SE507259C2 - Sätt, anordning och system för positionering av en sond på en målyta i en öppen hålighet i ett testobjekt - Google Patents

Description

' :v 10 15 20 25 30 35 2 Närmare bestämt har det visat sig att man genom att utnyttja en kombination av optisk teknik för att definiera den plats på slemhinnan där man vill placera sonden och en speciellt utformad positioneringsanordning för att föra sonden till denna plats kan utföra en mycket exakt posi- tionering, som dessutom kan upprepas med stor repeterbar- het.

En lämplig känd optisk teknik, som kan användas vid utförandet av uppfinningen, är rhinostereometri, som be- skrivs i en doktorsavhandling av Jan-Erik Juto med titeln "Rhinostereometry", Department of Otorhinolarygology, Södersjukhuset, Stockholm, 1985. En rhinostereometer består av ett mikroskop som är monterat på ett mikro- meterbord. Mikroskopets objektiv och okular är så valda att ett mycket litet skärpedjup erhålles. Rhinostereo- metern används idag för att mäta nässlemhinnans svullnad, varvid en liten bit av slemhinnan betraktas genom mikro- skopet och svullnaden mäts med hjälp av en skala i oku- laret.

Ett problem med användningen av denna optiska teknik för införandet av en sond i näsan är att utrymmet mellan mikroskopets objektiv och näsan är mycket begränsat.

Objektivet måste nämligen vara placerat nära näsan för att tillräckligt goda ljusförhållanden skall erhållas. Å andra sidan måste en sond som skall föras in i näsan ha ett väsentligen rätlinjigt och stelt ändparti som är ca 4-5 cm långt för att sondens ände skall kunna placeras pà näs- slemhinnan. Detta medför att en sonds ändparti i de flesta fall inte får plats mellan rhinostereometern och näsan.

Detta problem löses genom att sondens ände fästs pá en hållare och i en tvàstegsmanöver förs in i näsan, var- vid i ett första steg sondens ände förs till ett läge på eller nära rhinostereometerns optiska axel, företrädesvis ett stycke in i näsan, och i ett andra steg sondens ände förflyttas längs den optiska axeln tills den kommer till den plats som definierats med hjälp av rhinostereometern, och närmare bestämt dess skärpeplan. 10 15 20 25 30 35 H (n c: -a m nn \o 3 Många människor känner obehag när ett föremål förs in i en kroppsöppning. För att en sond direkt skall kunna föras till ett önskat läge på nässlemhinnan och införande- tiden sålunda minimeras, görs med fördel en förberedande inställning av positioneringsanordningen under vilken patienten inte behöver medverka. För att den förberedande inställningen skall kunna utföras måste dock försöks- personen först ha fixerats i en bestämd position och läget för málytan på nässlemhinnan ha definierats med hjälp av rhinostereometern. Därefter sker den förberedande inställ- ningen av positioneringsanordningen mot det med rhino- stereometern definierade läget för målytan. När korrekt läge för sondens ände uppnåtts, registreras positione- ringsanordningens inställning. Denna inställning kan sedan användas för att direkt föra sondens ände till rätt läge när patienten har fixerats i den bestämda positionen så att målytan på nytt placerats i det med hjälp av rhino- stereometern definierade läget.

Det inses att den ovan beskrivna tekniken för att positionera en sond på nässlemhinnan även kan användas för att positionera en sond inuti andra kroppsöppningar, t ex i örat eller i hjärnan i samband med operationer, på en människa eller ett djur. Den kan även användas för posi- tionering av en sond inuti andra öppna håligheter på god- tyckliga föremål.

Det är vidare tänkbart att använda andra optiska tekniker än rhinostereometri. Det viktiga är att man kan se in i den öppna hàligheten så att en målyta kan utväljas och att läget för denna i förhållande till någon referens- punkt, exempelvis det använda optiska instrumentet, kan definieras med den använda tekniken.

Föreliggande uppfinning skall nu beskrivas genom ett utföringsexempel under hänvisning till bifogade ritningar, på vilka fig 1 är en schematisk perspektivvy av en utförings- form av systemet enligt uppfinningen, varvid mätningen sker på en försöksperson; och 507 2359 UI 10 15 20 25 30 35 4 fig 2 är samma schematiska perspektivvy som i fig 1, med undantag för att försökspersonen har ersatts av en attrapp mot vilken inställningen av systemet sker.

