DE102013213496A1 - Apparatus and method for detecting head movement of a patient - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung einer Kopfbewegung eines Patienten, wobei die Vorrichtung (1) mindestens ein Ankerelement (2) und mindestens einen Sensorhalter (6) aufweist, wobei das Ankerelement (2) an mindestens einem Zahn (Z) des Patienten mechanisch starr befestigbar ist und mindestens ein Verbindungsmittel aufweist, wobei der Sensorhalter (6) mindestens ein Sensorelement (12) einer Lageerfassungseinrichtung und mindestens ein korrespondierendes Verbindungsmittel aufweist, wobei das Verbindungsmittel und das korrespondierende Verbindungsmittel derart ausgebildet sind, dass in einem verbundenen Zustand eine vorbestimmte Lage und Orientierung des Sensorhalters (6) relativ zum Ankerelement (2) wiederholt einstellbar ist, sowie ein Verfahren zur Erfassung einer Kopfbewegung eines Patienten.The invention relates to a device for detecting a head movement of a patient, wherein the device (1) at least one anchor element (2) and at least one sensor holder (6), wherein the anchor element (2) on at least one tooth (Z) of the patient mechanically rigid is attachable and has at least one connecting means, wherein the sensor holder (6) at least one sensor element (12) of a position detection device and at least one corresponding connecting means, wherein the connecting means and the corresponding connecting means are formed such that in a connected state, a predetermined position and orientation the sensor holder (6) is repeatedly adjustable relative to the anchor element (2), and a method for detecting a head movement of a patient.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfassung einer Kopfbewegung eines Patienten. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erfassung einer Kopfbewegung eines Patienten während einer Ultraschalluntersuchung, um einen Ultraschallsensor, beispielsweise einen Ultraschallkopf, relativ zum Kopf des Patienten in einer gewünschten Lage und Orientierung zu positionieren. The invention relates to a method and a device for detecting a head movement of a patient. More particularly, the invention relates to an apparatus and method for detecting head movement of a patient during an ultrasound scan to position an ultrasound sensor, such as an ultrasound head, relative to the patient's head in a desired location and orientation.

Bei ultraschallbasierten Untersuchungen des Kopfes oder des Gehirns eines Patienten stellt sich das Problem, dass nur kleine Schallfenster vorhanden sind, durch die Ultraschall in das Gehirn eindringen kann. So stellt der Schädel des Patienten für ultraschallbasierte Untersuchungen ein Hindernis dar, der eine ultraschallbasierte Abbildung von z.B. Gehirnregionen verhindert. In der Regel wird daher im Bereich einer Schläfe oder im Bereich eines Auges ein Ultraschallsensor positioniert, um ultraschallbasierte Abbilder von gewünschten Gehirnregionen zu erzeugen. In ultrasound-based examinations of the head or brain of a patient, the problem arises that only small sound windows exist, through which ultrasound can penetrate into the brain. Thus, the patient's skull presents an obstacle to ultrasound-based examinations that may require an ultrasound-based imaging of e.g. Brain regions prevented. Typically, an ultrasound sensor is therefore positioned in the region of a temple or in the region of an eye in order to generate ultrasound-based images of desired brain regions.

Um jedoch unterschiedliche Bereiche des Gehirns zu erfassen, ist es erforderlich, den Ultraschallsensor im Bereich der Schläfe oder des Auges zu schwenken, also seine Orientierung zu ändern. Insbesondere ist es erforderlich, eine Position des Ultraschallsensors annähernd konstant zu halten, während eine Orientierung des Ultraschallsensors zu verändern ist, um gewünschte Regionen abzubilden. Eine solche Vorgehensweise ist für einen behandelnden Arzt ungewöhnlich und führt zu Schwierigkeiten bei der Ausrichtung. Insbesondere bei Mehrfach-Untersuchungen ist es schwierig, Ergebnisse zu reproduzieren, d.h. die gleiche Zielregion erneut abzubilden. However, in order to detect different areas of the brain, it is necessary to pivot the ultrasound sensor in the area of the temple or the eye, that is to change its orientation. In particular, it is necessary to keep a position of the ultrasonic sensor approximately constant while changing an orientation of the ultrasonic sensor in order to image desired regions. Such an approach is unusual for a treating physician and causes alignment difficulties. Especially in multiple examinations, it is difficult to reproduce results, i. to reproduce the same target region again.

Soll z.B. quantifiziert werden, ob ein Hämatom im Bereich des Gehirns ab- oder zugenommen hat, so ist es erforderlich, den an der Schläfe oder dem Auge positionierten Ultraschallsensor erneut derart auszurichten, dass der Bereich des Gehirns erfasst wird, in welchem das Hämatom angeordnet ist. Should e.g. If it is necessary to quantify whether a hematoma has decreased or increased in the area of the brain, it is necessary to reorient the ultrasound sensor positioned on the temple or the eye so as to detect the area of the brain in which the hematoma is located.

Gleichzeitig ist es für einige medizinische Anwendungen wünschenswert, ultraschallbasiert gewonnene Daten mit dreidimensionalen Daten aus Computertomographie-(CT-) und/oder Magnetresonanztomographie-(MRT-)Untersuchungen gewonnenen Daten zu verknüpfen. Beispielsweise kann es erwünscht sein, sowohl CT- und/oder MRT-Daten als auch Ultraschall-Daten lage- und orientierungsrichtig gemeinsam darzustellen. At the same time, for some medical applications, it is desirable to associate ultrasound-based data with three-dimensional data from computed tomography (CT) and / or magnetic resonance imaging (MRI) examinations. For example, it may be desirable to display both CT and / or MRT data as well as ultrasound data in the correct position and orientation.

Es ist daher erforderlich, Koordinaten der durch Ultraschall erzeugten Bilder in einem Koordinatensystem der CT- und/oder MRT-Daten oder in einem gemeinsamen Referenzkoordinatensystem zu bestimmen. Hierfür kann es erforderlich sein, eine Lage und Orientierung des Ultraschallsensors während der Erzeugung von Ultraschallbildern zu erfassen, um die Lage der durch die Bilder abgebildeten Strukturen in dem gemeinsamen Referenzkoordinatensystem bestimmen zu können. It is therefore necessary to determine coordinates of the images generated by ultrasound in a coordinate system of the CT and / or MRT data or in a common reference coordinate system. For this purpose, it may be necessary to detect a position and orientation of the ultrasound sensor during the generation of ultrasound images in order to be able to determine the position of the structures imaged by the images in the common reference coordinate system.

Die US 5,143,086 beschreibt eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Unterkieferbewegung, wobei drei Licht-emittierende Dioden temporär an Zähnen eines Subjektes befestigt werden. Hierbei werden die Licht-emittierenden Dioden an einer Halterung befestigt und in Dreieckform angeordnet. Die Halterung ist an einem Stab befestigt, der in ein röhrenförmiges Element eingebracht werden kann, welches wiederum an einer Platte befestigt ist, die in lösbarer Weise an Zähnen befestigt ist. The US 5,143,086 describes a device for determining a lower jaw movement, wherein three light-emitting diodes are temporarily attached to teeth of a subject. Here, the light-emitting diodes are attached to a holder and arranged in a triangular shape. The holder is attached to a rod which can be inserted into a tubular member, which in turn is attached to a plate which is releasably secured to teeth.

