DE20309928U1 - Vorrichtung zur Auswahl eines bestimmten Bereichs einer Anzeigefläche - Google Patents

Description

57 553 u Aesculap AG & Co. KG

u - 234 Am Aesculap-Platz

9. September 2003 D - 78532 Tuttlingen

Vorrichtung zur Auswahl eines bestimmten Bereichs

einer Anzeigefläche

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auswahl eines bestimmten Bereiches einer Anzeigefläche eines Monitors.

Es ist bekannt, bestimmte Bereiche einer Anzeigefläche eines Monitors dadurch zu markieren und auszuwählen, daß mit Hilfe einer Maus oder einer Tastatur eine Bildmarke auf der Anzeigefläche verschoben wird. Es ist auch bekannt, durch Antippen bestimmter Bereiche einer solchen Anzeigefläche diese Bereiche auszuwählen.

Bei chirurgischen Operationen werden sehr häufig derartige Monitore eingesetzt, und es besteht ein Bedarf nach einer solchen Auswahl von Bereichen der Anzeigefläche, beispielsweise dann, wenn bestimmten Anzeigeflächen unterschiedliche Funktionen zugeordnet werden, die durch Auswahl bestimmter Bereiche ausgewählt werden können. Allerdings ist es für den Operateur während einer solchen Operation sehr schwer, eine solche Auswahl von bestimmten Bereichen des Monitors vorzunehmen, da er in der Regel in beiden Händen chirurgische Instrumente hält und keine der üblichen Auswahlverfahren benutzen kann.

Um dem abzuhelfen, ist eine Sprachsteuerung bekannt, mit der die Bildmarke über die Anzeigefläche geführt werden kann, diese ist jedoch während der Operation oft störend und auch nicht genügend sicher.

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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung vorzuschlagen, mit der bestimmte Bereiche einer Anzeigefläche auch dann ausgesucht werden können, wenn der Benutzer die üblichen Verfahren zur Auswahl nicht verwenden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit einem Navigationssystem gelöst, welches die Position und Lage eines Zeigeinstrumentes im Raum bestimmt, und mit einer Steuerung, die bestimmten Orientierungen des Zeigeinstrumentes verschiedene ausgewählte Bereiche der Anzeigefläche zuordnet.

Navigationssysteme sind Systeme, die die Lage und Orientierung von Gegenständen im Raum bestimmen können, derartige Navigationssysteme sind bei chirurgischen Operationen inzwischen Standard. Mit diesen Navigationssystemen wir die Lage von chirurgischen Instrumenten relativ zum Körper bestimmt oder die Lage von Körperteilen zueinander, sie finden Verwendung bei der Durchführung von Operationen und helfen dem Chirurgen, die Bewegung der chirurgischen Instrumente zu koordinieren.

Im Rahmen der Erfindung wird nun vorgeschlagen, ein Zeigeinstrument zu verwenden, welches in derselben Art wie dies bei chirurgischen Instrumenten üblich ist, durch ein Navigationssystem überwacht wird, so daß das Navigationssystem zu jedem Zeitpunkt Lage und Orientierung dieses Zeigeinstrumentes im Raum kennt. Bei bestimmten Orientierungen des Zeigeinstrumentes erkennt das Navigationssystem, daß bei dieser Orientierung ein bestimmter Bereich einer Anzeigefläche ausgewählt wird, diese Auswahl erfolgt nur bei einer bestimmten Orientierung des Zeigeinstrumentes mit enger Variation, bei allen anderen Orientierungen des Zeigeinstrumentes wird ein bestimmter Be-

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reich nicht ausgewählt. Wenn der Chirurg also einen bestimmten Bereich auswählen will, genügt es, wenn er ein Zeigeinstrument in diese dem bestimmten Bereich entsprechende Orientierung bringt.

