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Dokumentenidentifikation DE102005029002B4 26.06.2008
Titel Verfahren und Vorrichtung zur berührenden Messung einer Kraft
Anmelder Universität Oldenburg, 26129 Oldenburg, DE
Erfinder Hein, Andreas, Prof.Dr.-Ing.Dipl.-Ing., 26133 Oldenburg, DE;
Lenze, Carsten, Dipl.-Ing., 26129 Oldenburg, DE
Vertreter Scheffler, J., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 30171 Hannover
DE-Anmeldedatum 21.06.2005
DE-Aktenzeichen 102005029002
Offenlegungstag 28.12.2006
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 26.06.2008
Veröffentlichungstag im Patentblatt 26.06.2008
IPC-Hauptklasse G01L 1/04(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse A61B 19/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   A61B 5/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein zum Einsatz im Kranken- oder Pflegebereich bestimmtes Verfahren zur berührenden Messung einer auf einen entgegen einer Rückstellkraft beweglichen Kraftaufnehmer wirkenden Kraft. Weiterhin betritt die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Zur Messung von Kräften ist es aus dem Stand der Technik bereits allgemein bekannt, die Verformung eines Verformungskörpers als Abstandsänderung messtechnisch zu erfassen und daraus die Verformungskraft zu berechnen. Beispielsweise wird bei einer einfachen Federwaage die Verformung einer Feder und die damit verbundene Positionsänderung erfasst und mittels der vorbekannten Federkonstante auf die wirkende Kraft geschlossen.

Solche Federwaagesysteme sind beispielsweise durch die DE 329 915 C bekannt. Durch die auftretende Kraft wird eine das Verformungselement bildende Feder über eine Strecke ausgelenkt, so dass die Auslenkung als Abstandsänderung durch ein Zeigersystem ausgelesen werden kann.

Die FR 2 830 743 A1 betrifft bereits ein zum Einsatz im Kranken- oder Pflegebereich bestimmtes Positionsmessverfahren, bei dem die jeweilige Raumposition eines Tasters erfasst wird. Der Taster umfasst einen ergonomisch ausgeformten Hauptkörper, die es dem Chirurgen gestattet, den Hauptkörper mit einer Hand zu halten. Der Hauptkörper 2 ist starr und hohl, um ein Verbindungsmittel aufzunehmen, das aus einem Stab und einem Tastkopf besteht, während das andere Ende ein Erfassungselement mit drei Markern umfasst. Eine Druckfeder umschließt den Stab und ist in dem Hauptkörper abgestützt und führt dazu, dass in einer Ruheposition einer der Marker innerhalb eines hohlen Endabschnittes des Hauptkörpers liegt. In dieser Position kann die Position nicht gemessen werden. In einer Aktivposition verschiebt der Chirurg den Hauptkörper entgegen der Rückstellkraft der Druckfedern, indem der Tastkopf gegen einen Knochen angelegt wird. Dadurch sind alle Marker des Erfassungselementes sichtbar, so dass die Positionsmessungen durchgeführt werden kann. Eine Messung ist somit nur dann möglich, wenn der Tastkopf gegen den Knochen anliegt.

Weiterhin sind durch die US 29 20 880 A und die DD 280 820 A1 Verfahren zur Kraftmessung mittels Dehnungsmesstreifen bekannt. Diese Verfahren gestatten die Erfassung geringster Verformungen zur Bestimmung der einwirkenden Kraft. Es ist ein elektrischer Aufbau und Anschluss an eine Steuereinheit erforderlich.

Weiterhin bezieht sich auch die DE 38 26 225 A1 auf einen Verformungskörper, welcher der Bestimmung der auftretenden Kraft aufgrund einer Längenänderung dient. Eine Längenmesseinrichtung ist dabei an dem Verformungskörper befestigt.

