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WO1993000039A1 - Ortungsgerät für metallische fremdkörper in einem lebenden körper - Google Patents

Ortungsgerät für metallische fremdkörper in einem lebenden körper Download PDF

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WO1993000039A1
WO1993000039A1 PCT/EP1992/001391 EP9201391W WO9300039A1 WO 1993000039 A1 WO1993000039 A1 WO 1993000039A1 EP 9201391 W EP9201391 W EP 9201391W WO 9300039 A1 WO9300039 A1 WO 9300039A1
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WO
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sensor
display
locating device
measuring
metal
Prior art date
Application number
PCT/EP1992/001391
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English (en)
French (fr)
Inventor
Ulrich Steinbeck
Original Assignee
Ulrich Steinbeck
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ulrich Steinbeck filed Critical Ulrich Steinbeck
Priority to US08/175,364 priority Critical patent/US5649546A/en
Publication of WO1993000039A1 publication Critical patent/WO1993000039A1/de

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/06—Devices, other than using radiation, for detecting or locating foreign bodies ; Determining position of diagnostic devices within or on the body of the patient
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/08—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
    • G01V3/10—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils
    • G01V3/101—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils by measuring the impedance of the search coil; by measuring features of a resonant circuit comprising the search coil
    • G01V3/102—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils by measuring the impedance of the search coil; by measuring features of a resonant circuit comprising the search coil by measuring amplitude

