DE60320136T2

DE60320136T2 - Ausrichtungsvorrichtung und verfahren

Info

Publication number: DE60320136T2
Application number: DE60320136T
Authority: DE
Inventors: matthew S. Indialantic SOLAR
Original assignee: Medtronic Inc
Current assignee: Medtronic Inc
Priority date: 2002-12-20
Filing date: 2003-12-19
Publication date: 2009-04-23
Anticipated expiration: 2023-12-20
Also published as: AU2003297393A1; DE60320136D1; WO2004058086A1; US8116850B2; EP1575440B1; ATE390894T1; EP1575440A1; US20040122446A1; US7636596B2; US20100057008A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Führungsvorrichtungen. Die Erfindung betrifft im Speziellen die Bahnführung medizinischer Vorrichtungen für Eingriffe, wie zum Beispiel das Katheter- oder Führungsdrahteinführen.
Kurzdarstellung der Erfindung
Das Bestreben, die Irritation von Gewebe während chirurgischer Eingriffe zu reduzieren, bringt Verfahren und Vorrichtungen zum chirurgischen Einführen, wie zum Beispiel Kathetereinführen, voran. Der Begriff „Katheter", wie er in diesem Dokument verwendet wird, ist ein breit gefächerter Begriff, welcher im Allgemeinen einen verlängerten Schlauch zum Einführen in ein Gebiet eines Objektes beschreibt. Katheter beinhalten, sind aber nicht begrenzt auf, Arzneimittelabgabekatheter, optische Katheter, Mikrokatheter, Host-Katheter, etc. Ein Katheter mit geringem Durchmesser kann in ein Objekt entlang einer Einführbahn in Richtung einer Zielposition innerhalb des Objektes mit minimaler Irritation des umgebenden Gewebes eingeschoben werden.
Ein Nachteil der Kathetereingriffe ist, dass die Zielposition innerhalb des Objektes versteckt ist. Nur eine kleine Öffnung in dem Objekt ermöglicht das Einführen des Katheters. Bildverarbeitungstechniken, wie zum Beispiel Computertomographie (CT), Magnetresonanzbildverarbeitung (MRB), Ultraschallbildverarbeitung, etc. sind hilfreich dabei, den Chirurgen oder anderen Anwender beim Einschieben des Katheters in Richtung der Zielposition innerhalb des Objektes zu führen. Einführführungsvorrichtungen sind ebenfalls nützlich zum Führen des Chirurgen.
Örtlich angebrachte Einführführungsvorrichtungen sind im Gegensatz zu anderen Führungsvorrichtungen, wie zum Beispiel Kopfrahmen, wie sie in der Neurochirurgie verwendet werden, wünschenswert. Örtlich angebrachte Einführführungsvorrichtungen sind aufgrund ihres leichten Gewichts und ihrer geringeren Größe nicht so unhandlich wie Kopfrahmen. Das Objekt muss nach der Bildverarbeitung nicht so, wie es bei der Kopfrahmentechnologie der Fall ist, immobilisiert werden. Örtlich angebrachte Einführführungsvorrichtungen sind außerdem preiswerter herzustellen. In vielen Fällen sind sie aus Kunststoffmaterialien angefertigt und können wegwerfbar sein. Darüber hinaus ermöglichen örtlich angebrachte Einführführungsvorrichtungen, im Gegensatz zur Kopfrahmentechnologie, einem Objekt, einen chirurgischen Eingriff in wenigstens zwei verschiedene Krankenhausbesuche aufzuteilen.
Ein Besuch kann das Darstellen durch Bildverarbeitung beinhalten, wo eine Anzahl von Bezugspunkten, genannt Referenzmarkierungen, an einem Objekt befestigt werden. Ein Zielpositionsgewebe wird zusammen mit den Referenzmarkierungen durch Bildverarbeitung dargestellt, was dem Chirurgen folglich eine Bezugsposition der Zielposition in Bezug auf die Referenzmarkierungen gibt. Sind die Referenzmarkierungen an dem Objekt gesichert angebracht, kann das Objekt nun zurück nach Hause gehen und einen chirurgischen Eingriff bei einem zweiten Besuch abschließen, da die Referenzmarkierungen für den Chirurgen einen Bezugsrahmen aufrechterhalten, um anzuvisieren und damit zu arbeiten. Dies war nicht möglich beim Verwenden der Kopfrahmentechnologie, wo ein Objekt bis nach Abschluss des chirurgischen Eingriffes in einem Kopfrahmen gesichert bleiben musste.
Indem eine Technik zur örtlichen Anbringung verwendet wird, wird ebenfalls eine Einführführungsvorrichtung an dem Objekt befestigt. Die Aufgabe der Einführführungsvorrichtung ist es, einen Katheter entlang einer Achse in das Objekt hinein zu der Zielposition zu führen, wo eine ausgewählte Anwendung, wie zum Beispiel Arzneimittelabgabe, Gewebsentfernung, etc. durchgeführt wird.
Eine Schwierigkeit bei diesem Eingriff ergibt sich bei der Positionstoleranz, wenn die Einführführungsvorrichtung an dem Objekt befestigt wird. In der Neurochirurgie wird die Einführführungsvorrichtung oftmals am Schädel des Objektes unter Verwendung von Knochenschrauben befestigt. Die Schrauben lassen sich nicht in ihrer idealen Position zentrieren, was eine präzise Ausrichtung der Einführführungsvorrichtung schwierig macht. Außerdem wird in der Neurochirurgie ein Schädelbohrer verwendet, um ein Bohrloch im Schädel des Objektes zu öffnen. Unterschiede im Schädelmaterial sowie Einschränkungen der Bohroperation können verursachen, dass die Bohrlochposition von ihrer idealen Position abweicht, und das Bohrloch ist nicht immer vollkommen rund.
Was benötigt wird, ist ein Verfahren und eine Vorrichtung, welche justiert werden kann, um Positionsfehler einer Einführführungsvorrichtung beim Bilden einer Öffnung in ein Objekt zu kompensieren. Was ebenfalls benötigt wird, ist ein Verfahren und eine Vorrichtung, welche in anderer Hinsicht die Exaktheit und die einfache Handhabung einer Einführführungsvorrichtung verbessert.
Der Stand der Technik beinhaltet US-Patentschrift Nr. 3 457 922 , die ein Instrument offenbart, welches ein Grundelement mit niedrigem Profil aufweist, das dafür eingerichtet ist, durch einen Nagelungsvorgang am Schädel gesichert zu werden, wobei das Instrument und das Verfahren eine Winkelmesserbaugruppe und einen Kugelaufbau verwenden, um die gewünschte Schiene an einem Ziel zu positionieren.
Kurzdarstellung der Erfindung
Die oben erwähnten Probleme der Justierbarkeit werden von der vorliegenden Erfindung angesprochen, und werden durch Lesen und Studieren der folgenden Beschreibung verstanden werden. Vorrichtungen und Verfahren zum Justierung einer Einführführungsvorrichtung werden bereitgestellt. Die Vorrichtungen und Verfahren der vorliegenden Erfindung bieten außerdem eine verbesserte Exaktheit und leichte Handhabung.
Eine Einführführungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren der Herstellung des Selben gemäß Anspruch 18 werden bereitgestellt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein Koordinatensystem in einer Ausführungsform eines neurochirurgischen Eingriffes.
2 zeigt eine isometrische Ansicht einer Einführführungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
3A zeigt eine Seitenansicht eines Abschnittes einer Einführführungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
3B zeigt eine Querschnittsansicht eines Abschnittes einer Einführführungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
3C zeigt eine isometrische Ansicht eines Teils einer Einführführungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
4 zeigt eine Seitenansicht einer Zentrierungsführung.
5A zeigt eine isometrische Ansicht eines Abschnittes einer Einführführungsvorrichtung.
