the analysis of the first and the second camera image comprises the extraction of pixels with a predetermined characteristic and the matching of the respective extracted pixels of the first and the second camera image. In this case, methods from the computer vision can be used (pattern recognition, edge detection, ...) to extract the pixels and align them with each other.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das chirurgische Gerät ein Navigationsgerät umfasst, welches Positionsdaten des chirurgischen Geräts erzeugt, welche in der ersten Position des chirurgischen Geräts erfasst werden, und wobei die erfassten Positionsdaten des Navigationsgeräts beim Schritt des Ansteuerns des Stativs des chirurgischen Geräts, um das chirurgische Gerät automatisch wieder in die erste Position zu bewegen, verwendet werden. Dadurch können Ungenauigkeiten bei der Positionierung des chirurgischen Geräts noch weiter minimiert werden.Furthermore, it may be provided that the surgical device comprises a navigation device which generates position data of the surgical device which are detected in the first position of the surgical device, and wherein the detected position data of the navigation device in the step of driving the tripod of the surgical device to the Surgical device automatically move back to the first position to be used. This can further minimize inaccuracies in the positioning of the surgical device.
Gemäß einer Ausführungsform kann das chirurgische Gerät ein Operationsmikroskop umfassen, wobei die erste Position des Operationsmikroskops die Lage des Operationsmikroskops im Raum, und/oder eine Zoom-Einstellung und/oder eine Fokus-Einstellung des Operationsmikroskops umfasst. Somit wird nicht nur die Position wiederhergestellt, sondern es können auch die wesentlichen Abbildungseinstellungen des Operationsmikroskops wiederhergestellt werden, so dass das Operationsmikroskop nach der Bewegung in die markierte, erste Position dort sofort mit den vorher verwendeten Einstellungen eingesetzt werden kann.According to one embodiment, the surgical device may comprise a surgical microscope, wherein the first position of the surgical microscope comprises the position of the surgical microscope in space, and / or a zoom setting and / or a focus setting of the surgical microscope. Thus, not only the position is restored, but also the essential imaging settings of the surgical microscope can be restored, so that the surgical microscope after moving to the marked, first position there can be used immediately with the previously used settings.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Positions-Steuervorrichtung für ein chirurgisches Gerät bereitgestellt, welche einen Prozessor aufweist, der ausgelegt ist, um das voranstehend beschriebene Verfahren durchzuführen.In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a surgical device position control device having a processor configured to perform the method described above.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Operationsmikroskop bereitgestellt, umfassend eine Mikroskopie-Optik, eine Kamera zum Aufnehmen eines Kamerabilds in einer Position des Operationsmikroskops, ein Stativ-System, welches mittels Aktuatoren ansteuerbar ist, um das Operationsmikroskop im Raum zu positionieren; und eine Positions-Steuervorrichtung wie voranstehend erwähnt.According to another aspect of the present invention, there is provided a surgical microscope comprising a microscopy optics, a camera for taking a camera image in a position of the surgical microscope, a tripod system which is controllable by means of actuators to position the surgical microscope in space; and a position control device as mentioned above.
Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention
Im folgenden werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Figur erläutert. Es zeigt:In the following some embodiments of the invention will be explained with reference to the accompanying figure. It shows:
Am Operationsmikroskop
Weiterhin ist bei dem in
Nachfolgend wird der Betrieb des in
Das chirurgische System
Die Methode, wie der Anwender eine Markierung manuell gesetzt hat, ist dabei offen. Dies kann z. B. geschehen mittels eines haptischen Bedienelements, z. B. eines Knopfes am Operationsmikroskop
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass bei dem chirurgischen System
Weiterhin können markierte Positionen durch bestimmte andere chirurgische Instrumente vorgegeben sein, wie z. B. durch einen Trokar, wobei das Operationsmikroskop
Eine automatische Markierung von Positionen kann weiterhin bei sämtlichen Positionsänderungen durchgeführt werden, so dass jede einmal eingestellte Position markiert wird und später wieder hergestellt werden kann. Mittels der Positions-Steuervorrichtung
Sobald wenigstens eine Position markiert worden ist, kann der Anwender über ein Bedieninterface eine beliebige markierte Position selektieren. Anschließend steuert die Positions-Steuervorrichtung
Ein robotisches Stativ, wie beispielsweise das in
Der Anwender kann über ein Bedieninterface die Position (Lage des Geräts), die Orientierung (Richtung in die das Gerät gerichtet ist), sowie gegebenenfalls weitere Freiheitsgrade, die sich automatisch einstellen lassen, speichern.The user can store the position (position of the device), the orientation (direction in which the device is aimed) via an operating interface and, if necessary, other degrees of freedom that can be set automatically.
Auf ein Kommando des Anwenders hin wird diese Einstellung des Stativs wieder hergestellt in dem die einzelnen aktuierten Freiheitsgrade auf ihre ursprüngliche Stellung zurückfahren.Following a command from the user, this setting of the tripod is restored in which the individual actuated degrees of freedom return to their original position.
