DE102023206737A1

DE102023206737A1 - Lasertherapievorrichtung mit verbesserter Patientenpositionierung

Info

Publication number: DE102023206737A1
Application number: DE102023206737.4A
Authority: DE
Inventors: Karsten Festag; Gerard Antkowiak; Stephan Hunze
Original assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Current assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Priority date: 2023-07-16
Filing date: 2023-07-16
Publication date: 2025-01-16
Also published as: WO2025016828A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lasertherapievorrichtung (1), umfassend eine Gerätebasis (26), einen an der Gerätebasis (26) befestigten Applikationsarm (12) und eine Laserlichtquelle (28) zur Erzeugung von Therapiestrahlung (30), wobei der Applikationsarm (12) zumindest eine Arbeitsposition (32) aufweist, in welcher der Applikationsarm (12) ausgestaltet ist, die Therapiestrahlung (30) in einen Bearbeitungsbereich (22) zu leiten. Bekannte Lasertherapievorrichtungen (1) haben den Nachteil, dass eine Vorpositionierung (P1) bei inkorrekter Ausführung wiederholt werden muss und somit eine Vorbereitungszeit erhöht und den Patientenkomfort schmälert. Dies wird erfindungsgemäß verbessert, indem die Lasertherapievorrichtung (1) ferner eine Projektionseinheit (6) zur Vereinfachung einer Positionierung einer zu behandelnden Person (22b) bezüglich der Lasertherapievorrichtung (1) aufweist, und wobei die Projektionseinheit (6) ausgestaltet ist, eine Positioniermarke (20) derart zu projizieren, dass diese eine Position des Bearbeitungsbereichs (22) repräsentiert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lasertherapievorrichtung mit verbesserter Patientenpositionierung. Die Lasertherapievorrichtung umfasst eine Gerätebasis, einen an der Gerätebasis befestigten Applikationsarm und eine Laserlichtquelle zur Erzeugung von Therapiestrahlung, wobei der Applikationsarm zumindest eine Arbeitsposition aufweist, in welcher der Applikationsarm ausgestaltet ist, die Therapiestrahlung in einem Bearbeitungsbereich bereitzustellen.
Die Positionierung einer zu behandelnden Person (d.h. einer Patientin oder eines Patienten) ist ein entscheidender Aspekt der medizinischen Behandlung, vor allem beim Einsatz von medizinischen Geräten wie Lasertherapievorrichtungen. Die richtige Positionierung sorgt nicht nur für den Komfort und die Sicherheit der zu behandelnden Person, da unnötige Wartezeiten vermieden werden, sondern gewährleistet auch, dass die verwendete Lasertherapievorrichtung effektiv und effizient eingesetzt wird. Diese Offenbarung betrifft insbesondere die Vorpositionierung und die Feinpositionierung, welche vorbereitende Schritte der Feinstpositionierung einer zu behandelnden Person in Bezug auf eine Lasertherapievorrichtung darstellen. Alle Positionierungsschritte werden unter Positionierung zusammenge- und erfasst.
Im Allgemeinen kann eine Vorpositionierung durch eine Assistenzperson (kurz: Assistenz) erfolgen. Im einfachsten Fall kann die zu behandelnde Person durch die Assistenz auf einer Patientenliege zur Lasertherapievorrichtung bewegt werden. Eine manuelle Vorpositionierung kann fehlerbehaftet sein, wobei eine fehlerhafte Vorpositionierung dazu führen kann, dass die Position der Patientenliege korrigiert oder gar die Vorpositionierung wiederholt werden muss. Dies erhöht die notwendige Zeit zur Vorbereitung einer Operation (kurz: OP) und verringert den Patientenkomfort.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es somit Lösungen aus dem Stand der Technik zu verbessern, um eine Positionierung einer zu behandelnden Person genauer, sicherer und schneller durchzuführen.
Die Erfindung löst diese Aufgabe für die eingangs erwähnte Lasertherapievorrichtung durch Bereitstellung einer Projektionseinheit zur Vereinfachung einer Positionierung einer zu behandelnden Person bezüglich der Lasertherapievorrichtung, wobei die Projektionseinheit ausgestaltet ist, eine Positioniermarke derart zu projizieren, dass diese eine Position des Bearbeitungsbereichs (der Lasertherapievorrichtung) repräsentiert. Die Position des Bearbeitungsbereichs kann insbesondere die Lage des Bearbeitungsbereichs im Raum und deren Orientierung umfassen.
Eine solche Positioniermarke ermöglicht eine einfache und vor allem rasche Vorpositionierung der zu behandelnden Person. Da die Positioniermarke den Bearbeitungsbereich repräsentiert, kann die zu behandelnde Person, insbesondere ein zu behandelnder Bereich der zu behandelnden Person (z.B. ein Auge) durch eine Bewegung der zu behandelnden Person zur Positioniermarke vorpositioniert werden. Bevorzugt erfolgt eine Positionierung durch eine Bewegung der zu behandelnden Person zur Lasertherapievorrichtung, wobei es erfindungsgemäß irrelevant ist, ob sich die zu behandelnde Person zur Lasertherapievorrichtung oder die Lasertherapievorrichtung zur behandelnden Person bewegt. Erfindungsgemäß kann sich auch lediglich ein Teil der Lasertherapievorrichtung bezüglich der zu behandelnden Person bewegen, beispielsweise ein Gerätekopf. Auch eine kombinierte Bewegung der zu behandelnden Person (zum Beispiel mittels einer Patientenliege) und der Lasertherapievorrichtung oder Teilen derselben ist denkbar. Maßgeblich ist eine relative Bewegung zwischen der zu behandelnden Person und der Lasertherapievorrichtung.
Die erfindungsgemäße Lasertherapievorrichtung kann durch weitere, im Folgenden näher beschriebene spezifische Ausgestaltungen verbessert werden. Merkmale der weiteren Ausgestaltungen sind jeweils für sich allein genommen vorteilhaft und können beliebig miteinander kombiniert und/oder weggelassen werden. Sofern die Ausgestaltungen Verfahrensschritte zur Beschreibung heranziehen, sind diese auf die entsprechende Vorrichtung übertragbar. D.h., dass die entsprechende Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lasertherapievorrichtung ausgeführt ist, einen beschriebenen Verfahrensschritt durchzuführen. Wenn ein Ablauf verschiedener Verfahrensschritte angegeben ist, so bedeutet dies, dass die entsprechende Lasertherapievorrichtung ausgestaltet ist, den Ablauf dieser Verfahrensschritte repräsentierende Steuerdaten zu generieren und/oder zu speichern und/oder zu verarbeiten.
Der Applikationsarm kann in einer Ausgestaltung bewegungsstarr am Gerätekopf befestigt sein. Der Applikationsarm kann in einer weiteren Ausgestaltung vorteilhafterweise beweglich am Gerätekopf befestigt sein. Insbesondere bei Verwendung von derartigen Lasertherapievorrichtungen mit vom Bearbeitungsbereich weg beweglichem (z.B. wegklappbarem oder wegschwenkbarem oder wegdrehbarem) Applikationsarm ist die Vorpositionierung mit einer gewissen Unsicherheit behaftet, da sich der Applikationsarm als mögliche Orientierung nicht in der Nähe, d.h. nicht über dem Bearbeitungsbereich befindet. Bei bewegungsstarrem Applikationsarm kann dieser selber die Sicht einer behandelnden Person einschränken oder blockieren und eine Grob- bzw. Vorpositionierung erschweren. Bei fehlerhafter Vorpositionierung, die eventuell erst festgestellt wird, wenn der Applikationsarm zum Bearbeitungsbereich bewegt wurde, muss die Position der Patientenliege korrigiert oder gar die Vorpositionierung wiederholt werden. Dies erhöht die notwendige Zeit zur Vorbereitung einer OP und schmälert den Patientenkomfort aufgrund vermeidbarer Wartezeiten.
Erfindungsgemäß kann die zu behandelnde Person, insbesondere ein zu behandelnder Bereich der zu behandelnden Person (beispielsweise ein Auge) durch eine Bewegung der zu behandelnden Person zur Positioniermarke vorpositioniert werden, ohne dass sich der Applikationsarm (als mögliche Orientierung für die Assistenz) hierzu am bzw. über dem Bearbeitungsbereich befinden muss.
Eine Arbeitsposition ist eine Position des Applikationsarms, in welcher eine Bearbeitung zuverlässig im Bearbeitungsbereich durchführbar ist. Diese Arbeitsposition wird vom Applikationsarm bevorzugt nur zeitweise, d.h. nicht permanent eingenommen, vielmehr ist der Applikationsarm bevorzugt erst nach erfolgter Vorpositionierung in die Arbeitsposition positionierbar. Der Bearbeitungsbereich kann ein 2-dimensionaler oder 3-dimensionaler Bereich sein, in welchem eine Behandlung stattfinden kann.
Die Projektionseinheit kann sowohl optische Elemente zur eigentlichen Projektion der Positioniermarke als auch Steuerelemente zur Ansteuerung umfassen. Teilweise können optische Elemente sowohl der Projektionseinheit als auch anderen strahlführenden Einheiten der Lasertherapievorrichtung zugeordnet sein, so dass optische Elemente eine Doppel- oder Mehrfachfunktion innehaben können. Die erfindungsgemäße Projektionseinheit kann somit bereits in der Lasertherapievorrichtung vorgesehene optische Element mit verwenden. Die Projektionseinheit umfasst bevorzugt eine Lichtquelle und/oder eine die Positioniermarke anzeigende Anzeigevorrichtung und optische Elemente zur Abbildung der Lichtquelle bzw. der von der Anzeigevorrichtung angezeigten Positioniermarke. Eine Steuerung der Projektionseinheit kann mittels Software, mittels Hardware oder mittels einer Kombination von Software und Hardware erfolgen. Rein beispielhaft und nicht einschränkend können zur Steuerung FPGAs, eine separate Software, oder ein separates Softwaremodul verwendet werden.
Unter einen „Bearbeitungsbereich repräsentieren“ ist zu verstehen, dass die projizierte Positioniermarke den Ort des Bearbeitungsbereichs markiert, d.h., dass die Positioniermarke so abgebildet wird, dass die Abbildung im Bearbeitungsbereich stattfindet bzw. die Abbildung der Positioniermarke den Bearbeitungsbereich umschließt und für einen weiteren Positionierungsverlauf (d.h. für eine Abfolge nachfolgender Positionierungsschritte) die Basis für eine hinreichend genaue Fein- und Feinstpositionierung bilden kann. Da der Bearbeitungsbereich durch die Lasertherapievorrichtung und deren geometrischen Aufbau, zum Beispiel Länge und Lage des Applikationsarms bzw. eines an diesem angebrachten Laseraustritts, bestimmt wird, ist eine Lage des Bearbeitungsbereichs relativ zur Lasertherapievorrichtung bekannt. Diese Lage wird durch die Positioniermarke kenntlich gemacht bzw. repräsentiert.
Die Projektionseinheit kann ausgestaltet sein, die Positioniermarke auf einer beliebigen Projektionsfläche zu projizieren, wobei es sich bei der Projektionsfläche beispielsweise um eine Patientenliege, eine auf der Patientenliege angeordnete Auflage, eine sterile Abdeckung der zu behandelnden Person oder die zu behandelnde Person selbst handeln kann. Die Projektion ist auch auf einem Testobjekt möglich, welches verwendet werden kann, um die Positionierung der erfindungsgemäßen Projektionseinheit der Lasertherapievorrichtung auf korrekte Funktion zu überprüfen. Die Vorpositionierung kann eine Relativbewegung zwischen dem zu bearbeitendem Bereich der zu behandelnden Person und der auf der Projektionsfläche projizierten Positioniermarke umfassen, bevorzugt kann diese Relativbewegung so lange erfolgen, bis sich die Positioniermarke auf dem zu behandelnden Bereich oder sich der zu behandelnde Bereich innerhalb der Positioniermarke befindet.
Da die Projektion der Positioniermarke entlang eines Projektionsstrahlengangs erfolgt, kann die Lage der Positioniermarke auf einen vorbestimmten Bereich entlang dieses Projektionsstrahlengangs, d.h. auf einen vorbestimmten Bereich einer z-Koordinate (die entlang des Projektionsstrahlenganges gemessen wird) begrenzt sein. Bei Betrachtung entlang des Projektionsstrahlengangs kann eine Höhe dieser Lage bevorzugt jener Höhe über dem Fußboden entsprechend, die ein Auge einer zu behandelnden Person auf einer Patientenliege aufweist. Diese Betrachtung gilt selbstverständlich auch für beide Augen einer zu behandelnden Person oder einen anderen zu behandelnden Bereich einer zu behandelnden Person.
Die Erfindung kann ferner auch die Positionierung einer zu behandelnden Person ermöglichen, welche abgesehen vom zu behandelnden Bereich steril abgedeckt ist. Zur sterilen Abdeckung können beispielweise Vliesstoff oder wasserfeste Folien verwendet werden, welche Ausschnitte oder Aussparungen aufweisen können. Diese Aussparungen können den Zugang zum zu behandelnden Bereich ermöglichen. Auch auf solchen sterilen Abdeckungen kann die Positioniermarke projiziert werden. Erläuterungen, welche die Projektion der Positioniermarke auf dem Gesicht einer zu behandelnden Person betreffen sind somit auch auf eine mit einer sterilen Abdeckung abgedeckte zu behandelnde Person übertragbar, wobei hier die Projektion auf der Abdeckung erfolgt. Rein beispielhaft kann eine sterile Abdeckung in Form einer Maske oder eines Abdecktuchs ausgeführt sein. Eine sterile Abdeckung kann beispielsweise jene Bereiche des Kopfes abdecken, in denen keine Bearbeitung erfolgen soll und einen Bereich von rein beispielhaft ca. 4cm mal 4cm für den zu behandelnden Bereich, beispielsweise das Auge oder die Augen mit Symmetrielinien für ein Zentrum des Auges umfasst.