5B zeigt eine Ansicht von oben eines Abschnittes einer Einführführungsvorrichtung.
5C zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie 5C-5C eines Abschnittes einer Einführführungsvorrichtung.
5D zeigt eine Ansicht von oben eines Abschnittes einer Einführführungsvorrichtung.
5E zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie 5E-5E eines Abschnittes einer Einführführungsvorrichtung.
5F zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie 5F-5F eines Abschnittes einer Einführführungsvorrichtung.
6A zeigt eine Querschnittsansicht eines Abschnittes einer Referenzmarkierung.
6B zeigt eine Querschnittsansicht eines Abschnittes einer Referenzmarkierung.
6C zeigt einen Abschnitt einer Referenzmarkierung.
6D zeigt einen Abschnitt einer Referenzmarkierung.
7 zeigt eine isometrische Ansicht einer Einführführungsvorrichtung.
8 zeigt eine isometrische Ansicht einer Einführführungsvorrichtung.
9 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Anwendung einer Einführführungsvorrichtung.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
In der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung, wird Bezug auf die begleitenden Zeichnungen genommen, welche hiervon einen Teil bilden und in welchen spezifische Ausführungsformen, in welchen die Erfindung genutzt werden kann, zur Veranschaulichung gezeigt werden. In den Zeichnungen beschreiben gleiche Nummern im Wesentlichen gleichartige Teile in all den einzelnen Ansichten. Diese Ausführungsformen werden in genügendem Detail beschrieben, um den Fachmann zu befähigen, die Erfindung zu nutzen. Andere Ausführungsformen können eingesetzt werden, und Änderungen im Aufbau, in der Logik, etc. können vorgenommen werden, ohne vom Bereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
1 zeigt eine Objektfläche 100 zusammen mit einem möglichen Koordinatensystem zum Definieren von Positionen und Ausrichtungen hinsichtlich des Objekts. In einer Ausführungsform beinhaltet die Objektfläche 100 einen Schädel eines Objekts. Eine Öffnung 102 in der Objektfläche wird gezeigt zusammen mit einer Zielposition 104 innerhalb des Objekts. In einer Ausführungsform beinhaltet die Öffnung 102 ein Bohrloch. Eine Einführachse 110, welche außerhalb der Objektfläche 100 beginnt und an der Zielposition 104 endet, wird gezeigt. Die Einführachse 110 führt auf ihrem Weg zur Zielposition 104 außerdem durch einen Einführpunkt 112. Der Einführpunkt 112 wird im Wesentlichen innerhalb des Zentrums der Öffnung 102 gezeigt.
Im dreidimensionalen Raum, wobei das ausgesuchte Koordinatensystem, welches in 1 gezeigt ist, verwendet wird, kann die Einführachse 110 um den Einführpunkt 112 und weiterhin um jede beliebige der rechtwinkligen Achsen, welche durch den Einführpunkt 112 führt, gedreht werden. Auf diese Weise kann jede beliebige Ausrichtung der Einführachse 110 ausgewählt werden, während sie immer noch durch den Einführpunkt 112 führt. In einer Ausführungsform wird eine Drehung um wenigstens zwei von drei rechtwinkligen Achsen verwendet, um eine Ausrichtung der Einführachse 110 auszuwählen. Obwohl rechtwinklige Achsen gezeigt werden, sind nichtrechtwinklige Achsen, welche durch den Einführpunkt führen, ebenfalls innerhalb des Bereichs der Erfindung möglich.
In einer Ausführungsform ist ein erster Drehfreiheitsgrad, gezeigt durch einen Pfeil 122, beinhaltet. Der erste Drehfreiheitsgrad wird zum Ausrichten der Einführachse 110 verwendet. Wie gezeigt, dreht sich der erste Drehfreiheitsgrad um eine erste Drehachse 120, welche durch den Einführpunkt 112 führt. In der gezeigten Ausführungsform ist die erste Drehachse 120 senkrecht zur Objektfläche 100 an dem Einführpunkt 112.
In einer Ausführungsform ist ein zweiter Drehfreiheitsgrad, gezeigt durch einen Pfeil 132, beinhaltet. Der zweite Drehfreiheitsgrad wird zum Ausrichten der Einführachse 110 verwendet. Wie gezeigt, dreht sich der zweite Drehfreiheitsgrad um eine zweite Drehachse 130, welche durch den Einführpunkt 112 führt. In der gezeigten Ausführungsform ist die zweite Drehachse 130 tangential zur Objektfläche 100 an dem Einführpunkt 112.
In einer Ausführungsform ist ein dritter Drehfreiheitsgrad, gezeigt durch einen Pfeil 142, beinhaltet. Der dritte Drehfreiheitsgrad wird zum Ausrichten der Einführachse 110 verwendet. Wie gezeigt, dreht sich der dritte Drehfreiheitsgrad um eine dritte Drehachse 140, welche durch den Einführpunkt 112 führt. In der gezeigten Ausführungsform ist die dritte Drehachse 140 tangential zur Objektfläche 100 an dem Einführpunkt 112.
Der erste Drehfreiheitsgrad, der zweite Drehfreiheitsgrad und der dritte Drehfreiheitsgrad lassen alle die Position der Einführpunktes 112 feststehend. Die Drehfreiheitsgrade drehen sich um den Einführpunkt 112, da die Position der Öffnung in das Objekt 102 während eines chirurgischen Eingriffes feststehend bleibt. In einer Ausführungsform ist ebenfalls ein erster Verschiebefreiheitsgrad beinhaltet. In einer Ausführungsform wird ein erster Verschiebefreiheitsgrad durch die Justierbarkeit der Position des Einführpunktes 112 entlang der Richtung 114 definiert. In einer Ausführungsform ist ebenfalls ein zweiter Verschiebefreiheitsgrad, bei dem die Position des Einführpunktes 112 entlang der Richtung 116 justierbar ist, beinhaltet.
2 zeigt eine Ausführungsform einer Einführführungsvorrichtung 200. Die Einführführungsvorrichtung 200 beinhaltet eine Grundeinheit 210 und einen Einführführungsabschnitt 220, welcher mit der Grundeinheit 210 gekoppelt ist. Der Einführführungsabschnitt 220 legt eine Einführachse 222 fest. Eine Anzahl von Befestigungsvorrichtungen 230, welche mit der Grundeinheit 210 gekoppelt sind, sind ebenfalls gezeigt. In einer Ausführungsform beinhalten die Befestigungsvorrichtungen eine Knochenschraube 232. Die Befestigungsvorrichtungen 230 sind durch eine Anzahl von Einführpunkt-Justierungsvorrichtungen 240 mit der Grundeinheit 210 gekoppelt. In einer Ausführungsform beinhalten die Einführpunkt-Justierungsvorrichtungen 240 eine gespaltene Klemmvorrichtung 241 und eine Schraube 242. Die Einführpunkt-Justierungsvorrichtungen 240 ermöglichen es der Grundeinheit hinsichtlich der Befestigungsvorrichtungen 230 im Wesentlichen entlang der Richtung 244 justiert zu werden. In einer Ausführungsform ist eine Einführpunkt-Justierungsvorrichtung 240 für jede Befestigungsvorrichtung 230 beinhaltet. In einer Ausführungsform beinhaltet die Einführführungsvorrichtung 200 drei Befestigungsvorrichtungen 230 und drei Einführpunkt-Justierungsvorrichtungen 240.
Durch das Justieren von wenigstens einer Einführpunkt-Justierungsvorrichtung 240 wird ein Einführpunkt (nicht gezeigt) der Einführachse 222 durch wenigstens einen Verschiebefreiheitsgrad zu einer ausgewählten Position innerhalb der Objektfläche verschoben. Drei Befestigungsvorrichtungen sind günstig, da sie die stabilste Plattform mit einer minimalen Anzahl von Kontaktpunkten an dem Objekt bereitstellen.