För áskàdlighetens skull visas i fig 1 de olika komponenterna i ett system för positionering av en sond på en bestämd plats pà en försökspersons F nässlemhinna i separerat skick längs en optisk axel I. Systemet enligt uppfinningen innefattar i huvudsak en rhinostereometer l, en positioneringsanordning 2, en hållare 3 för en nästratt 4 och en fixeringsanordning 5 för fixering av en försöks- persons F huvud så att nässlemhinnan befinner sig i en fix position i rummet.

Rhinostereometern l, vilken kan köpas via AB Micromus, Box 10306, S-100 55 Stockholm, av vilket endast mikroskophuvudet la delvis innefattar ett kirurgiskt mikroskop, visas i fig l och vilket är placerat pà ett mikrometer- bord lb, så riktningar, av meterbordet lb vilket talplanet, har att det är rörligt i tre inbördes vinkelräta vilka två ligger i horisontalplanet. Mikro- är i sin tur placerat pà en ram lc. Mikro- skopet, företrädesvis också är vridbart i horison- ett objektiv och ett okular som är valda för att ge ett litet skärpedjup. Det skarpt avgränsade område som ses genom mikroskopet används vid positione- ringen av sonden för att definiera màlytan för sonden.

Mikroskopet orienteras lämpligen pà så sätt att det skarpt avgränsade området är vinkelrätt mot den ena av de hori- sontella axlarna. Okularet är försett med en skala, som är parallell med den andra horisontella axeln i systemet och som är graderad i tiondelsmillimetrar.

Positioneringsanordningen 2 är anordnad att fästas direkt på rhinostereometern l, och närmare bestämt på ovansidan av mikroskophuvudet la, där tre hål 6 är anord- nade för att mottaga tre på motsvarande sätt placerade piggar (visas ej) på positioneringsanordningen. Alterna- tivt kan positioneringsanordningen vara fast förbunden med mikrometerbordets ram lc. Det är också tänkbart att fästa positioneringsanordningen 2 pà ett fristående stativ. 10 15 20 25 30 35 H _ çn~ CD *J I cfi HO 5 Positioneringsanordningen innefattar en första hori- sontellt placerad takplatta 7, pà vars undersida ovan- nämnda piggar 6 är anordnade, och en andra takplatta 8, som är fäst vid den första takplattan 7 med hjälp av en led 9 vid den i den optiska axelns riktning motsatt mikroskophuvudet belägna kanten av den första takplattan 7. En finjusteringsskruv 10 gör det möjligt att ställa in vinkeln mellan den första och den andra takplattan 7, 8.

Vid den ena sidokanten av den andra takplattan 8 är fäst en första sidoplatta 11, vilken sträcker sig i väsentligen 90° vinkel mot takplattsaggregatet 7, 8. På den första sidoplattan ll är en andra sidoplatta 12 fäst med hjälp av en led 13, vilken är placerad vid den i den optiska axelns riktning motsatt mikroskophuvudet belägna kanten av den första sidoplattan 11. En finjusteringsskruv 14 gör det möjligt att ställa in vinkeln mellan den första och den andra sidoplattan ll, 12.

I den andra sidoplattan 12 är en slid 16 glidbart lagrad så att den är förskjutbar i riktning väsentligen parallellt med den optiska axeln för rhinostereometern. En spak 17 är fäst dels i den andra sidoplattan 12 dels i sliden 16 så att denna enkelt kan förskjutas med hjälp av spaken 17. Slidens 16 ändläge i riktning bort fràn mikro- skophuvudet definieras med hjälp av en ändlägesskruv 18, som är förskjutbar i ett spår 19 i sliden 16, och ett ej visat stoppelement pà den andra sidoplattan.

Pâ den motsatt ändlägesskruven belägna änden av sliden 16 är en arm 20 svängbart monterad. Armen 20 kan svängas från ett läge väsentligen parallellt med sliden till ett läge vinkelrätt mot denna, varvid det senare läget definieras med ett pà sliden 16 anordnat stopp- element 21 som förhindrar ytterligare svängning av armen 20. Svängningsradien hos armen 20 är inställbar medelst en justerskruv 22, som går emot en skruv 22', vilken är skruvad i sliden 16 och utgör armens 20 pivàpunkt. Denna pivàpunkt kan förskjutas längs armens längdriktning med hjälp av justerskruven 22. 507 259 “ e 10 15 20 25 30 35 6 På den längst bort från sliden 16 belägna änden av armen 20 är ett sondfäste 23 vridbart monterat. I fästet 23 finns en ursparning 24 för isnäppning av en sond, såsom visas i fig 2. Fästet 23 är försett med en spak 25, me- delst vilken det enkelt kan vridas.