Es kann dabei vorgesehen sein, daß die Steuerung einer bestimmten Orientierung des Zeigeinstrumentes einen Bereich der Anzeigefläche zuordnet, durch den die Verlängerung eines Zeigers am Zeigeinstrument hindurchgeht. Der Benutzer richtet dann das Zeigeinstrument auf den gewünschten Bereich der Anzeigefläche, so daß der Zeiger des Zeigeinstrumentes auf den auszuwählenden Bereich gerichtet ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Steuerung einen Speicher umfaßt, in dem die geometrischen Daten bestimmter Raumbereiche gespeichert sind, die jeweils bestimmten Bereichen der Anzeigefläche zugeordnet sind, und daß die Steuerung den entsprechenden Bereich der Anzeigefläche auswählt, wenn eine Verlängerung eines Zeigers am Zeigeinstrument in einen bestimmten Raumbereich gerichtet ist. Bei dieser Version ist es also nicht notwendig, den Zeiger des Zeigeinstruments auf die Anzeigefläche zu richten, sondern es können - beispielsweise an einer Wand des Operationssaales - Bereiche markiert werden, die bestimmten Bereichen der Anzeigefläche entsprechen, wenn der Chirurg von einer bestimmten Position aus das Zeigeinstrument auf diese Fläche richtet. Diese Flächen können groß sein und auch einen relativ großen Abstand voneinander haben, so daß ein sehr genaues Orientieren des Zeigeinstrumentes nicht notwendig ist, außerdem sind Fehlorientierungen durch die Beabstandung der entsprechenden Raumbereiche ausgeschlossen.

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Es ist weiterhin möglich, daß die Steuerung nur bei bestimmten Orientierungen des Zeigeinstruments eine Auswahl eines Bereiches der Anzeigefläche vornimmt, bei allen abweichenden Orientierungen dagegen nicht. Damit ist sichergestellt, daß bei der normalen Verwendung des Zeigeinstrumentes zu anderen Zwecken keine Auswahl an der Anzeigefläche erfolgt, sondern nur bei bestimmten Orientierungsbereichen des Zeigeinstrumentes.

Günstig ist es, wenn die Steuerung auf der Anzeigefläche eine Marke darstellt, die sich entsprechend der Orientierung des Zeigeinstrumentes auf dem Bildschirm verschiebt und jeweils in dem ausgewählten Bereich positioniert ist. Es handelt sich dabei um eine Bildmarke, die als Cursor bei anderen Auswahlverfahren von Anzeigeflächenbereichen bekannt ist. Diese Bildmarke wird entsprechend der unterschiedlichen Orientierung des Zeigeinstrumentes verschoben und zeigt damit dem Benutzer, welcher Bereich der Anzeigefläche ausgewählt werden kann.

Günstig ist es, wenn die Marke beim Erreichen eines neuen ausgewählten Bereiches in dessen Zentrum springt, also sozusagen magnetisch von dessen Zentrum angezogen wird, so daß eine sehr eindeutige Auswahl getroffen werden kann.

Jedem ausgewählten Bereich kann eine bestimmte Funktion zugeordnet sein, und durch ein zusätzliches Signal kann die diesem ausgewählten Bereich zugeordnete Funktion aktiviert werden. Beispielsweise kann einem Bereich die Regelung der Drehzahl eines Werkzeuges zugeordnet sein, wenn der Bereich ausgewählt ist, kann durch ein zusätzliches Signal diese Funktion aktiviert werden, beispielsweise mittels eines Signals zur Erhöhung der Drehgeschwin-

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digkeit oder mittels eines alternativen Signals zur Herabsetzung der Drehgeschwindigkeit.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn man als Zeigeinstrument einen chirurgischen Taster verwendet, den der Chirurg bei chirurgischen Operationen regelmäßig benutzt, um beispielsweise Körperoberflächen abzutasten oder das Navigationssystem zu kalibrieren. Der Chirurg kann in diesem Falle das Zeigeinstrument, das er ohnehin in der Hand hält, zur Auswahl bestimmter Bereiche der Anzeigefläche benutzen.