2 zeigt ebenfalls eine erste Winkel-Justierungsvorrichtung 250 zum Justieren eines ersten Drehfreiheitsgrades. Die erste Winkel-Justierungsvorrichtung 250 erlaubt die Drehung eines Teils der Einführachse 222 um eine erste Drehachse, welche im Wesentlichen senkrecht zu der Objektfläche an dem Einführpunkt ist. Die Drehung der Einführachse 222 in dem ersten Drehfreiheitsgrad wird durch Pfeile 254 gezeigt. Eine Fixiervorrichtung 252 zum Sichern einer Ausrichtung der Einführachse 222 in dem ersten ausgewählten Drehfreiheitsgrad ist gezeigt. In einer Ausführungsform beinhaltet die Befestigungsvorrichtung einen Gewindeverschlussring.
Ebenfalls ist in 2 eine zweite Winkel-Justierungsvorrichtung 260 zum Justieren eines zweiten Drehfreiheitsgrades gezeigt. Die zweite Winkel-Justierungsvorrichtung 260 erlaubt eine Drehung der Einführachse 222 um den Einführpunkt und darüber hinaus um eine zweite Drehachse. In einer Ausführungsform ist die zweite Drehachse im Wesentlichen tangential zur Objektfläche an dem Einführpunkt. In einer Ausführungsform beinhaltet die zweite Winkel-Justierungsvorrichtung 260 eine Schiene 262, welche die Justierung der zweiten Winkel-Justierungsvorrichtung 260 führt. In einer Ausführungsform wird ein Schienenpaar 262 verwendet. In einer Ausführungsform wird eine Fixiervorrichtung 264 zum Sichern einer Ausrichtung der Einführachse 222 in dem zweiten ausgewählten Drehfreiheitsgrad verwendet. In einer Ausführungsform beinhaltet die Fixiervorrichtung 264 eine oder mehrere Feststellschrauben.
Eine Zentrierungsführung 270 wird außerdem in 2 gezeigt. In einer Ausführungsform wird die Zentrierungsführung innerhalb des Einführführungsabschnittes 220 fixiert, wobei eine Fixiervorrichtung 224 verwendet wird. In einer Ausführungsform beinhaltet die Fixiervorrichtung 224 eine oder mehrere gesetzte Schrauben. Ausführungsformen der Zentrierungsführung werden später in der Beschreibung ausführlicher erörtert.
In einer Ausführungsform werden ausgewählte Elemente einer Einführführungsvorrichtung, wie zum Beispiel die Einführführungsvorrichtung 200 aus einem im Wesentlichen transparenten Material angefertigt. Beispiele transparenter Materialien beinhalten, sind aber nicht darauf begrenzt, Polykarbonat, kristalline Polymere, Glas, etc. Ein Vorteil von wenigstens einigen der Elemente einer Einführführungsvorrichtung, welche transparent ist, ist, dass es einem Anwender oder Chirurgen ermöglicht, die Öffnung in das Objekt besser zu sehen und innerhalb der Öffnung in das Objekt zu sehen. In vielen Eingriffen ist es wichtig, in der Lage zu sein, die Öffnung in das Objekt zu sehen und darüber hinaus Positionen innerhalb der Öffnung zu sehen. Ausführungsformen von Einführführungsvorrichtungen, wie in diesem Dokument beschrieben, sind an dem Objekt an Positionen angebracht, welche lateral von der Öffnung entfernt beabstandet sind, wobei folglich dem Anwender oder Chirurgen eine bessere Sicht der Öffnung bereitgestellt wird. Indem man außerdem Elemente einer Einführführungsvorrichtung mit im Wesentlichen transparentem Material gestaltet, wird die Fähigkeit des Chirurgen, die Öffnung und in die Öffnung hineinzusehen gesteigert.
3A zeigt eine Ausführungsform einer Befestigungsvorrichtung 330 und eine Einführpunkt-Justierungsvorrichtung 340, welche an einer Objektfläche 300 befestigt sind. In einer Ausführungsform beinhaltet die Befestigungsvorrichtung 330 einen Kegelstumpfabschnitt 334 und eine Haltevorrichtung 332, wie zum Beispiel eine Knochenschraube. In einer Ausführungsform beinhaltet die Einführführungsvorrichtung 340 einen Gewindeabschnitt 341, welcher mit einem Greifabschnitt 342 gekoppelt ist. In einer Ausführungsform beinhaltet der Greifabschnitt 342 einen gerändelten Griffabschnitt. In einer Ausführungsform greift der Gewindeabschnitt 341 in einen Abschnitt der Grundeinheit 310 ein, um eine Bewegung der Grundeinheit 310 im Wesentlichen entlang von Richtungspfeilen 344 hinsichtlich der Befestigungsvorrichtung 330 bereitzustellen.
3B zeigt einen Querschnitt der Befestigungsvorrichtung 330 und eine Einführpunkt-Justierungsvorrichtung 340 von 3A. In einer Ausführungsform werden der Gewindeabschnitt 341 und der Greifabschnitt 342 getrennt von der Befestigungsvorrichtung 330 angefertigt. In einer Ausführungsform ist der Gewindeabschnitt drehbar mit der Befestigungsvorrichtung 330 durch eine Haltevorrichtung 338 gekoppelt. In einer Ausführungsform beinhaltet die Haltevorrichtung 338 einen Draht. Eine drehbar gekoppelte Anordnung ermöglicht es der Befestigungsvorrichtung 330 im Wesentlichen feststehen zu bleiben, während Justierungen an dem Gewindeabschnitt 341 vorgenommen werden.
3C zeigt eine Ausführungsform einer Befestigungsvorrichtung 350, welche eine im Wesentlichen gradlinige Kontaktfläche 352 zeigt. In einer Ausführungsform helfen Bestandteile, wie zum Beispiel die im Wesentlichen gradlinige Kontaktfläche 352 und der Kegelstumpfabschnitt 334, Gewebeschädigung aufgrund von der Befestigung der Einführführungsvorrichtung an einem Objekt zu reduzieren.
Während vieler chirurgischer Eingriffe, bei denen befestigte Vorrichtungen, wie zum Beispiel eine Einführführungsvorrichtung, eingesetzt werden, ist Gewebeschädigung als Folge von Befestigung ein Ergebnis. In einer Ausführungsform wird Gewebeschädigung durch das Einsetzen einer minimalen Anzahl von Befestigungsvorrichtungen reduziert. In einer Ausführungsform werden drei Befestigungsvorrichtungen verwendet, um eine stabile Plattform für die Einführführungsvorrichtung zu erhalten, während eine Anzahl von Befestigungspositionen minimiert wird. In einer Ausführungsform sind die Befestigungsvorrichtungen entfernt von der Öffnung in dem Objekt angelegt, wie zum Beispiel ein Bohrloch. Die weiter entfernte Position der Befestigungsvorrichtung reduziert Gewebeschädigung an der Öffnung oder Bohrlochposition. In einer Ausführungsform erheben die Befestigungsvorrichtungen einen wesentlichen Abschnitt der Einführführungsvorrichtung über die Objektfläche. Indem die Einführführungsvorrichtung über die Objektfläche erhoben wird, wird Gewebeschädigung aufgrund von dem Einklemmen großer Mengen Gewebes unter der Einführführungsvorrichtung verhindert.