Wird die Positioniermarke auf eine Fläche projiziert, die sich auf einer anderen, von der Höhe des zu behandelnden Bereiches abweichenden Höhe, d.h. entlang des Projektionsstrahlenganges an einer z-Position befindet, so kann dies durch eine inkorrekt oder nicht erkennbar projizierte Positioniermarke ersichtlich sein. Eine solche inkorrekt oder nicht erkennbar projizierte Positioniermarke kann den Zustand einer unzureichenden oder fehlerhaften Höhenpositionierung der zu behandelnden Person repräsentieren.
Im Allgemeinen kann eine Patientenliege jedoch eine Höhe aufweisen, welche ohne oder gegebenenfalls mit einer Auflage für den Kopf der zu behandelnden Person ein Auge einer zu behandelnden Person in der für eine Behandlung durch die Lasertherapievorrichtung korrekten Höhe lagert.
Die Projektionseinheit kann erfindungsgemäß an der Gerätebasis und/oder am Gerätekopf und/oder am Applikationsarm austausch- und lösbar oder nicht-austauschbar und nicht lösbar befestigt angebracht sein. Die Projektionseinheit kann beispielsweise zwei- oder mehrteilig aufgebaut sein. Beispielsweise können zwei (oder drei oder mehr) Lichtquellen mit entsprechenden optischen abbildenden Elementen vorhanden sein, deren Strahlengänge sich im Bearbeitungsbereich kreuzen. Drei sich kreuzende Strahlengänge können eine korrekte Position des Bearbeitungsbereiches in den drei Raumrichtungen x, y und z definieren. Die Positioniermarke kann in einer weiteren Ausgestaltung aus zwei (oder drei oder mehr) sich im Bearbeitungsbereich kreuzenden Teilprojektionen bestehen, so dass anhand einer Überdeckung der beiden (oder drei oder mehr) Teilprojektionen erkennbar ist, ob sich der zu bearbeitende Bereich der zu behandelnden Person im Bearbeitungsbereich befindet.
In dieser Ausgestaltung ist es ferner möglich, dass beide (oder die drei oder mehr) Teilprojektionen Parallelprojektionen sind, die keinen Fokusbereich aufweisen. Somit kann es möglich sein, die Vorpositionierung initial gemäß einer vom Applikationsarm aus projizierten ersten Teilprojektion durchzuführen, d.h. die Patientenliege mit einem Kopfende zur am Boden projizierten ersten Teilprojektion zu bewegen. Sobald die Patientenliege in den Strahlengang der ersten Teilprojektion bewegt wurde, befindet diese sich idealerweise auch im Strahlengang der zweiten (optional auch der dritten oder in weiteren) Teilprojektion(en), so dass diese zweite (optional auch die dritte oder weitere) Teilprojektion(en) auf der Patientenliege projiziert wird(werden). Die zu behandelnde Person, genauer der zu behandelnde Bereich, beispielsweise die Augen, kann dann mittels beider Teilprojektionen so positioniert werden, dass sich dieser zu behandelnde Bereich innerhalb der Projektionsmarke, d.h. innerhalb beider (optional innerhalb der drei oder innerhalb aller) überlagerter Teilprojektionen befindet.
Sollten nach dieser Einstellung die beiden (oder drei oder mehr) Teilprojektionen noch nicht in Überdeckung sein, so kann dies bedeuten, dass eine Korrektur der Höhe der Patientenliege notwendig ist. Sobald diese erfolgt ist, kann gegebenenfalls eine nachfolgende erneute Positionierung bezüglich des zu bearbeitenden Bereichs bezüglich der Projektionsmarke notwendig sein.
Die Ausgestaltung der Projektionseinheit mit sich überkreuzenden Teilprojektionen hat somit den Vorteil, dass basierend auf einem Winkel zwischen den Strahlengängen der Teilprojektionen der Bearbeitungsbereich repräsentiert werden kann. Durch die sich kreuzenden Strahlengänge der Teilprojektionen ist somit eine dreidimensionale Lage des Bearbeitungsbereiches repräsentierbar ohne eine Divergenz oder Konvergenz des Lichts der Positioniermarke beeinflussen zu müssen. Somit ist durch eine Änderung des Winkels der Strahlengänge der Teilprojektionen zueinander die gesamte Lasertherapievorrichtung auf verschiedene Pateientenliegen unterschiedlicher Höhe einstellbar und somit liegenunabhängig.
In einer bevorzugten Ausgestaltung kann der Applikationsarm ferner eine Ruheposition aufweisen bzw. in dieser positionierbar sein. In dieser Ruheposition kann der Applikationsarm vom Bearbeitungsbereich weggeschwenkt oder weggeklappt bzw. allgemein wegbewegt sein, beispielsweise in einer kombinierten Schwenk-Klapp-Bewegung. Insbesondere kann die Projektionseinheit ausgestaltet sein, die Positioniermarke zu projizieren, wenn sich der Applikationsarm in der Ruheposition befindet. Dies ist vorteilhaft, da somit eine Vorpositionierung genau dann ermöglicht wird, wenn der vom Bearbeitungsbereich wegbewegte Applikationsarm eine Bewegung der Patientenliege erleichtert, da der unter Umständen benötigte Raum zum Bewegen der Patientenliege vom Applikationsarm freigegeben ist. Insbesondere kann der zu bearbeitende Bereich der zu behandelnden Person vorteilhafter Weise von allen Richtungen zugänglich sein. Die Projektionseinheit ermöglicht trotz des vom Bearbeitungsbereich weg bewegten und somit nicht als (visuelle) Referenz nutzbaren Applikationsarms dennoch eine Vorpositionierung der Patientenliege.
Vorstehend wurde bereits ausgeführt, wie eine Vorpositionierung erfolgen kann, wenn die Positioniermarke (noch) nicht auf der Patientenliege projiziert ist. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Projektionseinheit zusätzlich oder alternativ ausgestaltet sein, eine weitere Positioniermarke zu projizieren, wobei die Positioniermarke eine Projektionsentfernung aufweisen kann, die geringer ist als eine weitere Projektionsentfernung der weiteren Positioniermarke.
Als Projektionsentfernung kann eine Entfernung der Positioniermarke zur Projektionseinheit verstanden werden, in welcher eine projizierte Positioniermarke deutlich projiziert ist. Eine deutliche Projektion kann in einer Ausgestaltung als eine scharfe Projektion verstanden werden, d.h., dass die Positioniermarke in der Projektionsentfernung scharf abgebildet wird, wohingegen sie in einer Entfernung kleiner oder größer als die Projektionsentfernung nicht mehr scharf abgebildet wird.
Unter einer scharfen Abbildung kann somit verstanden werden, dass eine Projektion der Positioniermarke und/oder der weiteren Positioniermarke es ermöglicht, diese für unterschiedliche Projektionsentfernungen zu unterscheiden. Unter dem Begriff scharf kann somit verstanden werden, dass die Positioniermarke und/oder die weitere Positioniermarke nicht verwaschen oder nicht verschwommen bzw. als ein deutlich erkennbar projiziertes vorab festgelegtes Muster dargestellt und wahrgenommen werden kann.
Die Abbildung der Positioniermarke kann als scharf verstanden werden, solange sie innerhalb der Schärfentiefe erfolgt. Mit anderen Worten ist die Projektionsentfernung nicht als eine exakt festgelegte Entfernung zu verstehen, sondern als ein Bereich einer Entfernung. Dieser Bereich kann eine Ausdehnung von mehreren Millimetern bis hin zu Zentimetern haben, so dass erfindungsgemäß eine Positionierung einer zu behandelnden Person unabhängig von deren Größe erfolgen kann. Beispielsweise können Personen mit unterschiedlichen Kopfgrößen für eine Augen-OP unabhängig von der Kopfgröße gleichermaßen positioniert werden. Optional kann sich die Positioniermarke und/oder die weitere Positioniermarke aus jeweils zwei Teilprojektionen, wie vorstehend beschrieben, zusammensetzen.
In einer weiteren Ausgestaltung kann die Positioniermarke und/oder die weitere Positioniermarke eine Parallelprojektion sein. Die weitere Positioniermarke unterscheidet sich bevorzugt in Form und/oder Größe von der Positioniermarke, so dass eine Verwechslung der Positioniermarke mit der weiteren Positioniermarke auch dann vermieden werden kann. Eine weitere Möglichkeit zur Unterscheidung der Positioniermarke von der weiteren Positioniermarke ist die Verwendung unterschiedlicher spektraler Anteile des Lichts, also unterschiedliche wahrnehmbarer Farben der Positioniermarke und der weiteren Positioniermarke.
Die einzelnen Elemente der Positioniermarke wie beispielsweise Linien können aus Substrukturen aufgebaut sein. So können die Linien beispielsweise und nicht einschränkend aus gefüllten oder offenen Kreisen aufgebaut sein. Sofern die Kreise der Positioniermarke trennbar wahrgenommen werden können, findet eine scharfe Projektion statt. Sobald die Kreise jedoch nicht mehr trennbar wahrgenommen werden können (d.h. verschwommen oder verwaschen projiziert werden), erfolgt die Projektion außerhalb der Projektionsentfernung. Andere Formen von Substrukturen sind denkbar, beispielsweise Rechtecke, Quadrate, Dreiecke, Vielecke, Rauten, Linien und Ähnliche.
Es kann besonders vorteilhaft sein, wenn die Projektionseinheit ausgestaltet ist, eine scharfe Projektion der Positioniermarke auf Höhe einer Patientenliege zu erzeugen und wenn die Projektionseinheit ferner ausgestaltet ist eine scharfe Projektion der weiteren Positioniermarke auf dem Fußboden zu erzeugen. Der Bereich der Schärfentiefe der Positioniermarke liegt somit auf Höhe einer Patientenliege, weiter bevorzugt auf Höhe des zu bearbeitenden Bereiches der zu behandelnden Person, und der Bereich der Schärfentiefe der weiteren Positioniermarke auf dem Fußboden. Dies hat den Vorteil, dass mittels der auf dem Fußboden projizierten weiteren Positioniermarke eine Vorpositionierung auch bereits möglich ist, bevor die Positioniermarke auf der Patientenliege projiziert wird. Die Assistenz kann somit ausgehend von der auf dem Boden projizierten weiteren Positioniermarke eine Vorpositionierung der Liege hin zu dieser weiteren Positioniermarke durchführen. Sofern die Positioniermarke auf der Patientenliege projiziert wird, da die Patientenliege in den Strahlengang der Positioniermarke eingeschoben wurde, kann die Vorpositionierung mittels der Positioniermarke beendet werden. Die Vorpositionierung ist somit unabhängig von der Lage der Patientenliege zur Lasertherapievorrichtung.
In einer alternativen Ausgestaltung kann sich somit ein Kreuzungspunkt der Strahlengänge der Teilprojektionen der Positioniermarke auf Höhe einer Patientenliege befinden. Entsprechend kann sich ein Kreuzungspunkt der Strahlengänge der Teilprojektionen der weiteren Positioniermarke auf Höhe des Fußbodens befinden.
Es ist ebenso denkbar, dass unterschiedliche spektrale Anteile in unterschiedlichen Höhen projiziert werden, um eine Anordnung der zu behandelnden Person in der korrekten Höhe zu überprüfen bzw. zu gewährleisten. So kann beispielsweise eine für die behandelnde Person oder die Assistenz intuitive Farbgebung gewählt werden, in welcher eine rot dargestellte Positioniermarke repräsentiert, dass (noch) eine große Abweichung einer Ist-Lage der zu behandelnden Person von einer Soll-Lage besteht, beispielsweise eine Verschiebedistanz von mehr als 50 Zentimeter, eine gelbe Positioniermarke kann repräsentieren, dass die Abweichung geringer geworden ist, beispielsweise einer Verschiebedistanz zwischen 5 Zentimeter und 50 cm entspricht, und eine grüne Positioniermarke kann repräsentieren, dass die Soll-Position fast oder bereits erreicht wurde, d.h., dass eine Verschiebedistanz geringer als 5cm ist.
Die Positioniermarke und/oder die weitere Positioniermarke kann jeweils wenigstens eine Form aus der Liste von Formen umfassend ein Oval; ein Kreis; ein Rechteck, ein Dreieck, ein Vieleck, wenigstens ein Fadenkreuz; einen Leitweg; eine Vielzahl von Markierungen; oder eine Kombination vorbenannter Formen aufweisen. Die Positioniermarke und/oder die weitere Positioniermarke können bevorzugt eine Größe aufweisen, die dem zu bearbeitenden Bereich der zu behandelnden Person entspricht bzw. diesen Bereich einschließt.
Besonders vorteilhaft kann die weitere Positioniermarke die Form eines Leitweges aufweisen, also beispielsweise und nicht einschränkend mehrere aneinandergereihte Linien und/oder Pfeile umfassen. Der Leitweg kann eine durchzuführende Bewegung der Patientenliege zu einer Vorposition repräsentieren, wobei die durchzuführende Bewegung anhand projizierter Strukturen wie Pfeilen für die Assistenz klar und intuitiv darstellbar sind.