På armen 20 är vidare ett element 26 för fixering av fästesspaken 25 anordnat. Fixeringselementet 26 sträcker sig tvärs armens 20 längdriktning. Det har en ursparning 27, i vilken fästesspaken 25 kan fixeras. Dess läge i tvärled i förhållande till armen 20 är inställbart med hjälp av en justerskruv 28, varvid en fininställning av fästets vinkelläge kan erhållas.

Fixeringsanordningen 5 innefattare ett stativ 30, på vilket en för varje patient individuellt utformad bett- skena 31 är fastmonterad. Med hjälp av bettskenan 31 kan testobjektet eller närmare bestämt testobjektets huvud och därmed dess nässlemhinna fixeras i ett bestämd position i rymden eller i ett koordinatsystem. Fixeringsanordningen 5 är företrädesvis fast förbunden med rhinostereometern via ett förbindningselement 32, så att en patient kan placeras i ett och samma läge i förhållande till rhinostereometern upprepade gånger.

Hållaren 3 är företrädesvis fäst pá fixeringsanord- ningen 5. Den innefatttar en ledarm 35 på vilken näs- tratten 4, som kan utgöras av en traditionell örontuta, är monterad. Ledarmen 35 kan antingen göras allsidigt rörlig, så att de ingående ledelementen är fritt rörliga i för- hållande till varandra, ledelementen är fixerade i förhållande till varandra, eller fixeras, så att de ingående med hjälp av en ställskruv 40.

I det följande skall funktionen hos systemet i fig l beskrivas. När en sond skall positioneras på nässlemhinnan hos en patient, fixeras patientens F huvud först i rymden eller i ett koordinatsystem med hjälp av fixeringsanord- ningen 5 genom att patienten får bita i den individuellt utformade bettskenan 31. För att vidga näsborren något och hålla undan hår och snor förs därefter nästratten 4 in i 10 15 20 25 30 35 I l en o w (fl \o 7 den näsborre i vilken sonden senare skall föras in.

I nästa steg tittar den som utför undersökningen genom rhinostereometern och väljer ut en målyta på näs- slemhinnan genom att förflytta och svänga rhinostereo- metern så att màlytan ligger i dess skärpeplan. När så är fallet låses nästrattens 4 läge med hjälp av ställskruven 40 och låses rhinostereometerns läge pà mikrometerbordet lb. Dessutom noteras målytans läge på skalan i okularet.

Företrädesvis riktas rhinostereometern så att màlytan ligger mitt på millimeterskalan, dvs mitt på optiska axeln, men i vissa tillämpningar kan det vara nödvändigt eller lämpligt att placera den ett litet stycke vid sidan av den optiska axeln.

Nu har den optiska axeln lagts fast och målytans läge i förhållande till rhinostereometern eller i ett koordi- natsystem med rhinostereometern som origo definierats.

Patienten får då släppa bettskenan 31 och dra ur näsan ur nästratten 4. Bettskenan lossas från fixeringsanordningen och ersätts med en i fig 2 visad målyteattrapp 50, vilken innefattar ett T-format element 51 med en skåra 52 i Tzts stam 53 och en med ett siktmärke 56 försedd hjälpmàlyta 54 som sträcker sig vinkelrätt mot det T-formade elementets 51 plan och som är rörlig längs Tzts överliggare 55.