In einer Ausführungsform reduziert außerdem die Form der Befestigungsvorrichtung oder -vorrichtungen Gewebeschädigung. In einer Ausführungsform reduziert die Kegelstumpfform eine Objektkontaktfläche auf ein minimales Gebiet, wobei genügend Halt für die Befestigungsvorrichtung, wie zum Beispiel die Knochenschraube bereitgestellt wird, während das Kontaktgebiet reduziert wird. In einer Ausführungsform ist eine Kegelform wünschenswert aufgrund von der Verwendung einer runden Schneidevorrichtung, um Gewebe an der Kopfhaut eines Objektes vor der Befestigung zu durchbohren. In einer Ausführungsform wird eine abgeänderte subkutane Nadel dazu verwendet, die Kopfhaut zu durchbohren, was dementsprechend eine runde Befestigungsvorrichtung günstig macht. In einer Ausführungsform ist eine im Wesentlichen gradlinige Kontaktfläche wünschenswert aufgrund von der Verwendung eines gradlinigen Schneideinstruments, um das Gewebe an der Kopfhaut eines Objektes vor der Befestigung zu durchbohren. In einer Ausführungsform wird ein Skalpell dazu verwendet, die Kopfhaut zu durchbohren, was dementsprechend eine im Wesentlichen gradlinige Kontaktfläche einer Befestigungsvorrichtung günstig macht.
4 zeigt eine Ausführungsform einer Zentrierungsvorrichtung 470, welche der Ausführungsform, die in 2 dargestellt ist, ähnlich ist. Die Vorrichtungsausstattung und Verwendung einer Zentrierungsvorrichtung ist jedoch nicht auf die Ausführungsform, welche in 2 dargestellt ist, begrenzt. Die Zentrierungsvorrichtung 470 beinhaltet eine Einführachse 472, einen Abschnitt mit einem ersten Durchmesser 474 und einen Abschnitt mit einem zweiten Durchmesser 476. In einer Ausführungsform bildet der Abschnitt mit dem ersten Durchmesser 474 eine enge Toleranzpassung innerhalb eines Einführführungsabschnittes, so dass die Einführachse 472, wie oben beschrieben, unter Verwendung von justierbaren Bestandteilen der Einführführungsvorrichtungs-Ausführungsformen justiert werden kann. In einer Ausführungsform bildet der Abschnitt mit dem zweiten Durchmesser 476 eine enge Toleranzpassung innerhalb einer Öffnung in ein Objekt, wie zum Beispiel ein Bohrloch. In einer Ausführungsform passt der Abschnitt mit dem zweiten Durchmesser 476 in eine unregelmäßige Öffnung in einem Objekt, wie zum Beispiel ein Bohrloch, um effektiv ein ungefähres Zentrum einer unregelmäßigen Öffnung zu finden.
In einem chirurgischen Eingriff, wie zum Beispiel in der Neurochirurgie, kann es sein, dass nach der Installierung einer Einführführungsvorrichtung ein Einführpunkt nicht über dem Zentrum eines runden Bohrlochs oder dem effektiven Zentrum eines unregelmäßigen Bohrlochs ausgerichtet ist. In einer Ausführungsform kann die translatorische Position des Einführpunktes unter Verwendung von Einführpunkt-Justierungsvorrichtungen, wie oben beschrieben, justiert werden. In einer Ausführungsform kann darüber hinaus eine Zentrierungsführung eingesetzt werden, um einem Anwender anzuzeigen, wann der Einführpunkt mit dem Zentrum der Öffnung in dem Objekt ausgerichtet ist. Wenn, in einer Ausführungsform, der Einführpunkt so bewegt worden ist, dass der Abschnitt mit dem zweiten Durchmesser 476 wenigstens teilweise in die Öffnung in dem Objekt passt, ist der Einführpunkt zu der Öffnung in dem Objekt ausgerichtet.
In einer Ausführungsform wird eine Zentrierungsführung verwendet, um einen Einführpunkt einer Einführführungsvorrichtung über einer Öffnung in einem Objekt vor der Befestigung der Einführführungsvorrichtung an dem Objekt zu zentrieren. Die Zentrierungsvorrichtung ermöglicht eine schnelle und effiziente Positionierung von Befestigungspunkten für die Einführführungsvorrichtung in Ausführungsformen, wo die Position von Befestigungspunkten nicht schon festgelegt worden ist.
5A zeigt einen Abschnitt einer Einführführungsvorrichtung 500. Befestigungsvorrichtungen und Einführpunkt-Justierungsvorrichtungen, wie oben beschrieben, können in Verbindung mit Vorrichtungen, welche in den 5A–5C beschrieben werden, verwendet werden. Ein Einführführungsabschnitt 520, gekoppelt mit einem ersten Abschnitt 522, wird gezeigt. Der Einführführungsabschnitt 520 ist außerdem mit einem zweiten Abschnitt 530 gekoppelt. Der Einführführungsabschnitt 520 ist außerdem mit einem Grundabschnitt 510 gekoppelt. Eine erste Winkel-Justierungsvorrichtung, welche eine Drehjustierung einer Einführachse 502 entlang der Richtung 524 erlaubt, wird in 5A gezeigt. Eine zweite Winkel-Justierungsvorrichtung, welche eine Drehjustierung einer Einführachse 502 entlang der Richtung 526 erlaubt, wird in 5B gezeigt.
Der Abschnitt einer Einführführungsvorrichtung 500 kann eine Fixiervorrichtung 540 beinhalten, welche gleichzeitig beide, die erste Winkel-Justierungsvorrichtung und die zweite Winkel-Justierungsvorrichtung, fixiert, wenn sie betätigt wird. Die Fixiervorrichtung 540 kann eine Greifvorrichtung 542, wie zum Beispiel einen Griff, beinhalten. Die Fixiervorrichtung 540 kann ein Gewindebauteil 544, welches mit der Greifvorrichtung 542 gekoppelt ist, beinhalten. Das Gewindebauteil 544 kann durch einen Schlitz 548 in dem ersten Abschnitt 522 führen, wobei dem ersten Abschnitt ermöglicht wird, sich entlang der Richtung 524 hinsichtlich des Körperabschnittes 510 zu bewegen. Die Fixiervorrichtung 540 kann einen Grundeinheit-Kontaktabschnitt 546 beinhalten.
Im Einsatz stellt die Vorrichtung, welche in den 5A–5C gezeigt wird, eine Ausrichtung der Einführachse 502 gleichzeitig in mehrere Freiheitsgrade fest, indem das Gewindebauteil 544 fest mit dem Greifabschnitt 542 verschraubt wird. Das Gewindebauteil zieht im Gegenzug den Grundeinheit-Kontaktabschnitt 546 gegen die Grundeinheit 510 fest. Diese Festziehbewegung zieht die Grundeinheit 510; den ersten Abschnitt 522 und den zweiten Abschnitt 530 zusammen, wobei im Wesentlichen ihre jeweiligen Positionen fixiert werden.
In einer Ausführungsform ist es wünschenswert, eine Fixiervorrichtung 540 zu verwenden, um mehrere Justierungsvorrichtungen festzustellen, da es dem Chirurgen ermöglicht, schnell und mühelos alle Bewegungen einer Einführachse 502 in einer einzigen Verschlussanwendung zu sichern, wenn erst einmal eine gewünschte Ausrichtung gefunden ist. Es ist insofern auch ein Kompromiss vorhanden, dass eine präzise Ausrichtung es während einiger Anwendungen erfordert, sich auf jeden Freiheitsgrad oder jede Winkel-Justierung unabhängig zu konzentrieren. Wenn unabhängige Konzentration auf jeden Freiheitsgrad notwendig ist, sind eine individuelle Winkel-Justierung und individuelle Fixiervorrichtungen wünschenswert.
Eine zusätzliche Vorrichtung ist in den 5D–F gezeigt. 5D zeigt einen Abschnitt einer Einführführungsvorrichtung 550. Befestigungsvorrichtungen und Einführpunkt-Justierungsvorrichtungen, wie oben beschrieben, können in Verbindung mit den Vorrichtungen, welche in den 5D–5F beschrieben sind, verwendet werden. Ein Einführführungsabschnitt 551, welcher mit einem ersten Abschnitt 552 gekoppelt ist, wird gezeigt. Der Einführführungsabschnitt 551 ist außerdem mit einem zweiten Abschnitt 560 gekoppelt. Der Einführführungsabschnitt 551 ist außerdem mit einer Grundeinheit 570 gekoppelt. Eine erste Winkel-Justierungsvorrichtung, welche die Drehjustierung einer Einführachse 503 entlang der Richtung 554 erlaubt, wird in 5D gezeigt. Eine zweite Winkel-Justierungsvorrichtung, welche die Drehjustierung einer Einführachse 503 entlang der Richtung 556 erlaubt, wird in 5D gezeigt.