Es stellt sich das technische Problem, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfassung einer Kopfbewegung eines Patienten zu schaffen, die es ermöglichen, die Kopfbewegung des Patienten wiederholt in einem fest vorbestimmten Referenzkoordinatensystem zu bestimmen, insbesondere auch nach erneuter Befestigung der Vorrichtung am Kopf des Patienten. The technical problem arises of providing a method and a device for detecting a head movement of a patient, which make it possible to determine the head movement of the patient repeatedly in a fixed predetermined reference coordinate system, in particular after re-attachment of the device to the head of the patient.

Es ist eine Grundidee der Erfindung, dass ein Teil der Vorrichtung relativ zum Kopf, insbesondere zum Schädel, des Patienten ortsfest angeordnet wird, während ein abnehmbarer oder lösbarer weiterer Teil der Vorrichtung derart ausgebildet wird, dass der ortsfest befestigte Teil und der weitere Teil derart aneinander mechanisch befestigt werden können, dass eine gewünschte Lage und/oder Orientierung der Teile zueinander durch die mechanische Verbindung gewährleistet wird. It is a basic idea of the invention that a part of the device is arranged stationary relative to the head, in particular the skull, of the patient, while a detachable or detachable further part of the device is formed such that the fixedly fixed part and the further part to each other can be mechanically fastened, that a desired position and / or orientation of the parts to each other is ensured by the mechanical connection.

Vorgeschlagen wird eine Vorrichtung zur Erfassung einer Kopfbewegung eines Patienten, insbesondere einer Bewegung des Schädels des Patienten. Proposed is a device for detecting a head movement of a patient, in particular a movement of the skull of the patient.

Die Vorrichtung weist mindestens ein Ankerelement und mindestens einen Sensorhalter auf. The device has at least one anchor element and at least one sensor holder.

Das Ankerelement ist mechanisch starr an mindestens einem Zahn des Patienten, insbesondere an mindestens einem Zahn eines Oberkiefers des Patienten, befestigbar. Dies bedeutet, dass das Ankerelement ortsfest relativ zum Schädel bzw. zum Oberkiefer des Patienten anordenbar ist. Eine Lage und Orientierung des Ankerelements relativ zum Schädel verändert sich also im befestigten Zustand des Ankerelements nicht. The anchoring element can be fastened mechanically rigidly to at least one tooth of the patient, in particular to at least one tooth of an upper jaw of the patient. This means that the anchor element is stationary relative to the skull or the upper jaw of the patient can be arranged. A position and orientation of the anchor element relative to the skull thus does not change in the fastened state of the anchor element.

Das Ankerelement weist mindestens ein Verbindungsmittel zur mechanischen Verbindung des Ankerelements mit dem Sensorhalter auf. Hierbei kann das Ankerelement dieses Verbindungsmittel ausbilden. The anchor element has at least one connecting means for the mechanical connection of the Anchor element with the sensor holder. Here, the anchor element can form this connection means.

Der Sensorhalter weist mindestens ein Sensorelement einer Lageerfassungseinrichtung und mindestens ein korrespondierendes Verbindungsmittel auf. The sensor holder has at least one sensor element of a position detection device and at least one corresponding connection means.

Das Sensorelement bezeichnet hierbei ein Element einer Lageerfassungseinrichtung, wobei die Lageerfassungseinrichtung eine Lage und Orientierung des Sensorelements erfassen kann. Das Sensorelement kann hierbei kabellos und/oder kabelgebunden mit anderen Teilen der Lageerfassungseinrichtung verbunden sein. In this case, the sensor element designates an element of a position detection device, wherein the position detection device can detect a position and orientation of the sensor element. The sensor element can in this case be connected wirelessly and / or wired to other parts of the position detection device.

Der Begriff Sensorelement schließt hierbei mit ein, dass das Sensorelement ein passives Element oder ein aktives Element ist. Bei einem passiven Element ist kein Verbrauch von externer elektrischer Energie, beispielsweise aus einer Batterie, erforderlich, um die Lage und Orientierung des Sensorelements zu erfassen und/oder entsprechende Ausgangssignale an eine Auswerteeinrichtung zu übertragen. Beispielsweise kann das Sensorelement als Empfangselement, insbesondere als Empfangsspule, ausgebildet sein, welche über ein Kabel mit einer Auswerteeinrichtung verbunden ist. The term sensor element includes in this case that the sensor element is a passive element or an active element. In a passive element, no consumption of external electrical energy, for example from a battery, is required in order to detect the position and orientation of the sensor element and / or to transmit corresponding output signals to an evaluation device. For example, the sensor element as a receiving element, in particular as a receiving coil, be formed, which is connected via a cable to an evaluation device.

Bei einem aktiven Sensorelement ist zur Erfassung der Lage und Orientierung und/oder Übertragung entsprechender Signale des Sensorelements externe elektrische Energie notwendig. In the case of an active sensor element, external electrical energy is necessary to detect the position and orientation and / or transmission of corresponding signals of the sensor element.

Die Lageerfassungseinrichtung in einer der beschriebenen Ausgestaltungen gehört ebenfalls zum Umfang der Erfindung. Insbesondere kann die Lageerfassungseinrichtung eine Auswertungseinrichtung aufweisen, die Informationen über die Lage und/oder Orientierung des Sensorelements und damit der Vorrichtung auswertet und auf diese Weise die Lage und/oder Orientierung erfasst. Ein weiterer Teil der Lageerfassungseinrichtung ist zum Beispiel eine Anordnung von Sendern zum Senden von elektromagnetischen Feldern, die von dem Empfangselement empfangen werden. The position detection device in one of the described embodiments is also included in the scope of the invention. In particular, the position detection device can have an evaluation device which evaluates information about the position and / or orientation of the sensor element and thus of the device and in this way detects the position and / or orientation. Another part of the position detecting means is, for example, an array of transmitters for transmitting electromagnetic fields received by the receiving element.

Das Sensorelement weist das mindestens eine korrespondierende Verbindungsmittel auf, welches als mechanisches Verbindungsmittel ausgebildet ist. Hierbei kann der Sensorhalter das korrespondierende Verbindungsmittel ausbilden. The sensor element has the at least one corresponding connection means, which is designed as a mechanical connection means. In this case, the sensor holder can form the corresponding connection means.

Erfindungsgemäß sind das Verbindungsmittel des Ankerelements und das korrespondierende Verbindungsmittel des Sensorhalters derart ausgebildet, dass das Ankerelement und der Sensorhalter wiederholbar in einer vorbestimmten relativen Lage und Orientierung aneinander befestigbar sind, insbesondere stabil befestigbar sind. Stabil bedeutet in diesem Zusammenhang, dass zum Ändern der eingestellten Lage und Orientierung, insbesondere zum Lösen von Ankerelement und Sensorhalter, eine vorbestimmte Betätigungskraft notwendig ist. Hierdurch wird eine unbeabsichtigte Veränderung der Lage und Orientierung verhindert. According to the invention, the connecting means of the anchoring element and the corresponding connecting means of the sensor holder are designed such that the anchoring element and the sensor holder can be fastened to one another repeatedly in a predetermined relative position and orientation, in particular stably fastened. Stable in this context means that a predetermined actuation force is necessary for changing the set position and orientation, in particular for releasing the anchor element and the sensor holder. As a result, an unintentional change in the position and orientation is prevented.