Gemäß einigen Ausführungsformen wird die markierte Position, d. h. die Zielposition bei der Wiederherstellung einer bereits eingenommenen Position des Operationsmikroskops
Während der Operationsplanung können aufgrund der erfassten Daten aus z. B. MRT oder CT eine bestimmte Position markiert werden. Dabei kann beispielsweise ermittelt werden, dass ein Blick entlang eines Sulkus auf eine Läsion eine vorteilhafte Position für das Operationsmikroskop
Weiterhin können während der Operation selbst aus den Bildern der Kamera
Zur genaueren Positionierung beim Wiederherstellen einer markierten Position werden neben den Positionsgebern des Stativs
Darüber hinaus könnten die durch die Kamera
Die Bilddaten könnten auch verwendet werden, um festzustellen, inwiefern der gespeicherte Punkt noch tatsächlich valide ist: Bei der Markierung einer Position wird ein Kamerabild angefertigt. Nach dem Wiedereinnehmen einer gespeicherten Position kann dieses Kamerabild auf mehrere Art und Weisen genutzt werden um die Plausibilität der Position zu validieren.The image data could also be used to determine the extent to which the stored point is actually valid: when marking a position, a camera image is taken. After resuming a stored position, this camera image can be used in several ways to validate the plausibility of the position.
Gemäß einer Ausführungsform wird nach dem Wiedereinnehmen der ursprünglichen Position erneut ein Kamerabild erfasst. Dieses wird mittels eines Algorithmus (z. B. der Korrelation) auf Ähnlichkeit mit dem ursprünglichen Kamerabild verglichen. Ein von diesem Algorithmus berechneter Score entscheidet über die dann erfolgende Maßnahme, z. B. eine Warnung an den Anwender beim Unterschreiten einer bestimmten Grenze.According to one embodiment, a camera image is captured again after the original position is resumed. This is compared by an algorithm (eg correlation) for similarity to the original camera image. A score calculated by this algorithm decides the action then taken, e.g. As a warning to the user falls below a certain limit.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform berechnet ein Bildverarbeitungs-Algorithmus die Abweichung von dem ursprünglichen Kamerabild, ohne die Position des Operationsmikroskops
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird nach dem Wiedereinnehmen der ursprünglichen Position erneut ein Kamerabild erfasst. Sowohl im ursprünglichen Kamerabild als auch im neuen Kamerabild werden charakteristische Anatomien (z. B. Gefäße, Sulki, ...) segmentiert, d. h. es wird eine Maske erstellt welche „1” ist, wenn die Anatomie an dem entsprechenden Bildpunkt vorhanden ist und „0” wenn die Anatomie an dem entsprechenden Bildpunkt nicht vorhanden ist. Anschließend werden beide Segmentierungsergebnisse zueinander registriert (nicht-elastisch oder elastisch) um somit eine Koordinatentransformationsvorschrift zwischen beiden Kamerabildern zu erlangen, welche final dazu genutzt werden kann, den ursprünglichen Punkt im Situs in das neue Bild zu transformieren. Somit kann die Position des Operationsmikroskops
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird nach dem Wiedereinnehmen der ursprünglichen Position erneut ein Kamerabild erfasst. Sowohl im ursprünglichen Kamerabild als auch im neuen Kamerabild werden automatisch Bildpunkte, so genannte Keypoints, extrahiert, die eine signifikante Charakteristik haben (z. B. Ecken) und somit mit hoher Wahrscheinlichkeit auch im anderen Bild gefunden werden können. Dazu kommen sogeannte Keypoint Detektoren aus der Computer Vision zum Einsatz. Jeder Keypoint wird anschließend durch einen Merkmalsvektor beschrieben, in dem seine lokale Nachbarschaft analysiert wird. Dafür kommen Merkmalsdeskriptoren aus der Computer Vision zum Einsatz. Nachdem für beide Bilder die Keypoints detektiert und beschrieben wurden, werden nun Korrespondenzen zwischen ähnlichen Keypoints in beiden Bildern erstellt, in dem beispielhaft diejenigen Punkte genommen werden für die der euklidische Abstand – oder ein anderes Abstandsmaß – zwischen den Merkmalsdeskriptoren minimal ist. Alternativ können auch Hashingverfahren zum Einsatz kommen, um Korrespondenzen zu erstellen. Die Korrespondenzerstellung kann in einem mehrstufigen Verfahren erfolgen, um Ausreißer zu minimieren. Mit den gefundenen Korrespondenzen kann nun eine Koordinatentransformation (linear, affin, quadratisch, ...) geschätzt werden. Diese Koordinatentransformation wird nun verwendet, um den ursprünglichen Punkt im Situs anzufahren. Bei genügend dichter Verteilung der Keypoints und Korrespondenzen können auch lokale Gewebedeformationen kompensiert werden, in dem zur Berechnung der Transformation nur eine Untermenge der Keypoints verwendet werden, die sich in lokaler Nachbarschaft zum gewünschten Situs im ursprünglichen Bild befinden.According to a further embodiment, a camera image is acquired again after the original position has been resumed. Both in the original camera image and in the new camera image, pixels, so-called keypoints, are automatically extracted, which have a significant characteristic (eg corners) and thus can be found with high probability in the other