Der Abschnitt einer Einführführungsvorrichtung 551 kann eine Fixiervorrichtung 580 beinhalten, welche gleichzeitig beide, die erste Winkel-Justierungsvorrichtung und die zweite Winkel-Justierungsvorrichtung, fixiert, wenn sie betätigt wird. Die Fixiervorrichtung 580 kann eine Greifvorrichtung 582, wie zum Beispiel einen Griff, beinhalten. Die Fixiervorrichtung 580 kann ein Gewindebauteil 584, welches mit der Greifvorrichtung 582 gekoppelt ist, beinhalten. Das Gewindebauteil 584 kann durch einen Schlitz 588 in dem ersten Abschnitt 552 führen, wobei dem ersten Abschnitt 552 ermöglicht wird, sich entlang der Richtung 554 hinsichtlich des Körperabschnittes 570 zu bewegen. Die Fixiervorrichtung 580 kann einen Grundeinheit-Kontaktabschnitt 586 beinhalten.
In der Anwendung stellt die Vorrichtung, welche in den 5D–5F gezeigt wird, eine Ausrichtung der Einführachse 503 gleichzeitig in mehrere Freiheitsgrade fest, indem das Gewindebauteil 584 fest mit dem Greifabschnitt 582 verschraubt wird. Das Gewindebauteil presst im Gegenzug den Grundeinheit-Kontaktabschnitt 586 fest gegen die Grundeinheit 570. Diese Befestigungsbewegung zieht die Grundeinheit 570, den ersten Abschnitt 552 und den zweiten Abschnitt 560 zusammen, wobei im Wesentlichen ihre jeweiligen Positionen fixiert werden.
Der Abschnitt einer Einführführungsvorrichtung 551 kann eine zweite Fixiervorrichtung 590 beinhalten, welche gleichzeitig beide, die erste Winkel-Justierungsvorrichtung und die zweite Winkel-Justierungsvorrichtung, fixiert, wenn sie betätigt wird.
Die Fixiervorrichtung 590 kann eine Greifvorrichtung 592, wie zum Beispiel einen Griff, beinhalten. Die Fixiervorrichtung 590 kann ein Gewindebauteil 594, welches mit der Greifvorrichtung 592 gekoppelt ist, beinhalten. Das Gewindebauteil 594 kann durch einen Schlitz 598 in dem ersten Abschnitt 552 führen, wobei dem ersten Abschnitt 552 ermöglicht wird, sich entlang der Richtung 554 hinsichtlich des Körperabschnittes 570 zu bewegen. Die Fixiervorrichtung 590 kann einen Grundeinheit-Kontaktabschnitt 596 beinhalten. Ein Vorteil der Ausführungen, welche in den 5D–F gezeigt werden, beinhaltet die Fähigkeit, schnell und mühelos alle Bewegungen einer Einführachse 503 in einer einzigen Verschlussanwendung zu sichern, wenn erst einmal eine gewünschte Ausrichtung gefunden ist. Eine zusätzliche Fixiervorrichtung, wie zum Beispiel die Fixiervorrichtung 590, stellt zusätzliche Sicherheit dafür bereit, dass sich die Freiheitsgrade der Einführführungsvorrichtung 551 nicht versehentlich aus der ausgewählten Ausrichtung heraus bewegen.
Die 6A–6D zeigen eine Anzahl von Referenzmarkierungen und Abschnitten von Referenzmarkierungen. In 6A wird die Haltevorrichtung 610 mit einem Objekthalteabschnitt 612, einem Übergangsabschnitt 614 und einem oberen Halteabschnitt 616 gezeigt. Der Objekthalteabschnitt kann einen Knochenschraubenabschnitt beinhalten, und der obere Halteabschnitt kann einen Gewindeabschnitt beinhalten.
Ein Austauschabschnitt 620 wird ebenfalls in 6A gezeigt. Der Austauschabschnitt 620 kann einen Anschlussabschnitt 622, der in den oberen Halteabschnitt 616 der Haltevorrichtung 610 greift, beinhalten, und der Anschlussabschnitt 622 kann einen Anschlussgewindeabschnitt beinhalten. Es wird ebenfalls ein Haltebereich 624, wie zum Beispiel eine Nut, gezeigt.
6B zeigt einen Abschnitt einer Referenzmarkierung 650. Eine Objekthaltevorrichtung 652, wie zum Beispiel eine konventionelle Knochenschraube, wird beim Befestigen eines Austauschabschnittes 654 an einer Objektfläche gezeigt. Ähnlich wie in 6A wird ein Haltebereich 656, wie zum Beispiel eine Nut, welche mit dem Austauschabschnitt 654 gekoppelt ist, gezeigt. Die Verwendung einer konventionellen Knochenschraube ist kostengünstiger in der Herstellung des Abschnittes der Referenzmarkierung 650.
6C zeigt eine austauschbare Markierung 630. Die austauschbare Markierung 630 beinhaltet einen oberen Abschnitt 634, welcher dazu dient, eine Punktposition mit einer medizinischen Bildgebungsvorrichtung, wie zum Beispiel einer CT- oder MRT-Vorrichtung, etc., anzuzeigen. Der obere Abschnitt reflektiert unter Verwendung einer Detektiervorrichtung eine ausgewählte Wellenlänge von Licht, welche im Gegenzug eine Lage eines Abschnittes eines Objektes anzeigt. Ein Anschlussabschnitt 632, welcher an dem oberen Abschnitt 634 befestigt ist, wird außerdem gezeigt. Der Anschlussabschnitt 632 ist dafür geeignet, entfernbar innerhalb eines Haltebereiches, wie zum Beispiel den oben beschriebenen Haltebereichen 624 und 656, platziert zu sein.
6D zeigt eine Adaptervorrichtung 640 zur Verwendung mit den oben beschriebenen Einführführungsvorrichtungen. Die austauschbare Markierung 630 ist dafür geeignet, entfernt zu werden, nachdem die erste Objektbildgebung abgeschlossen ist. Die Adaptervorrichtung 640 kann dann in eine Ausführungsform der Referenzmarkierungen oder Abschnitte der Referenzmarkierungen, wie oben beschrieben, eingeschoben werden. Die Einführführungsvorrichtung ist dann direkt an den Referenzmarkierungen oder Abschnitten der Referenzmarkierungen anbringbar, ohne dass zusätzliche Befestigungen notwendig sind. Durch Verwendung dieses Aufbaus wird Gewebeschädigung, wie oben erörtert, reduziert, sowie die Zielgenauigkeit aufgrund der Verwendung der exakten Referenzpositionen zum Anbringen der Einführführungsvorrichtung erhöht.
Die Adaptervorrichtung 640 kann einen oberen Abschnitt 644 mit einem Empfangsabschnitt 646 beinhalten. Der Empfangsabschnitt ist dafür geeignet, mit Befestigungsvorrichtungen von Einführführungsvorrichtungen, wie oben beschrieben, gekoppelt zu werden. Der Empfangsabschnitt kann eine Nut beinhalten, obwohl die Erfindung nicht darauf begrenzt ist. Obwohl in 6D eine Adaptervorrichtung zur Verwendung des Koppelns einer Einführführungsvorrichtung mit einer Anzahl von Referenzmarkierungen oder Abschnitten einer Anzahl von Referenzmarkierungen gezeigt ist, ist die Erfindung nicht darauf begrenzt. Die Einführführungsvorrichtung kann ebenso direkt an einer Anzahl von Referenzmarkierungen oder Abschnitten einer Anzahl von Referenzmarkierungen ohne die Verwendung irgendeiner Adaptervorrichtung befestigt werden.