In anderen Worten wird zum Befestigen, also zur Herstellung eines befestigten Zustands, eine vorbestimmte Lage und Orientierung des Sensorhalters relativ zum Ankerelement eingestellt, die dann im befestigten Zustand vorliegt. In other words, a predetermined position and orientation of the sensor holder is set relative to the anchor element, which is then in the attached state for fastening, so for producing a fixed state.

Es ist auch vorstellbar, das die Verbindungsmittel derart ausgebildet sind, dass der Sensorhalter ausschließlich in der vorbestimmten Lage und/oder Orientierung relativ zum Ankerelement an diesem fixierbar ist. In einem fixierten Zustand ist eine vorbestimmte Betätigungskraft notwendig, um den Sensorhalter vom Ankerelement zu lösen bzw. die relative Lage und Orientierung zu ändern. It is also conceivable that the connecting means are designed such that the sensor holder can be fixed to the latter exclusively in the predetermined position and / or orientation relative to the anchor element. In a fixed state, a predetermined actuating force is necessary to release the sensor holder from the anchor element or to change the relative position and orientation.

Es können jedoch auch mehrere vorbestimmte Lagen und Orientierung des Sensorhalters relativ zum Ankerelement existieren, in denen der Sensorhalter und das Ankerelement mechanisch aneinander stabil aneinander befestigbar sind. However, there may also exist a plurality of predetermined positions and orientation of the sensor holder relative to the anchor element, in which the sensor holder and the anchor element are mutually mechanically stably fastened to each other.

Charakteristisch ist, dass das Verbindungsmittel und das korrespondierende Verbindungsmittel derart ausgebildet sind, dass durch die Art der mechanischen Verbindung eine vorbestimmte Lage und Orientierung des Sensorhalters relativ zum Ankerelement wiederholbar eingestellt werden kann. It is characteristic that the connection means and the corresponding connection means are designed such that a predetermined position and orientation of the sensor holder relative to the anchor element can be set repeatably by the nature of the mechanical connection.

Das Verbindungsmittel und das korrespondierende Verbindungsmittel ermöglichen somit eine lösbare mechanische Verbindung des Ankerelements und des Sensorhalters. The connecting means and the corresponding connecting means thus enable a releasable mechanical connection of the anchor element and the sensor holder.

Beispielsweise können das Verbindungsmittel und das korrespondierende Verbindungsmittel Elemente einer Rastverbindung, einer Steckverbindung, einer Schnappverbindung, einer Schraubverbindung oder einer weiteren lösbaren mechanischen Verbindung sein. Insbesondere ermöglichen das Verbindungsmittel und das korrespondierende Verbindungsmittel eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Ankerelement und dem Sensorelement. For example, the connecting means and the corresponding connecting means may be elements of a latching connection, a plug connection, a snap connection, a screw connection or another releasable mechanical connection. In particular, the connecting means and the corresponding connecting means allow a positive connection between the anchor element and the sensor element.

Selbstverständlich ist es auch möglich, dass das Verbindungsmittel und das korrespondierende Verbindungsmittel derart ausgebildet sind, dass in einem stabil verbundenen Zustand ausschließlich eine oder eine von mehreren vorbestimmte(n) Lage(n) und Orientierung(en) des Sensorhalters relativ zum Ankerelement eingestellt ist. Of course, it is also possible that the connecting means and the corresponding connecting means are formed such that in a stable connected state only one or one of several predetermined position (s) and orientation (s) of the sensor holder is set relative to the anchor member.

Insbesondere können die Verbindungsmittel derart ausgebildet sein, dass der Sensorhalter ausschließlich in einer oder in einer von mehreren vorbestimmten Lage(n) und Orientierung(en) relativ zum Ankerelement an diesem formschlüssig befestigbar ist. In particular, the connection means can be designed such that the sensor holder can be fastened to the latter in a form-fitting manner exclusively in one or in a plurality of predetermined position (s) and orientation (s) relative to the anchor element.

Auch können das Verbindungsmittel und das korrespondierende Verbindungsmittel derart ausgebildet sind, dass in einem stabil verbundenen Zustand ausschließlich eine oder eine von mehreren vorbestimmte(n) Lage(n) (und keine Orientierung(en)) des Sensorhalters relativ zum Ankerelement eingestellt ist. In diesem Fall können beispielsweise mehrere erfindungsgemäße Vorrichtungen vorhanden sein, deren Ankerelemente relativ zum Schädel ortsfest angeordnet sind. Werden diesen Ankerelementen jeweils Sensorhalter mit einer vorbestimmten Lage relativ zu den entsprechenden Ankerelementen stabil befestigt, so kann eine Orientierung des Kopfes des Patienten in Abhängigkeit der Lagen der verschiedenen Sensorelemente bestimmt werden. In diesem Fall können beispielsweise mindestens drei Ankerelemente und drei Sensorhalter mit jeweils einem Sensorelement vorgesehen sein. Also, the connection means and the corresponding connection means may be formed such that only one or more predetermined positions (and no orientation (s)) of the sensor holder relative to the anchor member are set in a stably connected state. In this case, for example, a plurality of devices according to the invention may be present, whose anchor elements are arranged stationary relative to the skull. If these anchor elements each sensor holder fixed to a predetermined position relative to the corresponding anchor elements stable, so an orientation of the head of the patient can be determined depending on the positions of the various sensor elements. In this case, for example, at least three anchor elements and three sensor holders may be provided, each with a sensor element.

Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise, dass ein Sensorelement einer Lageerfassungseinrichtung wiederholt mit der gleichen Lage und Orientierung relativ zum Kopf des Patienten, insbesondere relativ zum Schädel des Patienten, an diesem befestigt werden kann. Somit kann die Lage und Orientierung des Sensorelements immer im gleichen Koordinatensystem erfasst werden, welches relativ zum Kopf des Patienten ortsfest ist. This advantageously makes it possible for a sensor element of a position detection device to be repeatedly fastened to it with the same position and orientation relative to the head of the patient, in particular relative to the skull of the patient. Thus, the position and orientation of the sensor element can always be detected in the same coordinate system, which is stationary relative to the head of the patient.

Bildet dieses Koordinatensystem ein Referenzkoordinatensystem für z.B. durch einen Ultraschallsensor erzeugte Ultraschallbilder, so können vereinfacht, insbesondere ohne erneute Registrierung, Ultraschallbilder von der gleichen Region z.B. des Gehirns erzeugt werden. Hierzu kann beispielsweise auch eine Lage und Orientierung des Ultraschallsensors erfasst und in Bezug auf das Referenzkoordinatensystem bestimmt werden. Dies ermöglicht z.B. in einer ersten Untersuchung, einen Ultraschallsensor mit einer gewünschten Lage und Orientierung an einer Schläfe des Patienten derart zu positionieren, dass ein Ultraschallbild von einer gewünschten Region des Gehirns erzeugt wird. Während der Untersuchung kann die Lage und Orientierung des Sensorelements erfasst werden, wobei die Lage und Orientierung des Ultraschallsensors relativ zu der Lage und Orientierung des Sensorelements bestimmt und gespeichert wird. Nach der Untersuchung kann der Sensorhalter vom Ankerelement gelöst werden. If this coordinate system forms a reference coordinate system for e.g. Ultrasound images generated by an ultrasonic sensor can be simplified, in particular without re-registration, ultrasound images from the same region e.g. of the brain. For this purpose, for example, a position and orientation of the ultrasonic sensor can be detected and determined with respect to the reference coordinate system. This allows e.g. in a first examination, positioning an ultrasound sensor with a desired location and orientation on a patient's temple such that an ultrasound image is generated from a desired region of the brain. During the examination, the position and orientation of the sensor element can be detected, wherein the position and orientation of the ultrasound sensor relative to the position and orientation of the sensor element is determined and stored. After the examination, the sensor holder can be released from the anchor element.