Die Positioniermarke kann bevorzugt eine Form aufweisen, welche den zu behandelnden Bereich einschließt, wobei weiter bevorzugt in der einschließenden Form eine weitere Form bereitgestellt sein kann, die ein Zentrum oder einen spezifischen Punkt innerhalb des Bearbeitungsbereiches repräsentiert. So kann bei einer Vorpositionierung einer zu behandelnden Person, beispielsweise und nicht einschränkend in einer Augen-OP die Positioniermarke ein Kreis, ein Rechteck oder ein Oval sein, dessen Größe so gewählt sein kann, dass die Positioniermarke beide Patientenaugen einschließt. Ferner kann die Positioniermarke Fadenkreuze umfassen, welche beispielsweise eine Soll-Lage wenigstens eines Auges, bevorzugt beider Augen der zu behandelnden Person repräsentieren kann/können. Ebenso kann ein Fadenkreuz eine Soll-Lage eines zentralen, zwischen beiden Augen auf dem Nasenrücken liegenden Punktes repräsentieren. Optional ist es denkbar ein erstes Fadenkreuz und/oder ein zweites Fadenkreuz zu projizieren, wobei das erste Fadenkreuz ohne Beschränkung der Allgemeinheit eine Soll-Position des ersten Auges und das zweite Fadenkreuz eine Soll-Position des zweiten Auges repräsentieren kann. Die Lage des Fadenkreuzes oder der Fadenkreuze zueinander oder zu einer einschließenden äußeren Struktur kann in Abhängigkeit von patientenspezifischen Daten einstell- und verstellbar sein.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lasertherapievorrichtung kann diese ferner ein Kameramodul umfassen, welches ausgestaltet ist die Positioniermarke und/oder die weitere Positioniermarke und eine Patientenliege in einem aufgenommenen Bild zu identifizieren, eine (bevorzugt relative) Ist-Position der Patientenliege bezüglich der Positioniermarke und/oder der weiteren Positioniermarke zu ermitteln, die Ist-Position mit einer (bevorzugt relativen) Soll-Position der Patientenliege bezüglich der Positioniermarke und/oder der weiteren Positioniermarke zu vergleichen und aus dem Vergleich eine notwendige Verschiebedistanz und/oder Verschieberichtung der Patientenliege zum Erreichen der Soll-Position bereitzustellen. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Assistenz die Vorpositionierung mittels der projizierten Positioniermarke(n) durchführen kann und zeitgleich durch Ermittlung der notwendigen Verschiebedistanz und/oder Verschieberichtung eine Möglichkeit der unterstützenden teil- oder vollautomatischen Vorpositionierung möglich ist.
Die Verschiebedistanz und/oder Verschieberichtung geben an, um welche Weglänge bzw. in welche Richtung die Patientenliege zum Erreichen einer korrekten Position verschoben werden muss. Eine erfolgreiche Vorpositionierung ist erfolgt, wenn der zu bearbeitende Bereich der zu behandelnden Person in einer vorab festgelegten Vorposition positioniert ist. Die Vorposition ist keine exakt festgelegte Position, sondern kann auch Toleranzen der Position von Millimetern bis zu Zentimetern einschließen. Die Vorposition kann einer zweidimensionalen oder einer dreidimensionalen Position bzw. einem zweidimensionalen oder dreidimensionalen Positionsbereich entsprechen.
In einer Ausgestaltung kann das Kameramodul wenigstens zwei Kameras oder wenigstens eine 3D-Kamera umfassen. Dies ermöglicht die Bereitstellung von dreidimensionalen Verschiebedistanzen bzw. Verschieberichtungen, d.h., dass auch eine notwendige Höhenkorrektur der Patientenliege ermittelt und ein die notwendige Höhenkorrektur repräsentierender Höhenkorrekturwert bereitgestellt werden kann.
Eine Messung der Verschieberichtung und/oder der Verschiebedistanz und/oder einer notwendigen Höhenkorrektur ermöglicht die Projektion oder Bereitstellung einer dynamischen Positioniermarke. Darunter ist zu verstehen, dass sich die Form und/oder Farbe der Positioniermarke in Abhängigkeit von Verschieberichtung und/oder Verschiebedistanz und/oder notwendiger Höhenkorrektur ändert bzw. dynamisch angepasst wird.
Nähert sich die zu behandelnde Person rein beispielhaft in der Y-Richtung (Querrichtung) der richtigen Position (der Soll-Position oder Vorposition), so können Teile oder Segmente der Positioniermarke von außen nach innen (optional beweglich) aufleuchten bzw. projiziert werden. Ebenso rein beispielhaft können die Teile oder Segmente der Positioniermarke von innen nach außen aufleuchten oder projiziert werden, wenn sich die zu behandelnde Person von der Zielposition entfernt. Die Zielmarke kann in Form eines Kreuzes ausgestaltet sein, wobei die Linien aus Punkten und/oder Strichen und/oder Segmenten bestehen können und die Form und/oder Farbe der Linien in X oder Y-Richtung die Abweichung der Ist-Position der zu behandelnden Person von der Soll-Position in der X oder Y-Richtung repräsentieren.
Sobald die richtige Position (die Soll-Position) erreicht wurde, können alle Segmente für die jeweilige Richtung aufleuchten bzw. projiziert werden und/oder die jeweilige Linie kann in der entsprechenden Farbe projiziert werden. Rot kann eine große noch auszugleichende Verschiebedistanz, z.B. größer 50 Zentimeter, gelb eine geringere Verschiebedistanz, z.B. zwischen 5 und 50 Zentimeter und grün das Erreichen der Soll-Position oder eine geringe Verschiebedistanz, z.B. kleiner als 5 Zentimeter, repräsentieren.
Für die Darstellung der Abweichung der Ist-Position zur Soll-Position in Z-Richtung kann zusätzlich rein beispielhaft ein Kreis projiziert oder eingeblendet werden. Dieser kann einen Durchmesser aufweisen, der in Abhängigkeit der notwendigen Höhenverstellung variiert projiziert oder abgebildet wird. Dieser Kreis kann sich beispielsweise bei Annäherung an die korrekte Höhe „zuziehen“, d.h. mit kleiner werdendem Durchmesser projiziert oder abgebildet werden. Bei Erreichen der korrekten Höhe kann der Kreis als ein Punkt oder ausgefüllter Kreis projiziert oder abgebildet werden.
Technisch kann eine solche dynamische Positioniermarke durch Scanner realisiert werden. Bei Abhängigkeit der Farbe der Positioniermarke von der Verschiebedistanz kann die Lasertherapievorrichtung ferner farbige LEDs oder farbige Laser oder einen Weißlichtlaser und entsprechende farbselektive Elemente umfassen.
In einer weiteren Ausgestaltung der dynamischen Positioniermarke ist es denkbar, dass in dieser basierend auf dem aufgenommenen Kamerabild und/oder basierend auf einem Behandlungsplan zusätzliche Informationen vorgesehen sein können, welche das linke bzw. das rechte Auge der zu behandelnden Person repräsentieren. So kann rein beispielhaft ,OD' oder ,OS' innerhalb der Positioniermarke an jener Stelle eingeblendet werden, wo das rechte bzw. linke Auge (OD - oculus dexter, rechtes Auge; OS - oculus sinister, linkes Auge) positioniert werden soll. Ferner kann gemäß Behandlungsplan jener Bereich der Positioniermarke hervorgehoben projiziert werden, welcher den Bereich des zuerst zu behandelnden Auges repräsentiert. Somit kann eine Wahrscheinlichkeit einer Verwechslungen von linkem und rechtem Auge verringert oder eine Verwechslung vermieden werden. Ebenso ist es denkbar, dass die Positioniermarke eindeutig ein rechtes oder ein linkes Auge im OP-Bereich zuweist.
Vorteilhafterweise kann die erfindungsgemäße Lasertherapievorrichtung ein Interaktions-Interface umfassen, welches ausgestaltet ist einer Bedienperson die Verschiebedistanz und/oder die Verschieberichtung zu übermitteln. Diese Übermittlung kann optisch und/oder akustisch und/oder haptisch erfolgen. Die ermittelte Verschiebedistanz und/oder Verschieberichtung kann/können somit der Bedienperson, beispielsweise der Assistenz in einer Ausgestaltung in für Menschen verständlicher und bevorzugt intuitiver Form bereitgestellt werden. Die Verschiebedistanz kann entweder durch eine Farbcodierung oder ein- oder ausgeblendete Teile oder Segmente der dynamischen Positioniermarke bereitgestellt bzw. übermittelt werden. Im Falle einer Farbcodierung können unterschiedliche Farbprofile in der Lasertherapievorrichtung hinterlegt und aufrufbar sein, um beispielsweise eine möglichen Rot-Grün-Schwäche einer behandelnden Person zu berücksichtigen. Ebenso kann die Verschiebedistanz alternativ oder zusätzlich auf einem Anzeigegerät angezeigt werden. Das Anzeigegerät kann ein bereits an der Lasertherapievorrichtung bereitgestelltes Anzeigegerät sein, welches für die Anzeige der Verschiebedistanz verwendet werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann ein nur für den Zweck der Anzeige der Verschiebedistanz vorgesehenes Anzeigegerät bereitgestellt sein. Das Anzeigegerät kann aus einer oder mehreren Lichtquellen (z.B. LEDs) bestehen, die beispielsweise bei Aktivierung (d.h. bei Lichtaussendung) eine Verschieberichtung repräsentieren. Ebenso ist ein Array aus solchen Leuchtmitteln denkbar, womit die Verschieberichtung und/oder die Verschiebedistanz darstellbar sind. Es ist denkbar, dass ein Array von in konzentrischen Kreisen angeordneten Leuchtmitteln vorgesehen ist, wobei rein beispielhaft und nicht einschränkend von einem Zentrum des Arrays ausgehend eine Anzahl in radialer Richtung aktivierter Leuchtmittel eine Verschiebedistanz repräsentieren kann (die Anzahl radial aktivierter Leuchtmittel ist eine Funktion der bzw. abhängig von der Verschiebedistanz) und der Winkel zum Zentrum die Verschieberichtung repräsentieren kann. In anderen Ausgestaltungen kann das Anzeigemittel ein LC Display oder ein Monitor sein.
Die vorgenannte dynamische Positioniermarke kann in einer Ausgestaltung zusätzlich oder alternativ zur Projektion auf einem oder auf mehreren (zwei, drei, vier) Anzeigegeräten der Lasertherapievorrichtung dargestellt werden. Ebenso kann die dynamische Positioniermarke alternativ oder zusätzlich in einem Mikroskopie-Einblick (monokular oder binokular) angezeigt werden. Dies hat den Vorteil, dass mehrere Personen die Positionierung der zu behandelnden Person überwachen und/oder steuern können, unabhängig von der relativen Position der Person zur zu behandelnden Person.
Vorteilhafterweise kann ein Steuergerät für die Anzeige der Verschiebedistanz ausgestaltet sein eine Umrechnung in die nächstkleinere oder nächstgrößere Längeneinheit durchzuführen, um der Bedienperson eine intuitive Verschiebedistanz anzuzeigen. So ist beispielsweise die Anzeige einer Verschiebedistanz von „5cm“ für die Bedienperson intuitiver als eine Anzeige von „0,05m“. Des Weiteren kann ein solcher Wechsel der Längeneinheit mit einem Wechsel der Farbcodierung der Anzeige verbunden sein, welche z.B. beim Wechsel von einer roten Anzeige auf eine grüne Anzeige der Bedienperson die Information bereitstellt, dass sich die Patientenliege nahe der Soll-Position befindet. Dies erlaubt eine Mensch-Maschine-Interaktion, welche auf einer bereitgestellten von der Lasertherapievorrichtung ermittelnden Information basiert und die Positionierung erleichtert.
Auf einem solchen Anzeigegerät kann ferner die Verschieberichtung angezeigt werden, z.B. durch einen Pfeil, dessen Richtung die Verschieberichtung repräsentiert und der zusammen mit einer schematischen Darstellung der Lasertherapievorrichtung und/oder des Operationssaals auf dem Anzeigegerät dargestellt wird. Alternativ oder zusätzlich kann neben der schematischen Darstellung der Lasertherapievorrichtung auch einer der vier Bereiche des gesamten Anzeigegerätes oder Bereiche hin zum Rand des Anzeigegerätes unterscheidbar vom Rest der schematischen Darstellung dargestellt sein, beispielsweise durch eine andere Farbe oder blinkend. So kann beispielsweise ein farblich abgesetzter Streifen des Randes der schematischen Darstellung auf dem Anzeigegerät an einer der vier möglichen Seiten der Lasertherapievorrichtung eine ermittelte Verschieberichtung zu der von dieser Seite repräsentierten Seite der eigentlichen Lasertherapievorrichtung repräsentieren.
Diese Art der Darstellung der Verschieberichtung kann auch in einem Bildausschnitt erfolgen. Hier kann es beispielsweise und nicht einschränkend vorteilhaft sein, einen auf dem Anzeigegerät dargestellten Bildausschnitt zu wählen, der sich in der schematischen Darstellung der Lasertherapievorrichtung auf jener Seite befindet, auf welcher die zu behandelnde Person angeordnet ist. Hilfsweise kann die schematische Darstellung den Applikationsarm und/oder eine Soll-Position der Patientenliege schematisch andeuten. Der dargestellte Bildausschnitt kann beispielsweise vier Bereiche umfassen, die mit einer anderen Farbe als die restlichen Bereiche oder blinkend dargestellt werden können, um die Verschieberichtung anzuzeigen. Ebenso ist es denkbar eine feinere Einstufung der Darstellung der Verschieberichtung vorzunehmen und in der Darstellung die Verschieberichtung in Winkelsektoren, welche Winkelbereiche von 60°, 45°, 30°, 15° oder eine beliebige andere Aufteilung des Bereichs von 360° bis hin zur Einteilung in Winkelsektoren mit 1°-Schritten annehmen können, vorzunehmen. Die Steuereinheit kann ausgestaltet sein die Größe der Winkelsektoren von einem vorgegebenen Maß, beispielsweise 90° in Abhängigkeit von der Verschiebedistanz zu verändern, beispielsweise mit abfallender Verschiebedistanz einen kleineren Winkelsektor zu wählen.
Haptisch kann die Verschieberichtung und/oder Verschiebedistanz beispielsweise durch eine Vibration bestimmter Bereiche von Schiebegriffen der Patientenliege erfolgen. Hierzu kann einer oder beide Schiebegriffe eine bestimmte Anzahl an Vibrationselementen, zum Beispiel Vibrationsmotoren aufweisen, die durch die Steuereinheit der Lasertherapievorrichtung ansteuerbar sind. Die Verschieberichtung kann beispielhaft und nicht einschränkend durch die Auswahl der angesteuerten Vibrationselemente und die Verschiebedistanz durch eine Stärke der Vibration der Vibrationselemente repräsentiert werden.
Da das Anzeigegerät unter Umständen nicht oder nicht permanent von der Assistenz einsehbar sein kann, kann die erfindungsgemäße Lasertherapievorrichtung ein Interaktions-Interface umfassen, welches ausgestaltet ist, eine Einzelton-Folgefrequenz der akustisch übermittelten Verschiebedistanz in Abhängigkeit von der Verschiebedistanz und eine Tonfrequenz der akustisch übermittelten Verschieberichtung in Abhängigkeit von der Verschieberichtung einzustellen.