7 zeigt eine Einführführungsvorrichtung 700. Die Einführführungsvorrichtung 700 beinhaltet eine Grundeinheit 710 und einen Einführführungsabschnitt 720, welcher mit der Grundeinheit 710 gekoppelt ist. Der Einführführungsabschnitt 720 legt eine Einführachse fest, welche ähnlich wie die in den oben gezeigten Ausführungsformen ist. Eine Anzahl von Befestigungsvorrichtungen 730, welche mit der Grundeinheit 710 gekoppelt sind, werden ebenfalls gezeigt. Die Befestigungsvorrichtungen 730 sind mit der Grundeinheit 710 durch eine Anzahl von Einführpunkt-Justierungsvorrichtungen 740 gekoppelt. Die Einführpunkt-Justierungsvorrichtungen 740 können einen gespaltenen Klemmabschnitt 741 und eine Schraube 742 beinhalten. Die Einführpunkt-Justierungsvorrichtungen 740 ermöglichen es der Grundeinheit 710, ähnlich wie in den oben erörterten Vorrichtungen, hinsichtlich der Befestigungsvorrichtungen 730 justiert zu werden. Eine Einführpunkt-Justierungsvorrichtung 740 kann für jede Befestigungsvorrichtung 730 beinhaltet sein. Die Einführführungsvorrichtung 700 kann drei Befestigungsvorrichtungen 730 und drei Einführpunkt-Justierungsvorrichtungen 740 beinhalten. Indem wenigstens eine Einführpunkt-Justierungsvorrichtung 740 justiert wird, wird ein Einführpunkt (nicht gezeigt) durch wenigstens einen Verschiebefreiheitsgrad auf eine ausgewählte Position innerhalb der Objektfläche verschoben.
7 zeigt ebenfalls eine erste Winkel-Justierungsvorrichtung 750 zum Justieren eines ersten Drehfreiheitsgrades. Die erste Winkel-Justierungsvorrichtung 750 erlaubt die Drehung eines Teils der Einführachse um eine erste Drehachse. Die erste Drehachse ist im We sentlichen tangential zur Objektfläche an dem Einführpunkt, und wenigstens eine Schiene 752 führt den Einführführungsabschnitt 720 entlang dem ersten Drehfreiheitsgrad. Eine Fixiervorrichtung 754 zum Sichern einer Ausrichtung der Einführachse in dem ersten ausgewählten Drehfreiheitsgrad ist gezeigt. Die Fixiervorrichtung kann wenigstens eine Feststellschraube beinhalten.
7 zeigt ebenfalls eine zweite Winkel-Justierungsvorrichtung 760 zum Justieren eines zweiten Drehfreiheitsgrades. Die zweite Winkel-Justierungsvorrichtung 760 erlaubt die Drehung eines Teils der Einführachse um eine zweite Drehachse. Die zweite Drehachse liegt im Wesentlichen tangential zur Objektfläche an dem Einführpunkt, und wenigstens eine Schiene 762 führt den Einführführungsabschnitt 720 entlang dem zweiten Drehfreiheitsgrad. Eine Fixiervorrichtung 764 zum Sichern einer Ausrichtung der Einführachse in dem ersten ausgewählten Drehfreiheitsgrad ist gezeigt. Die Fixiervorrichtung kann wenigstens eine Feststellschraube beinhalten.
7 zeigt ebenfalls eine dritte Winkel-Justierungsvorrichtung 716 zum Justieren eines dritten Drehfreiheitsgrades. Die dritte Winkel-Justierungsvorrichtung 716 erlaubt die Drehung eines Teils der Einführachse um eine dritte Drehachse. Die dritte Drehachse ist im Wesentlichen senkrecht zu der Objektfläche an dem Einführpunkt, und einem drehbaren Körperabschnitt 712 wird es ermöglicht, sich hinsichtlich des Körpers 710 zu drehen. Eine Fixiervorrichtung 714 zum Sichern einer Ausrichtung der Einführachse in dem dritten ausgewählten Drehfreiheitsgrad ist gezeigt. Die Fixiervorrichtung kann wenigstens eine Feststellschraube beinhalten.
Der Einführführungsabschnitt 720 kann eine Fixiervorrichtung 722 beinhalten, und die Fixiervorrichtung 722 kann einen Griff, der an einem Gewindeabschnitt befestigt ist, welcher gegen eine Rückwand 724 drückt, beinhalten. Wenigstens zwei der Drehfreiheitsgrade der Einführführungsvorrichtung 700 können gleichzeitig unter Verwendung der Fixiervorrichtung 722 fixiert werden. Der erste Drehfreiheitsgrad und der zweite Drehfreiheitsgrad kann gleichzeitig unter Verwendung der Fixiervorrichtung 722 fixiert werden. 7 zeigt eine Vorrichtung, wo die Schienen 752 und die Schienen 762 zwischen der Fixiervorrichtung 722 und der Rückwand 724 nach Betätigung der Fixiervorrichtung 722 fixiert werden.
8 zeigt eine Einführführungsvorrichtung 800. Die Einführführungsvorrichtung 800 beinhaltet eine Grundeinheit 810 und einen Einführführungsabschnitt 820, welcher mit der Grundeinheit 810 gekoppelt ist. Der Einführführungsabschnitt 820 legt eine Einführachse 802, ähnlich wie in den oben gezeigten Ausführungsformen, fest. Eine Anzahl von Befestigungsvorrichtungen 830, welche mit der Grundeinheit 810 gekoppelt sind, sind ebenfalls gezeigt. Die Befestigungsvorrichtungen 830 können eine Knochenschraube 832 beinhalten. Die Befestigungsvorrichtungen 830 sind durch eine Anzahl von Einführpunkt-Justierungsvorrichtungen 840 mit der Grundeinheit 810 gekoppelt. Die Einführpunkt-Justierungsvorrichtungen 840 können einen gespaltenen Klemmabschnitt und eine Schraube 842 beinhalten.
Die Einführpunkt-Justierungsvorrichtungen 840 ermöglichen es der Grundeinheit 810, ähnlich wie bei den oben erörterten Vorrichtungen, hinsichtlich der Befestigungsvorrichtungen 830 justiert zu werden. Die Einführpunkt-Justierungsvorrichtungen 840 ermöglichen es der Grundeinheit 810 hinsichtlich der Befestigungsvorrichtungen 830 im Wesentlichen entlang der Richtung 844 justiert zu werden. Eine Einführpunkt-Justierungsvorrichtung 840 ist für jede Befestigungsvorrichtung 830 beinhaltet. Die Einführführungsvorrichtung 800 kann drei Befestigungsvorrichtungen 830 und drei Einführpunkt-Justierungsvorrichtungen 840 beinhalten.
Indem wenigstens eine Einführpunkt-Justierungsvorrichtung 840 justiert wird, wird ein Einführpunkt 804 durch wenigstens einen Verschiebefreiheitsgrad auf eine ausgewählte Position innerhalb der Objektfläche verschoben. Der Einführpunkt 804 ist auf beiden, auf einer X-Achse und auf einer Y-Achse, wie von den Koordinatenachsen 806 gezeigt, justierbar.
Die Einführführungsvorrichtung 800 beinhaltet keine Justierung um die oben beschriebenen Drehfreiheitsgrade. Eine Ausrichtung der Einführachse 802 wird nach Anfertigung des Körpers 810 und des Einführführungsabschnittes 820 vorher festgelegt, und die Einführführungsvorrichtung 800 wird unter Verwendung von Stereolithographie-Rapid-Prototyping oder anderen passenden Maßanfertigungstechniken maßangefertigt.