Definitions

  • the invention relates to a metal locating device for localizing a metallic foreign body that has penetrated or implanted in a human or animal body
  • Metal foreign bodies are understood to mean penetrated metal parts or implanted osteosynthesis materials, such as screws, nuts, tension belt and cordage wires, Ki rschner pick wires and also so-called fixators for epitheses.
  • the metallic foreign bodies which have penetrated in this way must be removed in order to prevent infections or other solid body reactions of the tissue.
  • Implanted metal foreign bodies should generally be removed again after secured fracture healing, since corrosion can occur at the contact points with body tissue and thus undesirable foreign body irritation occurs, and the implant causes a loss of elasticity for the bone.
  • fixators after the incident has occurred, they must be sought with pinpoint accuracy in order to be able to attach the so-called epotheses to them.
  • the scar of the original surgical area is usually cut, but it is often impossible to find the material by touch or with the aid of needles, because it is either covered by scar tissue or covered by a layer of tissue or also may have hiked in rare cases.
  • an X-ray representation of the material as made.
  • the disadvantage of this method is that the horizontal or vertical, i.e. the two dimensional position of the material is displayed. Either only the width or depth of the material is visible on the X-ray monitor, although work is being done on the three-dimensional body.
  • the location of the foreign body is usually narrowed by needles inserted into the tissue, i.e. there is a gradual approach by more or less frequent X-rays.
  • the metal removal can take a relatively long time, so that the patient has to be anesthetized for a correspondingly long time, i.e. long working hours with appropriate occupancy of the operating rooms,
  • the device should also be suitable for stationary or mobile use.
  • the metal locating device described in claim 1 which is characterized in accordance with the invention in that a measuring coil device arranged in a pin-like sensor is connected to a corresponding amplifier, the output signals of which are a measure of those caused by the metallic foreign body Field influence can be evaluated in a measuring comparator.
  • the one-hand operation that is indispensable for surgical use is ensured by a special switching arrangement in the sensor pin, which controls the locating process. Due to the novel construction of the completely encapsulated temperature-resistant probe, it can easily be sterilized together with the usual surgical instruments in an autoclave at saturated water vapor pressure. This also applies to plug and cable connections. The hand of the surgeon is guided unerringly to the point at which metal foreign bodies or implants are most superficial and therefore most accessible, so that the desired removal can easily be carried out using the required instruments. Overall, the intervention to remove metallic foreign bodies or implants can be carried out in a targeted manner and in a much shorter time than before.
  • this metal locating device makes it possible to dispense with the representation of the metal body by means of an X-ray image converter. Longer anesthesia times are thus eliminated, and the tissue is also protected, so that an uncomplicated course of healing can be expected.
  • the metallic foreign body is localized in such a way that the sensor pin is guided as a probe in the vicinity of the assumed location.
  • the field disturbance caused by the metal part sought reaches a maximum when the probe tip is located exactly above the metal part sought.
  • An optimization of the measuring sensitivity of the metal locating device is achieved with a microprocessor-controlled automatic system.
  • the highly sensitive sensor circuit is connected via a measuring amplifier to an A / D converter, in particular in order to be able to acutely see the digital signals thus obtained in the form of, for example, a light bar display or other graphic display or pointer instrument.
  • the automatic adjustment to different sensitivities also has the advantage that the input voltage applied to the field coil device does not have to be constantly adjusted depending on the size of the foreign metal bodies.
  • this metal locating device has a maximum value storage and display, which together i. an actual display is operated simultaneously. If the bar display already mentioned is used, the maximum value is stored and continuously displayed when the bar display swings as much as possible, so that the operator receives appropriate information when the sensor pin moves away from the next location by lowering the actual display and the maximum point again can find. The exact retrieval of the maximum value is indicated at the same time by an acoustic signal.
  • This also relates to other graphic display options, for example drag pointers, maxima 11 i ni en on a display and the like. In the normal case, the metal locating device would contain the bar display in the evaluation device connected to the sensor pin.
  • this metal locating device it is advantageously possible to dispense with complicated apparatuses, as was previously the case with X-rays, ultrasound examinations or, for example, computed tomography. Due to the novel design of the completely encapsulated, temperature-resistant and thus sterilizable sensor pin, the patient can be examined directly in a three-dimensional space by a treatment person without great effort. The hand of the surgeon is directed to the point at which the metal foreign body or the implant is most superficial and therefore most accessible, so that the desired removal can easily be carried out with the aid of the necessary instruments. Overall, the intervention for metal foreign body or metal implant removal can be carried out in a targeted manner and in a much shorter time than before.
  • the metallic foreign body is localized by guiding the sensor pin as a probe in the vicinity of the suspected location.
  • the field disturbance caused by the metal part reaches a maximum when the sensor pin with the measuring coil device is located exactly above the metal part sought.
