用于对有源手术器械进行导航的方法和设备的制造方法_2

文档序号:9888181阅读:来源:国知局
发出的电磁场,或者采集通过有源手术器械的激活的运行状态引起的周围电磁场的变化,以及可能两者。合适的是,通过参考测量来确定由有源手术器械发出或改变的电磁场与有源手术器械的运行状态的相关性。为此,考虑电磁场的取决于运行状态的场参数,例如强度和频率。从参考测量的测量数据中可以产生有源手术器械的特征曲线族。该特征曲线族在确定有源手术器械的位置以及运行状态时被相应地考虑。
[0014]优选地,由相应的第一传感器产生的输出信号包括信号值或电平,其示出了通过第一传感器采集的有源手术器械的电磁场的强度或变化程度。由此,可以从输出信号的信号值或电平中推断出在传感器上采集的电磁场的强度或变化。由此,可以定量地反映所采集的电磁信号的强度或变化。在已知第一传感器的位置、电磁场的特性以及所采集的电磁场的强度或变化与第一传感器的输出信号的强度之间的比例的情况下,可以相应地借助第一传感器的输出信号的信号值或电平确定工作区域中的手术器械的位置。借助多个第一传感器,可以例如按照三角测量的方式产生更精确的位置数据。
[0015]由相应的第一传感器产生的、反映所采集的有源手术器械的电磁场的强度或变化的输出信号的电平可以以不同的有利方式来加以利用,例如用于自动影响有源手术器械,或者还用于产生待由医生感知的信号,使得告知医生有源手术器械对目标区域的靠近。这种可感知的信号例如可以是光学或声学的,例如是声音,其频率和/或抑扬随着对目标结构的(可能过强的)靠近而改变,或者通过在手术前或手术中获得的计算机断层成像中光学地突出关键的结构。特别优选地,采集有源手术器械的不同的运行状态,并且在确定有源手术器械的位置时考虑其。
[0016]对有源手术器械的自动影响或者所产生的可感知的信号除了所采集的电磁场的强度或者变化外还可以取决于有源手术器械的活动状态。在声学信号的情况下,频率例如可以示出所采集的电场强度,而抑扬(例如中断的声音对比未中断的声音)可以同时显示有源手术器械的活动状态。
[0017]尤其在过于接近目标结构的条件下可以根据有源手术器械的活动状态来生成警?艮?言^ O
[0018]优选的是,根据所产生的输出信号来控制有源手术器械的运行状态。
[0019]进一步优选的是,当第一传感器采集到电磁场的强度或变化超过所选的第一阈值时抑制有源手术器械。该抑制例如可以根据所采集的电磁场强度来进行。由此保证了,可以根据有源手术器械在工作区域中的位置来控制有源手术器械的运行状态。此外,可以减小有源手术器械的不必要的功率消耗,并且避免通过有源手术器械对工作区域中的对象的无意伤害。
[0020]如果第一传感器的反映电磁场的强度或变化的输出信号示出了对例如敏感目标结构的接近,则也可以将有源手术器械控制为使得给出触觉上可感知的反馈,例如由于设备“颠簸”,医生可以感知到有源手术器械的间歇性的运行。
[0021]特别优选地,当第一传感器采集到电磁场的大于所选第二阈值的强度或变化时,将有源手术器械断开。第二阈值大于第一阈值。通过该措施阻止了有源手术器械在所不希望地与工作区域中的对象碰撞时具有激活的运行状态,并且由此损伤对象。
[0022]优选地,根据所得出的有源手术器械的运行状态来调节显示单元的刷新率。以该方式例如对于操作人员更好地示出有源手术器械的切割棱边的特性。
[0023]特别优选地,有源手术器械的工作尖端的转速对应于所设的刷新率的整数倍。在改变有源手术器械的工作尖端的转速时,相应地适配显示的刷新率,以便总是对应于有源手术器械的工作尖端的转速的整数倍。
[0024]更优选地,借助布置在有源手术器械处的器械传感器(即器械处的定位器)用方位采集单元采集有源手术器械的方位数据。方位不仅包括空间中的位置还包括取向。为此,器械传感器例如可以包括传感器线圈,并且方位确定单元可以包括场发生器,其在工作区域中产生交替的电磁交变场。这具有的优点是,当有源手术器械的运行状态是未激活时,也能够确定有源手术器械在工作区域中的方位。
[0025]优选地,将借助第一传感器采集的位置数据与借助器械传感器采集的有源手术器械的方位数据相比较,和/或从综合的位置-方位数据对中形成位置校正值。由此可以例如校正方位确定单元的电磁场与有源手术器械的电磁场的干涉,其会导致在方位确定时的错误。通过该措施,可以改进有源手术器械的方位确定的精度。
[0026]因为从有源医学设备发出的电磁场会影响借助器械传感器对器械的位置的精确采集,所以为了更精确的方位采集,可以设有多个第一传感器,其允许例如以三角测量的方式进行方位采集。
[0027]替选地或附加地,有源医学器械也可以装备有一个或多个超声传感器。借助超声传感器可以以已知的方式图形式地采集组织中的密度变化。优点是,这种借助超声获得的成像不受到电磁场的干扰。
[0028]优选地,将有源手术器械的运行状态从有源手术器械和/或有源手术器械的控制单元发往位置采集单元和/或方位采集单元。基于如此获得的有源手术器械的运行状态的参数,位置采集单元和/或方位采集单元可以借助由第一传感器产生的输出信号检查有源手术器械的特征曲线族,并且在可预定的偏差的情况下执行对有源手术器械的重新校准。
[0029]此外,上面的任务通过用于定位工作区域中的有源手术器械的、带有至少一个有源手术器械的医学系统来解决,其中,有源手术器械构建为在激活的运行状态中发出电磁场。医学系统具有用于确定有源手术器械在工作区域中的位置的位置采集单元以及至少一个第一传感器。第一传感器可以布置在工作区域中的已知位置上并且构建为采集有源手术器械的电磁场和将显示所采集的电磁场的参数的输出信号发往位置采集单元,其中,将位置采集单元构建为基于输出信号和第一传感器的位置来得出有源手术器械的位置。
[0030]优选地,医学系统具有方位采集系统、场发生器和器械传感器,其中,器械传感器布置在有源手术器械上或能够布置于其上,并且构建为采集由场发生器产生的电磁交变场和将对所采集的电磁交变场进行显示的信号发往方位采集单元。方位采集单元构建为基于所采集的信号和已知的、由场发生器产生的电磁交变场来得出有源手术器械的方位数据。
[0031]优选地,位置采集单元和/或方位采集单元构建为将位置数据与有源手术器械的方位数据相比较并且从中得出校正的有源手术器械的位置和/或方位。由此,可以校正由于场发生器的电磁交变场与有源手术器械的电磁场的干涉而导致的错误确定的有源手术器械的方位。
[0032]优选地,医学系统具有显示单元,用于方位真实地示出至少一个由方位采集单元在工作区域中采集的有源手术器械以及所获得的布置在工作区域中的对象的图像。图像数据可以包括单图像、例如X射线图像或者CT照片,也可以包括视频图像,其中,医学系统优选地构建为拍摄视频图像并且尽可能没有或仅带有小延迟地示出
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