9 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Ausrichten einer Einführführung unter Verwendung der oben beschriebenen Vorrichtungen. Wie in 9 gezeigt, werden als erstes Referenzmarkierungen an einem Objekt, wie zum Beispiel einem chirurgischen Patienten, installiert. Das Objekt wird dann unter Verwendung der oben genannten Bildgebungstechniken, wie zum Beispiel CT- oder MRT-Techniken, etc., abgebildet. Von dem Objekt wird ein Bild mit Gewebe erzeugt, welches im Verhältnis zu den Referenzmarkierungen gezeigt wird, welche gleichzeitig unter Verwendung der ausgewählten Bildgebungstechnik abgebildet werden. Die Zielposition innerhalb des Objektes wird festgelegt, und eine Bahn zwischen einer Position außerhalb des Objektes zu der Zielposition wird berechnet.
Eine Einführführungsvorrichtung wird dann unter Verwendung von Freiheitsgraden, wie in Ausführungsformen oben beschrieben, justiert, um im Wesentlichen mit der berechneten Bahn im Verhältnis zu den Referenzmarkierungen übereinzustimmen. Die Befestigungsvorrichtungen und die entsprechenden Einführpunkt-Justierungsvorrichtungen können asymmetrisch um den Umfang der Grundeinheit der Einführführungsvorrichtung beabstandet werden, um eine mühelose Ausrichtung der Einführführung auf den Referenzmarkierungen bereitzustellen.
Die Einführführungsvorrichtung wird dann an den Referenzmarkierungen in einem Zustand wesentlicher Ausrichtung mit der gewünschten Bahn, welche durch Bildverarbeitung festgelegt wurde, befestigt. Ein Vorteil eines Verfahrens, wie es oben beschrieben ist, ist, dass eine wesentliche Ausrichtung der Einführführung möglich ist, ohne dass das Objekt anwesend ist. Dies ermöglicht, dass die Zeit im Operationssaal reduziert wird. Wahlweise kann die Ausrichtung der Einführführung an dem Objekt durchgeführt werden. Obwohl eine wesentliche Ausrichtung der Einführführungsvorrichtung erreicht werden kann, ohne dass das Objekt anwesend ist, ist es manchmal notwendig, die Feinjustierung mit der Einführführungsvorrichtung an dem Objekt befestigt durchzuführen. Wie zuvor beschrieben, können Variationen beim Anbringen einer Einführführungsvorrichtung oder beim Eröffnen eines Bohrlochs Feinjustierungen notwendig machen.
Obwohl eine bestimmte Reihenfolgen in dem oben beschriebenen Verfahren erörtert wurde, wird ein Durchschnittsfachmann mit dem Nutzen der vorliegenden Beschreibung erkennen, dass andere Reihenfolgen möglich sind, ohne sich von der Erfindung zu entfernen.
Ergebnis
Somit ist eine Einführführung, welche wenigstens eine Einführpunkt-Justierungsvorrichtung beinhaltet, gezeigt worden. Benutzt man Einführführungsvorrichtungen, wie sie oben beschrieben sind, ist ein Anwender, wie zum Beispiel ein Chirurg, in der Lage, eine laterale Lage eines Einführpunktes zu justieren, um den Einführpunkt präziser innerhalb einer Öffnung in einem Objekt, wie zum Beispiel einem Bohrloch, zu zentrieren. Einige oben beschriebene Vorrichtungen beinhalten außerdem eine Zentrierungsführung, welche einem Anwender mühelos anzeigt, wann der Einführpunkt im Wesentlichen innerhalb der Öffnung in dem Objekt zentriert ist.
Einige oben beschriebene Vorrichtungen beinhalten außerdem Justierungen von Drehfreiheitsgraden einer Einführachse. Diese Justierungen ermöglichen es einem Anwender, die Einführachse mit einer Zielposition innerhalb eines Objektes auszurichten, ohne die laterale (translatorische) Position des Einführpunktes zu ändern. Einige oben beschriebene Vorrichtungen erlauben es einem Anwender, mehrere Grade an Drehfreiheit unter Verwendung einer einzigen Fixierungsvorrichtung festzustellen.
Einige oben beschriebene Vorrichtungen beinhalten außerdem die Fähigkeit, eine Einführführungsvorrichtung an wenigstens einer bestehenden Referenzmarkierung zu befestigen. Die Fähigkeit, an einer Referenzmarkierung befestigt zu werden, verbessert die Genauigkeit der Einführführungsvorrichtung durch präziseres Ausrichten mit den durch Bildgebung dargestellten Positionen auf einem Objekt, und Gewebeschädigung oder andere Befestigungsflächenbeschädigung wird reduziert, indem ein separater Befestigungseingriff für die Einführführungsvorrichtung, abgesehen von der Befestigung der Referenzmarkierungen, beseitigt wird.
Einige oben beschriebene Vorrichtungen beinhalten außerdem die Befestigung eines großen Anteils einer Einführführungsvorrichtung in einem Abstand über einer Objektfläche. Das Reduzieren eines Kontaktflächenbezirkes reduziert Gewebeschädigung oder andere Befestigungsflächenschädigung aufgrund eines Befestigungseingriffes. Vorrichtungen, welche im Wesentlichen transparente Materialien einsetzen, erhöhen die Sichtbarkeit einer Öffnung in einem Objekt.
Obwohl spezielle Ausführungsformen hier veranschaulicht und beschrieben worden sind, wird es vom Durchschnittsfachmann geschätzt werden, dass jede Anordnung, die darauf ausgerichtet ist, denselben Zweck zu verrichten, die spezielle gezeigte Ausführungsform ersetzen kann. Diese Patentanmeldung beabsichtigt, beliebige Anpassungen oder Variationen der vorliegenden Erfindung abzudecken. Es muss verstanden werden, dass die obige Beschreibung es beabsichtigt, veranschaulichend und nicht einschränkend zu sein. Kombinationen der obigen Ausführungsformen und andere Ausführungsformen werden dem Durchschnittsfachmann nach Studium der obigen Beschreibung ersichtlich sein. Der Bereich der Erfindung beinhaltet beliebige andere Anwendungsbereiche, in welchen die obigen Konstruktionen und Anfertigungsverfahren verwendet werden. Der Bereich der Erfindung sollte unter Bezugnahme auf die angehängten Ansprüche festgelegt werden.

Claims

Einschubführungsvorrichtung (200, 500, 700, 800), umfassend: eine Grundeinheit (210, 510, 710, 810); einen Einschubführungsabschnitt (220, 520, 720, 820), welcher mit der Grundeinheit gekoppelt ist, wobei der Einschubführungsabschnitt (220, 520, 720, 820) eine Führungsachse (222, 502, 503, 802) aufweist, welche eine Objektfläche an einem Einschubpunkt schneidet; wenigstens eine Befestigungsvorrichtung (230, 730, 830), welche mit der Grundeinheit (210, 510, 710, 810) gekoppelt ist, wobei die Befestigungsvorrichtung (230, 730, 830) zum Befestigen an einem Objekt geeignet ist; und eine Einschubpunkt-Justierungsvorrichtung (240, 740, 840), welche zwischen der Grundeinheit (210, 510, 710, 810) und dem Objekt gekoppelt ist, wobei eine Lage des Einschubpunktes innerhalb der Objektfläche justierbar ist; dadurch gekennzeichnet, dass der Einschubführungsabschnitt (220, 520, 720, 820) um eine Achse, welche durch den Einschubpunkt führt, justierbar ist, während der Einschubpunkt feststehend bleibt.
Einschubführungsvorrichtung (200, 500, 700, 800) nach Anspruch 1, wobei ein erster Winkel der Führungsachse (222, 502, 503, 802) um eine erste Achse, welche durch den Einschubpunkt führt, justierbar ist.