Aus der DE 38 43 121 A1 ist das Prinzip der Kraftmessung durch optische Effekte innerhalb des Verformungselementes bekannt. Die Laufzeit des in den Verformungskörpers eingekoppelten Lichtes wird hierzu ermittelt. Als Lichtquelle eignen sich unter anderem Laserdioden, thermische Lichtquellen oder Lichtdioden. Die gemessene Laufzeit steht in einem bekannten Verhältnis zur Verformung aus der sich die einwirkende Kraft ableiten lässt.

Die DE 41 32 110 A1 beschreibt ein Messverfahren, bei dem durch Deformation eines durch eine Kraft beanspruchten Körpers die wirkende Kraft mit einem Interferometer bestimmt wird. Die Deformation des Körpers resultiert in der Beeinflussung eines Abstandes, welcher in Relation zu einem Referenzabstand gesetzt wird.

Die DE 101 17 403 A1 betrifft ein Verfahren und System zum minimalen Gewebeabtrag in der Medizin und Zahnmedizin. Um kontrolliert Gewebe präzise an der richtigen Stelle entfernen zu können, ist das Verfahren insbesondere für das kontrollierte Anordnen, Führen von Handstücken sowie die Zu- und Abschaltung der Effektorenergie in der Chirurgie und Zahnheilkunde zum optimalen Gewebeabtrag anwendbar. Hierzu wird vorzugsweise die Leistung, Form oder Lage des angeordneten oder geführten materialabtragenden Effektors so gesteuert oder geregelt, dass Kriterien möglichst optimal erfüllt werden können.

Als nachteilig erweist sich bei solchen Messverfahren, bei denen die gewonnenen Messdaten mittels einer Steuereinheit automatisiert erfasst werden, dass zur Messung der auftretenden Kräfte Sensoren in unmittelbarer Nähe des Patienten erforderlich sind. Insbesondere müssen bei den nach dem Stand der Technik bekannten Verfahren stromführende Leitungen zur Energieversorgung und Signalübermittlung in unmittelbarer Nähe am Körper des Patienten verlegt werden. Die Einwirkungen von Energiequellen in der Nähe des Patienten sind jedoch aufgrund der damit verbundenen potentiellen Risiken zu vermeiden und bedürfen zudem zusätzlicher Maßnahmen und damit eines erhöhten Aufwandes zur Sicherung des Patienten.

Weiterhin sind zusätzliche Kabel in der Nähe der Operations- oder Behandlungszone immer hinderlich und bedürfen zusätzlicher Maßnahmen und spezieller Materialien zur Gewährleistungen der Sterilität bei der Operation oder Behandlung.

Weiterhin ist es bereits aus der modernen Medizintechnik bekannt, optische Positions-Meßsysteme zur Operationsunterstützung, beispielsweise zur Navigation von Operationsinstrumenten einzusetzen. Das Prinzip beruht dabei insbesondere darauf, eine eindeutige Positionszuordnung von individuellen Patientendaten, beispielsweise CT-Daten, in Relation zu der Position der Operationsinstrumenten zu setzen und diese Relation zu visualisieren.

Die US 3 966 326 betrifft ein Verfahren zur Erfassung der Kontaktdruckverteilung über eine Oberfläche. Dabei werden die Druckkräfte über eine Druckübertragungsschicht punktweise und senkrecht auf eine fotoelastische Schicht übertragen, so dass die einzelnen Punkte in der Schicht Spannungen in deren Ebene erzeugen, wodurch sich die optischen Eigenschaften ändern. Diese Veränderung des reflektierten Lichtes wird mittels Bestrahlung durch polarisiertes Licht in Form von lnterferenzbildern sichtbar.

Die DE 100 54 282 A1 bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen der Position, Orientierung oder Verformung eines Objektes, bei welchem von einem oder mehreren an dem Objekt angeordneten Signalgebern elektromagnetische Signale ausgesendet werden. Die Signalgeber werden derart gesteuert, dass die einzelnen Signale voneinander unterscheidbar sind. Die Signale werden auf wenigstens einen zweidimensional auflösenden Lagedetektor projiziert und dort in zweidimensionale Lagekoordinaten umgewandelt und aus den Lagekoordinaten die Position, Orientierung und/oder Verformung des Objektes bestimmt wird.

