DE102014210116A1 - Device for controlling an observation device - Google Patents

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Marco Wilzbach
Stefan Saur
Gerald Panitz
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Abstract

Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung zur Steuerung einer Beobachtungseinrichtung in einem dreidimensionalen Raum eine Steuerungseinheit (2), eine Speichereinrichtung (13), die mit der Steuerungseinheit (2) verbunden ist und eine Positionserfassungseinheit (3, 16). Die Beobachtungseinrichtung (7) ist in mindestens einer Raumrichtung bewegbar und weist mindestens einen Aktuator (8) zur Steuerung der Bewegung in der mindestens einen Raumrichtung auf. Die Speichereinrichtung (13) ist dazu eingerichtet ist, ein erstes Modell (15) der äußeren Abmessungen der Beobachtungseinrichtung (7) bereitzustellen und ist dazu eingerichtet, ein zweites Modell (14) der äußeren Abmessungen eines zu untersuchenden Objektes bereitzustellen. Die Positionserfassungseinheit (3) ist derart ausgebildet, dass eine erste Position der Beobachtungseinrichtung (7) und eine zweite Position des zu untersuchendenden Objektes (12) im dreidimensionalen Raum ermittelbar ist. Die Vorrichtung ist derart ausgestaltet, dass die Beobachtungseinrichtung (7) in Abhängigkeit von der durch die Positionserfassungseinheit (3, 16) ermittelten ersten Position der Beobachtungseinrichtung unter Berücksichtigung der Daten des ersten Modells (15) und der ermittelten zweiten Position des zu untersuchenden Objektes (19) unter Berücksichtigung der Daten des zweiten Modells (14) in dem dreidimensionalen Raum derart steuerbar, dass die Beobachtungseinrichtung (7) mit ihren äußeren Abmessungen nur außerhalb der äußeren Abmessungen des zu untersuchenden Objektes (10) positionierbar ist.According to the invention, the device for controlling an observation device in a three-dimensional space comprises a control unit (2), a memory device (13) which is connected to the control unit (2) and a position detection unit (3, 16). The observation device (7) is movable in at least one spatial direction and has at least one actuator (8) for controlling the movement in the at least one spatial direction. The memory device (13) is adapted to provide a first model (15) of the outer dimensions of the observer (7) and is adapted to provide a second model (14) of the outer dimensions of an object to be examined. The position detection unit (3) is designed such that a first position of the observation device (7) and a second position of the object to be examined (12) in three-dimensional space can be determined. The device is configured in such a way that the observation device (7), as a function of the first position of the observation device determined by the position detection unit (3, 16), takes into account the data of the first model (15) and the determined second position of the object to be examined (19 ) taking into account the data of the second model (14) in the three-dimensional space controllable such that the observation device (7) is positioned with their outer dimensions only outside the outer dimensions of the object to be examined (10).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung einer Beobachtungseinrichtung in einem dreidimensionalen Raum.The invention relates to a device for controlling an observation device in a three-dimensional space.

Eine Beobachtungseinrichtung, beispielsweise ein Operationsmikroskop, dass an einer motorisch steuerbaren Stativvorrichtung angeordnet ist, kann in verschiedenen Achsen in einem dreidimensionalen Raum bewegt werden. Erfolgt der Antrieb der verschiedenen Achsen der Stativvorrichtung über Motoren und eine Messung der jeweiligen Positionen über Encoder, die mit einer Steuerung verbunden sind, so kann das Operationsmikroskop robotisch gesteuert verschiedene Raumpositionen anfahren. Unter einer robotisch gesteuerten Bewegung kann dabei sowohl eine durch eine numerische Steuerung oder CNC-Steuerung vorgegebene Bewegung in einer oder mehrerer Achsen verstanden werden als auch eine manuelle Bewegung, die durch Motoren unterstützt oder gebremst werden kann. Im zweiten Fall kann das Operationsmikroskop durch einen Anwender durch einen geringen Kraftaufwand in eine andere Position gebracht werden.An observation device, for example a surgical microscope, which is arranged on a motor-controllable tripod device can be moved in different axes in a three-dimensional space. If the drive of the various axes of the tripod device via motors and a measurement of the respective positions via encoders, which are connected to a controller, the surgical microscope can robotically controlled approach various spatial positions. Under a robotically controlled movement can be understood both a predetermined by a numerical control or CNC control movement in one or more axes and a manual movement that can be supported or braked by motors. In the second case, the surgical microscope can be brought by a user by a small force in a different position.

Bei einem Einsatz eines robotisch gesteuerten Operationsmikroskops in einem Operationssaal an einem Patienten muss sichergestellt sein, dass keine Kollision des Operationsmikroskops mit dem Patienten stattfinden kann.When using a robotically controlled surgical microscope in an operating room on a patient, it must be ensured that no collision of the surgical microscope with the patient can take place.

Bekannte Sicherheitsmaßnahmen bei Robotern werden durch Sensorsysteme realisiert, um die Bewegungsgeschwindigkeit oder den Bewegungsraum beim Messen eines Hindernisses zu begrenzen. Dazu sind Sensorsysteme an dem Roboter angeordnet, die eine drohende oder stattfindende Kollision erkennen können. Typische Sensoren bilden Abstandssensoren, beispielsweise Ultraschallsensoren oder Kraft- oder Berührungssensoren, die eine bereits stattfindende Kollision erkennen.Known safety measures in robots are realized by sensor systems in order to limit the speed of movement or the movement space when measuring an obstacle. For this purpose, sensor systems are arranged on the robot, which can detect a threatening or occurring collision. Typical sensors form distance sensors, for example ultrasonic sensors or force or touch sensors, which detect an already occurring collision.

Nachteilig an diesen Sensorsystemen ist, dass diese nicht immer eine mögliche Kollision im Voraus erkennen können. Um eine hohe Sicherheit zu gewährleisten sind eine Vielzahl von Abstandssensoren notwendig. Damit verbunden ist ein hoher technischer Aufwand an empfindlicher Sensortechnik, der letztendlich den Bewegungsspielraum der Beobachtungseinrichtung einschränkt.A disadvantage of these sensor systems is that they can not always detect a possible collision in advance. To ensure a high level of safety, a large number of distance sensors are necessary. This is associated with a high technical complexity of sensitive sensor technology, which ultimately limits the range of motion of the observation device.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Steuerung einer Beobachtungseinrichtung in einem dreidimensionalen Raum bereitzustellen, bei der eine Kollision mit einem Patientenkörper zuverlässig vermieden wird.It is therefore an object of the invention to provide a device for controlling an observation device in a three-dimensional space, in which a collision with a patient's body is reliably avoided.

Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.The object is achieved by a device having the features of independent claim 1. Advantageous developments of the invention are described in the subclaims.

Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung zur Steuerung einer Beobachtungseinrichtung in einem dreidimensionalen Raum eine Steuerungseinheit, eine Speichereinrichtung, die mit der Steuerungseinheit verbunden ist und eine Positionserfassungseinheit. Die Beobachtungseinrichtung ist in mindestens einer Raumrichtung bewegbar und weist mindestens einen Aktuator zur Steuerung der Bewegung in der mindestens einen Raumrichtung auf. Die Speichereinrichtung ist dazu eingerichtet ist, ein erstes Modell der äußeren Abmessungen der Beobachtungseinrichtung bereitzustellen und ist dazu eingerichtet, ein zweites Modell der äußeren Abmessungen eines zu untersuchenden Objektes bereitzustellen. Die Positionserfassungseinheit ist derart ausgebildet, dass eine erste Position der Beobachtungseinrichtung und eine zweite Position des zu untersuchendenden Objektes im dreidimensionalen Raum ermittelbar ist. Die Vorrichtung ist derart ausgestaltet, dass die Beobachtungseinrichtung in Abhängigkeit von der durch die Positionserfassungseinheit ermittelten ersten Position der Beobachtungseinrichtung unter Berücksichtigung der Daten des ersten Modells und der ermittelten zweiten Position des zu untersuchenden Objektes unter Berücksichtigung der Daten des zweiten Modells in dem dreidimensionalen Raum derart steuerbar, dass die Beobachtungseinrichtung mit ihren äußeren Abmessungen nur außerhalb der äußeren Abmessungen des zu untersuchenden Objektes positionierbar ist.According to the invention, the device for controlling an observation device in a three-dimensional space comprises a control unit, a memory device which is connected to the control unit and a position detection unit. The observation device is movable in at least one spatial direction and has at least one actuator for controlling the movement in the at least one spatial direction. The memory device is configured to provide a first model of the outer dimensions of the observer and is configured to provide a second model of the outer dimensions of an object to be examined. The position detection unit is designed such that a first position of the observation device and a second position of the object to be examined in three-dimensional space can be determined. The device is configured in such a way that the observation device can be controlled in the three-dimensional space as a function of the first position of the observation device determined by the position detection unit taking into account the data of the first model and the determined second position of the object to be examined, taking into account the data of the second model in that the observation device with its outer dimensions can only be positioned outside the outer dimensions of the object to be examined.

Die Vorrichtung weist eine Steuerungseinheit mit einer Speichereinrichtung auf. In dieser Speichereinrichtung ist ein erstes Modell der äußeren Abmessungen der Beobachtungseinrichtung abgespeichert. Diese Daten des ersten Modells der Beobachtungseinrichtung können bereits werksseitig in der Speichereinrichtung abgelegt sein. In der Speichereinrichtung ist auch ein zweites Modell der äußeren Abmessungen des zu untersuchenden Objektes hinterlegt. Die Daten des zweiten Modells können durch eine Datenerfassung des zu untersuchenden Objekts zu einem früheren Zeitpunkt erstellt worden sein.The device has a control unit with a memory device. In this memory device, a first model of the outer dimensions of the observation device is stored. These data of the first model of the observation device can already be stored in the memory device at the factory. A second model of the external dimensions of the object to be examined is also stored in the storage device. The data of the second model may have been created by a data acquisition of the object to be examined at an earlier time.

Die Steuerungseinheit ist mit einer Positionserfassungseinheit verbunden. Die Positionserfassungseinheit ist derart ausgebildet, dass eine erste Position der Beobachtungseinrichtung in dem dreidimensionalen Raum berechnet werden kann. Zudem kann über die Positionserfassungseinheit auch eine zweite Position des zu untersuchenden Objektes ermittelbar. Die Steuerungseinheit ist dazu eingerichtet, dass die Daten des abgespeicherten ersten Modells der äußeren Abmessungen der Beobachtungseinrichtung mit den Daten der ersten gemessenen Position der Beobachtungseinrichtung verrechnet werden können. Die Steuerungseinheit kann zudem die durch die Positionserfassungseinheit ermittelte zweite Position des zu untersuchenden Objektes unter Berücksichtigung der Daten des zweiten Modells der äußeren Abmessungen des zu untersuchenden Objektes in dem dreidimensionalen Raum berechnen. Somit sind durch die Steuerungseinheit die realen Positionen der äußeren Abmessungen der Beobachtungseinrichtung und der äußeren Abmessungen des zu untersuchenden Objektes im dreidimensionalen Raum ermittelbar.The control unit is connected to a position detection unit. The position detection unit is designed such that a first position of the observation device in the three-dimensional space can be calculated. In addition, a second position of the object to be examined can also be determined via the position detection unit. The control unit is set up so that the data of the stored first model of the outer dimensions of the observation device can be offset against the data of the first measured position of the observation device. The control unit can furthermore, calculate the second position of the object to be examined, which is determined by the position detection unit, taking into account the data of the second model of the external dimensions of the object to be examined in the three-dimensional space. Thus, by the control unit, the real positions of the outer dimensions of the observation device and the outer dimensions of the object to be examined in three-dimensional space can be determined.

Auf Basis dieser Information kann die Steuerungseinheit über den mindestens einen Aktuator die Beobachtungseinrichtung derart positionieren, dass diese mit ihren äußeren Abmessungen nur außerhalb der äußeren Abmessungen des zu untersuchenden Objektes positionierbar ist. Damit ist ein zuverlässiger Kollisionsschutz zwischen der Beobachtungseinrichtung und dem zu untersuchenden Objekt erreichbar.Based on this information, the control unit can position the observation device via the at least one actuator in such a way that, with its outer dimensions, it can only be positioned outside the outer dimensions of the object to be examined. This achieves reliable collision protection between the observation device and the object to be examined.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Beobachtungseinrichtung an einer robotisch oder CNC gesteuerten Stativvorrichtung angeordnet, die durch die Steuereinheit steuerbar ist.In one embodiment of the invention, the observation device is arranged on a robotic or CNC-controlled tripod device, which is controllable by the control unit.