Selbstverständlich ist es auch möglich, andere chirurgische Instrumente, die bei Operationen eingesetzt werden, zu diesem Zweck einzusetzen, insbesondere kann vorgesehen sein, daß eine solche Auswahl bestimmter Bereiche der Anzeigefläche wahlweise durch das eine oder andere chirurgische, navigierte Instrument erfolgen kann, eine entsprechende Auswahl kann über eine Steuerung des Navigationssystems erfolgen.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:

Figur 1: eine schematische Darstellung eines durch ein Navigationssystem navigierten Tasters zur Auswahl eines bestimmten Bereiches auf einer Anzeigefläche und

Figur 2: eine schematische Darstellung der Anzeigefläche mit unterschiedlichen, verschiedenen Funktionen zugeordneten Bereichen.

-6-

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Eine Anzeigefläche 1 eines herkömmlichen Monitors ist an einer bestimmten Stelle eines Raumes, beispielsweise eines Operationssaales, aufgestellt und ist in bestimmte Bereiche 2 unterteilt, denen eine bestimmte Funktion zugeordnet ist. Bei der Darstellung der Figur 2 ist eine solche Anzeigefläche 1 gezeigt mit vier verschiedenen Bereichen 2, die jeweils einer Verschiebung oder Drehung eines auf der Anzeigefläche 1 dargestellten Implantates 3 zugeordnet sind. Wenn eine auf der Anzeigefläche 1 dargestellte Bildmarke 4 einen der Bereiche 2 erreicht, wird dieser Bereich 2 durch eine mit der Anzeigefläche 1 verbundene Steuerung 5 ausgewählt, und über einen zusätzlichen, mit der Steuerung 5 verbundenen Signalgeber 6, beispielsweise einen Fußschalter, kann eine Funktion ausgelöst werden, die dem jeweiligen Bereich 2 zugeordnet ist. Bei der Darstellung der Figur 2 bedeutet dies, daß beispielsweise ein auf der Anzeigefläche dargestelltes Implantat 3 nach oben geschoben wird, wenn der Bereich links oben ausgewählt ist und wenn gleichzeitig der Signalgeber 6 betätigt wird, bei dem Bereich rechts oben erfolgt eine Verschiebung nach rechts, bei dem Bereich links oben eine Drehung im Gegenuhrzeigersinn, bei der Auswahl des Bereiches rechts unten eine Drehung im Uhrzeigersinn.

Diese Funktionen sind nur beispielhaft angeführt, hier können die unterschiedlichsten Funktionen aktiviert werden, die in einem Operationssaal notwendig sind, beispielsweise der Betrieb von chirurgischen Werkzeugen, die Veränderung der Bildschirmdarstellung etc.

Um einen solchen Bereich 2 auszuwählen und die Bildmarke 4 entsprechend über die Anzeigefläche 1 zu verschieben, wird ein chirurgischer Taster 7 verwendet, der im wesentlichen eine nadeiförmige Spitze 8 aufweist und ein Markierelement 9 trägt, das starr mit dem Taster 7 verbunden ist. Das Markier-

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element 9 ist selbst mit drei im Abstand zueinander angeordneten Reflexionskörpern 10 versehen, von denen die Strahlung eines Navigationssystems 11 reflektiert wird. Dieses umfaßt mehrere im Abstand zueinander angeordnete Sende- und Empfangseinrichtungen 12, die beispielsweise Infrarotstrahlung aussenden und die von den Reflexionskörpern 10 reflektierte Infrarotstrahlung wieder auffangen, aus der aufgefangenen Strahlung kann das Navigationssystem 11 die genaue Lage und Orientierung des Markierelementes 9 und damit des Tasters 7 im Raum bestimmen.

Die Steuerung 5 interpretiert bestimmte Orientierungen des Tasters 7 als Auswahl eines bestimmten Bereiches 2 der Anzeigefläche 1. Beispielsweise kann vorgesehen sein, daß immer dann wenn der Taster 7 aus einer bestimmten Arbeitsposition heraus auf einen bestimmten Bereich 2 der Anzeigefläche 1 gerichtet wird, dieser Bereich ausgewählt wird.