image as well. In addition, so-called keypoint detectors from Computer Vision are used. Each keypoint is then described by a feature vector in which its local neighborhood is analyzed. Feature descriptors from Computer Vision are used for this. After the keypoints have been detected and described for both images, correspondences between similar keypoints are now created in both images, by taking for example those points for which the Euclidean distance - or another distance measure - between the feature descriptors is minimal. Alternatively, hashing techniques can be used to create correspondence. Correspondence creation can be done in a multi-step process to minimize outliers. With the found correspondences a coordinate transformation (linear, affine, quadratic, ...) can now be estimated. This coordinate transformation is now used to move to the original point in the situs. If the keypoints and correspondences are sufficiently dense, local tissue deformations can also be compensated by using only a subset of the keypoints that are local to the desired site in the original image to calculate the transformation.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird dem Anwender das zum Zeitpunkt des Setzens der Markierung aufgenommene Kamerabild zum Vergleich mit dem aktuellen Kamerabild angeboten. Der Anwender entscheidet anhand des aufgenommenen Kamerabilds, dem Vergleich mit dem aktuellen Situs und seines Erfahrungswissens, ob die aktuelle Position noch mit der urspünglichen Position übereinstimmen kann und inwiefern Abweichungen aufgetreten sind.According to a further embodiment, the user is offered the camera image recorded at the time the marker was set for comparison with the current camera image. The user decides on the basis of the recorded camera image, the comparison with the current Situs and his experience knowledge, whether the current position can still agree with the original position and to what extent deviations have occurred.
Gemäß einiger Auführungsformen können Navigationsdaten zur Erhöhung der Geschwindigkeit genutzt werden. In vielen Operationen werden Navigationsgeräte benutzt, wie beispielsweise das in
Navigationsgeräte erfassen üblicherweise die Position der unterschiedlichen Geräte absolut im Raum. Das Stativ
- • Patientenbewegungen
- • Bewegungen des OP-Tisches
- • Bewegungen von navigierten Instrumenten
- • Änderungen des Aufstellortes des Stativs
- • Patient movements
- • Movements of the operating table
- • Movements of navigated instruments
- • Changes to the location of the tripod
Diese Maßnahme erhöht die Zuverlässigkeit und Benutzbarkeit der Funktion zum Wiederherstellen einer markierten Position, sowie die Sicherheit der Benutzung indem es Behandlungsfehlern durch unbeabsichtigte Fehlnutzung vorbeugt.This measure increases the reliability and usability of the function for restoring a marked position, as well as the safety of use by preventing handling errors due to unintentional misuse.
Bei der Wiederherstellung von markierten Positionen können gemäß einiger Ausführungsformen präoperativ gewonnene Daten herangezogen werden. Bei vielen Operationen werden präoperativ Daten über die Position bestimmter Organe oder Organteile gewonnen. Ist in diesen Daten die Körperausdehnung enthalten und ist die relative Position des Geräts zum Körper bekannt, kann das Gerät diese Daten als zusätzliche Sicherheitsinformation nutzen und z. B. die Bewegung des Stativs
Die Körperausdehnung kann aus den Volumendaten eines MRTs oder CTs gewonnen sein. Die Körperausdehnung sollte zumindest die des Kopfes, idealerweise des Oberkörpers oder ganzen Körpers umfassen. Die Körperausdehnung kann für diesen Zweck aus dem Volumenmodell des Skeletts, insbesondere des Schädelknochens gewonnen werden. Die Körperausdehnung kann von einem Navigationssystem aus den präoperativen Daten oder einem Operationsmikroskop mit Zugang zu diesen Daten gewonnen werden. Darüber hinaus könnte heuristisches Wissen dazu verwendet werden diese Daten zumindest grob zu bestimmen: zum Beispiel, dass sich unterhalb des Kopfes der Körper fortsetzt.The body extent can be obtained from the volume data of an MRI or CT. The body should be at least that of the head, ideally the upper body or whole body. The body extent can be obtained for this purpose from the volume model of the skeleton, in particular the skull bone. The body extent can be obtained from a navigation system from the preoperative data or a surgical microscope with access to this data. In addition, heuristic knowledge could be used to at least roughly determine this data: for example, that the body continues below the head.
Die relative Position des Operationsmikroskops
Gemäß einer weitereh Ausführungsform können die in oder an dem Operationsmikroskop
Hierbei können mit Hilfe der Aktoren im Stativ
Das voranstehend beschriebene Verfahren ermöglicht es, eine einmal eingenommene Position eines chirurgischen Geräts, wie beispielsweise eines Operationsmikroskop, mit hoher Genauigkeit wiederherzustellen. Als Ausführungsbeispiel für ein derartiges chirurgisches Gerät wurde ein Operationsmikroskop
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