Die US 2004/0158260 A1 bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kalibrieren eines zum Beispiel gebogenen oder nicht rotationssymmetrischen Elements oder Instruments, wie zum Beispiel eines Implantats, einer Führungshülse und/oder eines Halteelements. Dabei ist das Element oder Instrument mit mindestens einem Navigationselement verbunden und wird in mindestens zwei und bevorzugt mehreren unterschiedlichen Positionen an eine Kalibriervorrichtung angelegt. Die Kalibriervorrichtung weist eine oder mehrere Oberflächen auf, deren Verlauf oder räumliche Position bekannt ist. Die Kalibriervorrichtung kann beispielsweise eine Ebene sein, deren räumliche Position bekannt ist. Die räumliche Position des Elements oder Instruments kann zunächst an mindestens einem Punkt ermittelt werden, welcher mit dem mindestens einen Navigationselement verbunden ist. Wird das Element oder Instrument auf die Ebene gelegt und so über die Ebene bewegt oder gedreht, dass das Element oder Instrument immer mit mindestens einem Punkt auf der Ebene aufliegt, so kann eine Vielzahl von Messwerten ermittelt werden, aus welchen sich bei einer hinreichend großen Anzahl unterschiedlicher Anlagepositionen der Verlauf des gebogenen Elements oder Instruments bzw. dessen Geometrie ermitteln lässt.

Die WO 2004/016178 A2 bezieht sich allgemein auf ein optisches Messsystem, bei dem die jeweilige Raumposition eines Werkzeuges erfasst wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, durch welche die Messwerterfassung ohne zusätzliche Einwirkung einer elektrischen Energieversorgung oder Datenleitung auf den Patienten zu schaffen. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.

Die erstgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche 2 bis 10 betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Erfindungsgemäß ist also ein zum Einsatz im Kranken- oder Pflegebereich bestimmtes Verfahren zur berührenden Messung einer auf einen entgegen einer Rückstellkraft beweglichen Kraftaufnehmer wirkenden Kraft vorgesehen, bei dem eine Abstandsänderung des Kraftaufnehmers gegenüber der Aufnahme erfasst wird und mittels einer Steuereinheit die wirkende Kraft aufgrund vorbestimmter Parameter des Verformungselementes sowie der erfassten Abstandsänderung bestimmt wird, wobei die Abstandsänderung berührungslos mittels eines Positionsmessverfahrens automatisiert erfasst wird, indem die jeweilige Raumposition des Kraftaufnehmers und der Aufnahme erfasst werden, wobei zur Bestimmung elastischer Eigenschaften eines Körpers, insbesondere des Körpergewebes, der Kraftaufnehmer gegen die Oberfläche angelegt und die durch die Einwirkung der Kraft bedingte geänderte Position des Kraftaufnehmers auf dem elastisch verformten Körper erfasst und die auf das Gewebe eines Patienten wirkende Kraft bestimmt wird. Auf diese Weise wird die Position des Kraftaufnehmers relativ zu dem Patienten sowie zu den Operationsinstrumenten ermittelt und bedarfsweise für den Operateur visualisiert. Der Körperbereich der Krafteinwirkung kann dadurch zuverlässig erfasst und nachfolgende Messungen an derselben Stelle mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden. Hierzu wird die auf das Gewebe eines Patienten wirkende Kraft bestimmt, um aufgrund der Messung eine eindeutige Identifikation von Organen und Geweben aufgrund der charakteristischen elastischen Eigenschaften zu realisieren. Die Bestimmung der Elastizität des Gewebes wird dadurch erstmals praktisch möglich, weil eine plastische Verformung der erfassenden Körperregion unterbleibt und dadurch insbesondere eine unerwünschte Traumatisierung vermieden wird. Die Verlagerung des Kraftaufnehmers aufgrund der einwirkenden Kraft kann dabei in einfacher Weise zur Bestimmung der Elastizität herangezogen werden, indem einerseits die Abstandsänderung des Verformungselementes gegenüber der Aufnahme zur Bestimmung der Kraft herangezogen wird und die Positionsänderung des Kraftaufnehmers aufgrund der Krafteinwirkungen als Wegstrecke bestimmt werden, die auf der Basis der zuvor ermittelten Kraft zur Bestimmung der Elastizität dient.

Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass eine unerwünschte Übertragung elektrischer Energie oder eines elektrischen Feldes auf den Patienten, ebenso wie in der Nähe des Patienten positionierte und zu sterilisierende Leitungen und elektrische Bauelemente dann vermieden werden können, wenn die Abstandsänderung mittels eines Bildverarbeitungssystemes automatisiert erfasst wird. Diese Bilderfassung erfordert lediglich einen Sichtkontakt zwischen dem im Operationsbereich eingesetzten Kraftaufnehmer und der Kamera, wobei die Kamera außerhalb des Operationsgebietes positioniert wird. Der Kraftaufnehmer kann dabei beispielsweise in ein Instrument integriert werden, um so den konstruktiven Aufwand gering zu halten. Die hierzu erforderlichen Elemente erfordern keinerlei Energieversorgung, sondern beruhen auf dem an sich bekannten Prinzip der Federwaage. Die zur Bestimmung der Kraft erforderlichen Parameter des Verformungskörpers, insbesondere der Federkonstante, sind in einem Datenspeicher der Steuereinheit abgelegt. Die einwirkende Kraft kann so in Echtzeit ermittelt und beispielsweise auf einem Monitor visualisiert werden. Neben optischen Messverfahren kann die Abstandsänderung alternativ oder ergänzend auch mittels eines elektromagnetischen Messverfahrens erfasst werden.

Gemäß einer weiteren, ebenfalls besonders vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die von einem Operateur auf ein Instrument übertragene Kraft bestimmt, um so einerseits die Kraftübertragung auf das Instrument und dadurch auf den Patienten zu erfassen und ein Signal für den Operateur beispielsweise als Kontrollgröße zu erstellen. Andererseits wird die von dem Operateur auf das Instrument übertragene Kraft als Steuerungs- oder Regelgröße für das Instrument oder weitere Einrichtungen verwendet, so dass der Operateur aufgrund der von ihm aufgebrachten Kraft das Instrument steuern kann. Die Kraftmessung ermöglicht eine einfache Steuerung durch den hierzu beispielsweise als Joystick ausgeführten Kraftaufnehmer während der Operation. Bei interaktiven Robotersystemen werden solche Joysticks für eine Nullkraftreglegung eingesetzt. Der Benutzer übt zuerst eine Kraft auf das System aus, bevor sich das System in die Richtung der aufgebrachten Kraft bewegt.

Sobald die Kraft durch die Bewegung des Roboters ausgeglichen ist, kommt der Roboter zum Stillstand.

Zudem kann aufgrund der erfassten Raumposition des Kraftaufnehmers eine unzulässige Abweichung der ermittelten Kraft von einem insbesondere positionsabhängigen Referenzwert, insbesondere Erfahrungswert ermittelt werden, so dass ein eine maximale Belastung überschreitender Wert bezogen auf eine bestimmte Körperregion des Patienten zuverlässig ausgeschlossen ist. Der Referenzwert kann hierzu beispielsweise aus anatomischen Daten gewonnen werden.

Weiterhin erweist es sich als besonders zweckmäßig, wenn die Bewegungsrichtung der Relativbewegung des Kraftaufnehmers gegenüber dem Aufnehmer erfasst wird, um so die Wirkrichtung der Kraft in einfacher Weise erfassen und visualisieren zu können. In Verbindung mit einem Instrument kann so der Operationsfortschritt überwacht werden.