Dies hat den Vorteil, dass eine Vorpositionierung auch dann erfolgen kann, wenn das Anzeigegerät nicht einsehbar ist.
Eine Übermittlung der Verschiebedistanz codiert durch eine Einzelton-Folgefrequenz ist eine rein beispielhafte und nicht einschränkende Möglichkeit, der Bedienperson die Verschiebedistanz bereitzustellen. So kann eine steigende Einzelton-Folgefrequenz, d.h. eine rascher werdende zeitliche Abfolge gleicher Einzeltöne darauf hinweisen, dass sich die Verschiebedistanz verringert und die zu behandelnde Person somit der Soll-Position angenähert wird. Wird die Einzelton-Folgefrequenz dagegen geringer, so deutet dies darauf hin, dass sich die Verschiebedistanz vergrößert und sich die zu behandelnde Person somit von der Soll-Position wegbewegt. Eine solche Kodierung der Verschiebedistanz kann besonders intuitiv sein, da in PKW verbaute Einparkhilfen verbleibende Distanzen bis zur Kollision auf ähnliche Weise repräsentieren. In Analogie dazu kann ein Erreichen der Soll-Position der zu behandelnden Person bzw. eines zu bearbeitenden Bereiches der zu behandelnden Person durch einen Permanentton repräsentiert werden.
Die Tonfrequenz der Einzelpulse kann dazu verwendet werden die Verschieberichtung zu übermitteln hierbei kann eine höhere Frequenz einer ersten Verschieberichtung entsprechen und eine niedrigere Frequenz einer zweiten, der ersten Verschieberichtung entgegengesetzten Verschieberichtung. Bevorzugt können diese erste und zweite Verschieberichtung parallel zu einer Längsorientierung der Patientenliege orientiert sein. Verschieberichtungen entlang oder entgegen einer Querrichtung können entweder durch andere Frequenzen der Einzeltöne repräsentiert, oder mittels optischer und/oder haptischer Darstellung übermittelt werden.
Eine andere Möglichkeit die Verschieberichtung zu übermitteln und dem Benutzer unterscheidbar bereitzustellen ist die Codierung mittels spezifischer Tonfolgen, die sich beispielsweise zwar periodisch wiederholen, jedoch je nach Verschieberichtung eine unterschiedliche Anzahl von Einzeltönen, gegebenenfalls mit unterschiedlichem Abstand aufweisen können. So kann rein beispielhaft und nicht einschränkend eine notwendige Verschiebung in einer ersten Richtung mit einer hohen Tonfrequenz, die entgegengesetzte Richtung mit einer niedrigeren Tonfrequenz, eine erste quer zu diesen Richtungen orientierte Querrichtung durch zwei sich periodisch wiederholende Tonpulse und eine entgegengesetzte zweite Querrichtung durch drei sich periodisch wiederholende Tonpulse repräsentiert werden.
Alle oben beschriebenen Möglichkeiten der Repräsentation der Verschiebedistanz und/oder Verschieberichtung können erfindungsgemäß optional, alternativ, in beliebiger Kombination oder gleichzeitig von der Lasertherapievorrichtung bereitgestellt werden. Die möglichen Repräsentationen können in beliebiger Kombination zu- oder abschaltbar sein. Die Anwendung aufgelisteter Signalisierungsvarianten kann individuell nach den Erfahrungen des Arztes/der Assistenz mit den Auswirkungen auf den Patienten ausgeführt und in wenigstens einem, optional zwei, drei, vier oder beliebig vielen Anwenderprofilen hinterlegt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lasertherapievorrichtung kann diese ein Steuermodul umfassen, welches ausgestaltet ist, basierend auf der ermittelten Verschiebedistanz und/oder Verschieberichtung eine automatisierte Patientenliege zur Soll-Position zu steuern. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Vorpositionierung automatisch ab einem Zeitpunkt erfolgen kann, ab welchem die Verschieberichtung und/oder die Verschiebedistanz ermittelbar ist. Steuerdaten, welche die Verschieberichtung und/oder die Verschiebedistanz repräsentieren, können dann unmittelbar oder mittelbar (z.B. mittels eines zwischengeschalteten Controllers) einer Steuereinheit bereitgestellt werden. Diese die Patientenliege steuernde Steuereinheit kann in der Lasertherapievorrichtung oder der automatisierten Patientenliege angeordnet sein.
Sofern eine vollständig automatische oder automatisierte Vorpositionierung vorgesehen ist, kann die Wellenlänge des Lichts, welches zur Projektion der Positioniermarke verwendet wird, auch außerhalb des sichtbaren Spektralbereiches, beispielsweise und nicht einschränkend im nahinfraroten Spektralbereich liegen. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die zu behandelnde Person nicht durch das Licht der Positioniermarke abgelenkt oder irritiert wird, wobei die Positioniermarke und/oder die weitere Positioniermarke durch die wenigstens eine Kamera dennoch detektierbar ist.
Die erfindungsgemäße Lasertherapievorrichtung kann weiter verbessert werden, indem ihre Projektionseinheit ausgestaltet ist, beim Erreichen einer Vorposition, in welcher ein zu behandelnder Bereich der zu behandelnden Person im Bearbeitungsbereich positioniert ist, ein Streifenmuster im Bearbeitungsbereich zu projizieren. Das Streifenmuster kann hierbei eine Vielzahl von untereinander beabstandeten und entlang einer Längsrichtung orientierten Längsstreifen und eine Vielzahl von, die Längsstreifen schneidenden, untereinander beabstandeten und entlang einer Querrichtung orientierten Querstreifen umfassen. Die Lasertherapievorrichtung kann ferner ein Kameramodul zur Aufnahme der projizierten Streifen und zum Bereitstellen eines Bildes der projizierten Streifen und ein Auswertemodul aufweisen. Das Auswertemodul kann ausgestaltet sein das Bild der projizierten Streifen zu empfangen, Streifenabstände der im Bild abgebildeten Streifen zu ermitteln, aus einer Topografie der Streifenabstände und/oder einer Änderung der Streifenabstände die Lage und/oder einen Winkel einer in Längsrichtung orientierter Symmetrieachse und die Lage und/oder einen Winkel einer in Querrichtung orientierter Querachse zu ermitteln, und aus der ermittelten Lage und/oder dem ermittelten Winkel der Symmetrieachse und/oder der Querachse eine zur Positionierung notwendige Verschiebedistanz und/oder Verschieberichtung und/oder Rotation bereitzustellen. Direkt im Anschluss an die Vorpositionierung kann somit eine Feinpositionierung mittels der, bevorzugt mittels ein und derselben Projektionseinheit durchgeführt werden. Das Auswertemodul kann Teil einer Recheneinheit oder separat ausgestaltet sein.
Die Projektion des Streifenmusters kann manuell, automatisch oder halbautomatisch gestartet werden. Die Längsrichtung kann bei optimaler Ausrichtung des zu behandelnden Bereiches der zu behandelnden Person, beispielsweise den Augen, einer Ausrichtung des Nasenrückens entsprechen. Die Querrichtung kann im Wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung orientiert sein.
Die innerhalb des Bearbeitungsbereichs projizierten Linien können alle gleich weit voneinander beabstandet sein. Werden diese auf eine ebene Fläche projiziert, so entspricht der Abstand der Linien im Strahlengang auch dem Abstand auf der Projektionsfläche. Ist die Projektionsfläche geneigt, so vergrößert sich der Abstand der Linien auf dieser. Bei einer 45° Neigung führt dies beispielsweise zu einer Vergrößerung des Abstandes auf das Wurzel(2)-fache (ca. 1,414). Um eine Änderung des Abstandes ermitteln zu können ist eine Achse, entlang der die Projektionsfläche beobachtet wird, nicht kollinear mit der Achse der Beleuchtung, d.h. beide Achsen sind unter einem Winkel zueinander angeordnet. Die Vielzahl, d.h. eine Schar von Linien gleicher Ausrichtung können somit gemäß dem neigungsbedingten Gradienten (der Projektionsfläche) aufeinander referenziert werden. Alternativ zum Gradienten kann ein Höhenprofil berechnet werden. Der Gradient kann die erste Ableitung des Höhenprofils nach zwei Raumrichtungen x und y sein.
Zum Beispiel können die Linien parallel zur Stirnpartie orientiert sein. Hierbei kann eine erste Linie durch die ebene Stirnpartie kaum deformiert werden. Hierbei ist es unerheblich, ob die Stirnpartie mit einer sterilen Abdeckung abgedeckt ist oder nicht, da diese Abdeckung die Form der Stirnpartie der zu behandelnden Person annimmt bzw. abbildet. Die Referenzierung auf Strukturen des Gesichts der zu behandelnden Person ist somit auch bei Nutzung von sterilen Abdeckungen möglich. Unter Refernzierung ist zu verstehen, dass auf konkrete Raumpunkte oder Strukturen Bezug genommen wird, bzw. diese Raumpunkte oder Strukturen als (Lage-)Referenz im dreidimensionalen Raum dienen. Die Linien, die auf den Augenhöhlen abgebildet werden, können dagegen einer wesentlich stärkeren Deformation bei der Projektion unterliegen. Eine solche Deformation ist erfindungsgemäß detektierbar und erlaubt einen Rückschluss darüber, wo auf dem Gesicht bzw. dem Kopf der zu behandelnden Person die Linie abgebildet ist. Eine weitere Referenzierung kann bezüglich der Längsstreifen, d.h. der Linien parallel zur Nasenstruktur möglich sein. Bezüglich der Nasenstruktur, z.B. des Nasenrückens ist es möglich, Fehlwinkellagen zu ermitteln. Eine Fehlwinkellage kann durch eine Rotation der zu behandelnden Person korrigiert werden. Optional können nach Detektion einer Fehlwinkellage Korrekturwerte zu deren Korrektur bereitgestellt werden. Selbst wenn die Nase der zu behandelnden Person mit einer sterilen Abdeckung abgedeckt ist, kann das Auswertemodul ausgestaltet sein die Topologie der aufgenommenen Streifen zu analysieren, da die Abdeckung an der Nase an bzw. auf dieser aufliegt und somit näherungsweise der Form der Nase entspricht. Auch wenn die Form einer abgedeckten Nase nicht identisch mit einer unabgedeckten Nase sein kann, so sind relative Positionen von Gradienten der Nase sowohl mit, als auch ohne Abdeckung nahezu identisch. Erläuterungen, die sich auf die Nase der zu behandelnden Person beziehen sind somit auch auf zu behandelnde Personen übertragbar, die mit einer sterilen Abdeckung abgedeckt sind.
Insbesondere können während einer OP lediglich die Augenhöhle nicht steril abgedeckt sein. Als eine charakteristische Struktur, die zur Orientierung dienen kann, ist es in einer weiteren Ausgestaltung der Lasertherapievorrichtung denkbar, dass eine Lidsperre als Orientierungsmerkmal verwendet wird. Ausgehend von der vorteilhafterweise gebogenen Lidsperre ist es aufgrund der Biegung möglich die Richtung zum Augenmittelpunkt zu approximieren. Ferner kann eine Entfernung von Lidsperre zu Augenmittelpunkt aufgrund bekannter mittlerer Augengrößen ebenfalls abgeschätzt werden. Die Verwendung der Lidsperre als Orientierungsmerkmal kann unterstützend zur oder alternativ zu den obigen Verfahren der Vorpositionierung zur Ermittlung der Verschiebedistanz und/oder der Verschieberichtung verwendet werden.
Die Kamera zur Aufnahme der Streifenprojektion kann, um eine adäquate Abbildung bereitzustellen, ein vorgeschaltetes Objektiv aufweisen, welches wegen der Erzeugung möglicher Abbildungsfehler vorteilhafterweise symmetrisch zu einer der Projektionslinienorientierungen ausgerichtet sein kann. Besonders bevorzugt kann die Kamera symmetrisch zur Nasenstruktur angeordnet sein und diese auch symmetrisch aufnehmen.
Die Kamera kann bevorzugt sowohl die linke, die rechte Nasenflanke, als auch den Bereich zwischen Augenbraue(n) und Augenhöhle(n) detektieren.
Die Nasenflanke kann ein wichtiges Merkmal zur Positionierung der zu behandelnden Person zum Operationsgerät darstellen. Die Nasenflanke kann auch mit einer sterilen Abdeckung abgedeckt erkennbar und ermittelbar sein. Bevorzug kann die Kamera initial symmetrische zu einer ideal ausgerichteten Nasenflanke ausgerichtet sein. Bevorzugt kann die Ausrichtung anhand einem Justageelement erfolgen. Ein Justageelement kann einen Patientenkopf repräsentieren bzw. diesen nachbilden. Durch eine solche Ausrichtung ist es möglich, die linke und rechte Nasenflanke zeitgleich aufzunehmen.
Bei einer solchen initialen Ausrichtung kann beispielsweise ein mittlerer Längsstreifen auf dem Nasenrücken (oder einer auf dem Nasenrücken anliegenden sterilen Abdeckung) liegen. Jeweils rechts und links liegende Längsstreifen bilden bei idealer Ausrichtung des beispielsweise und nicht einschränkend Nasenrückens (d.h. des zu behandelnden Bereiches der zu behandelnden Person) geometrisch spiegelverkehrte, näherungsweise gleich deformierte Streifen aus. Anschließend kann die Betrachtung der Stirnpartie und der Augenhöhlen zur Positionierung genutzt werden. Auch hier sollte sich ein auf den Nasenrücken bezogenes gespiegeltes Verhältnis der Projektionen von Stirnpartielinien darstellen.
Bezüglich der Querrichtung (d.h. vom linken zum rechten Auge) wird somit bevorzugt eine Symmetrie der Streifenabstände überprüft. Eine entsprechende Symmetrieachse kann das Zentrum kennzeichnen, beispielsweise den Nasenrücken.