Durch Verwendung einer robotisch oder CNC gesteuerten Stativvorrichtung ist eine Positionierung der Beobachtungseinrichtung im dreidimensionalen Raum über die Stativvorrichtung möglich. Die Bewegung in einer oder mehrerer Achsen kann durch die Stativvorrichtung erfolgen, an der die Beobachtungeinrichtung angeordnet ist. Dadurch kann das Systems aus Beobachtungseinrichtung und Stativvorrichtung modular aufgebaut sein. Eine Kombination verschiedene Beobachtungseinrichtungen mit der robotisch oder CNC gesteuerten Stativvorrichtung ist vorstellbar.By using a robotic or CNC controlled tripod device positioning of the observer in three-dimensional space on the tripod device is possible. The movement in one or more axes can be done by the tripod device on which the observation device is arranged. This allows the system of observation device and tripod device to be modular. A combination of different observation devices with the robotic or CNC controlled tripod device is conceivable.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist an der Beobachtungseinrichtung ein erstes Navigationsbezugsobjekt angeordnet und die Positionserfassungseinheit ist derart ausgebildet ist, dass die Position des ersten Navigationsbezugsobjektes im dreidimensionalen Raum ermittelbar ist.In one embodiment of the invention, a first navigation reference object is arranged on the observation device and the position detection unit is designed such that the position of the first navigation reference object can be determined in three-dimensional space.

Ein erstes Navigationsbezugsobjekt kann leicht von der Positionserfassungseinheit erfasst werden. Ein Navigationsbezugsobjekt weist typischerweise bestimmte geometrische Eigenschaften auf, mit der die Position und Orientierung des Navigationsbezugsobjektes im dreidimensionalen Raum eindeutig ermittelbar ist. Das Anbringen eines ersten Navigationsbezugsobjektes an einem definierten Punkt und in definierte Ausrichtung an der Beobachtungseinrichtung ermöglicht die exakte Bestimmung der Position der Beobachtungseinrichtung im dreidimensionalen Raum.A first navigation reference object can be easily detected by the position detection unit. A navigation reference object typically has certain geometric properties with which the position and orientation of the navigation reference object in three-dimensional space can be determined unambiguously. The attachment of a first navigation reference object at a defined point and in defined orientation on the observation device enables the exact determination of the position of the observation device in three-dimensional space.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist an dem zu untersuchende Objekt ein zweites Navigationsbezugsobjekt angeordnet und die Positionserfassungseinheit ist derart ausgebildet ist, dass die Position des zweiten Navigationsbezugsobjektes im dreidimensionalen Raum ermittelbar ist.In one embodiment of the invention, a second navigation reference object is arranged on the object to be examined and the position detection unit is designed such that the position of the second navigation reference object can be determined in three-dimensional space.

Das Anbringen eines zweiten Navigationsbezugsobjektes an einem definierten Punkt an dem zu untersuchenden Objekt ermöglicht die exakte Bestimmung der Position und der Ausrichtung des zu untersuchenden Objektes im dreidimensionalen Raum.The attachment of a second navigation reference object at a defined point on the object to be examined enables the exact determination of the position and orientation of the object to be examined in three-dimensional space.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Beobachtungseinrichtung ein Operationsmikroskop.In one embodiment of the invention, the observation device is a surgical microscope.

Ein Operationsmikroskop ermöglich einem Anwender die vergrößerte Beobachtung des zu untersuchenden Objektes. Vorteilhaft kann der Anwender beim Durchblick durch das Operationsmikroskop dessen Position verändern, ohne das eine Kollision des Operationsmikroskops mit dem zu untersuchenden Objekt stattfinden kann.A surgical microscope allows a user to enlarge the observation of the object to be examined. Advantageously, the user when looking through the surgical microscope change its position without a collision of the surgical microscope can take place with the object to be examined.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das zu untersuchenden Objekt ein Patientenkörper oder ein Teil eines Patientenkörpers, insbesondere ein Oberkörper oder ein Patientenkopf, und die Daten für das zweite Modell der äußeren Abmessungen des zu untersuchenden Objektes sind präoperativ ermittelbar.In one embodiment of the invention, the object to be examined is a patient's body or a part of a patient's body, in particular an upper body or a patient's head, and the data for the second model of the outer dimensions of the object to be examined can be determined preoperatively.

Das zu untersuchende Objekt kann ein Körperteil eines Patienten sein. Bei vielen Anwendungsfällen kann die Datenaufnahme dabei auf diesen Körperteil beschränkt werden. Bei der Untersuchung eines Auges kann es ausreichen, wenn Daten des Kopfes ermittelt werden. Bei der Untersuchung eines Rückens kann es beispielsweise ausreichend sein, wenn nur die Daten des Oberkörpers ermittelt werden. Eine präoperative Ermittlung der äußeren Abmessungen hat den Vorteil, das beim Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung kein Zeitaufwand für die Vermessung des zu untersuchenden Körperteils, beispielsweise des Kopfes, aufgewendet werden muss.The object to be examined may be a body part of a patient. In many applications, the data recording can be limited to this body part. When examining an eye, it may be sufficient to determine data of the head. When examining a back, it may be sufficient, for example, if only the data of the upper body are determined. A preoperative determination of the outer dimensions has the advantage that when using the device according to the invention no time required for the measurement of the body part to be examined, for example, the head, must be spent.

In einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst das zweite Modell der äußeren Abmessungen des zu untersuchenden Objektes einen Operationstisch und/oder Objekte, die fest mit dem Patientenkörper verbunden sind, und/oder weitere im Raum angeordnete Objekte.In one embodiment of the invention, the second model of the outer dimensions of the object to be examined comprises an operating table and / or objects which are fixedly connected to the patient's body, and / or further objects arranged in space.

Umfasst das zweite Modell zusätzlich die äußeren Abmessungen des Operationstisches und/oder weiterer Objekte, die fest mit Patenten verbunden sind und/oder weiterer Objekte im Raum, kann der Kollisionsschutz vorteilhaft für den Operationstisch und/oder die weiteren Objekte erweitert werden. Ein fest mit dem Patienten verbundenes Objekt kann beispielsweise ein stereotaktischer Rahmen sein.If the second model additionally comprises the outer dimensions of the operating table and / or further objects which are firmly connected to patents and / or further objects in the room, the collision protection can advantageously be extended for the operating table and / or the further objects. An object permanently attached to the patient may be, for example, a stereotactic frame.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das erste Modell der äußeren Abmessungen der Beobachtungseinrichtung und/oder das zweite Modell der äußeren Abmessungen des zu untersuchenden Objektes um einen Offset-Wert vergrößert, wobei der Offset-Wert einen vorgegebenen Betrag aufweist oder in Betrag und Richtung einstellbar ist und/oder abhängig von einer Parametereinstellung der Beobachtungseinrichtung, insbesondere einer Brennweiteneinstellung und/oder einer Intensität einer Lichtquelle, einstellbar ist.In one embodiment of the invention, the first model of the outer dimensions of the observation device and / or the second model of the outer dimensions of the object to be examined is increased by an offset value, wherein the offset value has a predetermined amount or is adjustable in magnitude and direction and / or is adjustable as a function of a parameter setting of the observation device, in particular a focal length setting and / or an intensity of a light source.