Hjälpmålytans 54 läge på Tzts överliggare 55 ställs in så att hjälpmålytan ligger på rhinostereometerns optiska axel I och målyteattrappens fästpunkt i skàran 52 ställs in så att hjälpmålytan 54 kommer i rhinostereometerns skärpe- plan. När denna inställning är klar ligger alltså hjälp- màlytan på samma plats i rymden som tidigare màlytan på nässlemhinnan gjorde när patienten var fixerad med hjälp av bettskenan 31. Hjälpmålytan är inte nödvändig. Den nedan beskrivna inställningen kan också göras genom att man tittar genom rhinostereometern och ser när sondspetsen kommit i rätt läge. När målyteattrappen 50 används behöver man dock inte titta genom rhinostereometern. 507 10 15 20 25 30 35 f? 25 9 8 I nästa steg snäppes en sond 60, såsom visas i fig 2, fast på sondfästet 23. När detta sker är armen svängd till ett läge nästan parallellt med sliden 16 och pivåpunkten 22' är justerad till ett läge ett stycke in på armen 20, så att dennas svängradie är mindre än den maximala. Sonden 60 har ett rätlinjigt och stelt ändparti 61, vilket är an- slutet till en slang 62. Ändpartiets 61 yttersta spets 63, bör vara något vinklad längst fram för att kunna sättas mot en snedställd yta. När sonden 60 har snäppts fast, svängs armen 20 på sliden 16 allt under det att dess svängradie ökas tills att den går emot stoppelementet 21 på sliden 16. I detta läge befinner sig sondspetsen ett stycke in i nästratten 4. Fästesspaken 25 fästs sedan på fixeringselementet 26. Fästets 23 position vinkelrätt mot sliden ställs in med hjälp av justerskruven 22 på armen 20 så att sondspetsen 63 ligger väsentligen på den optiska axeln och fästets 23 vinkelläge finjusteras med hjälp av justerskruven 28 på fixeringselementet 26 så att sond- spetsen 63 ligger pà den registrerade platsen på okularets skala och resten av sondens ändparti ligger väsentligen parallellt med den optiska axeln.

När nu sondspetsens läge i förhållande till den optiska axeln har bestämts, förflyttas sliden 16 med hjälp av spaken 17 i riktning mot hjälpmålytan 54. När sond- spetsen 63 närmar sig hjälpmàlytan 54 kommer den att synas genom rhinostereometern. Vid behov utförs då en finjuste- ring av sondspetsens läge i förhållande till den optiska axeln med hjälp av justerskruvarna 22 och 28, varefter sondspetsen 63 förs till anliggning mot hjälpmålytan 54 med hjälp av spaken 17. Slidens 16 position i detta läge för sondspetsen registreras genom att ändlägesskruven 18 förs i skåran 19 till anliggning mot det ej visade stoppet och fixeras. Positioneringsanordningen har nu förinställts för att sondspetsen 63 skall kunna föras direkt till rätt position på nässlemhinnan på patienten. 10 15 20 25 30 35 QÉÛ? 259 9 Sliden 16 dras nu tillbaka med hjälp av spaken 17, armen 20 svängs bort och fästesspaken 25 lossas så att sonden 60 kan föras ut ur nästratten 4 och bort från optiska axeln I. Nästratthàllaren 3 görs allsidigt rörlig och målyteattrappen 50 byts ut mot patientens bettskena 31, varefter patienten på nytt får bita fast i denna så att målytan på nässlemhinnan åter fixeras i den position den hade när inställningen av rhinostereometern gjordes.

Nästratten 4 förs på nytt in i patientens näsborre och positioneras så att den optiska axeln ligger mitt i nästratten.

Sondspetsen 63 kan nu mycket enkelt positioneras på korrekt ställe på nässlemhinnan genom att armen 20 svängs till den kommer till anliggning mot stoppelementet 21 på sliden 16, fästesspaken 25 fästs på stoppelementet 26 och sliden 16 förs med hjälp av spaken 17 till det med änd- lägesskruven 18 definierade ändläget.

Om nässlemhinnans svullnadsgrad ändras under mät- ningen i näsan, kan sondpetsens 63 läge vinkelrätt mot den optiska axeln anpassas med hjälp av fininställningsskruven 14 på sidoplattsaggregatet ll, 12.

Under användning av positioneringsanordningen vinklas företrädesvis den andra takplattan 9 något i förhållande till den första takplattan 8, så att slidens 16 längdaxel vinklas något i vertikalplanet i förhållande till den optiska längdaxeln så att endast spetsen 63 på sonden kommer att ligga direkt på den optiska axeln, medan resten av sondens stela ändparti är något vinklad i förhållande till denna i vertikalplanet. På detta sätt kommer sond- spetsen inte att skymmas av resten av sonden.

Ovanstående beskrivning är bara ett exempel, som kan modifieras på många sätt inom ramen för de efterföljande patentkraven. Exempelvis är det inte nödvändigt att göra en förberedande inställning av positioneringsanordningen, utan sondspetsen kan positioneras direkt på nässlemhinnan med hjälp av positioneringsanordningen.