Für eine erneute Untersuchung kann der Sensorhalter wiederum mit der gleichen Lage und Orientierung, die auch während der ersten Untersuchung eingestellt war, an dem Ankerelement befestigt werden. Hiernach kann der Ultraschallsensor wiederum derart positioniert werden, dass die gleiche relative Lage und Orientierung zwischen dem Ultraschallsensor und dem Sensorelement eingestellt wird. In diesem Fall wird exakt die gleiche Zielregion im Gehirn abgebildet. Somit wird die wiederholte Ultraschallabbildung wesentlich vereinfacht. For re-examination, the sensor holder can again be attached to the anchor element with the same position and orientation that was also set during the first examination. After that, the ultrasonic sensor can in turn be positioned in such a way that the same relative position and orientation is set between the ultrasonic sensor and the sensor element. In this case, exactly the same target region is imaged in the brain. Thus, the repeated ultrasound imaging is greatly simplified.

Auch vereinfacht die vorgeschlagene Vorrichtung die Überlagerung von beispielsweise CT- und/oder MRT-Daten, die beispielsweise vor einer Ultraschalluntersuchung aufgenommen wurden, mit aktuell erzeugten Ultraschallbildern. In der Regel sind CT- und/oder MRT-Daten räumlich auf ein relativ zu einem in Bezug auf den Kopf ortsfesten Koordinatensystem bezogen. Da eine Lage und Orientierung des Sensorelements ebenfalls relativ zum Kopf ortsfest ist, kann eine Kopfbewegung in Abhängigkeit der Lageänderungen und Orientierungsänderungen des Sensorelements bestimmt werden. Die Bestimmun der Kopfbewegung ermöglicht dann z.B. eine lagerichtige und orientierungsrichtige Darstellung von CT-Daten/MRT-Daten, z.B. in einem Referenzkoordinatensystem, welches nicht relativ zum Kopf ortsfest ist. CT- und/oder MRT-Daten können z.B. auf das Referenzkoordinatensystem bezogen dargestellt werden. Hierzu kann eine einmalige Registrierung der CT- und/oder MRT-Daten auf dieses Referenzkoordinatensystem notwendig sein. Das Referenzkoordinatensystem kann beispielsweise ein Koordinatensystem der vorhergehend erläuterten Lageerfassungseinrichtung sein. The proposed device also simplifies the superposition of, for example, CT and / or MRT data, which were recorded, for example, before an ultrasound examination, with ultrasound images currently generated. Typically, CT and / or MRI data is spatially referenced to a coordinate system relative to the head. Since a position and orientation of the sensor element is also fixed relative to the head, a head movement can be determined as a function of the position changes and orientation changes of the sensor element. The determination of the head movement then allows e.g. a correct position and orientation representation of CT data / MRI data, e.g. in a reference coordinate system which is not stationary relative to the head. CT and / or MRI data may e.g. are shown relative to the reference coordinate system. For this purpose, a single registration of the CT and / or MRT data on this reference coordinate system may be necessary. The reference coordinate system may be, for example, a coordinate system of the previously described position detection device.

Wird auch die Lage und Orientierung des Ultraschallsensors in diesem Referenzkoordinatensystem bestimmt, so wird eine einfache Überlagerung von Ultraschallbildern mit CT- und/oder MRT-Daten ermöglicht. If the position and orientation of the ultrasound sensor in this reference coordinate system are also determined, a simple superposition of ultrasound images with CT and / or MRT data is made possible.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Sensorelement als elektromagnetischer Sensor ausgebildet. Der elektromagnetische Sensor bildet hierbei einen Bestandteil oder ein Element einer insbesondere elektromagnetischen Lageerfassungseinrichtung, welches auch als elektromagnetisches Trackingsystem bezeichnet werden kann. In a preferred embodiment, the sensor element is designed as an electromagnetic sensor. The electromagnetic sensor in this case forms a component or an element of a particular electromagnetic position detection device, which can also be referred to as an electromagnetic tracking system.

Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise eine einfache, genaue und zuverlässige Erfassung der Lage und Orientierung des Sensorelements und somit auch der Lage und Orientierung des Kopfes des Patienten. Insbesondere ist keine Verdeckungsproblematik wie bei einer optischen Lageerfassungseinrichtung vorhanden. This advantageously allows a simple, accurate and reliable detection of the position and orientation of the sensor element and thus also the position and orientation of the patient's head. In particular, there is no concealment problem as with an optical position detection device.

In einer weiteren Ausführungsform ist das Ankerelement hülsenartig ausgebildet. Beispielsweise kann das Ankerelement zumindest teilweise hohlzylinderförmig ausgebildet sein oder einen hohlzylinderförmigen Abschnitt aufweisen. Das Ankerelement kann beispielsweise zumindest teilweise in einem Verguss- oder Klebematerial angeordnet sein, wobei das Verguss- oder Klebematerial um zumindest einen Teil mindestens eines Zahns, insbesondere eines Zahns eines Oberkiefers, herum angeordnet ist. In diesem Fall kann der hülsenartige Abschnitt aus dem Verguss- oder Klebematerial herausragen. In a further embodiment, the anchor element is sleeve-shaped. For example, the anchor element at least partially be hollow cylindrical or have a hollow cylindrical portion. The anchoring element may, for example, be arranged at least partially in a potting or adhesive material, wherein the potting or adhesive material is arranged around at least a part of at least one tooth, in particular a tooth of an upper jaw. In this case, the sleeve-like portion may protrude from the potting or adhesive material.

Ein freies Ende des Sensorhalters ist hierbei steckerförmig ausgebildet, wobei das freie Ende in einem Innenvolumen des hülsenartig ausgebildeten Abschnitts anordenbar ist. Das freie Ende kann hierbei zusätzlich Elemente für eine formschlüssige mechanische Verbindung mit dem hülsenartig ausgebildeten Abschnitt aufweisen. Beispielsweise kann das freie Ende Rastnasen aufweisen, die in korrespondierende Rastvertiefungen eingreifen können, wobei die Rastvertiefungen in dem Innenvolumen des hülsenartig ausgebildeten Abschnitts angeordnet sind. Durch die Rastverbindung wird in vorteilhafter Weise eine eindeutige Lage und Orientierung des Sensorhalters relativ zum Ankerelement gewährleistet, wenn diese miteinander verrastet sind. Selbstverständlich sind auch andere Verbindungsarten vorstellbar. A free end of the sensor holder is in this case designed plug-shaped, wherein the free end can be arranged in an inner volume of the sleeve-like section. The free end may additionally comprise elements for a positive mechanical connection with the sleeve-like section. For example, the free end can have latching noses, which can engage in corresponding latching recesses, wherein the latching recesses are arranged in the inner volume of the sleeve-like section. Due to the latching connection, an unambiguous position and orientation of the sensor holder relative to the anchoring element is advantageously ensured if these are locked together. Of course, other types of connections are conceivable.

Die vorgeschlagene Ausführungsform ermöglicht in vorteilhafter Weise eine einfache mechanische Verbindung von Ankerelement und Sensorhalter. The proposed embodiment advantageously enables a simple mechanical connection of anchor element and sensor holder.