Vorteilhaft ist das erste Modell und/oder das zweiten Modells um einen bestimmten Betrag vergrößert. Damit lässt sich vorteilhaft ein Pufferbereich und somit ein zusätzlicher Sicherheitsbereich zwischen der Beobachtungseinrichtung und dem zu untersuchenden Objekt einstellen. Dabei können die äußeren Abmessungen um einen konstanten Betrag vergrößert sein, beispielsweise wenige Zentimeter. Vorteilhaft kann die Brennweiteneinstellung der Beobachtungseinrichtung den Offset-Wert bilden. Ist beispielsweise eine Brennweiteneinstellung 160 mm, kann die Vorrichtung derart ausgestaltet sein, dass das erste Modell der äußeren Abmessungen der Beobachtungseinrichtung um 160 mm vergrößert ist.Advantageously, the first model and / or the second model is increased by a certain amount. This advantageously makes it possible to set a buffer area and thus an additional security area between the observation device and the object to be examined. The outer dimensions can be increased by a constant amount, for example a few centimeters. Advantageously, the focal length setting of the observer can form the offset value. For example, if a focal length setting is 160 mm, the apparatus may be configured such that the first model of the outer dimensions of the observer is increased by 160 mm.

Damit ist beispielsweise einstellbar, dass die Beobachtungseinrichtung bis zu einem Abstand von maximal 160 mm an das zu untersuchende Objekt heranbewegt werden kann. Die Intensität einer Lichtquelle, beispielsweise einer Beleuchtungslichtquelle oder einer Anregungslichtquelle, insbesondere eine Fluoreszenzanregungslichtquelle, kann ebenfalls die Basis für einen Offset-Wert bilden.This is adjustable, for example, that the observation device can be moved up to a maximum distance of 160 mm to the object to be examined. The intensity of a light source, for example an illumination light source or an excitation light source, in particular a fluorescence excitation light source, can likewise form the basis for an offset value.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Beobachtungseinrichtung derart eingerichtet ist, dass bei einer manuellen Bewegung der Beobachtungseinrichtung die Bewegung motorisch unterstützt ist.In one embodiment of the invention, the observation device is set up in such a way that the movement is assisted by a motor during a manual movement of the observation device.

Vorteilhaft kann ein Kollisionsschutz auch für eine Beobachtungseinrichtung erreicht werden, deren Bewegungen manuell ausgeführt werden. Zur Erleichterung der manuellen Bewegung durch einen Anwender wird die Bewegung motorisch unterstützt ausgeführt. Die Beobachtungseinrichtung kann damit mit geringem Kraftaufwand in eine andere Position gebracht werden.Advantageously, collision protection can also be achieved for an observation device whose movements are carried out manually. To facilitate manual movement by a user, the movement is carried out under motor control. The observation device can thus be brought into a different position with little effort.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuerungseinheit derart eingerichtet ist, dass eine visuelle und/oder akustische Warneinrichtung aktivierbar ist, wenn durch einen Abstandswert zwischen der äußeren Abmessungen der Beobachtungseinrichtung und der äußeren Abmessungen des zu untersuchenden Objektes ein Grenzwert unterschritten ist.In one embodiment of the invention, the control unit is set up such that a visual and / or acoustic warning device can be activated if a limit value has been reached by a distance value between the outer dimensions of the observation device and the outer dimensions of the object to be examined.

Insbesondere kann eine optische und/oder akustische Warneinrichtung aktiviert werden, wenn der Abstand zwischen Beobachtungseinrichtung und dem zu untersuchenden Objekt einen Grenzwert unterschreitet. Dies ist insbesondere bei motorischen unterstützten Bewegungen der Beobachtungseinrichtung vorteilhaft.In particular, an optical and / or acoustic warning device can be activated if the distance between the observation device and the object to be examined falls below a limit value. This is particularly advantageous in motor-assisted movements of the observation device.

In einer Ausgestaltung der Erfindung weist der mindestens eine Aktuator eine Bremsvorrichtung auf, mit der eine Bremswirkung einstellbar ist, der von einem Abstand abhängig ist, der zwischen der äußeren Abmessungen der Beobachtungseinrichtung und der äußeren Abmessungen des zu untersuchenden Objektes ermittelbar ist.In one embodiment of the invention, the at least one actuator on a braking device with which a braking effect is adjustable, which is dependent on a distance that can be determined between the outer dimensions of the observation device and the outer dimensions of the object to be examined.

Ein Aktuator kann einen Motor und/oder eine Bremsvorrichtung umfassen. Eine Bremsvorrichtung kann durch auch durch einen geregelten Motor realisiert sein. Bei einem Unterschreiten eines bestimmten Abstandswertes zwischen der äußeren Abmessungen der Beobachtungseinrichtung und der äußeren Abmessungen des zu untersuchenden Objektes kann ein antreibender oder bewegungsunterstützender Motor derart geregelt werden, dass er eine bewegungshemmende Kraft und somit eine Bremswirkung ausübt, so dass einen Mindestabstand zwischen beiden Körpern nicht unterschritten werden kann. Ein automatischer Stopp des mindestens einen Aktuators ist möglich.An actuator may include an engine and / or a braking device. A braking device can also be realized by a controlled motor. If the distance between the outer dimensions of the observation device and the outer dimensions of the object to be examined falls short of a certain value, a driving or motion-assisting motor can be controlled in such a way that it exerts a movement-inhibiting force and thus a braking effect, so that there is no minimum distance between the two bodies can be. An automatic stop of the at least one actuator is possible.

In einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Beobachtungseinrichtung eine Kamera auf, mit der das zu untersuchende Objekt beobachtbar ist, wobei die Steuerungseinheit dazu eingerichtet ist, dass die Daten der Kamera derart auswertbar sind, dass ein relativer Abstand zwischen Beobachtungseinrichtung und zu untersuchendem Objekt ermittelbar ist.In one embodiment of the invention, the observation device has a camera with which the object to be examined can be observed, wherein the control unit is set up such that the data of the camera can be evaluated such that a relative distance between the observation device and the object to be examined can be determined.