Bezüglich der Längsausrichtung, d.h. beispielsweise entlang einer Richtung von Stirnmitte zur Nase kann ein vergrößerter Streifenabstand beim Übergang von Augenbraue zur Augenhöhle detektiert werden. Der Abfall von Augenbraue zur Augenhöhle kann hier als Referenz genommen werden. Dies kann ein hinreichendes Erkennungsmerkmal darstellen. Dieser Abfall kann ferner mit einem standardmäßigen, bekannten Abstand des Augenmittelpunktes zum Stimknochen verrechnet werden, was als Offset verstanden werden kann. Diese Betrachtung mittels eines bekannten Abstandes kann zudem mit der Referenzierung auf die Symmetrie bzgl. des Nasenrückens kombiniert werden, so dass aus einer Position entlang der Längsrichtung und einer Position entlang der Querrichtung auf die Lage des (der) Augenmittelpunkte(s) geschlussfolgert werden kann.
Für eine Überprüfung der Rotation mittels Streifenprojektion kann beispielsweise überprüft werden, ob ein steigender Streifenabstand in Längsrichtung bei der gleichen Koordinate bezüglich der Querrichtung (Y-Richtung) für das linke und das rechte Auge einsetzt. Anders ausgedrückt kann der Gradient an symmetrisch zum Nasenrücken liegenden Positionen mit der gleichen Koordinate entlang der Längsrichtung verglichen werden. Ist dieser Gradient vergleichbar oder gar gleich, ist keine Winkelkorrektur notwendig. Ist dagegen beispielsweise der Gradient im Bereich des rechten Patientenauges deutlich geringer als der Gradient im Bereich des linken Patientenauges, so kann dies bedeuten, dass der Kopf der zu behandelnden Person von oben betrachtet gegen den Uhrzeigersinn rotiert ist und eine Winkelkorrektur im Uhrzeigersinn notwendig ist. In diesem Fall wird im Bereich des rechten Patientenauges z.B. der Bereich der Augenbraue/Stirn erfasst, der einen deutlich geringeren Gradienten aufweist als der obere Bereich der Augenhöhle des linken Patientenauges. Erfindungsgemäß kann die Lasertherapievorrichtung eine solche Winkelkorrektur ermitteln und optional als entsprechenden Winkelkorrekturwert, der einen Korrekturwinkel repräsentiert, bereitstellen.
Die Projektionseinheit kann somit einen Streifenprojektor, eine Aufnahmeeinheit bzw. Kamera und eine Auswerteeinheit umfassen. Die Streifenprojektion kann beispielsweise durch ein 3-dimensionales Gitter realisiert werden. Optional oder zusätzlich ist es möglich, den einzelnen Linien einen spezifischen Intensitätsverlauf aufzuprägen. Dies ermöglicht es, zur Auswertung Bilder bereitstellen, die bezüglich der Symmetrie des Verlaufs der Streifen und zusätzlich bezüglich der Intensitäts- bzw. Helligkeitsinformation ausgewertet werden können. Ein aufgeprägter Helligkeitsverlauf der einzelnen Streifen ermöglicht eine einfache Identifizierung des oder der entsprechenden Streifen(s).
Optional oder zusätzlich kann die Auswerteeinheit ausgestaltet sein nach dem Empfangen des Bildes die Streifen bzw. deren Abstände zueinander zu analysieren, beispielsweise mittels schneller Fouriertransformation.
Die Auswerteeinheit kann ferner eine Topographie der Streifenabstände mit bekannten Streifabständen eines standardisierten Gesichts bzw. eines standardisierten Kopfes vergleichen und ausgestaltet sein aus diesem Vergleich die notwendigen Korrekturparameter zur Feinpositionierung zu ermitteln.
Alternativ oder zusätzlich kann die Auswerteeinheit ausgestaltet sein sequenziell oder parallel die Lage und/oder die Ausrichtung der Symmetrieachse längs bezüglich linker und rechter Nasenflanke zu detektieren und dann einen Bereich zunehmender Streifabstände zu detektieren, welcher den (Höhen-)Abfall an der Augenhöhle repräsentiert.
Die nach einem der oben genannten Verfahren erhaltenen Informationen zur Korrektur der Position des zu bearbeitenden Bereiches der zu behandelnden Person können genutzt werden, um einem Regelkreis oder einer Steuereinheit zur Positionierung der zu behandelnden Person die erforderlichen Messwerte bereitzustellen und eine automatische Feinpositionierung auszuführen.
Die Projektion der Streifen kann mit Licht eines Spektralbereichs erfolgen, der sichtbar ist, bevorzugt jedoch eines Spektralbereichs, der lediglich mit der oder den Kamera(s) detektierbar, von der zu behandelnden Person jedoch nicht wahrnehmbar ist. Rein beispielhaft und nicht einschränkend kann nahinfrarotes Licht verwendet werden.
Insbesondere kann aus der Messung ein Korrektursignal berechnet werden, welches zur Nachregulierung der Position des zu bearbeitenden Bereichs, insbesondere eines zu behandelnden Auges einer zu behandelnden Person verwendet werden kann. Das Korrektursignal kann beispielsweise und nicht einschränkend die Information repräsentieren, dass um X Millimeter nach links, Y Millimeter nach unten und um Z Grad im Uhrzeigersinn gedreht werden muss. Die durch das Korrektursignal repräsentierte Ausgleichsbewegung repräsentiert eine Relativbewegung zwischen zu behandelndem Bereich und der Lasertherapievorrichtung. Somit kann diese Bewegung beispielsweise von einer Patientenliege oder vom Applikationsarm bzw. vom Gerätekopf, der in drei Raumrichtungen beweglich sein kann, durchgeführt werden.
Somit kann in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung die Lasertherapievorrichtung ausgestaltet sein, den Applikationsarm in Abhängigkeit der bereitgestellten Verschiebedistanz und/oder Verschieberichtung und/oder Rotation auszurichten.
Um die Anforderungen an eine Positionierung einer zu behandelnden Person für eine erfolgreiche OP zu gewährleisten ist es vorteilhaft eine Art Kaskade technischer Positionierungen bzw. Positionierungsschritte durchzuführen. Eine solche Kaskade kann eine hinreichend genaue Positionierung ermöglichen, welche wiederum eine Voraussetzung für die Feinstpositionierung sein kann. Eine solche Kaskade kann vorteilhafterweise eine Ausgestaltung der oben beschriebenen Vorpositionierung mittels Positioniermarke und eine Ausgestaltung der oben beschriebenen Feinpositionierung mittels Streifenprojektion umfassen. In einigen Ausgestaltungen der Lasertherapievorrichtung kann lediglich eine Vorpositionierung oder nur eine Feinpositionierung als Vorbereitung für eine Feinstpositionierung vorgesehen sein. In diesen Ausgetaltungen kann die entsprechend nicht vorgesehene Feinstpositionierung oder nicht vorgesehene Vorpositionierung durch ein separates, nicht von der erfindungsgemäßen Lasertherapievorrichtung bereitgestellten Vorrichtung bereitgestellt werden.
Die Erfindung kann ferner ein computerimplementiertes Verfahren umfassen, welches die folgenden Verfahrensschritte umfasst: Einlesen eines aufgenommenen Bildes; Identifizieren der Positioniermarke und/oder er weiteren Positioniermarke und einer Patientenliege im eingelesenen Bild; Ermitteln einer (bevorzugt relativen) Ist-Position der Patientenliege bezüglich der Positioniermarke und/oder der weiteren Positioniermarke; Vergleichen der Ist-Position mit einer (bevorzugt relativen) Soll-Position der Patientenliege bezüglich der Positioniermarke und/oder der weiteren Positioniermarke; Ermitteln und gegebenenfalls Bereitstellen einer aus dem Vergleich berechneten notwendigen Verschiebedistanz und/oder Verschieberichtung der Patientenliege zum Erreichen der Soll-Position. Optional kann das Verfahren den Schritt des Bereitzustellens von Anzeigedaten umfassen, wobei die Anzeigedaten die notwendige Verschiebedistanz und/oder Verschieberichtung der Patientenliege repräsentieren können und zur Ausgabe der notwendigen Verschiebedistanz und/oder Verschieberichtung der Patientenliege auf einem Nutzer-Interface, bevorzugt einem Anzeigegerät ausgestaltet sind, sofern diese Anzeigedaten einer Anzeigevorrichtung übermittelt werden.
Dieses computerimplementierte Verfahren kann auf jedweder Art von Recheneinheit ausführbar sein, beispielsweise einem FPGA oder PC. Die Recheneinheit kann Teil einer Lasertherapievorrichtung oder mit der Lasertherapievorrichtung verbunden sein.
Die Erfindung umfasst ferner ein nichtflüchtiges Speichermedium, umfassend Befehle, die bei Ausführung auf einer Recheneinheit eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen computerimplementierten Verfahrens durchführt. Ebenso umfasst die Erfindung eine Datenstruktur und ein Datensignal, welche diese Befehle umfasst.
Nachfolgend soll die vorliegende Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden hierbei werden gleiche technische Merkmale und Merkmale mit gleicher Funktion mit denselben Bezugszeichen versehen. Die einzelnen in den unterschiedlichen Zeichnungen gezeigten technischen Merkmale sind beliebig miteinander kombinierbar. Die gezeigten Ausgestaltungen sind rein beispielhaft und nicht einschränkend und auf eine wiederholende Beschreibung technischer Merkmale wird verzichtet.
Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung der Lasertherapievorrichtung und der Positionierung einer Patientenliege zur Lasertherapievorrichtung (Draufsicht);
2 eine weitere schematische Darstellung der Lasertherapievorrichtung und der Positionierung mittels Positioniermarke (Draufsicht);
3 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Lasertherapievorrichtung in Seitenansicht;
4-7 eine schematische Darstellung möglicher Positioniermarken;
8 eine schematische Darstellung der Repräsentation des Bearbeitungsbereichs durch die Positioniermarke und einer weiteren Positioniermarke;
9 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausgestaltung der Repräsentation des Bearbeitungsbereichs durch die Positioniermarke und einer weiteren Positioniermarke;
10-13 eine schematische Darstellung der Feinpositionierung der erfindungsgemäßen Lasertherapievorrichtung mittels Streifenprojektion sowie deren Auswertung; und
14/15 eine schematische Darstellung einer dynamischen Positioniermarke.

Nachfolgend wird zur Beschreibung der Erfindung angenommen, dass es sich bei dem zu behandelnden Bereich der zu behandelnden Person um ein oder um beide Augen handelt. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diesen zu behandelnden Bereich eingeschränkt und auf andere zu behandelnde Bereiche anwendbar.
In 1 ist die erfindungsgemäße Lasertherapievorrichtung 1 und eine Patientenliege 2 in einer schematischen Draufsicht gezeigt. Die Patientenliege 2 ist rein schematisch dargestellt und repräsentiert jedwede Art einer Patiententransporteinheit, mit welcher eine zu behandelnde Person (nicht gezeigt) zur Lasertherapievorrichtung 1 bewegt werden kann, also auch Transportstühle mit beweglicher Lehne, einfache Liegen, spezielle Liegen und gegebenenfalls Betten.
Die Patientenliege 2 weist einen Kopfbereich 4 auf, in welchem ein Kopf der zu behandelnden Person angeordnet ist. In diesem Kopfbereich 4 kann ebenso eine Auflage angeordnet sein, mittels welcher der Kopf der zu behandelnden Person mittelbar im Kopfbereich 4 der Patientenliege 2 aufliegt.
In einer weiteren Ausgestaltung (nicht gezeigt) kann in diesem Kopfbereich 4 ein Testobjekt angeordnet sein, welches in Form und/oder Größe und/oder markanten Elementen bzw. Teilen dem Kopf einer zu behandelnden Person entsprechen kann. Ein solches Testobjekt kann dazu verwendet werden, die korrekte Positionierung der Patientenliege 2 bezüglich der Lasertherapievorrichtung 1 mittels der im folgenden beschriebenen Projektionseinheit 6 zu überprüfen.
Die Patientenliege 2 ist mit einer durchgezogenen Linie in einer Initialposition 8 gezeigt, von der aus sie manuell (beispielsweise durch eine Assistenzperson), halbautomatisch oder automatisch zu einer gestrichelt gezeichneten Vorposition 10 bewegt wird. Die Distanz zwischen Initialposition 8 und Vorposition 10 entspricht einer Verschiebedistanz 11a. Analog ist eine Verschieberichtung 11b durch die Richtung von der Initialposition 8 hin zur Vorposition 10 definiert.
Die Lasertherapievorrichtung 1 kann einen Applikationsarm 12 aufweisen, der eine Ruheposition 14 einnehmen kann. In der Ruheposition 14 ist ein Laseraustritt 16 (siehe 3), durch welchen hindurch Therapiestrahlung (siehe 3) von der Lasertherapievorrichtung 1 bereitgestellt werden kann, von der zu behandelnden Person weggeschwenkt, sodass der Laseraustritt 16 für eine korrekte Positionierung der Patientenliege 2 nicht zur Orientierung herangezogen werden kann. Dies kann dazu führen, dass die in 1 gezeigte Grobpositionierung P1 fehlerhaft erfolgt, das heißt die Patientenliege 2 in einer Position angeordnet wird, die nicht der Vorposition 10 entspricht oder von dieser Vorposition 10 so weit entfernt ist, dass keine einfache Nachkorrektur der Patientenliege 2 mit Mitteln der Lasertherapievorrichtung 1 ausreicht, um die Vorposition 10 zu erreichen.
Die Verschiebedistanz 11a und/oder die Verschieberichtung 11b kann von der Lasertherapievorrichtung 1 auf einem Anzeigegerät 13a angezeigt und/oder durch einen Lautsprecher 13b vermittelt und/oder durch ein haptisches Feedback-Modul 13c in der Patientenliege 2 einem Benutzer bereitgestellt werden. Wenigstens eine Eigenschaft der Darstellung kann abhängig von der Größe der Verschiebedistanz 11a und/oder der Richtung der Verschieberichtung 11b sein.
In 2 ist schematisch eine durch eine Projektionseinheit 6 projizierte Positioniermarke 20 dargestellt. Die Positioniermarke 20 ist rein schematisch und nicht einschränkend als Fadenkreuz 20a gezeichnet, auf die Positioniermarke 20 im Allgemeinen und verschiedene Ausgestaltungen derselben im Speziellen wird untenstehend in den 5 bis 11 näher eingegangen.