In einer alternativen Ausführungsform ist zumindest ein Teil des Ankerelements steckerförmig ausgebildet. Auch in diesem Fall kann das Ankerelement zumindest teilweise in einem Verguss- oder Klebematerial angeordnet sein, welches um zumindest einen Teil mindestens eines Zahns, insbesondere eines Zahns eines Oberkiefers, herum angeordnet ist. Der steckerförmige Teil kann hierbei aus dem Verguss- oder Klebematerial herausragen. In an alternative embodiment, at least a part of the anchor element is plug-shaped. Also in this case, the anchor element may be at least partially disposed in a potting or adhesive material which is arranged around at least a part of at least one tooth, in particular a tooth of an upper jaw. The plug-shaped part can protrude from the potting or adhesive material.

Ein freies Ende des Sensorhalters weist einen hülsenartig ausgebildeten Abschnitt auf. Das freie Ende des Sensorhalters ist auf den steckerförmigen Teil des Ankerelements aufsteckbar. Entsprechend den vorhergehend getätigten Erläuterungen können in diesem Fall der steckerförmige Teil und der hülsenförmige Teil Elemente einer Rast-, Schnapp- oder sonstigen Verbindung aufweisen. Beispielsweise kann der steckerförmige Teil Rastnasen aufweisen oder ausbilden, die in Rastvertiefungen greifen können, die im Bereich eines Innenvolumens des hülsenartig ausgebildeten Abschnitts angeordnet sind. A free end of the sensor holder has a sleeve-like section. The free end of the sensor holder can be plugged onto the plug-shaped part of the anchor element. In accordance with the explanations given above, in this case the plug-shaped part and the sleeve-shaped part can have elements of a latching, snap-action or other connection. For example, the plug-shaped part can have or form latching lugs which can engage in latching recesses which are arranged in the region of an inner volume of the sleeve-like section.

Auch diese Ausführungsform ermöglicht in vorteilhafter Weise eine möglichst einfache mechanische Verbindung von Sensorhalter und Ankerelement. Vorteilhaft ergibt sich jedoch, dass sich kein Dreck oder Speichel in dem Innenvolumen des hülsenartigen Abschnitts ansammeln kann, da das im Mundbereich angeordnete Ankerelement steckerförmig und nicht hülsenartig ausgebildet ist. This embodiment also advantageously enables the simplest possible mechanical connection of sensor holder and anchor element. Advantageously, however, that no dirt or saliva can accumulate in the inner volume of the sleeve-like portion, since the anchor member arranged in the mouth region is plug-shaped and not sleeve-like.

In einer weiteren Ausführungsform ist an dem Sensorshalter mindestens eine sterile Abdeckung befestigt. Die sterile Abdeckung kann beispielsweise als sterile Folie ausgebildet sein. Hierbei kann die sterile Abdeckung derart an dem Sensorhalter befestigt sein, dass das Sensorelement durch die sterile Abdeckung gegenüber einem Außenvolumen abdeckbar ist. In a further embodiment, at least one sterile cover is attached to the sensor holder. The sterile cover may be formed, for example, as a sterile film. In this case, the sterile cover can be attached to the sensor holder such that the sensor element can be covered by the sterile cover with respect to an external volume.

Ist das Sensorelement z.B. über ein Kabel mit anderen Teilen (insbesondere einer Auswertungseinrichtung) einer Lageerfassungseinrichtung verbunden, so kann die sterile Abdeckung derart angeordnet sein, dass auch das Kabel oder zumindest ein Abschnitt des Kabels durch die sterile Abdeckung abdeckbar ist. If the sensor element is e.g. connected via a cable to other parts (in particular an evaluation device) of a position detection device, the sterile cover can be arranged such that the cable or at least a portion of the cable can be covered by the sterile cover.

In einer weiteren Ausführungsform ist die sterile Abdeckung in aufgerollter Form derart an dem Sensorhalter befestigt, dass diese vom freien Ende des Sensorhalters weg abrollbar ist. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass ein Sensorelement auf einem Sensorhalter angeordnet werden kann, wobei hiernach die in aufgerollter Form an dem Sensorhalter befestigte Abdeckung über das Sensorelement und gegebenenfalls ein an dem Sensorelement befestigtes Kabel abgerollt werden kann. Danach kann der Sensorhalter mittels des korrespondierenden Verbindungsmittels mit dem Ankerelement verbunden werden. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass Keime nicht vom Sensorelement in einen Mund des Patienten gelangen können. Gleichzeitig ermöglicht die Befestigung der Abdeckung an dem Sensorhalter eine möglichst einfache Integration einer sterilen Abdeckung in die erfindungsgemäße Vorrichtung. In a further embodiment, the sterile cover is attached in rolled-up form to the sensor holder such that it can be unrolled away from the free end of the sensor holder. This results in an advantageous manner that a sensor element can be arranged on a sensor holder, wherein thereafter the cover mounted in rolled-up form on the sensor holder via the sensor element and optionally a cable attached to the sensor element can be unrolled. Thereafter, the sensor holder can be connected by means of the corresponding connecting means with the anchor element. This results in an advantageous manner that germs can not get from the sensor element into a mouth of the patient. At the same time allows the attachment of the cover to the sensor holder as simple as possible integration of a sterile cover in the device according to the invention.

In einer weiteren Ausführungsform weist der Sensorhalter ein Verbindungselement und ein Sensorelement auf. Das Verbindungselement weist das mindestens eine korrespondierende Verbindungsmittel auf oder bildet dieses aus. Weiter sind das Verbindungselement und das Sensorelement lösbar miteinander derart verbindbar, dass das Verbindungselement und das Sensorelement wiederholbar in einer vorbestimmten relativen Lage und Orientierung aneinander befestigbar sind, insbesondere stabil befestigbar sind. Das Verbindungselement und/oder das Sensorelement können hierfür entsprechend ausgebildete Verbindungsmittel aufweisen. Beispielsweise kann das Sensorelement ausschließlich in der vorbestimmten Lage und/oder Orientierung relativ zum Verbindungselement an diesem fixierbar ist. In einem fixierten Zustand ist eine vorbestimmte Betätigungskraft notwendig, um das Sensorelement vom Verbindungselement zu lösen bzw. die relative Lage und Orientierung zu ändern. In a further embodiment, the sensor holder has a connection element and a sensor element. The connecting element has the at least one corresponding connecting means or forms this. Furthermore, the connecting element and the sensor element are detachably connectable to one another in such a way that the connecting element and the sensor element can be fastened to one another repeatedly in a predetermined relative position and orientation, in particular are stably fastened. The connecting element and / or the sensor element may have correspondingly formed connecting means for this purpose. For example, the sensor element can be fixed to the latter exclusively in the predetermined position and / or orientation relative to the connecting element. In a fixed state, a predetermined operating force is necessary to move the sensor element from To solve connecting element or to change the relative position and orientation.

Hierdurch wird in vorteilhafter Weise gewährleistet, dass das Sensorelement in einer gewünschten Lage und Orientierung wiederholt an dem Verbindungselement befestigt werden kann. As a result, it is advantageously ensured that the sensor element can be repeatedly fastened to the connecting element in a desired position and orientation.