Bei einer anderen Ausführungsform werden feste Flächen im Abstand von der Anzeigefläche 1 bestimmt, beispielsweise an der Wand eines Operationssaales, wenn der Taster 7 auf eine dieser Flächen gerichtet wird, bedeutet dies für die Steuerung 5 die Auswahl eines dieser Fläche zugeordneten Bereiches 2 der Anzeigefläche 1.

Taster 7 dieser Art werden bei chirurgischen Operationen häufig eingesetzt und dienen beispielsweise der Abtastung einer Gelenkoberfläche des Knochens.

Sobald auf diese Weise ein bestimmter Bereich 2 der Anzeigefläche 1 ausgewählt /st, kann der Benutzer durch Betätigung des Signalgebers 6 die diesem

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Bereich 2 zugeordnete Funktion aktivieren. Welcher Bereich 2 ausgewählt ist, erkennt man an der Stellung der Bildmarke 4.

Anstelle des Tasters 7 kann auch ein beliebiges anderes chirurgisches Instrument verwendet werden, das in dieser Weise navigiert wird, dessen Position und Orientierung also durch das Navigationssystem 11 bestimmt wird. In diesem Falle kann an der Steuerung 5 ausgewählt werden, welches der unter Umständen mehreren navigierten Instrumente die Bereichsauswahl der Anzeigefläche 1 vornimmt.

Es ist auch möglich, diese Auswahlfunktion ganz abzuschalten, so daß bei bestimmten Tätigkeiten auch dann keine Auswahl eines Bereiches erfolgt, wenn der Taster 7 in die entsprechende Richtung weist, die normalerweise zu einer Auswahl eines bestimmten Bereiches 2 führen würde. Dies kann notwendig sein, wenn mit dem Taster 7 andere Tätigkeiten durchgeführt werden sollen.

Alternativ zur Auswahl mit dem Taster 7 kann natürlich auch eine herkömmliche Auswahl erfolgen, beispielsweise mit Hilfe einer Maus 13, so daß eine Auswahl auch dann erfolgen kann, wenn kein navigiertes Instrument eingesetzt wird.

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Auswahl eines bestimmten Bereiches (2) einer Anzeigefläche (1) eines Monitors mit einem Navigationssystem (11) zur Bestimmung der Position und Lage eines Zeigeinstrumentes (7) im Raum und mit einer Steuerung (5), welche bestimmten Orientierungen des Zeigeinstruments (7) verschiedene ausgewählte Bereiche (2) der Anzeigefläche (1) zuordnet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (5) einer bestimmten Orientierung des Zeigeinstrumentes (7) einem Bereich (2) der Anzeigefläche (1) zuordnet, durch den die Verlängerung eines Zeigers (8) am Zeigeinstrument (7) hindurchgeht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (5) einen Speicher umfaßt, in dem die geometrischen Daten bestimmter Raumbereiche gespeichert sind, die jeweils bestimmten Bereichen (2) der Anzeigefläche (1) zugeordnet sind, und daß die Steuerung (5) den entsprechenden Bereichen (2) der Anzeigefläche (1) auswählt, wenn eine Verlängerung eines Zeigers (8) am Zeigeinstrument (7) in einen bestimmten Raumbereich gerichtet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (5) nur bei bestimmten Orientierungen des Zeigeinstrumentes (7) eine Auswahl eines Bereiches (2) der Anzeigefläche (1) vornimmt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Steuerung (5) auf der Anzeigefläche (1) eine Marke (4) darstellt, die sich entsprechend der Orientierung des Zeigeinstrumentes (7) auf der Anzeigefläche (1) verschiebt und jeweils in dem ausgewählten Bereich (2) positioniert ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (5) die Marke (4) beim Erreichen eines neuen ausgewählten Bereiches (2) in dessen Zentrum verschiebt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (5) bei einem zusätzlichen Signal eine ausgewählte Funktion aktiviert, die einem bestimmten Bereich (2) der Anzeigefläche (1) zugeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeigeinstrument (7) ein chirurgischer Taster ist.