Wie in 2 erkennbar ist, erfolgt die Projektion der Positioniermarke 20 in der Ruheposition 14 des Applikationsarms 12. Sobald die Patientenliege 2 in oder in der Nähe der Vorposition 10 angeordnet ist, wird die Positioniermarke 20 im Kopfbereich 4 der Patientenliege 2 projiziert. Hierbei repräsentiert die Positioniermarke 20 einen Bearbeitungsbereich 22. Die Positioniermarke 20 kann auf einem Kopf 22a einer zu behandelnden Person 22b (siehe Kreis 18a), auf einem Auflagebereich 22c der Patientenliege 2 für den Kopf 22a der zu behandelnde Person 22b (siehe Kreis 18b), oder auf einer Auflage 22d (siehe Kreis 18c) projiziert werden. Durch eine Auflage 22d kann der Kopf 22a der zu behandelnden Person 22b (nicht gezeigt) mittelbar auf der Patientenliege 2, insbesondere in deren Kopfbereich 4, aufliegen.
Zu den Darstellungen der 1 und 10 bis 13 sei an dieser Stelle erwähnt, dass die zu behandelnde Person 22b während einer Operation im Allgemeinen weitestgehend steril verhüllt ist. Ebenso können weiterer Elemente verwendet wurden sein, beispielsweise eine Lidsperre zum Offenhalten des Auges. Diese zusätzlichen Elemente sind der Übersichtlichkeit halber weder dargestellt noch näher beschrieben.
Insbesondere können während einer Operation nur die Augenhöhlen nicht steril abgedeckt sein. Die Vorpositionierung kann jedoch dennoch auf charakteristische Merkmale des Gesichts zurückgreifen, wie untenstehend näher erläutert wird. Dies ist gegeben, da eine sterile Abdeckung, z.B. mittels Vliesstoffs oder einer Folie an der Haut des Gesichts der zu behandelnden Person anliegt und sich gegebenenfalls gar an diese anschmiegt. Die sterile Abdeckung kann somit eine Form aufweisen, die jener Form des Gesichts der zu behandelnden Person entspricht, einschließlich der entsprechenden Topografie.
Ein Nasenrücken ist somit selbst bei steriler Abdeckung oder Verhüllung als markante Erhebung nutzbar. Ebenso können die Augenhöhlen und die Stirnpartie als bemerkbare Orientierungen verwendet werden. Sofern nachfolgende Erläuterungen das Gesicht oder Teile des Gesichts der zur behandelnden Person 22b benennen, ist die Erläuterung auch den Fall übertragbar, dass besagte Teile des Gesichts mit einer sterilen Abdeckung abgedeckt sind. Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Lasertherapievorrichtung zur schnelleren Positionierung einer zu behandelnden Person wird durch eine sterile Abdeckung nicht beeinflusst.
Die Positioniermarke 20 repräsentiert den Bearbeitungsbereich 22. Mit anderen Worten kann der Bearbeitungsbereich 22 jenem Bereich entsprechen, in welchem die Positioniermarke 20 projiziert wird. Die Positioniermarke 20 kann den Bearbeitungsbereich 22 in einer Ausgestaltung vollständig umschließen, oder aber nur ein Zentrum 21 des Bearbeitungsbereiches 22 umschließen. Die Positioniermarke 20 kann bevorzugt symmetrisch im Zentrum 21 des Bearbeitungsbereiches 22 angeordnet sein, bzw. dieses Zentrum 21 markieren.
Der Bearbeitungsbereich 22 ist in 2 (siehe Kreise 18a - 18c) mit einer gepunkteten Linie schematisch dargestellt. Bevorzugt ist der Bearbeitungsbereich 22 rechteckig, kann in anderen Ausgestaltungen jedoch auch kreisförmig oder oval sein. Die Form und/oder Größe des Bearbeitungsbereiches 22 kann abhängig von der Ausgestaltung einer in der Lasertherapievorrichtung 1 genutzten Scanvorrichtung (nicht gezeigt) sein. Besteht diese beispielsweise aus 2 Scanspiegeln (x-y-Scanner), so kann ein rechteckiger Bereich gescannt werden, besteht die Scanvorrichtung dagegen aus einem rotierenden spiegelnden Element, beispielsweise einem Prisma und einem weiteren Spiegel, der rotationsstarr mit dem spiegelnden Element verbunden ist und dessen Abstand zum spiegelnden Element variabel ist, so kann der Bearbeitungsbereich 22 kreisförmig oder oval sein. Auch bei Nutzung einer Scanlinse kann ein runder Bearbeitungsbereich 22 erhalten werden.
Die Positioniermarke 20 kann ferner aus mehreren Elementen bestehen, die zum einen das Zentrum 21 des Bearbeitungsbereichs 22 markieren können, z.B. sich kreuzende Linien 20b, die ein Fadenkreuz 20a ausbilden, und zum anderen den Bearbeitungsbereich zumindest teilweise umschließen können.
Der Bearbeitungsbereich 22 der Lasertherapievorrichtung 1 kann insbesondere ein Bereich einer zu behandelnden Person 22b sein, der zumindest eines, bevorzugt beide Augen 24 der zu behandelnden Person 22b umfasst. Rein schematisch ist in einigen Bereichen der Zeichnungen ein einzelnes Auge 24 dargestellt, womit mögliche andere zu behandelnde Bereiche einer zu behandelnden Person 22b, oder eines Testobjektes ebenso umfasst sein sollen.
Jegliche Bereiche einer zu behandelnden Person 22b können mittels der vorliegenden Lasertherapievorrichtung 1 einfacher und zuverlässiger positioniert werden. Das Positionieren umfasst hierbei noch keine Behandlung, d.h. noch kein therapeutisches oder medizinisches Verfahren am Körper der zu behandelnden Person 22b. Die Positionierung ist ein einer solchen Behandlung vorgelagerter Schritt, der beispielsweise auch mit einem Testobjekt (zum Verifizieren der korrekten Funktionsweise der Lasertherapievorrichtung 1) durchgeführt werden kann.
In 3 ist eine schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Lasertherapievorrichtung 1 dargestellt. Die Lasertherapievorrichtung 1 umfasst eine Gerätebasis 26 und einen Gerätekopf 27, den (bevorzugt beweglich) am Gerätekopf 27 befestigten Applikationsarm 12 und die (schematisch gezeichnete) Laserlichtquelle 28 zur Erzeugung der Therapiestrahlung 30. Die Laserlichtquelle 28 ist rein schematisch im Gerätekopf 27 gezeichnet und kann in anderen Ausgestaltungen in der Gerätebasis 26 angeordnet sein.
Der Applikationsarm 12 und auch der Laseraustritt 16 weisen jeweils eine Arbeitsposition 32 auf, bzw. sind in dieser positionierbar. Die Arbeitsposition 32 ist gestrichelt gezeichnet. In dieser Arbeitsposition 32 ist der Applikationsarm 12 ausgestaltet, die Therapiestrahlung durch den Laseraustritt 16 in den Bearbeitungsbereich 22 zu leiten. Der Bearbeitungsbereich 22 kann zweidimensional oder dreidimensional sein. Der Bearbeitungsbereich 22 ist in 3 als Linie eingezeichnet, dieser erstreckt sich in die Zeichenebene hinein bzw. aus dieser heraus (vgl. 2). Ein Auge 24 ist schematisch eingezeichnet, dieses befindet sich im Bearbeitungsbereich 22. Ein Patientenkopf ist in 3 nicht eingezeichnet. Dafür ist eine Auflage 34 eingezeichnet, welche auf der Patientenliege 2 aufliegt und eine zu behandelnde Person (nicht gezeigt) stützt und/oder mittelbar in Position auf der Patientenliege 2 hält. Die Positioniermarke 20 kann, wie in der vorstehend beschriebenen Figur gezeigt, auf dem Patientenkopf, dem Kopfteil der Patientenliege 2 oder auf der Auflage 34 projiziert werden. Letzteres ist hier schematisch gezeigt.
Die Lasertherapievorrichtung 1 weist die Projektionseinheit 6 auf. Diese kann zur Vereinfachung einer Positionierung einer zu behandelnden Person bezüglich der Lasertherapievorrichtung 1 dienen.
Die Projektion der Positioniermarke 20 durch die Projektionseinheit 6 erfolgt bevorzugt in der Ruheposition 14 des Applikationsarms 12. In dieser Ruheposition 14 kann eine zu behandelnde Person in die Vorposition 10 bewegt werden, ohne dass die Gefahr einer Kollision mit dem Applikationsarm 12 besteht.
Dies ermöglicht somit eine ungehinderte Positionierung der Patientenliege 2 unabhängig von der Position des Applikationsarms 12. Bevorzugt wird der Applikationsarms 12 von der Ruheposition 14 erst in die Arbeitsposition 32 bewegt (in der gezeigten Ausgestaltung geschwenkt), wenn die Patientenliege 2 die Vorposition 10 erreicht hat.
In der gezeigten Ausgestaltung ist die Projektionseinheit 6 am Applikationsarm 12 befestigt. In anderen Ausgestaltungen kann die Projektionseinheit 6 an anderen Stellen der Lasertherapievorrichtung 1 befestigt sein, beispielsweise an der Gerätebasis 26.
In 3 ist ferner eine Projektionsentfernung 36 eingezeichnet, welche einer Entfernung zwischen der Projektionseinheit 6 und der den Bearbeitungsbereich 22 repräsentierenden Positioniermarke 20 entspricht.
Eine Lage des Bearbeitungsbereiches 22 zur Lasertherapievorrichtung 1 ist durch letztere festgelegt. Der Bearbeitungsbereich 22 hat neben einer Ausdehnung in x und y Richtung (letztere ist in die Zeichenebene hinein dargestellt) auch eine festgelegte Höhe 38, welche im Idealfall der Position des Auges 24 oder der Augen 24 der zu behandelnden Person 22b entspricht. Der Begriff der Höhe 38 bezieht sich hierbei auf einer Distanz relativ zum Fußboden 40, auf welchem die Lasertherapievorrichtung 1 steht.
In 3 ist auch ein Kameramodul 7 am Applikationsarm 12 gezeigt. Mittels des Kameramoduls 7 kann ein Bild der Patientenliege 2 und der Positioniermarke 20 aufgenommen werden. Das Bild kann an eine Recheneinheit 9 übertragen werden, welche die Verschiebedistanz 11a und/oder die Verschieberichtung 11b berechnet und einem Benutzer zur Verfügung stellt oder zur automatischen Positionierung verwendet wird. In der gezeigten Ausgestaltung umfasst die Recheneinheit 9 ein Auswertemodul 83. In anderen, nicht gezeigten Ausgestaltungen kann das Auswertemodul separat und nicht als Teil der Recheneinheit 9 ausgestaltet sein. Das Auswertemodul 83 kann dazu ausgestaltet sein die vom Kameramodul 7 (welches aus wenigstens einer Kamera und/oder wenigsten einer 3D Kamera bestehen oder diese umfassen kann) aufgenommenen Bilder der Positioniermarke 20 und/oder der Patientenliege 2 auszuwerten.
In den 4-7 sind schematische Darstellungen möglicher Positioniermarken 20 gezeigt. 4 zeigt eine rechteckige Positioniermarke 20, die zwei Fadenkreuze 20a und einen Rahmen 20c umfasst.
In der 5 ist eine kreisförmige Positioniermarke 20, in 6 eine ovale oder elliptische Positioniermarke 20 gezeigt.
In der 7 ist eine rechteckige Positioniermarke 20 mit zwei Fadenkreuzen 20a und unterbrochenem Rahmen 20d gezeigt. Der unterbrochene Rahmen 20d kann lediglich Ecken 20e umfassen, wie in 7 schematisch gezeigt.
Bevor auf das Konzept der Projektionsentfernung 36 und wie diese festgelegt werden kann näher eingegangen wird, erfolgt eine der Erklärung der Projektionsentfernung 36 partiell zugrunde liegende Beschreibung der 8 und 9.
In 8 ist eine erste Möglichkeit gezeigt, wie die Projektionsentfernung 36 festgelegt werden kann. Die Projektionseinheit 6 erzeugt konvergentes Licht 42, welches sich in einem Bereich der Schärfentiefe 44 scharf auf einer Oberfläche 46 abbilden lässt. Die Schärfentiefe 44 kann bevorzugt über die Rayleigh-Länge des verwendeten Lichts, beispielsweise als die doppelte Rayleigh-Länge, definiert werden. Durch die Konvergenz des Lichts 42, d.h. durch die optischen Elemente (nicht gezeigt) der Projektionseinheit 6 kann somit eine Position der Schärfentiefe 44 und somit die Projektionsentfernung 36 festgelegt werden. Sowohl in einer ersten Lage 48a der Oberfläche 46 als auch in einer zweiten Lage 48b oder in einer dritten Lage 48c der Oberfläche 46 (schematisch durch unterschiedliche Linien dargestellt) kann die Positioniermarke 20 scharf abgebildet werden. Somit beschreibt die Projektionsentfernung 36 nicht einen einzelnen konkreten Wert, sondern einen Bereich von Werten der Dimension einer Länge. Dies ist schematisch durch drei mögliche konkrete Vertreter der Projektionsentfernung 36 dargestellt, die zur Unterscheidung mit 36a, 36b und 36c bezeichnet sind. In der weiteren Beschreibung wird lediglich von einer Projektionsentfernung 36 gesprochen, wobei hierdurch alle Vertreter, 36a, 36b, 36c und alle weiteren, nicht gezeigten Vertreter, erfasst sein sollen.
Durch Modifikation der Projektionseinheit 6 kann in einer weiteren Ausgestaltung neben der Positioniermarke 20 eine weitere Positioniermarke 50 projiziert werden. Die weitere Positioniermarke 50 kann eine weitere Projektionsentfernung 52 aufweisen, die beispielsweise größer ist als die Projektionsentfernung 36.