Insbesondere wird hierdurch ermöglicht, dass zur Erfassung der Kopfbewegung zuerst das Sensorelement mit einer vorbestimmten Lage und Orientierung auf dem Verbindungselement angeordnet wird. Hiernach kann beispielsweise eine an dem Verbindungselement angeordnete sterile Abdeckung über dem Sensorelement angeordnet, beispielsweise über das Sensorelement abgerollt, werden. Hiernach kann das Verbindungselement an dem Ankerelement stabil befestigt werden, wobei, wie vorhergehend erläutert, im befestigten Zustand die vorbestimmte Lage und Orientierung des Sensorhalters relativ zum Ankerelement eingestellt wird. In particular, this makes it possible for the detection of the head movement first the sensor element is arranged with a predetermined position and orientation on the connecting element. After this, for example, a sterile cover arranged on the connecting element can be arranged above the sensor element, for example unrolled over the sensor element. Thereafter, the connecting member may be stably fixed to the anchor member, wherein, as previously explained, in the attached state, the predetermined position and orientation of the sensor holder is adjusted relative to the anchor member.

Weiter vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Erfassung einer Lage und Orientierung eines Kopfes eines Patienten. Hierbei wird ein Ankerelement einer Vorrichtung nach einem der vorhergehend erläuterten Ausführungsformen mechanisch starr an mindestens einem Zahn, insbesondere einem Zahn eines Oberkiefers, des Patienten befestigt. Hierbei wird also das Ankerelement relativ zum Schädel bzw. Oberkiefer des Patienten ortsfest befestigt. Further proposed is a method for detecting a position and orientation of a head of a patient. In this case, an anchor element of a device according to one of the embodiments explained above is fixed mechanically rigidly to at least one tooth, in particular a tooth of an upper jaw, of the patient. In this case, therefore, the anchor element is fixed in place relative to the skull or upper jaw of the patient.

Weiter wird ein Sensorhalter mit einer vorbestimmten Lage und Orientierung relativ zum Ankerelemente an diesem befestigt, insbesondere stabil befestigt. Weiter wird eine Lage und Orientierung eines Sensorelements, welches an dem Sensorhalter angeordnet ist, erfasst. In Abhängigkeit der Lage und Orientierung des Sensorelements wird eine Lage und Orientierung des Kopfes des Patienten bestimmt. Insbesondere können Lageänderungen und Orientierungsänderungen des Kopfes bestimmt werden. Further, a sensor holder with a predetermined position and orientation relative to the anchor elements attached to this, in particular stably fixed. Furthermore, a position and orientation of a sensor element, which is arranged on the sensor holder, detected. Depending on the position and orientation of the sensor element, a position and orientation of the head of the patient is determined. In particular, changes in position and orientation changes of the head can be determined.

Das vorgeschlagene Verfahren ermöglicht in vorteilhafter Weise die Transformation von Bilddaten, die mit einer Bilderfassungseinrichtung vom Kopf des Patienten aufgenommen werden, in ein relativ zum Kopf ortsfestes Koordinatensystem. Hierzu kann eine Lage und Orientierung der Bilderfassungseinrichtung relativ zur Lage und Orientierung des Sensorelements und somit auch relativ zur Lage und Orientierung des Kopfes bestimmt werden. Insbesondere kann die Bilderfassungseinrichtung ein Ultraschallsensor sein, der Ultraschallbilder von Regionen innerhalb des Kopfes, insbesondere des Gehirns, erzeugt. The proposed method advantageously allows the transformation of image data, which is taken with an image capture device from the patient's head, into a coordinate system fixed relative to the head. For this purpose, a position and orientation of the image capture device relative to the position and orientation of the sensor element and thus also relative to the position and orientation of the head can be determined. In particular, the image capture device may be an ultrasonic sensor that generates ultrasound images of regions within the head, especially the brain.

Wird die Bilderfassungseinrichtung wiederholt derart ausgerichtet, dass die gleiche relative Lage und Orientierung der Bilderfassungseinrichtung zur Lage und Orientierung des Sensorelements gegeben ist, so können wiederholt Abbilder von gleichen Regionen des Kopfes, insbesondere des Gehirns, erzeugt werden. If the image capture device is repeatedly aligned in such a way that the same relative position and orientation of the image acquisition device for the position and orientation of the sensor element is given, images of identical regions of the head, in particular of the brain, can be generated repeatedly.

Somit wird auch ein Verfahren zur Transformation von Bildern, die durch eine Bilderfassungseinrichtung erzeugt werden, in ein relativ zum Kopf ortsfestes Koordinatensystem beschrieben. Hierbei wird die Lage und Orientierung des Sensorelements in dem Koordinatensystem einer Lageerfassungseinrichtung bestimmt, wobei eine räumliche Beziehung zwischen dem Koordinatensystem der Lageerfassungseinrichtung und dem relativ zum Kopf ortsfesten Koordinatensystem in Abhängigkeit der Lage und Orientierung des Sensorelements bestimmt wird. Weiter wird eine Lage und Orientierung der Bilderfassungseinrichtung in dem Koordinatensystem der Lageerfassungseinrichtung bestimmt. In Abhängigkeit der vorhergehend erläuterten räumlichen Beziehung kann dann die Transformation der Bilder in das relativ zum Kopf ortsfeste Koordinatensystem erfolgen. Thus, a method for transforming images produced by an image capture device into a relatively fixed coordinate coordinate system will also be described. Here, the position and orientation of the sensor element in the coordinate system of a position detection device is determined, wherein a spatial relationship between the coordinate system of the position detection device and the fixed relative to the head coordinate system in dependence of the position and orientation of the sensor element is determined. Furthermore, a position and orientation of the image capture device in the coordinate system of the position detection device is determined. Depending on the previously described spatial relationship, the transformation of the images into the coordinate system fixed relative to the head can then take place.

In dem Verfahren kann das Sensorelement an einem Verbindungselement befestigt werden, wobei das Verbindungselement und das Sensorelement den Sensorhalter ausbilden. Insbesondere kann das Sensorelement mit einer vorbestimmten, reproduzierbaren Lage und Orientierung an dem Verbindungselement befestigt werden. Hiernach kann das Verbindungselement, z.B. über ein korrespondierendes Verbindungsmittel, mechanisch mit dem Ankerelement, welches ortsfest relativ zum Schädel des Patienten angeordnet ist, mit einer vorbestimmten reproduzierbaren Lage und Orientierung verbunden werden. In the method, the sensor element can be attached to a connecting element, wherein the connecting element and the sensor element form the sensor holder. In particular, the sensor element can be fastened to the connecting element with a predetermined, reproducible position and orientation. Hereinafter, the connecting element, e.g. via a corresponding connecting means, mechanically connected to the anchoring element, which is arranged stationary relative to the skull of the patient, with a predetermined reproducible position and orientation.

Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise eine einfache Zusammensetzung der Vorrichtung, um das vorgeschlagene Verfahren durchzuführen. This advantageously allows a simple composition of the device to perform the proposed method.

In einer weiteren Ausführungsform wird eine an dem Sensorhalter, insbesondere an dem vorhergehend erläuterten Verbindungselement, angeordnete aufgerollte sterile Abdeckeinrichtung weg von einem freien Ende des Sensorhalters abgerollt. Die Abdeckeinrichtung kann hierbei derart abgerollt werden, dass das Sensorelement von der Abdeckeinrichtung verdeckt wird. Insbesondere kann auch ein Kabel, welches das Sensorelement z.B. mit der Lageerfassungseinrichtung verbindet, durch die sterile Abdeckeinrichtung abgedeckt werden. In a further embodiment, a rolled-up sterile covering device arranged on the sensor holder, in particular on the previously explained connecting element, is unrolled away from a free end of the sensor holder. In this case, the covering device can be unrolled in such a way that the sensor element is covered by the covering device. In particular, a cable may also be used to connect the sensor element e.g. connects to the position detection device, are covered by the sterile cover device.