Eine Kamera zur Beobachtung des zu untersuchenden Objektes, die in oder an der Beobachtungseinrichtung angeordnet ist, kann als Sicherheitsfunktion eingesetzt werden. Dies ist vorteilhaft, wenn durch die Sichtstrecke zwischen Positionserfassungseinheit und Beobachtungseinheit durch eine Person oder einen Gegenstand versperrt wird, um zuverlässig einen Mindestabstand zwischen Beobachtungseinrichtung und zu untersuchendem Objekt einzuhalten.A camera for observing the object to be examined, which is arranged in or on the observation device, can be used as a safety function. This is advantageous if obstructed by the visual distance between the position detection unit and observation unit by a person or an object to reliably maintain a minimum distance between the observation device and object to be examined.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Positionserfassungseinrichtung an der Beobachtungseinrichtung angeordnet.In one embodiment of the invention, the position detection device is arranged on the observation device.

Damit ist eine kompakter Ausführung der Vorrichtung erreichbar.For a compact design of the device can be achieved.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden in Bezug auf die nachfolgende Zeichnungen erklärt, in welchen zeigen: Further advantages and features of the invention will be explained with reference to the following drawings, in which:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Steuerung einer Beobachtungseinrichtung in einem dreidimensionalen Raum; 1 a first embodiment of a device according to the invention for controlling an observation device in a three-dimensional space;

2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; 2 a second embodiment of a device according to the invention;

3 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. 3 A third embodiment of a device according to the invention.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Steuerung einer Beobachtungseinrichtung in einem dreidimensionalen Raum. 1 shows an embodiment of a device according to the invention 1 for controlling an observation device in a three-dimensional space.

Eine Steuerungseinheit 2 ist mit einem Positionserfassungssystem 3 über eine erste Leitung 4 verbunden. Die Steuerungseinheit 2 ist zudem über eine zweite Leitung 6 an die Haltevorrichtung 5 für ein Operationsmikroskop 7 angeschlossen. Die Haltevorrichtung 5 weist einen robotisch oder CNC gesteuerten Lastarm 8 auf. An dem Lastarm 8 ist das Operationsmikroskop 7 angeordnet. An dem Operationsmikroskop 7 ist ein erstes Navigationsbezugsobjekt 9 in Form eines Navigationssternes angeordnet.A control unit 2 is with a position detection system 3 via a first line 4 connected. The control unit 2 is also via a second line 6 to the holding device 5 for a surgical microscope 7 connected. The holding device 5 has a robotic or CNC controlled load arm 8th on. On the load arm 8th is the surgical microscope 7 arranged. At the surgical microscope 7 is a first navigation reference object 9 arranged in the form of a navigation star.

Auf einem Operationstisch 11 liegt ein Patient 10. An dem Patient 10 ist in definierter Weise ein zweites Navigationsbezugsobjekt 12 in Form eines Navigationssternes angebracht.On an operating table 11 there is a patient 10 , On the patient 10 is in a defined way a second navigation reference object 12 attached in the form of a navigation star.

Die Steuerungseinheit 2 umfasst eine Speichereinrichtung 13. In der Speichereinrichtung 13 ist ein digitales Patienten-Modell 14 der äußeren Abmessungen eines zu untersuchenden oder zu behandelnden Patienten 10 abgespeichert. Das digitale Patienten-Modell 14 der äußeren Abmessungen des gesamten Körpers oder Körperteilen, beispielsweise Kopf oder Oberkörper des Patienten 10 kann präoperativ ermittelt worden sein. In der Speichereinrichtung 13 ist auch ein digitales Operationsmikroskop-Modell 15 der äußeren Abmessungen des Operationsmikroskops 7 gespeichert.The control unit 2 comprises a memory device 13 , In the storage device 13 is a digital patient model 14 the external dimensions of a patient to be examined or treated 10 stored. The digital patient model 14 the outer dimensions of the entire body or parts of the body, such as the head or upper body of the patient 10 may have been determined preoperatively. In the storage device 13 is also a digital surgical microscope model 15 the outer dimensions of the surgical microscope 7 saved.

Das Positionserfassungssystem 3, auch als Navigationssystem bezeichnet, weist einen Lokalisator 16 auf. Der Lokalisator 16 ist ausgebildet, um die Position und Ausrichtung des ersten Navigationsbezugsobjektes 9 und des zweiten Navigationsbezugsobjektes 12 im Raum zu ermitteln. Die ermittelten Raum-Koordinaten werden über die Leitung 4 an die Steuerungseinheit 2 übermittelt.The position detection system 3 , also referred to as a navigation system, has a locator 16 on. The locator 16 is formed to the position and orientation of the first navigation reference object 9 and the second navigation reference object 12 to determine in the room. The determined space coordinates are over the line 4 to the control unit 2 transmitted.

Die Steuerungseinheit 2 kann die ermittelten Raum-Koordinaten des ersten Navigationsbezugsobjektes 9 mit den Daten des digitalen Operationsmikroskop-Modells 15 verrechnen und schließlich die Position und Ausrichtung des Operationsmikroskops 7 im Raum exakt berechnen. Die Steuerungseinheit 2 kann zudem die ermittelten Raum-Koordinaten des zweiten Navigationsbezugsobjektes 12 mit den digitales Patienten-Modelldaten 14 verrechnen und so die Position und Ausrichtung des Patienten 10 im Raum ermitteln. Die Steuerungseinheit 2 kann so die relative Position und die äußeren Abmessungen des Operationsmikroskops 7 und des Patienten 10 im Raum berechnen und einen minimalen Abstand zwischen Operationsmikroskop 7 und Patient 10 ermitteln. Schließlich kann das Operationsmikroskop 7 derart gesteuert werden, dass der minimale Abstand zwischen Operationsmikroskop 7 und Patient 10 einen Grenzwert nicht unterschreitet und das Operationsmikroskop 7 somit nicht mit dem Patienten 10 kollidieren kann. Es ist auch vorstellbar, dass rechnerisch eine Offset-Volumen um den Patienten 10 definiert ist, so dass zu jedem Zeitpunkt sichergestellt ist, dass das Operationsmikroskop 7 immer einen genügend großen Abstand zu dem Patienten aufweist.The control unit 2 can the determined spatial coordinates of the first navigation reference object 9 with the data of the digital surgical microscope model 15 and finally calculate the position and orientation of the surgical microscope 7 calculate exactly in the room. The control unit 2 In addition, the determined spatial coordinates of the second navigation reference object 12 with the digital patient model data 14 calculate and thus the position and orientation of the patient 10 in the room. The control unit 2 so can the relative position and the outer dimensions of the surgical microscope 7 and the patient 10 calculate in space and maintain a minimal distance between surgical microscope 7 and patient 10 determine. Finally, the surgical microscope 7 be controlled so that the minimum distance between surgical microscope 7 and patient 10 does not fall below a limit and the surgical microscope 7 thus not with the patient 10 can collide. It is also conceivable that, mathematically, an offset volume around the patient 10 is defined so that at all times it is ensured that the surgical microscope 7 always has a sufficiently large distance to the patient.