Die Positioniermarke 20 und die weitere Positioniermarke 50 können zeitgleich oder alternierend projiziert werden. Die Projektion beider Positioniermarken 20, 50 kann durch dieselben optischen Elemente (zum Beispiel unter Nutzung einer Zoomoptik, nicht gezeigt) der Projektionseinheit 6 oder durch für jede Positioniermarke 20, 50 eigene optische Elemente (fester, jedoch für beide Positioniermarken unterschiedlicher Brennweite; nicht gezeigt) erfolgen. Die Definition der weiteren Projektionsentfernung 52 entspricht jener der Projektionsentfernung 36, in welcher die weitere Positioniermarke 50 abgebildet wird. Die weitere Projektionsentfernung 52 kann bevorzugt der Höhe der Projektionseinheit 6 über dem Fußboden 40 entsprechen.
In einer möglichen Ausgestaltung kann die Lasertherapievorrichtung 1 somit ausgestaltet sein, eine Positioniermarke 20 und eine weitere Positioniermarke 50 zu projizieren. Die Positioniermarke 20 kann bevorzugt in einer Projektionsentfernung 36 projiziert werden und scharf abbildbar sein, die der Höhe eines Auges 24 einer zu behandelnden Person 22b entspricht. Die weitere Positioniermarke 50 kann bevorzugt scharf auf dem Fußboden 40 abgebildet werden.
In dieser Ausgestaltung wird somit die Positioniermarke 20 nicht scharf auf dem Fußboden 40 abgebildet und die weitere Positioniermarke 50 nicht scharf auf der Patientenliege 2 oder dem Kopf 22a der zu behandelnden Person. Unter einer scharfen Abbildung ist zu verstehen, dass eine Projektion der Positioniermarke und/oder der weiteren Positioniermarke es ermöglicht diese für unterschiedliche Projektionshöhen zu unterscheiden. Unter dem Begriff scharf kann somit verstanden werden, dass die Positioniermarke und/oder weitere Positioniermarke nicht verwaschen oder nicht verschwommen bzw. als ein deutlich erkennbar projiziertes vorab festgelegtes Muster dargestellt werden kann.
Dies ist in 7 anhand einer ersten 54a und einer zweiten Vergrößerung 54b einer Ecke 20e des unterbrochenen Rahmens 20d schematisch dargestellt.
In der ersten Vergrößerung 54a sind Teilstrukturen 56 der Ecke 22e deutlich unterscheidbar projiziert. Die Teilstrukturen 56 sind beispielhaft und nicht einschränkend als Quadrate dargestellt.
In der zweiten Vergrößerung 54b sind die Teilstrukturen 56 dahingegen nicht voneinander trennbar projiziert und können auch nicht als unterscheidbare Teilstrukturen 56 wahrgenommen werden.
Die erste Vergrößerung 54a stellt den Fall dar, dass die Positioniermarke 20 bzw. die weitere Positioniermarke 50 in einer korrekten Projektionsentfernung 36 bzw. in einer korrekten weiteren Projektionsentfernung 52 projiziert wurde, d.h. im Falle der Positioniermarke 36 auf Höhe der Patientenliege 2 und im Falle der weiteren Positioniermarke 50 auf dem Fußboden 40.
Der zweiten Vergrößerung 54b kann dahingegen entnommen werden, dass die Positioniermarke 20 bzw. die weitere Positioniermarke 50 nicht in der korrekten Projektionsentfernung 36 bzw. nicht in der korrekten weiteren Projektionsentfernung 52 projiziert wurden. Dies kann der Fall sein, wenn die Positioniermarke 36 auf dem Fußboden 40 oder die weitere Positioniermarke 50 auf der Patientenliege 2 betrachtet wird. Allerdings wird bereits eine unscharfe Abbildung der Positioniermarke 20 bzw. der weiteren Positioniermarke 50 erhalten, wenn sich die Oberfläche 46, auf welcher die Projektion erfolgt, außerhalb der Schärfentiefe 44 des konvergenten Lichtes 42 befindet.
Bevorzugt kann das konvergente Licht 42 der Positioniermarke 20 eine größere Konvergenz aufweisen als das Licht der weiteren Positioniermarke 50, um bereits kleinere Abweichungen der Oberfläche 46 von der Projektionsentfernung 36 erkennen zu können.
Die in 7 gezeigten Teilstrukturen 56 sind rein schematisch und können durch beliebige andere Strukturen und/oder Objekte wie Punkte, Kreise, Dreiecke, Linien oder ähnliche Strukturen ersetzt werden.
Eine weitere Möglichkeit der Projektion einer Positioniermarke 20 und/oder einer weiteren Positioniermarke 50 und eine Definition der Projektionsentfernung 36 ist in 8 dargestellt. In dieser Ausgestaltung besteht die Projektionseinheit 6 aus zwei Projektorelementen 58, welche jeweils eine Teilprojektion 60 erzeugen. Die Teilprojektion 60 eines ersten 58a und/oder eines zweiten Projektorelements 58b können bevorzugt Parallelprojektionen sein 60c. Diese Parallelprojektion 60c wird unabhängig von einer Entfernung des Projektorelements 58 zur Oberfläche 46, auf welcher die jeweilige Abbildung stattfindet, korrekt, d.h. scharf auf dieser Oberfläche 46 projiziert.
Insbesondere kann das erste Projektorelement 58a ausgestaltet sein die weitere Positioniermarke 50 als eine erste Teilprojektion 60a zu projizieren. Ferner kann das zweite Projektorlement 58b ausgestaltet sein eine zweite Teilprojektion 60b zu erzeugen, welche die erste Teilprojektion 60a schneidet. Der Schnittbereich 62 beider Teilprojektionen 60a, 60b repräsentiert den Bearbeitungsbereich 22.
Die Teilprojektionen 60a, 60b können insbesondere aus Teilstrukturen 56 aufgebaut sein, welche sich beispielsweise im Schnittbereich 62 komplementär ergänzen. Dies ist in der ersten 54a und auch der zweiten Vergrößerung 54b der 8 schematisch dargestellt.
Die erste Teilprojektion 60a wird vom ersten Projektorelement 58a projiziert und erzeugt in dieser Ausgestaltung die weitere Positioniermarke 50. Diese weitere Positioniermarke 50 umfasst zwar Ecken 20e nicht jedoch eckennahe Randbereiche 66, welche an die Ecken 20e anschließen.
Das zweite Projektorelement 58b erzeugt die zweite Teilprojektion 60b und projiziert dahingegen lediglich die eckennahen Randbereiche 66, nicht jedoch die Ecken 20e selbst. Nicht dargestellte Teilelemente 56 sind mit durch gepunktete Ellipsen gekennzeichnet.
Bei einer korrekten Überlagerung der beiden Teilprojektionen 60a, 60b kann somit ein durchgängiger Rahmen 20c abgebildet und wahrgenommen werden. Dies ist in einer dritten Vergrößerung 54c schematisch dargestellt.
Die Ecke 20e und die eckennahen Randbereiche 66 sind lediglich zur Unterscheidung mit verschiedenen Linien gezeichnet. Durch Überlagerung der ersten 60a und zweiten Teilprojektion 60b ergibt sich der durchgängige Rahmen 20c der Positioniermarke 20.
Der vollständige oder durchgängige Rahmen 20c bildet in diesem Fall die Positioniermarke 20 und repräsentiert den Bearbeitungsbereich 22.
Sofern die Oberfläche 46, d.h. die Patientenliege 2 oder dem Kopf 22a der zu behandelnden Person 22b oder die Auflage 34 nicht in der korrekten Höhe befindet, können sich die komplementären Teilstrukturen 56 der beiden Teilprojektionen 60a, 60b nicht ergänzen.
Eine Verschiebung 68 (Durch Doppelkopf-Pfeil dargestellt), wie sie in einer vierten Vergrößerung 54d der 8 dargestellt ist, deutet somit auf eine inkorrekte Höhe des zu bearbeitenden Bereiches 22a der zu behandelnden Person 22b hin. In der vierten Vergrößerung 54d ist zu erkennen, dass die Ecke 20e der ersten Teilprojektion 60a und die eckennahen Randbereiche 66 der zweiten Teilprojektion 60b keine zusammenhängende Positioniermarke 20 ausbilden. Beispielsweise kann sich das zu behandelnde Auge 24 nicht im Bearbeitungsbereich 22, sondern darunter oder darüber befinden und eine Höhenkorrektur notwendig sein. Dieser Fall könnte beispielsweise auf die Nutzung einer inkorrekten Patientenliege 2 oder einer inkorrekten Auflage 34 hindeuten. Durch die Verschiebung kann eine fehlerhafte Ausrichtung der zu behandelnden Person 22a bezüglich der Höhe erkannt und korrigiert werden.
Diese Ausgestaltung hat ferner den Vorteil, dass die weitere Positioniermarke 50 nur solange auf dem Fußboden 40 projiziert wird, bis die Patientenliege in die zweite Teilprojektion 60b hineingeschoben wurde. Daraufhin bildet die erste Teilprojektion 60a, welche auf dem Fußboden 40 die weitere Positioniermarke 50 ausbildet zusammen mit der zweiten Teilprojektion 60b die Positioniermarke 20 aus.
In den 10 -13 ist eine Positionierung beliebiger Patientenliegen 2 innerhalb eines Fangbereichs der Feinpositionierung schematisch dargestellt. Die Feinpositionierung kann beispielsweise einen Stellbereich von ± 5mm aufweisen. Innerhalb dieses Stellbereiches kann beispielsweise der Applikationsarm zur zu behandelnden Person 22b ausgerichtet werden.
Das Gesicht bzw. der Kopf 22a einer zu behandelnden Person 22b weist mit Nase 72 und den Augenhöhlen 74 markante Möglichkeiten zur Feinpositionierung auf. Auf dem Nasenrücken 72a und im Bereich der Augenhöhlen 74 können sich schneidende Hauptsymmetrielinien 76a und 76b projiziert werden. Die Hauptsymmetrielinie 76a erstreckt sich entlang des Nasenrückens 72a und die Hauptsymmetrielinie 76b senkrecht dazu. Ein Schnittpunkt 78 der Hauptsymmetrielinien 76a, 76b kann als Drehpunkt 80 zur Feinpositionierung der zu behandelnden Person 22b verwendet werden.
Neben den Hauptsymmetrielinien 76a, 76b können Symmetrieprüflinien 82 projiziert werden. Die Symmetrieprüflinien 82 haben bevorzugt zur jeweils benachbarten Symmetrieprüflinie 82 oder zur jeweiligen parallel orientierten benachbarten Hauptsymmetrielinie 76a, 76b einen konstanten Abstand. Alle parallel angeordneten Linien sind bevorzugt äquidistant zueinander.
Der Übersichtlichkeit halber sind lediglich zwei horizontale Symmetrieprüflinien 82 und vier vertikale Symmetrieprüflinien 82 eingezeichnet. In anderen Ausgestaltungen kann eine beliebige Anzahl vertikaler und horizontaler Symmetrieprüflinien 82 kombiniert werden.
An den Bereichen A und B, d.h. im Bereich der Augenhöhlen 74 und bei gleicher Entfernung 84 von der Hauptsymmetrielinie 76a entfernt kann anhand der Symmetrieprüflinien 82 ein Gradient oder ein Höhenprofil H ermittelt werden. Dieses Höhenprofil H ist schematisch in der Grafik 86a dargestellt. Zu erkennen ist, dass das Höhenprofil H im Bereich A und im Bereich B zum einen vergleichbar und zum anderen ähnlich einer Idealkurve 88 ist. Unter ähnlich ist zu verstehen, dass sich das Höhenprofil H im Bereich A und im Bereich B innerhalb vorab festgelegter Fehlergrenzen (nicht gezeigt) zur Idealkurve 88 befindet.
Im Bereich C, d.h. auf dem Nasenrücken72a wird anhand der vertikalen Symmetrielinien 82 ebenfalls das Höhenprofil H ermittelt, wobei hier jedoch insbesondere eine Symmetrie des Höhenprofils H bezüglich der Hauptsymmetrieachse 76b auf eine korrekte Ausrichtung der Lasertherapievorrichtung 1 bezüglich der zu behandelnden Person 22b hinweist. Dies ist schematisch in der zweiten Grafik 86b gezeigt.
In 11 ist die zu behandelnde Person 22b sowohl mit einer Querabweichung 89 als auch mit einer Längsabweichung 92 zur Lasertherapievorrichtung 1 positioniert.
Betrachtet man hierbei die Bereiche A und B, gezeigt in einer dritten Grafik 86c, so ist das in diesen Bereichen gemessene Höhenprofil H zwar ähnlich oder gar identisch, entspricht jedoch nicht der Idealkurve 88. Dies weist auf die Längsabweichung 92 hin.
Im Bereich C kann ebenso das Höhenprofil H ermittelt werden, dieses ist in einer vierten Grafik 86d gezeigt, ist jedoch nicht symmetrisch zur Hauptsymmetrieachse 76b, was auf die Querabweichung 89 hinweist.
In 12 ist die zu behandelnden Person mit einer Winkelabweichung 90 (auch: Rotation 90) zur Lasertherapievorrichtung 1 orientiert. Diese Winkelabweichung 90 führt dazu, dass sich das Höhenprofil H in den Bereichen A und B voneinander unterscheidet und gegebenenfalls bezüglich der Idealkurve 88 verschoben ist. Dies ist in einer fünften Grafik 86e dargestellt.
Auch im Bereich C auf Höhe des Nasenrückens 72a ist bei Ermittlung des Höhenprofils H eine Asymmetrie zur Hauptsymmetrieachse 76b zu erkennen (siehe sechste Grafik 86f), die von der Winkelabweichung 90 herrührt. Mittels der in den Bereichen A B und C gemessen Höhenprofile H und deren Abweichung von der Idealkurve 88 oder deren Asymmetrie kann somit die Winkelabweichung 90 ermittelt werden. Die Winkelabweichung entspricht der Rotation 90.
Die Symmetrielinien 76a, 76b, 82 können zusätzlich zur Positioniermarke 20 oder alternativ zu dieser projiziert werden. Die Positioniermarke 20 ist der Übersichtlichkeit halber nur in 10 dargestellt.