Hierdurch wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass keine oder nur wenige Keime vom Sensorelement oder vom Kabel in einen Mund des Patienten gelangen können. As a result, it is achieved in an advantageous manner that no or only a few germs can pass from the sensor element or the cable into a mouth of the patient.

In einer weiteren Ausführungsform wird eine Lage und Orientierung eines weiteren Instruments relativ zur Lage und Orientierung des Kopfes bestimmt. Somit kann die Lage und Orientierung des weiteren Instruments in Bezug auf ein relativ zum Kopf ortsfestes Koordinatensystem bestimmt werden. Wie vorhergehend erläutert kann hierzu eine Lage und Orientierung des weiteren Instruments beispielsweise in einem Koordinatensystem der Lageerfassungseinrichtung bestimmt werden oder in dieses Koordinatensystem umgerechnet werden. Z.B. kann auch die Lage und Orientierung des weiteren Instruments mittels der Lageerfassungseinrichtung bestimmt werden. In a further embodiment, a position and orientation of a further instrument determined relative to the position and orientation of the head. Thus, the position and orientation of the further instrument can be determined with respect to a relative to the head stationary coordinate system. As previously explained, for this purpose a position and orientation of the further instrument can be determined for example in a coordinate system of the position detection device or converted into this coordinate system. For example, the position and orientation of the further instrument can be determined by means of the position detection device.

Das weitere Instrument kann insbesondere die vorhergehend erläuterte Bilderfassungseinrichtung, beispielsweise ein Ultraschallsensor, sein. Selbstverständlich ist es jedoch auch möglich, dass das weitere Instrument ein medizinisches Instrument, beispielsweise ein invasives medizinisches Instrument, beispielsweise eine Biopsienadel, ist. In particular, the further instrument may be the previously described image capture device, for example an ultrasound sensor. Of course, however, it is also possible that the further instrument is a medical instrument, for example an invasive medical instrument, for example a biopsy needle.

Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise, das weitere Instrument auch bei oder nach Bewegungen des Kopfes lage- und orientierungsrichtig zum Kopf auszurichten. This advantageously allows the further instrument to be aligned with the head even during or after movements of the head in the correct position and orientation.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzelnen Figuren zeigen: The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. The individual figures show:

1 eine schematische Abbildung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, 1 a schematic illustration of a device according to the invention,

2 einen Ausschnitt durch den steckerförmigen Teil und 2 a section through the plug-shaped part and

3 einen Querschnitt durch das Ankerelement. 3 a cross section through the anchor element.

Nachfolgend bezeichnen gleiche Bezugszeichen Elemente mit gleichen oder ähnlichen technischen Merkmalen. Hereinafter, like reference numerals designate elements having the same or similar technical features.

In 1 ist schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 dargestellt. Um einen Zahn Z eines Patienten herum wird eine Vergussmasse VM, beispielsweise aus Zement, angeordnet. In die Vergussmasse VM wird ein Ankerelement 2 eingebracht. Hierbei ist dargestellt, dass das Ankerelement 2 hülsenförmig ausgebildet ist und ein Innenvolumen 3 umfasst. Ein Teil des Ankerelements 2 ist innerhalb der Vergussmasse VM angeordnet, während ein weiterer Teil des Ankerelements 2 aus der Vergussmasse VM herausragt. Es ist jedoch auch möglich, das Ankerelement 2 vollständig innerhalb der Vergussmasse VM anzuordnen, wobei jedoch zumindest eine Öffnung 4 des Ankerelements von außerhalb der Vergussmasse VM zugänglich sein muss. In 1 ist dargestellt, dass das Ankerelement 2 derart ausgebildet ist, dass das Innenvolumen Rastvertiefungen 5 ausbildet. Die Rastvertiefungen 5 sind hierbei an einem Ende des Ankerelements 2 angeordnet, welches einem Ende des Ankerelements gegenüberliegend angeordnet ist, an welchem die Öffnung 4 des Innenvolumens 3 angeordnet ist. In 1 is a schematic device of the invention 1 shown. Around a tooth Z of a patient around a potting compound VM, for example made of cement, arranged. In the potting compound VM is an anchor element 2 brought in. Here it is shown that the anchor element 2 sleeve-shaped and an internal volume 3 includes. Part of the anchor element 2 is disposed within the potting compound VM, while another part of the anchor element 2 protrudes from the potting compound VM. However, it is also possible, the anchor element 2 completely within the potting VM, but with at least one opening 4 the anchor element from outside the potting compound VM must be accessible. In 1 is shown that the anchor element 2 is formed such that the inner volume locking recesses 5 formed. The detent recesses 5 are here at one end of the anchor element 2 arranged, which is arranged opposite an end of the anchor element, on which the opening 4 of the internal volume 3 is arranged.

Weiter dargestellt ist ein Sensorhalter 6. Dieser weist ein steckerförmiges freies Ende 8 auf. An einem freien Ende 8 des steckerförmigen Teils 7 bildet der steckerförmige Teil 7 Rastnasen 9 aus, die derart dimensioniert sind, dass sie in die Rastvertiefungen 5 des Innenvolumens 3 eingreifen können. Also shown is a sensor holder 6 , This has a plug-shaped free end 8th on. At a free end 8th of the plug-shaped part 7 forms the plug-shaped part 7 locking lugs 9 made in such a way that they are in the locking recesses 5 of the internal volume 3 can intervene.

Weiter umfasst der Sensorhalter 6 ein Sensorelement 12, welches mit einer vorbestimmten Lage und Orientierung relativ zum Sensorhalter 6 an diesem befestigbar ist. Weiter dargestellt ist eine sterile Abdeckfolie 13, die in einem aufgerollten Zustand am Sensorhalter 6 befestigt ist. Strichlinien verdeutlichen die sterile Abdeckfolie 13 in einem abgerollten Zustand. Hierbei deckt die sterile Abdeckfolie 13 das Sensorelement 12 und ein Kabel 14, welches das Sensorelement 12 beispielsweise mit einer nicht dargestellten Lageerfassungseinrichtung verbindet, ab. Next includes the sensor holder 6 a sensor element 12 , which with a predetermined position and orientation relative to the sensor holder 6 attachable to this. Also shown is a sterile cover sheet 13 , which in a rolled up condition on the sensor holder 6 is attached. Dashed lines illustrate the sterile cover foil 13 in an unrolled state. This covers the sterile cover film 13 the sensor element 12 and a cable 14 which is the sensor element 12 For example, connects to a position detection device, not shown, from.