Beim Erreichen eines minimalen Abstands zwischen Operationsmikroskop 7 und Patient 10 kann ein visuelles und/oder akustisches Warnsignal aktivierbar werden. Eine Warneinrichtung ist nicht dargestellt, sie kann aber einen in die Steuerungseinheit 2 integrierten Lautsprecher umfassen.When reaching a minimum distance between surgical microscope 7 and patient 10 a visual and / or acoustic warning signal can be activated. A warning device is not shown, but it can one in the control unit 2 include integrated speakers.

Der minimalen Abstands zwischen Operationsmikroskop 7 und Patient 10 kann auch aus den Parametereinstellungen des Operationsmikroskops berechnet werden. Es ist vorstellbar, dass der minimale Abstand aus einer Brennweiteneinstellung, beispielsweise in Kombination mit einer Zoomeinstellung abgeleitet ist. Die Intensität einer Lichtquelle, beispielsweise einer Beleuchtungslichtquelle oder einer Anregungslichtquelle, insbesondere eine Fluoreszenzanregungslichtquelle oder Infrarotanregungslichtquelle kann bei der Berechnung de minimalen Abstandes zwischen Operationsmikroskop 7 und Patient 10 ebenso berücksichtigt werden.The minimum distance between surgical microscope 7 and patient 10 can also be calculated from the parameter settings of the surgical microscope. It is conceivable that the minimum distance is derived from a focal length setting, for example in combination with a zoom setting. The intensity of a light source, for example an illumination light source or an excitation light source, in particular a fluorescence excitation light source or infrared excitation light source, can be used when calculating the minimum distance between the surgical microscope 7 and patient 10 be considered as well.

Die Möglichkeiten das digitale Patienten-Modell 14 zu erzeugen sind vielfältig. Beispielsweise können die 3D-Daten durch eine 3D-Kamerasystem gemessen und durch eine Bildverarbeitung berechnet worden sein. Alternativ ist eine Streifenprojektions-Messsystem oder ein Lasertriangulations-Messsystem zur Ermittlung von Patientendaten vorstellbar. Das digitalen Patienten-Modell 14 kann auch durch Auswertung von Röntgen, CT-MRT-(bzw. MRI-)Daten berechnet worden sein. Das digitale Operationsmikroskop-Modell 15 der äußeren Abmessungen des Operationsmikroskops 7 kann aus CAD-Konstruktionsdaten oder durch eine Messung der 3D-Daten durch ein 3D-Messsystem, beispielsweise eine 3D-Kamerasystem, eine Streifenprojektions-Messsystem oder ein Lasertriangulations-Messsystem oder einem anderen 3D-Messsystem ermittelt worden sein.The possibilities the digital patient model 14 to produce are manifold. For example, the 3D data may have been measured by a 3D camera system and calculated by image processing. Alternatively, a fringe projection Measuring system or a laser triangulation measuring system for the determination of patient data conceivable. The digital patient model 14 may also have been calculated by evaluating X-ray, CT-MRI (or MRI) data. The digital surgical microscope model 15 the outer dimensions of the surgical microscope 7 may have been determined from CAD design data or by measuring the 3D data through a 3D measurement system, such as a 3D camera system, a fringe projection measurement system, or a laser triangulation measurement system or other 3D measurement system.

Das digitale Patienten-Modell 14 oder das Operationsmikroskop-Modell 15 kann als ein Volumenmodell oder ein 3D-Oberflächenmodell vorliegen, wobei die Modelle auf geometrische Grundformen oder einem Freiform-Maschenmodell basieren können. Die Modelle können segmentiert sein und zur Datenreduktion vereinfacht ausgestaltet sein. Es ist vorstellbar, ein Oberflächenmodell als Dreiecksmaschenmodell zu generieren, wobei alle Flächennormalen der Dreiecksmaschen eine bestimmte Orientierungsrichtung, beispielsweise von einem Objektzentrum nach außen gerichtet, aufweisen.The digital patient model 14 or the surgical microscope model 15 may be present as a solid model or a 3D surface model, which models may be based on basic geometric shapes or a freeform mesh model. The models can be segmented and simplified for data reduction. It is conceivable to generate a surface model as a triangular mesh model, wherein all surface normals of the triangular meshes have a specific orientation direction, for example directed outward from an object center.

Das Operationsmikroskop 7 kann in mehreren Bewegungsfreiheitsgraden im Raum positioniert werden. Der schematisch dargestellte Lastarm 8 kann dazu mehrere Hebelelemente umfassen. Der Lastarm 8 ist dazu eingerichtet, dass er rotatorische Bewegungen und Linearbewegungen entlang einer oder mehrere Achsrichtungen ausführen kann. Die Bewegungen werden durch Aktuatoren, insbesondere Servomotoren, ausgeführt. Die Aktuatoren können Beschleunigungs- und Bremsbewegungen ausführen.The surgical microscope 7 can be positioned in space in several degrees of freedom of movement. The schematically illustrated load arm 8th may include several lever elements. The load arm 8th is adapted to perform rotational movements and linear movements along one or more axial directions. The movements are performed by actuators, in particular servomotors. The actuators can perform acceleration and braking movements.

Die Steuerungseinheit 2 ist dazu eingerichtet, das das Operationsmikroskop 7 über die Haltevorrichtung 5 mit dem Hebelarm 8 an einer vorgegebenen Position im Raum nach einer vorbestimmten Anwenderaktion automatisch und robotisch gesteuert zu positionieren.The control unit 2 is set up to use the surgical microscope 7 over the holding device 5 with the lever arm 8th automatically and robotically controlled at a predetermined position in space following a predetermined user action.

Das Operationsmikroskop 7 kann auch manuell, motorisch unterstützt, bewegt werden. Die Aktuatoren können dabei sowohl antreibend und bewegungsunterstützend wirken als auch bewegungshemmend und bremsend.The surgical microscope 7 can also be moved manually, with motor assistance. The actuators can act both driving and motion support as well as movement inhibiting and braking.