Initial kann die zu behandelnde Person 22b mit Hilfe der Projektion der Positioniermarke 20 in den Bereich der Vorpositionierung geführt werden. Mit Hilfe einer Höhenverstellung können die Linien in der vorgesehenen Höhenlage scharf auf die zu behandelnde Person abgebildet werden.
Die 13 zeigt schematisch, dass die Linien nicht voneinander getrennt wahrgenommen werden können, falls die zu behandelnde Person 22b nicht in der korrekten Höhe gelagert ist. Hierbei kann die Projektion der Linien 76a, 76b und 82 genutzt werden, um auf einen maximalen Kontrast zwischen Patientenhaut und Linien einzustellen. Viele (Raum)Frequenzen auf geringstem Raum sind Indikatoren für die ‚Fokuslage‘ der zu behandelnden Person.
In Bezug auf die Hauptsymmetrielinie 76a der Nase 72 kann man eine Symmetriebetrachtung rechts und links dieser Linie vornehmen, indem man prüft, ob die Symmetrieprüflinien 82 paarweise vom Betrag der Intensität her die gleichen Koordinaten aufweisen. Falls nicht, muss rechts-links korrigiert werden.
Bezüglich der Ausrichtung anhand der Augenhöhlen 74 kann ein ähnlicher Vergleich erfolgen: hier sollten die Koordinaten auf einer Symmetrieprüflinie 82 rechts und links der Hauptsymmetrielinie 76a zur Nase 72 je nach Koordinatenpaar gleiche Intensitätswerte aufweisen. Ist dies nicht der Fall, so kann eine Winkelausrichtung oder Verdrehung der zu behandelnden Person 22b bezüglich des Drehpunktes 80 und die y-Verstellung der zu behandelnden Person nachkorrigiert werden. Eine entsprechende Korrekturanweisung kann auf dem Display (nicht gezeigt) angezeigt werden. Um Asymmetrien der Gesichtspartie nicht zum Tragen kommen zu lassen, sollte ein Bildausschnitt nicht zu lang und breit sein, aber zuverlässig den Bereich der Augen erfassen.
Die mit Bezug zu den 10 bis 13 beschriebenen Auswertungen der projizierten Streifen 76a, 76b, 82 kann bevorzugt durch das in 3 eingeführte Auswertemodul 83 erfolgen. Das Auswertemodul 83 ist besonders geeignet, um Streifenabstände der im Bild abgebildeten Streifen bzw. Linien (76a, 76b, 82) zu ermitteln und aus einer Topografie der Streifenabstände und/oder einer Änderung der Streifenabstände die Lage und/oder einen Winkel einer in Längsrichtung orientierter Symmetrieachse (diese ist kollinear zur Hauptsymmetrielinie 76a) und die Lage und/oder einen Winkel einer in Querrichtung orientierten Querachse (kollinear zur Hauptsymmetrielinie 76b) zu ermitteln. Das Auswertemodul 83 kann insbesondere aus der ermittelten Lage und/oder Winkel der Symmetrieachse und der Querachse eine zur Positionierung notwendige Verschiebedistanz (11a) und/oder Verschieberichtung (11b) und/oder Rotation (90) bereitstellen.
In 14 und 15 ist eine dynamische Positioniermarke 96 schematisch dargestellt. Diese setzt sich aus verschiedenen Teilstrukturen 56 zusammen, wobei die Teilstrukturen 56a die y-Richtung repräsentieren und die Teilstrukturen 56b die x-Richtung. Ferner ist eine Kreisdarstellung 94 angezeigt oder projiziert. Die Form bzw. Größe der Kreisdarstellung 94 repräsentiert eine Einstellung der Höhe.
Nähert sich die zu behandelnde Person in der Y-Richtung der richtigen Position, d.h. der Vorposition, so können die Teilstrukturen 56b von außen nach innen aufleuchten. Im entgegengesetzten Fall, d.h. entfernt sich die zu behandelnde Person 22b erlöschen die Teilstrukturen 56b von innen nach außen. Zusätzlich oder alternativ können dieTeilstrukturen56b alle sichtbar sein und analog eines Lauflichtes erhöhter Intensität von innen nach außen eine Entfernung von der Vorposition und von außen nach innen eine Annäherung an die Vorposition repräsentieren.
Sobald die Vorposition erreicht wurde können alle Teilstrukturen 56 für jeweilige Richtung aufleuchten oder projiziert sein.. Für die Z-Richtung wird zusätzlich die Kreisdarstellung 94 eingeblendet oder projiziert.
In 14 ist der Fall dargestellt, dass in x-Richtung die korrekte Lage erreicht ist. Alle Teilstrukturen 56a sind angezeigt oder werden projiziert. Dies ist noch nicht der Fall in y-Richtung, da noch nicht alle Teilstrukturen 56b angezeigt oder projiziert werden. Die Kreisdarstellung 94 weist einen Radius R1 auf, der den Zustand repräsentieren kann, dass die zu behandelnde Person noch nicht in der korrekten Höhe angeordnet ist.
In 15 ist dagegen der Fall dargestellt, dass die Vorposition erreicht wurde und die Koordinaten der zu behandelnden Person 22b für die x-Richtung, die y-Richtung und die z-Richtung korrekt eingestellt sind. Die dynamische Positioniermarke 96 kann sowohl projiziert werden und/oder auf einem Anzeigegerät oder in einem Mikroskop-Einblick dargestellt oder eingeblendet werden.

1: Lasertherapievorrichtung
2: Patientenliege
4: Kopfbereich
6: Projektionseinheit
7: Kameramodul
8: Initialposition
9: Recheneinheit
10: Vorposition
11a: Verschiebedistanz
11b: Verschieberichtung
12: Applikationsarm
13a: Anzeigegerät
13b: Lautsprecher
13c: haptisches Feedback-Modul
14: Ruheposition
16: Laseraustritt
18a-18c: Kreis
20: Positioniermarke
20a: Fadenkreuz
20b: Linien
20c: durchgängiger Rahmen
20d: unterbrochener Rahmen
20e: Ecke
21: Zentrum
22: Bearbeitungsbereich
22a: Kopf
22b: zu behandelnde Person
22c: Auflagebereich
22d: Auflage
24: Auge
26: Gerätebasis
27: Gerätekopf
28: Laserlichtquelle
30: Therapiestrahlung.
32: Arbeitsposition
34: Auflage
36c: Vertreter der Projektionsentfernung
36: Projektionsentfernung 36a-
38: Höhe
40: Fußboden
42: konvergentes Licht
44: Schärfentiefe
46: Oberfläche
48a-48c: erste/zweite/dritte Lage
50: weitere Positioniermarke
52: weitere Projektionsentfernung
54a-54d: erste/zweite/dritte/vierte Vergrößerung
56, 56a, 56b: Teilstrukturen
58: Projektorelement
58a/58b: erstes/zweites Projektorelement
60: Teilprojektion
60a/60b: erste/zweite Teilprojektion
60c: Parallelprojektion
62: Schnittbereich
66: eckennaher Randbereich
68: Verschiebung
72: Nase
72a: Nasenrücken
74: Augenhöhle
76a, 76b: Hauptsymmetrielinien
78: Schnittpunkt
80: Drehpunkt
82: Symmetrieprüflinie
84: Entfernung
86a-86f: erste bis sechste Grafik
88: Idealkurve
89: Querabweichung
90: Winkelabweichung
92: Längsabweichung
94: Kreisdarstellung
96: dynamische Positioniermarke
A, B, C: Bereiche
H: Höhenprofil
P1: Grobpositionierung
R1, R2: Radius

Claims

Lasertherapievorrichtung (1), umfassend eine Gerätebasis (26), einen an der Gerätebasis (26) befestigten Applikationsarm (12) und eine Laserlichtquelle (28) zur Erzeugung von Therapiestrahlung (30), wobei der Applikationsarm (12) zumindest eine Arbeitsposition (32) aufweist, in welcher der Applikationsarm (12) ausgestaltet ist, die Therapiestrahlung (30) in einen Bearbeitungsbereich (22) zu leiten, wobei die Lasertherapievorrichtung (1) ferner eine Projektionseinheit (6) zur Vereinfachung einer Positionierung einer zu behandelnden Person (22b) bezüglich der Lasertherapievorrichtung (1) aufweist, und wobei die Projektionseinheit (6) ausgestaltet ist, eine Positioniermarke (20) derart zu projizieren, dass diese eine Position des Bearbeitungsbereichs (22) repräsentiert.
Lasertherapievorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei der Applikationsarm (6) beweglich an der Gerätebasis (26) befestigt ist.
Lasertherapievorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Projektionseinheit (6) an der Gerätebasis (26) und/oder am Applikationsarm (6) befestigt ist.
Lasertherapievorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Applikationsarm (6) ferner eine Ruheposition (14) aufweist, in welcher der Applikationsarm (6) vom Bearbeitungsbereich (22) weggeschwenkt oder weggeklappt ist, und wobei die Projektionseinheit (12) ausgestaltet ist, die Positioniermarke (20) zu projizieren, wenn sich der Applikationsarm (12) in der Ruheposition (14) befindet.
Lasertherapievorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Projektionseinheit (12) ausgestaltet ist, eine weitere Positioniermarke (50) zu projizieren, wobei die Positioniermarke (20) eine Projektionsentfernung (36) aufweist, die geringer ist als eine weitere Projektionsentfernung (52) der weiteren Positioniermarke (50).
Lasertherapievorrichtung (1) nach Anspruch 5, wobei die Projektionseinheit (12) ausgestaltet ist, eine scharfe Projektion der Positioniermarke (20) auf Höhe einer Patientenliege (2) zu erzeugen und wobei die Projektionseinheit (12) ferner ausgestaltet ist, eine scharfe Projektion der weiteren Positioniermarke (50) auf dem Fußboden (40) zu erzeugen.
Lasertherapievorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Positioniermarke (20) und/oder die weitere Positioniermarke (50)jeweils wenigstens eine Form aus der Liste von Formen umfassend: - Ein Oval; - Ein Kreis; - Ein Rechteck; - Wenigstens ein Fadenkreuz (20a); - Einen Leitweg; - Eine Vielzahl von Markierungen; oder - Eine Kombination vorbenannter Formen aufweist.
Lasertherapievorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner umfassend ein Kameramodul (7), welches ausgestaltet ist, die Positioniermarke (20) und/oder die weitere Positioniermarke (50) und eine Patientenliege (2) in einem aufgenommenen Bild zu identifizieren, eine Ist-Position der Patientenliege (2) bezüglich der Positioniermarke (20) und/oder der weiteren Positioniermarke (50) zu ermitteln, die Ist-Position mit einer Soll-Position der Patientenliege (2) bezüglich der Positioniermarke (20) und/oder der weiteren Positioniermarke (50) zu vergleichen und aus dem Vergleich eine notwendige Verschiebedistanz (11a) und/oder Verschieberichtung (11b) der Patientenliege (2) zum Erreichen der Soll-Position bereitzustellen.
Lasertherapievorrichtung (1) nach Anspruch 8, wobei das Kameramodul (7) wenigstens zwei Kameras oder wenigstens eine 3D-Kamera umfasst.
Lasertherapievorrichtung (1) nach Anspruch 8 oder 9, ferner umfassend ein Interaktions-Interface (13), welches ausgestaltet ist, einer Bedienperson die Verschiebedistanz (11a) und/oder die Verschieberichtung (11b) optisch und/oder akustisch und/oder haptisch zu übermitteln.
Lasertherapievorrichtung (1) nach Anspruch 10, wobei das Interaktions-Interface (13) ausgestaltet ist, eine Einzelton-Folgefrequenz der akustisch übermittelten Verschiebedistanz (11a) in Abhängigkeit von der Verschiebedistanz (11a) und eine Tonfrequenz der akustisch übermittelten Verschieberichtung (11b) in Abhängigkeit von der Verschieberichtung (11b) einzustellen.
Lasertherapievorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, ferner umfassend ein Steuermodul, welches ausgestaltet ist, basierend auf der ermittelten Verschiebedistanz (11a) und/oder Verschieberichtung (11b) eine automatisierte Patientenliege (3) zur Soll-Position zu steuern.
Lasertherapievorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Projektionseinheit (6) ausgestaltet ist, beim Erreichen einer Vorposition (10), in welcher ein zu behandelnder Bereich der zu behandelnden Person (22b) im Bearbeitungsbereich (22) positioniert ist, ein Streifenmuster im Bearbeitungsbereich (22) zu projizieren, wobei das Streifenmuster - Eine Vielzahl von untereinander beabstandeter und entlang einer Längsrichtung orientierter Längsstreifen (76a, 82); und - Eine Vielzahl von die Längsstreifen (76a, 82) schneidenden, untereinander beabstandeter und entlang einer Querrichtung orientierter Querstreifen (76b, 82) umfasst, wobei die Lasertherapievorrichtung (1) ferner ein Kameramodul (7) zur Aufnahme der projizierten Streifen (76a, 76b, 82) und zum Bereitstellen eines Bildes der projizierten Streifen und ein Auswertemodul (83) aufweist, welches ausgestaltet ist - das Bild der projizierten Streifen zu empfangen; - Streifenabstände der im Bild abgebildeten Streifen (76a, 76b, 82) zu ermitteln; - Aus einer Topografie der Streifenabstände und/oder einer Änderung der Streifenabstände die Lage und/oder einen Winkel einer in Längsrichtung orientierter Symmetrieachse und die Lage und/oder einen Winkel einer in Querrichtung orientierter Querachse zu ermitteln; und - Aus der ermittelten Lage und/oder Winkel der Symmetrieachse und der Querachse eine zur Positionierung notwendige Verschiebedistanz (11a) und/oder Verschieberichtung (11b) und/oder Rotation (90) bereitzustellen.
Lasertherapievorrichtung (1) nach Anspruch 13, die ausgestaltet ist, den Applikationsarm (12) in Abhängigkeit der bereitgestellten Verschiebedistanz (11a) und/oder Verschieberichtung (11b) und/oder Rotation (90) auszurichten.