Einschubführungsvorrichtung (200, 500, 700, 800) nach Anspruch 2, wobei ein zweiter Winkel der Führungsachse (222, 502, 503, 802) um eine zweite Achse, welche durch den Einschubpunkt führt, justierbar ist.
Einschubführungsvorrichtung (200, 500, 700, 800) nach Anspruch 3, wobei die erste Achse im Wesentlichen senkrecht zu der Objektfläche an dem Einschubpunkt liegt.
Einschubführungsvorrichtung (200, 500, 700, 800) nach Anspruch 4, wobei die zweite Achse an dem Einschubpunkt im Wesentlichen tangential zur ersten Achse ist.
Einschubführungsvorrichtung (200, 500, 700, 800) nach Anspruch 5, welche außerdem eine Verriegelungsvorrichtung (722) beinhaltet, die gleichzeitig eine Ausrichtung der Führungsachse (222, 502, 503, 802) sowohl zu der ersten Achse als auch zu der zweiten Achse feststellt.
Einschubführungsvorrichtung (200, 500, 700, 800) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei die erste Achse im Wesentlichen tangential zur Objektfläche an dem Einschubpunkt ist.
Einschubführungsvorrichtung (200, 500, 700, 800) nach Anspruch 7, wobei die zweite Achse am Einschubpunkt im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Achse liegt und im Wesentlichen tangential zur Objektfläche am Einschubpunkt ist.
Einschubführungsvorrichtung (200, 500, 700, 800) nach Anspruch 8, wobei eine Ausrichtung der ersten Achse und der zweiten Achse außerdem um eine dritte Achse, welche am Einschubpunkt senkrecht zu der Objektfläche liegt, justierbar ist.
Einschubführungsvorrichtung (200, 500, 700, 800) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die wenigstens eine Befestigungsvorrichtung (230, 730, 830) dafür geeignet ist, an einer Referenzmarkierungshalterung (650) befestigt zu werden.
Einschubführungsvorrichtung (200, 500, 700, 800) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die wenigstens eine Befestigungsvorrichtung (230, 730, 830) einen Großteil der Einschubführungsvorrichtung (200, 500, 700, 800) in einem Abstand über der Objektfläche anordnet.
Einschubführungsvorrichtung (200, 500, 700, 800) nach Anspruch 11, wobei die wenigstens eine Befestigungsvorrichtung (230, 730, 830) das Objekt entlang einer Linie berührt.
Einschubführungsvorrichtung (200, 500, 700, 800) nach Anspruch 11, wobei die wenigstens eine Befestigungsvorrichtung (230, 730, 830) das Objekt an einem Kegelstumpfabschnitt berührt.
Einschubführungsvorrichtung (200, 500, 700, 800) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei wenigstens ein Abschnitt der Einschubführungsvorrichtung ein im Wesentlichen transparentes Material beinhaltet.
Einschubführungsvorrichtung (200, 500, 700, 800) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, welche eine Zentrierungsführung (270) umfasst, die anzeigt, wann der Einschubpunkt innerhalb einer Öffnung in einem Objekt im Wesentlichen zentriert ist.
Einschubführungsvorrichtung (200, 500, 700, 800) nach Anspruch 15, wobei die Zentrierungsführung (270) beinhaltet: einen Abschnitt mit einem ersten Durchmesser, wobei dieser eine enge Toleranzpassung mit dem Einschubführungsabschnitt aufweist; und einen Abschnitt mit einem zweiten Durchmesser, wobei dieser eine enge Toleranzpassung mit einer Größe der Öffnung in dem Objekt aufweist.
Einschubführungsvorrichtung (200, 500, 700, 800) nach Anspruch 15 oder 16, welche außerdem beinhaltet: eine erste Justierungsvorrichtung (250, 750), wobei ein erster Winkel der Führungsachse (222, 502, 503, 802) um eine erste Achse, welche durch den Einschubpunkt führt, justierbar ist; und eine zweite Justierungsvorrichtung (260, 760), wobei ein zweiter Winkel der Führungsachse (222, 502, 503, 802) um eine zweite Achse, welche durch den Einschubpunkt führt, justierbar ist.
Verfahren zur Herstellung einer Einschubführungsvorrichtung (200, 500, 700, 800) nach Anspruch 1, umfassend: Bilden einer Grundeinheit (210, 510, 710, 810); Koppeln eines Einschubführungsabschnitts mit der Grundeinheit (210, 510, 710, 810), wobei der Einschubführungsabschnitt eine Führungsachse (222, 502, 503, 802) aufweist, welche geeignet ist, eine Objektfläche an einem Einschubpunkt zu schneiden; Koppeln wenigstens einer Befestigungsvorrichtung (230, 730, 830) mit der Grundeinheit (210, 510, 710, 810), wobei die Befestigungsvorrichtung (230, 730, 830) zum Befestigen an einem Objekt geeignet ist; und Koppeln einer Einschubpunkt-Justierungsvorrichtung (240, 740, 840) zwischen der Grundeinheit (210, 510, 710, 810) und dem Objekt, wobei eine Lage des Einschubpunktes innerhalb der Objektfläche justierbar ist; wobei der Einschubführungsabschnitt (220, 520, 720, 820) um eine Achse, welche durch den Einschubpunkt führt, justierbar ist, während der Einschubpunkt feststehend bleibt.
Verfahren nach Anspruch 18, außerdem beinhaltend: Bilden einer ersten Winkeljustierungsvorrichtung (250, 750), wobei ein erster Winkel der Führungsachse (222, 502, 503, 802) um eine erste Achse, welche durch den Einschubpunkt führt, justierbar ist; und Bilden einer zweite Winkeljustierungsvorrichtung (260, 760), wobei ein zweiter Winkel der Führungsachse (222, 502, 503, 802) um eine zweite Achse, welche durch den Einschubpunkt führt, justierbar ist.
Verfahren nach Anspruch 19, welches außerdem das Koppeln einer Verriegelungsvorrichtung (722) mit der ersten Winkeljustierungsvorrichtung (750) und mit der zweiten Winkeljustierungsvorrichtung (760) beinhaltet, wobei die Verriegelungsvorrichtung (722) den ersten Winkel der Führungsachse (222, 502, 503, 802) und den zweiten Winkel der Führungsachse (222, 502, 503, 802) gleichzeitig feststellt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, welches außerdem das Koppeln einer Zentrierungsführung (270) mit der Einschubführungsvorrichtung (200, 500, 700, 800) beinhaltet, wobei die Zentrierungsführung (270) anzeigt, wann der Einschubpunkt innerhalb einer Öffnung in einem Objekt im Wesentlichen zentriert ist.
Verfahren nach jedem beliebigen der Ansprüche 18 bis 21, wobei das Koppeln von wenigstens einer Befestigungsvorrichtung (230, 730, 830) mit der Grundeinheit (210, 510, 710, 810) das Koppeln von wenigstens einer Befestigungsvorrichtung (230, 730, 830) mit der Grundeinheit (210, 510, 710, 810), welche einen Großteil der Einschubführungsvorrichtung (200, 500, 700, 800) in einem Abstand über der Objektfläche anordnet, beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Koppeln von wenigstens einer Befestigungsvorrichtung (230, 730, 830) mit der Grundeinheit (210, 510, 710, 810) das Koppeln von wenigstens einer Befestigungsvorrichtung (230, 730, 830) mit der Grundeinheit (210, 510, 710, 810), welche das Objekt entlang einer Linie berührt, beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Koppeln von wenigstens einer Befestigungsvorrichtung (230, 730, 830) mit der Grundeinheit (210, 510, 710, 810) das Koppeln von wenigstens einer Befestigungsvorrichtung (230, 730, 830) mit der Grundeinheit (210, 510, 710, 810), welche das Objekt an einem Kegelstumpfabschnitt berührt, beinhaltet.