2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 20 zur Steuerung einer Beobachtungseinrichtung in einem dreidimensionalen Raum. 2 shows a second embodiment of a device according to the invention 20 for controlling an observation device in a three-dimensional space.

Das zweite Ausführungsbeispiel weist die gleichen Merkmale auf, die bereits in 1 beschrieben sind, jedoch mit dem Unterschied, dass die Positionserfassungseinheit 3 durch eine Kamera 21 ergänzt wird, dass an dem Operationsmikroskop 7 angeordnet ist.The second embodiment has the same features already in 1 are described, but with the difference that the position detection unit 3 through a camera 21 that is added to the surgical microscope 7 is arranged.

Die Kamera 21 kann als 2D-Kamera oder stereoskopische 3D-Kamera ausgeführt sein. Die Kamera kann außen am Operationsmikroskop 7 angeordnet oder eine im Operationsmikroskop integrierte Kamera sein. Durch die Kamera 21 kann der Patient 10 zusätzlich beobachtet werden. Falls die direkte Sichtstrecke zwischen Lokalisator 16 und zweitem Navigationsbezugsobjekt durch eine Person oder einen Gegenstand versperrt ist, kann die Auswertung der Kamera-Daten vorteilhaft als Sicherheitsfunktion eingesetzt werden, um zuverlässig einen Kollisionsschutz zu gewährleisten.The camera 21 can be implemented as a 2D camera or 3D stereoscopic camera. The camera can be outside on the surgical microscope 7 arranged or be a built-in surgical microscope camera. Through the camera 21 can the patient 10 additionally observed. If the direct line of sight between the locator 16 and the second navigation reference object is blocked by a person or an object, the evaluation of the camera data can advantageously be used as a security function to reliably ensure collision protection.

3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 30 zur Steuerung einer Beobachtungseinrichtung in einem dreidimensionalen Raum. 3 shows a third embodiment of a device according to the invention 30 for controlling an observation device in a three-dimensional space.

Das dritte Ausführungsbeispiel weist die gleichen Merkmale auf, die bereits in 1 beschrieben sind, jedoch mit dem Unterschied, dass die Funktion der Positionserfassungseinheit 3 mit einem Lokalisator 16 durch eine stereoskopische Kamera 31, die als stereoskopische Kamera ausgeführt ist, übernommen wird.The third embodiment has the same features already in 1 are described, but with the difference that the function of the position detection unit 3 with a localizer 16 through a stereoscopic camera 31 , which is designed as a stereoscopic camera, is adopted.

Durch die Auswertung der Bilder der Kamera 31, können auch andere Objekte im Raum, beispielsweise der Operationstisch 11, Anwender, Operationswerkzeuge, usw. erfasste werden, so dass ein Kollisionsschutz zwischen der Beobachtungseinrichtung und diesen Objekten vorstellbar ist. In diesem Fall ist es nicht notwendig, dass an der Beobachtungseinrichtung ein erstes Navigationsbezugsobjekt angeordnet ist.By evaluating the pictures of the camera 31 You can also use other objects in the room, such as the operating table 11 , Users, surgical tools, etc., so that collision protection between the observer and these objects is conceivable. In this case, it is not necessary for a first navigation reference object to be arranged on the observation device.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Vorrichtung zur Steuerung einer BeobachtungseinrichtungDevice for controlling an observation device
22
Steuerungseinheitcontrol unit
33
PositionserfassungssystemPosition detection system
44
Erste LeitungFirst line
55
Haltevorrichtungholder
66
Zweite LeitungSecond line
77
Operationsmikroskopsurgical microscope
88th
Lastarmload arm
99
Erstes NavigationsbezugsobjektFirst navigation reference object
1010
Patientpatient
1111
Operationstischoperating table
1212
Zweites NavigationsbezugsobjektSecond navigation reference object
1313
Speichereinrichtungmemory device
1414
Digitale Patienten-Modell der äußeren Abmessungen eines zu untersuchenden PatientenDigital patient model of the external dimensions of a patient to be examined
1515
Digitales Operationsmikroskop-Modell der äußeren Abmessungen des OperationsmikroskopsDigital surgical microscope model of the external dimensions of the operation microscope
1616
Lokalisatorlocator
2020
Vorrichtung zur Steuerung einer BeobachtungseinrichtungDevice for controlling an observation device
2121
Kameracamera
3030
Vorrichtung zur Steuerung einer BeobachtungseinrichtungDevice for controlling an observation device
3131
3D-Kamera3D camera

Claims (13)