Die zweitgenannte Aufgabe, eine zum Einsatz im Kranken- oder Pflegebereich bestimmte Vorrichtung zur berührenden Messung einer auf einen Kraftaufnehmer wirkenden Kraft, mit einer Aufnahme für ein elastisches Verformungselement zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, entgegen dessen Rückstellkraft der Kraftaufnehmer beweglich ist, wird gelöst indem der Kraftaufnehmer sowie die Aufnahme mit jeweils einer Referenzmarkierung zur Erfassung einer Abstandsänderung ausgestattet sind und mit einer Steuereinheit zur Bestimmung der wirkenden Kraft aufgrund vorbestimmter Parameter, insbesondere die Verformungseigenschaften des Verformungselementes sowie der erfassten Abstandsänderung, wobei die Position und die Orientierung der Referenzmarkierungen berührungslos mittels eines Positionsmessverfahrens, insbesondere mittels einer Kamera eines Bildverarbeitungssystems automatisiert erfassbar sind, wobei mittels der Vorrichtung die jeweilige Raumposition der Referenzmarkierungen erfassbar ist und der Kraftaufnehmer zur Erfassung der auf das Gewebe eines Patienten wirkenden Kraft bestimmt ist. Die Referenzmarkierungen ermöglichen dabei eine automatisierte Erfassung mittels der Kamera, ohne dass hierzu ein manueller Eingriff erforderlich ist. Die Vorrichtung erfordert daher keine Energieversorgung im Bereich der Krafteinwirkung, so dass lediglich mechanische Bauelemente eingesetzt werden. Vielmehr erfordert die Bilderfassung lediglich einen Sichtkontakt zwischen dem im Operationsbereich eingesetzten Kraftaufnehmer und der Kamera, wobei die Kamera derart angebracht werden kann, dass eine Beeinträchtigung oder Behinderung des Patienten oder des Operateurs ausgeschlossen ist.

Weiterhin erweist es sich als besonders hilfreich, wenn die Referenzmarkierung nach dem Prinzip eines 3-Koordinatensystems aufgebaut ist, um so eine einfache Bestimmung der Raumposition der mit drei Einzelkoordinaten ausgestatteten Referenzmarkierung mittels einer einzigen Kamera zu ermöglichen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Abwandlung der Erfindung ist der Kraftaufnehmer zur Erfassung einer von einem Operateur auf ein Instrument übertragenen Kraft bestimmt, um so die Kraftübertragung des Operateurs als Steuergröße für Operationshilfsmittel nutzen zu können.

Dabei ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Abwandlung der Kraftaufnehmer in Richtung mehrerer Raumachsen beweglich, so dass beispielsweise der Betrag ebenso wie die Richtung einer ausgeübten Kraft als Steuergröße für eine Bewegung bestimmt werden kann. Beispielsweise bilden hierzu mehrere Verformungselemente eine X-Achse und eine Y-Achse eines Koordinatensystems.

Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt jeweils in einer Prinzipdarstellung in

1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zur berührenden Messung einer Kraft;

2 die in 1 gezeigte Vorrichtung in einer gegen einen elastischen Körper anliegenden Ausgangsposition;

3 die in 2 gezeigte Vorrichtung in einer gegen den elastisch verformten Körper anliegenden Messposition;

4 eine Seitenansicht einer weiteren Vorrichtung zur Messung einer Querkraft;

5 eine Draufsicht auf eine weitere Vorrichtung zur Bestimmung einer Betätigungskraft und deren Wirkrichtung;

6 eine Seitenansicht einer weiteren Vorrichtung zur Messung einer Krafteinwirkung in Richtung einer X-Achse und einer Z-Achse.