In 2 ist ein Ausschnitt durch den steckerförmigen Teil 7 dargestellt. Hierbei ist ersichtlich, dass die Rastnasen 9 an freigeschnittenen Rastzungen 10 angeordnet sind, wobei die Rastzungen 10 einen Zwischenraum 11 umfassen. Hierdurch können die Rastzungen 10 bei der Einbringung des steckerförmigen Teils 7 in das Innenvolumen 3 des Ankerelements aufeinander zubewegt werden, wodurch die Bewegung durch das Innenvolumen 3 ermöglicht wird. Erreichen die Rastnasen 9den Bereich der Rastvertiefungen 5, so werden die Rastnasen 9 durch eine Federkraft der Rastzungen 10, die aufgrund dieser Verformung auf die Federzungen 10 wirkt, in die Rastvertiefungen 5 eingreifen. In 2 is a section through the plug-shaped part 7 shown. It can be seen that the locking lugs 9 on cut-free locking tongues 10 are arranged, wherein the locking tongues 10 a gap 11 include. This allows the locking tongues 10 during the insertion of the male part 7 in the interior volume 3 of the anchor element are moved towards each other, whereby the movement through the internal volume 3 is possible. Reach the locking lugs 9den the area of the locking recesses 5 , so are the locking lugs 9 by a spring force of the locking tongues 10 , due to this deformation on the spring tongues 10 acts in the locking recesses 5 intervention.

In 3 ist ein Querschnitt durch das Ankerelement 2 dargestellt. Hierbei ist dargestellt, dass die Rastvertiefungen 5 an vorbestimmten Positionen entlang eines Kreisumfangs des hülsenartigen Abschnitts angeordnet sind. Somit können die Rastnasen 9 nur dann in die Rastvertiefungen 5 eingreifen, wenn eine vorbestimmte Lage und Orientierung des Sensorhalters relativ zum Ankerelement eingestellt wird. In 3 is a cross section through the anchor element 2 shown. Here it is shown that the locking recesses 5 are arranged at predetermined positions along a circumference of the sleeve-like portion. Thus, the locking lugs 9 only in the locking recesses 5 engage when a predetermined position and orientation of the sensor holder is adjusted relative to the anchor element.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 5143086 [0007] US 5143086 [0007]

Claims (10)

Vorrichtung zur Erfassung einer Kopfbewegung eines Patienten, wobei die Vorrichtung (1) mindestens ein Ankerelement (2) und mindestens einen Sensorhalter (6) aufweist, wobei das Ankerelement (2) an mindestens einem Zahn (Z) des Patienten mechanisch starr befestigbar ist und mindestens ein Verbindungsmittel aufweist, wobei der Sensorhalter (6) mindestens ein Sensorelement (12) einer Lageerfassungseinrichtung und mindestens ein korrespondierendes Verbindungsmittel aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel des Ankerelements (2) und das korrespondierende Verbindungsmittel des Sensorhalters (6) derart ausgebildet sind, dass das Ankerelement (2) und der Sensorhalter (6) wiederholbar in einer vorbestimmten relativen Lage und Orientierung aneinander befestigbar sind. Device for detecting a head movement of a patient, the device ( 1 ) at least one anchor element ( 2 ) and at least one sensor holder ( 6 ), wherein the anchor element ( 2 ) is mechanically rigidly fastened to at least one tooth (Z) of the patient and has at least one connecting means, wherein the sensor holder ( 6 ) at least one sensor element ( 12 ) of a position detection device and at least one corresponding connection means, characterized in that the connection means of the anchor element ( 2 ) and the corresponding connecting means of the sensor holder ( 6 ) are formed such that the anchor element ( 2 ) and the sensor holder ( 6 ) are repeatably fastened together in a predetermined relative position and orientation. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (12) als elektromagnetischer Sensor ausgebildet ist. Device according to claim 1, characterized in that the sensor element ( 12 ) is designed as an electromagnetic sensor. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ankerelement (2) einen hülsenartig ausgebildeten Abschnitt aufweist, wobei ein freies Ende des Sensorhalters (6) steckerförmig ausgebildet ist, wobei das freie Ende in einem Innenvolumen (3) des hülsenartig ausgebildeten Abschnitts anordenbar ist. Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the anchor element ( 2 ) has a sleeve-like portion, wherein a free end of the sensor holder ( 6 ) is plug-shaped, wherein the free end in an internal volume ( 3 ) of the sleeve-like portion can be arranged. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Ankerelements (2) steckerförmig ausgebildet ist, wobei ein freies Ende des Sensorhalters (6) einen hülsenartig ausgebildeten Abschnitt aufweist, wobei das freie Ende auf dem steckerförmigen Teil des Ankerelements (2) aufsteckbar ist. Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that at least a part of the anchor element ( 2 ) is plug-shaped, wherein a free end of the sensor holder ( 6 ) has a sleeve-like portion, wherein the free end on the male part of the anchor element ( 2 ) can be plugged. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Sensorhalter (6) mindestens eine sterile Abdeckung (13) befestigt ist. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that on the sensor holder ( 6 ) at least one sterile cover ( 13 ) is attached. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die sterile Abdeckung (13) in aufgerollter Form derart an dem Sensorhalter (6) befestigt ist, dass diese weg vom freien Ende abrollbar ist. Device according to claim 5, characterized in that the sterile cover ( 13 ) in a rolled-up form on the sensor holder ( 6 ) is attached, that this is unrolled away from the free end. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorhalter (6) ein Verbindungselement und das Sensorelement (12) umfasst, wobei das Verbindungselement das mindestens eine korrespondierende Verbindungsmittel aufweist oder ausbildet, wobei das Verbindungselement und das Sensorelement (12) lösbar miteinander derart verbindbar sind, dass das Verbindungselement und das Sensorelement (12) wiederholbar in einer vorbestimmten relativen Lage und Orientierung aneinander befestigbar sind. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the sensor holder ( 6 ) a connecting element and the sensor element ( 12 ), wherein the connecting element comprises or forms the at least one corresponding connecting means, wherein the connecting element and the sensor element ( 12 ) are detachably connectable with each other such that the connecting element and the sensor element ( 12 ) are repeatably fastened together in a predetermined relative position and orientation. Verfahren zur Erfassung einer Lage und Orientierung eines Kopfes eines Patienten, wobei ein Ankerelement (2) einer Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mechanisch starr an mindestens einem Zahn (Z) des Patienten befestigt wird, wobei ein Sensorhalter (6) mit einer vorbestimmten Lage und Orientierung relativ zum Ankerelement (2) an diesem befestigt wird, wobei eine Lage und Orientierung eines Sensorelements (12) einer Lageerfassungseinrichtung erfasst wird, wobei in Abhängigkeit der Lage und Orientierung des Sensorelements (12) eine Lage und Orientierung des Kopfes bestimmt wird. Method for detecting a position and orientation of a head of a patient, wherein an anchor element ( 2 ) a device ( 1 ) according to one of claims 1 to 7 mechanically rigidly attached to at least one tooth (Z) of the patient, wherein a sensor holder ( 6 ) with a predetermined position and orientation relative to the anchor element ( 2 ) is attached thereto, wherein a position and orientation of a sensor element ( 12 ) of a position detection device is detected, wherein, depending on the position and orientation of the sensor element ( 12 ) a position and orientation of the head is determined. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine an dem Sensorhalter (6) angeordnete aufgerollte sterile Abdeckeinrichtung (13) weg von einem freien Ende des Sensorhalters (6) abgerollt wird. Method according to claim 8, characterized in that one on the sensor holder ( 6 rolled-up sterile covering device ( 13 ) away from a free end of the sensor holder ( 6 ) is unrolled. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lage und Orientierung eines weiteren Instruments relativ zur Lage und Orientierung des Kopfes bestimmt wird. Method according to one of claims 8 or 9, characterized in that a position and orientation of a further instrument relative to the position and orientation of the head is determined.
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