  • An optimization of the measuring sensitivity of the metal locating device is achieved with an automatic system.
  • the measuring amplifier is preferably connected to the measuring comparator via an A / D converter, in particular in order to obtain the digital signals thus obtained in the form e.g. a light bar display, acoustic or other graphic display or a pointer instrument.
  • the automatic adjustment to different sensitivities also has the advantage that the input voltage given to the sensor winding does not have to be constantly adjusted depending on the size of the metal foreign bodies.
  • a further improvement of the metal locating device can be achieved in that the display device has a maximum storage and display which can be operated simultaneously with an actual display. If the bar display already mentioned is used, the maximum value is stored and displayed continuously when the bar display is deflected as much as possible, so that the operator correspondingly decreases the actual display when the sensor pin moves away from the next location Receives information and can find the maximum point again.
  • This also relates to other graphical display options, for example, trailing pointers, maximum dimensions on a display and the like.
  • the metal locating device will contain the bar graph in the evaluation device connected to the sensor pin.
  • the display device into the sensor pen shaft, so that the operator can only concentrate on guiding the sensor pen and observing the display shown there.
  • the coil device For better handling, it is also proposed to select the coil device from a sensor coil wound on a ferrite core, which is preferably arranged in a sensor head.
  • a sensor coil wound on a ferrite core By winding the coil on a ferrite core, the relevant measuring recording device can be structurally minimized, since even small coils on a ferrite core deliver a sufficiently large field.
  • the arrangement of this sensor coil in a sensor head further serves to better determine the location closest to the foreign body outside the human or animal body.
  • Sensitivity control by the operator by means of a sensitivity sensor integrated into the measuring probe
  • Probes, Cables, jacks are strumentarium in the autoclave together with the surgical steri In ⁇ lisierbar,
  • Fig. 2 is a circuit block diagram
  • Fig. 3 shows a circuit example for the sensor field coil
  • the metal locating device essentially consists of a sensor-like sensor, preferably provided with a handle, with a sensor Sensor head 101, which can also be designed in the form of a pin, in order to also enable insertion into lower-lying areas, the sensor pin 10, which also serves as a handle, being connected to an evaluation device 12 via a flexible line 11.
  • the power supply is provided by a power pack integrated in the device housing 112.
  • the evaluation device 12 has a preferably detachable connection 121 for the flexible connecting line 11, and also a display unit 122 in the form of a bar display. This display is designed in such a way that it can simultaneously display a storable maximum display 123 and an actual display 124.
  • a microprocessor-controlled automatic system is provided for sensitivity. After an adjustable time interval, the bar drag indicator is reset to zero.
  • the graphic display can be supported by an acoustic pitch change.
  • the evaluation device 12 is arranged in the sensor pin 10.
  • an infrared transmission path can also be provided, as a result of which a troublesome cable connection is eliminated.
  • a changeover switch (not shown in the drawing) for adjusting the sensitivity is also provided, which can also be designed as a multiple switch.
  • Hit reference numeral 126 designates a reset device which allows a reset to zero in order to carry out a new measurement.
  • the shaft of the sensor pin 10 has the bar display 122.
  • the coil arrangement 19 (L1, L2) - see FIG. 3 - is arranged in the sensor head 101.
  • the sensor pin 10 is connected to a measuring amplifier 14, the parts 10 and 14 forming the analog circuit part.
  • the measurement amplifier 14 supplies the measurement signals to a comparator 16 as part of the evaluation unit via an A / D converter, via which the measurement results can be represented in the form of a bar display 122 with a peak hold.
  • an acoustic signal transmitter 17 can also be provided, which responds when the sensor head 101 takes a minimal distance from the metallic foreign body in human or animal tissue.
  • the parts required to implement the circuit are obtained according to the prior art.
  • the measurement signals which can be obtained from the sensor coil wound on a ferrule are tapped via an amplifier 15 with a transistor T1.
  • the operational amplifiers 16 and 17, which each ensure a high current gain in a negative feedback circuit, are also used for signal processing.
  • the thermistor (NTC1), numbered 18, is located approximately in the middle of the ferrite tube core, on which the sensor coil (L1, L2) is wound (FIG. 3).
  • the sensor pin 10 is preferably designed like a pencil or a ballpoint pen refill with a sensor head 101 which has a small point-like contact surface of approximately 3.5 mm.
  • the evaluation device 12 is integrated in the sensor pin 10.
  • the invention relates to the solution of the stated object to the use of a sensor head 101 provided with a pin-like design and with a handle provided with a sensor 10 with a coil device 19 connected to a measuring amplifier 14 for evaluating the output signal emitted by the measuring amplifier as a measure of the field influence in a measuring comparator 16 caused by a metallic foreign body which has penetrated or implanted into the human or animal body / for the purpose of locating / Localization of the metallic foreign body by three-dimensional driving around with one-hand operation of the body parts containing the metallic foreign body.
  • the diodes indicated at 125 in FIG. 1 are switched in succession as an indication of the sensitivity in order to be able to differentiate between several objects. Furthermore, by locating the sensor pin 101 after locating and measuring it, the starting locating position is reached.