1 zeigt eine Seitenansicht einer Vorrichtung 1 zur berührenden Messung einer auf einen starren Körper 2 wirkenden Kraft F. Die Vorrichtung 1 hat ein als Federelement ausgeführtes elastisches Verformungselement 3, entgegen dessen Rückstellkraft ein Kraftaufnehmer 4 mit seiner Tastspitze 5 in einer Aufnahme 6 beweglich ist. Der Kraftaufnehmer 4 sowie die Aufnahme 6 sind mit jeweils einer Referenzmarkierung 7, 8 ausgestattet, deren Raumpositionen mittels einer Kamera 9 eines Bildverarbeitungssystems 10 automatisiert erfassbar sind. Auf diese Weise kann mittels einer nicht gezeigten Steuereinheit die relative Abstandsänderung &Dgr;s ermittelt werden und daraus auf der Basis der vorbekannten Federkonstante der Betrag der einwirkenden Kraft F bestimmt werden. Die Vorrichtung 1 erfordert daher weder eine Energieversorgung noch ein Datenkabel im Bereich der Krafteinwirkung, so dass lediglich mechanische Bauelemente im Operationsgebiet eingesetzt werden. Die eindeutige Bestimmung der Raumposition der Referenzmarkierungen 7, 8 erfolgt dabei nach dem Prinzip eines 3-Koordinatensystems durch die Position der Referenzmarkierungen 7, 8 im Raum.

Die 2 und 3 zeigen demgegenüber die in 1 gezeigte Vorrichtung 1 in einer gegen einen elastischen Körper 11 anliegenden Ausgangsposition einerseits und einer gegen den elastisch verformten Körper 11 anliegenden Messposition andererseits. Zusätzlich zu der Abstandsänderung &Dgr;s wird dabei die örtliche Verlagerung des Kraftaufnehmers 4 mit seiner Tastspitze 5 unter dem Einfluss der Krafteinwirkung als Positionsänderung &Dgr;d mittels der Referenzmarkierungen 7, 8 ermittelt. Mittels eines von der Steuereinheit automatisiert durchführbaren Berechnungsverfahrens wird dadurch ergänzend noch die Elastizität des Körpers 11 bestimmt, um so beispielsweise signifikant abweichende Gewebeeigenschaften zu erfassen.

Eine demgegenüber abgewandelte Vorrichtung 12 zur Messung einer Querkraft zeigt 4 in einer Seitenansicht. Der Kraftaufnehmer 13 ist dabei quer zu seiner Längsachse entgegen der Rückstellkraft jeweils eines beiderseits des Kraftaufnehmers 13 angeordneten, als Federelement ausgeführten Verformungselementes 14 beweglich. Der Kraftaufnehmer 13 sowie eine Aufnahme 15 sind jeweils mit der Referenzmarkierung 7, 8 zur automatisierten Erfassung einer Abstandsänderung mittels der Kamera 9 des Bildverarbeitungssystems 10 ausgestattet.

5 zeigt eine Draufsicht auf eine weitere als Joystick ausgeführte Vorrichtung 16 zur Bestimmung einer Betätigungskraft und deren Wirkrichtung. Hierzu hat die Vorrichtung 16 einen zentralen Kraftaufnehmer 17, welcher unter dem Einfluss einer Betätigungskraft relativ zu einer den Kraftaufnehmer 17 ringförmig einschließenden Aufnahme 18 beweglich ist. Hierzu sind vier als Federelemente ausgeführte Verformungselemente 19 mit einer insbesondere übereinstimmenden Federkonstante vorgesehen. Der Kraftaufnehmer 17 und die Aufnahme 18 sind jeweils mit der Referenzmarkierung 7, 8 zur Erfassung einer Abstandsänderung ausgestattet, deren Raumpositionen mittels der Kamera 9 des Bildverarbeitungssystems 10 automatisiert erfasst werden.

6 zeigt eine Seitenansicht einer weiteren Vorrichtung 20 zur Messung einer Krafteinwirkung in Richtung einer X-Achse quer zur Längsachse eines Kraftaufnehmers 21 und einer Y-Achse in Achsrichtung. Hierzu ist ein Kraftaufnehmer 21 durch drei Verformungselemente 22 mit einer Aufnahme 23 in Richtung der X-Achse und der Y-Achse beweglich verbunden, wobei die Referenzmarkierungen 7, 8 mittels der Kamera 9 des Bildverarbeitungssystems 10 erfasst werden.