Vorrichtung zur Steuerung einer Beobachtungseinrichtung in einem dreidimensionalen Raum, umfassend eine Steuerungseinheit (2), eine Speichereinrichtung (13), die mit der Steuerungseinheit (2) verbunden ist und eine Positionserfassungseinheit (3), wobei die Beobachtungseinrichtung (7) in mindestens einer Raumrichtung bewegbar ist und mindestens einen Aktuator (8) zur Steuerung der Bewegung in der mindestens einen Raumrichtung aufweist, wobei die Speichereinrichtung (13) dazu eingerichtet ist, ein erstes Modell (15) der äußeren Abmessungen der Beobachtungseinrichtung (7) bereitzustellen und dazu eingerichtet ist, ein zweites Modell (14) der äußeren Abmessungen eines zu untersuchenden Objektes (10) bereitzustellen, wobei die Positionserfassungseinheit (3, 16, 21) derart ausgebildet ist, dass eine erste Position der Beobachtungseinrichtung (7) und eine zweite Position des zu untersuchendenden Objektes (10) im dreidimensionalen Raum ermittelbar ist, wobei die Vorrichtung derart ausgestaltet ist, dass die Beobachtungseinrichtung (7) in Abhängigkeit von der durch die Positionserfassungseinheit (3, 16, 21) ermittelten ersten Position der Beobachtungseinrichtung (7) unter Berücksichtigung der Daten des ersten Modells (15) und der ermittelten zweiten Position des zu untersuchenden Objektes (10) unter Berücksichtigung der Daten des zweiten Modells (14) in dem dreidimensionalen Raum derart steuerbar ist, dass die Beobachtungseinrichtung (7) mit ihren äußeren Abmessungen nur außerhalb der äußeren Abmessungen des zu untersuchenden Objektes (10) positionierbar ist.Device for controlling an observation device in a three-dimensional space, comprising a control unit ( 2 ), a memory device ( 13 ) connected to the control unit ( 2 ) and a position detection unit ( 3 ), the observation device ( 7 ) is movable in at least one spatial direction and at least one actuator ( 8th ) for controlling the movement in the at least one spatial direction, wherein the memory device ( 13 ) is set up, a first model ( 15 ) the outer dimensions of the observation device ( 7 ) and is set up to provide a second model ( 14 ) of the external dimensions of an object to be examined ( 10 ), wherein the position detection unit ( 3 . 16 . 21 ) is formed such that a first position of the observation device ( 7 ) and a second position of the object to be examined ( 10 ) is determinable in three-dimensional space, wherein the device is designed such that the observation device ( 7 ) as a function of the position detection unit ( 3 . 16 . 21 ) determined first position of the observation device ( 7 ) taking into account the data of the first model ( 15 ) and the determined second position of the object to be examined ( 10 ) taking into account the data of the second model ( 14 ) is controllable in the three-dimensional space such that the observation device ( 7 ) with their external dimensions only outside the outer dimensions of the object to be examined ( 10 ) is positionable. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Beobachtungseinrichtung (7) an einer robotisch oder CNC gesteuerten Stativvorrichtung (5, 8) angeordnet ist, die durch die Steuerungseinheit (2) steuerbar ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that the observation device ( 7 ) on a robotic or CNC controlled tripod device ( 5 . 8th ) arranged by the control unit ( 2 ) is controllable. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass das an der Beobachtungseinrichtung (7) ein erstes Navigationsbezugsobjekt (9) angeordnet ist und die Positionserfassungseinheit (3, 16) derart ausgebildet ist, dass die Position des ersten Navigationsbezugsobjektes (9) im dreidimensionalen Raum ermittelbar ist.Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the at the observation device ( 7 ) a first navigation reference object ( 9 ) and the position detection unit ( 3 . 16 ) is designed such that the position of the first navigation reference object ( 9 ) can be determined in three-dimensional space. Vorrichtung nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das an dem zu untersuchenden Objekt (10) ein zweites Navigationsbezugsobjekt (12) angeordnet ist und die Positionserfassungseinheit (3, 16) derart ausgebildet ist, dass die Position des zweiten Navigationsbezugsobjektes (12) im dreidimensionalen Raum ermittelbar ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that on the object to be examined ( 10 ) a second navigation reference object ( 12 ) and the position detection unit ( 3 . 16 ) is designed such that the position of the second navigation reference object ( 12 ) can be determined in three-dimensional space. Vorrichtung nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beobachtungseinrichtung (7) ein Operationsmikroskop ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the observation device ( 7 ) is a surgical microscope. Vorrichtung nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zu untersuchenden Objekt (10) ein Patientenkörper oder ein Teil eines Patientenkörpers, insbesondere ein Oberkörper oder ein Patientenkopf, ist und das die Daten für das zweite Modell (14) der äußeren Abmessungen des zu untersuchenden Objektes präoperativ ermittelbar sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the object to be examined ( 10 ) is a patient's body or a part of a patient's body, in particular a torso or a patient's head, and that the data for the second model ( 14 ) of the external dimensions of the object to be examined can be determined preoperatively. Vorrichtung nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Modell (14) der äußeren Abmessungen des zu untersuchenden Objektes einen Operationstisch (11) und/oder Objekte, die fest mit dem Patientenkörper verbunden sind, und/oder weitere im Raum angeordnete Objekte umfasst.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the second model ( 14 ) of the external dimensions of the object to be examined, an operating table ( 11 ) and / or objects which are fixedly connected to the patient's body, and / or further objects arranged in space. Vorrichtung nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Modell (15) der äußeren Abmessungen der Beobachtungseinrichtung (7) und/oder das zweite Modell (14) der äußeren Abmessungen des zu untersuchenden Objektes (10) um einen Offset-Wert vergrößert ist, wobei der Offset-Wert einen vorgegebenen Betrag aufweist oder in Betrag und Richtung einstellbar ist und/oder abhängig von einer Parametereinstellung der Beobachtungseinrichtung (7), insbesondere einer Brennweiteneinstellung und/oder einer Intensität einer Lichtquelle, einstellbar ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the first model ( 15 ) the outer dimensions of the observation device ( 7 ) and / or the second model ( 14 ) of the external dimensions of the object to be examined ( 10 ) is increased by an offset value, wherein the offset value has a predetermined amount or is adjustable in magnitude and direction and / or depending on a parameter setting of the observation device ( 7 ), in particular a focal length adjustment and / or an intensity of a light source, is adjustable. Vorrichtung nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beobachtungseinrichtung (7) derart eingerichtet ist, dass bei einer manuellen Bewegung der Beobachtungseinrichtung (7) die Bewegung motorisch unterstützt ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the observation device ( 7 ) is set up such that during a manual movement of the observation device ( 7 ) the movement is motor-assisted. Vorrichtung nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (2) derart eingerichtet ist, dass eine visuelle und/oder akustische Warneinrichtung aktivierbar ist, wenn durch einen Abstandswert zwischen der äußeren Abmessungen der Beobachtungseinrichtung (7) und der äußeren Abmessungen des zu untersuchenden Objektes (10) ein Grenzwert unterschritten ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit ( 2 ) is set up such that a visual and / or acoustic warning device can be activated if, by a distance value between the outer dimensions of the observation device ( 7 ) and the external dimensions of the object to be examined ( 10 ) has fallen below a limit. Vorrichtung nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Aktuator (8) eine Bremsvorrichtung aufweist, mit der eine Bremswirkung einstellbar ist, die von einem Abstand abhängig ist, der zwischen der äußeren Abmessungen der Beobachtungseinrichtung (7) und der äußeren Abmessungen des zu untersuchenden Objektes (10) ermittelbar ist. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one actuator ( 8th ) has a braking device with which a braking effect is adjustable, which is dependent on a distance between the outer dimensions of the observation device ( 7 ) and the external dimensions of the object to be examined ( 10 ) can be determined. Vorrichtung nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beobachtungseinrichtung eine Kamera (21) aufweist, mit der das zu untersuchende Objekt (10) beobachtbar ist und die Steuerungseinheit dazu eingerichtet ist, dass die Daten der Kamera derart auswertbar sind, dass ein relativer Abstand zwischen Beobachtungseinrichtung (7) und zu untersuchendem Objekt (10) ermittelbar ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the observation device is a camera ( 21 ), with which the object to be examined ( 10 ) is observable and the control unit is set up such that the data of the camera can be evaluated in such a way that a relative distance between the observation device ( 7 ) and the object to be examined ( 10 ) can be determined. Vorrichtung nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionserfassungseinrichtung (3, 16) an der Beobachtungseinrichtung (7) angeordnet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the position detection device ( 3 . 16 ) at the observation device ( 7 ) is arranged.
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