Claims (10)

507 2š9 Ä 10 15 20 25 30 10 PATENTKRAV (63) (60) på en målyta inuti en öppen hålighet i ett testobjekt,

1. l. Sätt att positionera en ände av en sond k ä n n e t e c k n a t av att testobjektet fixeras i en bestämd position; ett optiskt instrument (1) ställs in så att målytan ligger väsentligen på dess optiska axel (I) och målytans läge i längdriktningen av den optiska axeln definieras; sonden fästs på ett positioneringsorgan (20), som är uppburet på ett stativ; positioneringsorganet (20) bringas att utföra en svängningsrörelse kring en pivå- punkt som ligger på avstånd från den optiska axeln, så att sondens ände placeras väsentligen på den optiska axeln ett stycke in i den öppna hàligheten och positione- ringsorganet förflyttas därefter parallellt med den optiska axeln så att sondens ände når det med hjälp av det optiska instrumentet definierade läget för målytan.

2. Sätt enligt krav 1, att efter det att det optiska instrumentet k ä n n e t e c k n a t av (1) ställts in, avlägsnas testobjektet från den bestämda positionen; (63) förflyttats till det av det optiska instrumentet definierade läget för mål- och efter det att sondens ände ytan, registreras positioneringsorganets (20) läge, för- flyttas positioneringsorganet (20) så att sondens ände inte längre befinner sig i det av det optiska instru- mentet definierade läget för målytan, fixeras testobjek- tet pà nytt i den bestämda positionen och förflyttas (63) (1) definierade läget för målytan genom att positione- sondens ände till det av det optiska instrumentet ringsorganet manövreras till det registrerade läget.

3. Sätt enligt krav 2, att efter det att testobjektet avlägsnats från den k ä n n e t e c k n a t av bestämda positionen, placeras en hjälpmàlyta (54) på den optiska axeln och förskjuts denna màlyta tills den kommer till det av det optiska instrumentet (1) definierade läget för målytan. 10 l5 20 25 30 35 I I nn ca -a m m \o ll

4. Anordning för positionering av en ände (63) av en sond (60) på en målyta inuti en öppen hålighet i ett testobjekt, vilken anordning är avsedd att användas till- (1), k ä n n e t e c k n a d av sammans med ett optiskt instrument som är anordnat att definiera målytans läge, att anordningen är anordnad att vara uppburen på ett stativ och har en inriktningsaxel, som väsentligen sammanfaller med det optiska instrumentets optiska axel vid användning av anordningen och att anordningen vidare innefattar ett första positioneringsorgan (16), vilket är förflyttbart längs en första axel, som är väsentligen parallell med inriktningsaxeln för anordningen, ett andra (20), vilket är förbundet med det första positioneringsorganet och på vilket ett fäste (23) positioneringsorgan för sonden är anordnat, varvid det andra positionerings- organet är svängbart i förhållande till det första posi- tioneringsorganet (16) kring en andra axel som är vinkel- rät mot den första axeln så att fästet (23) kan föras till ett läge på inriktningsaxeln. k ä n n e t e c k n a d (20) är för- flyttbart i riktning vinkelrätt mot den första axeln.

5. Anordning enligt krav 4, av att det andra positioneringsorganet

6. Anordning enligt något av kraven 4 eller 5, av att fästet (23) anordnat på det andra positioneringsorganet. k ä n n e t e c k n a d är vridbart

7. Anordning enligt något av kraven 4-6, k ä n - (18, l9; 22, 27, 28) registrering av det första och det andra positionerings- n e t e c k n a d av organ för organets inställning, när sondens ände befinner sig i det av det optiska instrumentet definierade läget för mål- ytan, så att sondens ände kan föras till detta läge med hjälp av de registrerade inställningarna.

8. System för positionering av en ände av en sond på en målyta inuti en öppen hålighet i ett testobjekt, k ä n n e t e c k n a t av att en anordning (5) för fixering av testobjektet i en bestämd position, ett optiskt instrument (1) för definiering av málytans läge, 507 259 t :L 10 15 12 och en anordning enligt något av kraven 4-7, som är fäst på det optiska instrumentet på så sätt att dess inrikt- ningsaxel sammanfaller med det optiska instrumentets optiska axel.

9. System enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a t av att det optiska instrumentet innefattar ett mikroskop (la), vilket är monterat på en ram (lc) pà så sätt att det är förskjutbart i tre inbördes vinkelräta riktningar, varvid màlytans läge definieras genom att mikroskopet förskjuts så att màlytan ligger i mikroskopets skärpe- plan.

10. System enligt krav 8 eller 9, k ä n n e - (54), på fixeringsanordningen och förskjutbar i åtminstone två t e c k n a t av en hjälpmålyta vilken är fästbar inbördes vinkelräta riktningar, så att den kan föras till det av det optiska instrumentet definierade läget för målytan.