Anspruch[de]
Ein zum Einsatz im Kranken- oder Pflegebereich bestimmtes Verfahren zur berührenden Messung einer auf einen entgegen einer Rückstellkraft beweglichen Kraftaufnehmer wirkenden Kraft, bei dem eine Abstandsänderung des Kraftaufnehmers gegenüber der Aufnahme erfasst wird und mittels einer Steuereinheit die wirkende Kraft aufgrund vorbestimmter Parameter des Verformungselementes sowie der erfassten Abstandsänderung bestimmt wird, wobei die Abstandsänderung berührungslos mittels eines Positionsmessverfahrens automatisiert erfasst wird, indem die jeweilige Raumposition des Kraftaufnehmers und der Aufnahme erfasst werden, wobei zur Bestimmung elastischer Eigenschaften eines Körpers, insbesondere des Körpergewebes, der Kraftaufnehmer gegen die Oberfläche angelegt und die durch die Einwirkung der Kraft bedingte geänderte Position des Kraftaufnehmers auf dem elastisch verformten Körper erfasst und die auf das Gewebe eines Patienten wirkende Kraft bestimmt wird. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsänderung mittels eines optischen Messverfahrens erfasst wird. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die die Abstandsänderung mittels einer Kamera eines Bildverarbeitungssystems erfasst wird. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsänderung mittels eines elektromagnetischen Messverfahrens erfasst wird. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von einem Operateur auf ein Instrument übertragene Kraft bestimmt wird. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Operateur auf das Instrument übertragene Kraft als Steuerungsgröße und/oder Regelgröße für das Instrument und/oder weitere Einrichtungen verwendet wird. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund der erfassten Raumposition des Kraftaufnehmers eine unzulässige Abweichung der ermittelten Kraft von einem insbesondere positionsabhängigen Referenzwert, insbesondere Erfahrungswert ermittelt wird. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsrichtung der Relativbewegung des Kraftaufnehmers gegenüber dem Aufnehmer erfasst wird. Eine zum Einsatz im Kranken- oder Pflegebereich bestimmte Vorrichtung (1, 12, 16, 20) zur berührenden Messung einer auf einen Kraftaufnehmer (4, 13, 17, 21) wirkenden Kraft (F), mit einer Aufnahme (6, 15, 18, 23) für ein elastisches Verformungselement (3, 14, 19, 22), entgegen dessen Rückstellkraft der Kraftaufnehmer (4, 13, 17, 21) beweglich ist, wobei der Kraftaufnehmer (4, 13, 17, 21) sowie die Aufnahme (6, 15, 18, 23) mit jeweils einer Referenzmarkierung (7, 8) zur Erfassung einer Abstandsänderung (&Dgr;s) ausgestattet sind und mit einer Steuereinheit zur Bestimmung der wirkenden Kraft (F) aufgrund vorbestimmter Parameter des Verformungselementes (3, 14, 19, 22) sowie der erfassten Abstandsänderung (&Dgr;s), wobei die Referenzmarkierungen (7, 8) berührungslos mittels eines Positionsmessverfahrens automatisiert erfassbar sind, wobei mittels der Vorrichtung (1, 12, 16, 20) die jeweilige Raumposition der Referenzmarkierungen (7, 8) erfassbar ist und der Kraftaufnehmer (4, 13, 21) zur Erfassung der auf das Gewebe eines Patienten wirkenden Kraft (F) bestimmt ist. Vorrichtung (1, 12, 16, 20) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzmarkierungen mittels einer Kamera (9) eines Bildverarbeitungssystems (10) erfassbar sind. Vorrichtung (1, 12, 16, 20) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzmarkierung (7, 8) nach dem Prinzip eines 3-Koordinatensystems aufgebaut ist. Vorrichtung (16) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftaufnehmer (17) zur Erfassung einer von einem Operateur auf ein Instrument übertragenen Kraft (F) bestimmt ist. Vorrichtung (16, 20) nach zumindest einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftaufnehmer (17, 21) in Richtung mehrerer Raumachsen (X-Achse, Y-Achse) beweglich ist.






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