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Abstract

Ein Ortungsgerät mit Einhandbedienung ermöglicht die Lokalisierung eines in einen menschlichen oder tierischen Körper eingedrungenen oder implantierten metallischen Fremdkörpers. Eine in einem Sensorstift (10) angeordnete Spuleneinrichtung ist verbunden (19) mit einem Messverstärker (14), dessen Ausganssignale als Mass für die durch den Fremdkörper verursachte Feldbeeinflussung in einem Messkomparator (16) auswertbar sind.

Description

ORTUNGSGERÄT FÜR METALLISCHE FREMDKÖRPER IN EINEM LEBENDEN KÖRPER.
Anwendungsgebiet
Die Erfindung betrifft ein Metallortungsgerät zur Lokali¬ sierung eines in einen menschlichen oder tierischen Körper eingedrungenen oder implan ierten metallischen Fremdkörpers
Stand der Technik
Häufig bereitet die Lokalisation von in den Körper eingedrun¬ genen oder implantierten metallischen Fremdkörpern unvorher¬ sehbare Schwierigkeiten, z.B. aufgrund von Vernarbungen, knö¬ chernen Verwachsungen oder komplizierter Lage. Dadurch kann sich das Auffinden und die Extraktion aufwendig und lang¬ wierig gestalten.
Unter Metallfremdkörpern werden eingedrungene Metalltei le oder implantierte Osteosynthesematerialien, wie Schrauben, Muttern, Zuggurtungs- und C e rc l age-D rähte, Ki rschner- Spickdrähte und auch sogenannte Fixateure für Epithesen verstanden. Die so e ngedrungenen metallischen Fremd¬ körper müssen entfernt werden, um Infektionen oder sonsti¬ ge F re dkörperreakti onen des Gewebes zu verhindern.
Implantierte Metallfremdkörper sollen im allgemeinen nach gesicherter Frakturhei lung wieder entfernt werden, da an den Kontaktstellen zum Körpergewebe Korrosion eintreten kann und damit unerwünschter Fremdkörperreiz erfolgt, ferner das Implantat einen Elastizitätsverlust für den Knochen bewi rkt . Im Falle von Fixateuren müssen d ese nach erfolgter Ein¬ fiel' lung punktgenau aufgesucht werden, um hieran die soge¬ nannten Ep thesen befestigen zu können.
Zur Implantatsortung ird zwar überl icherweise die Narbe des ursprünglichen Operationsgebietes umschnitten, dennoch ist es häufig unmöglich, das Material durch Tasten oder mit Hilfe von Nadeln aufzufinden, weil es entweder von Narbengewebe überdeckt bzw. von einer Ka l Lusschi cht ab¬ gedeckt ist oder auch in seltenen Fällen gewandert sein kann.
Nach dem Stand der Techn k wird z.B. mit Hilfe eines um 360 schwenkbaren Röntgen ildwandlers eine röntgenolo- gische Darstellung des Mater als vorgenommen. Der Nach¬ teil d eses Verfahrens ist, daß h ntereinander led glich die horizontale oder vertikale, d.h. die zwe dimens ona le Lage des Materials angezeigt wird. Es wird also ent¬ weder nur die Breiten- oder Tiefenlage des Materials auf dem Röntgen onitor sichtbar, obwohl am dreidimensionalen Körper gearbeitet wird.
In sch erigen Fällen wird üblicherwe se zur Lagefest¬ stellung der Fremdkörperort durch in das Gewebe einge¬ stochene Nadeln eingeengt, d.h. es erfolgt durch mehr oder weniger häufiges Röntgen ein allmähliches Heran¬ tasten .
Diese Vorgehensweise hat jedoch folgende Nachteile:
- Es erfolgt eine n cht unerhebliche Röntgenstrahlen- belastung des Patienten und des Personals,
- das Personal muß unter erschwerten Bedingungen ar¬ beiten, da das Tragen von schweren Bleischürzen wegen der Strahlenbelastung zwingend vorgeschrieben ist,
- es resultieren Gewebeschädigungen durch das Suchen nach dem Meta 11 f remdkö rpe r,
- die Metallentfernung kann relativ iel Zeit in Anspruch nehmen, so daß der Patient entsprechend lange narko¬ tisiert werden muß, d.h. lange Arbeitszeiten mit ent¬ sprechender Belegung der OP-Räume,
- es sind zur Metallentfernung ( indestens) zwei Personen notwendig, nämlich ein Operateur sowie ein Assistent zur Bedienung des Röntgen-C-Bogens.
Aufgabe, Lösung, Vortei l
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Metall¬ ortungsgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, wel¬ ches ein dreidimensionales Orten von Metallfremdkörpern im menschlichen oder tierischen Körper bei E nhandbedienung gestattet. Das Gerät soll ferner für den stationären oder mobi len Einsatz geeignet sein.
Diese Aufgabe wird durch das im Anspruch 1 beschriebene Metallortungsgerät gelöst, das erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß eine in einem stiftartig ausgebi l¬ deten Sensor angeordnete Meßspuleneinrichtung mit einem entsprechenden Verstärker verbunden ist, dessen Ausgangs¬ signale als Maß für die durch den metallischen Fremdkörper verursachte Feldbeeinflussung in einem Meßko pa rator aus¬ wertbar sind.
Mit einem derart erfindungsgemäß ausgebildeten Gerät können metallische Fremdkörper, unabhängig von der Metallart,exakt, zuverlässig und schnell nach Tiefe, Länge und Breite i Ge¬ webe lokalisiert werden. Das Gerät ist speziell für den medizinisch-operati en Bereich konzipiert; es kann jedoch auch überall dort eingesetzt werden, wo sich gleiche Proble¬ me ergeben.
D e für den chirurgischen Einsatz unverzichtbare Einhand¬ bedienung w rd durch eine spezielle Schaltanordnung im Sen¬ sorstift gewährleistet, m t der der Ortungsvorgang ge¬ steuert ird. Durch die neuartige Konstruktion der voll¬ ständig gekapselten temperaturfesten Sonde kann sie ohne weiteres zusammen mit dem üblichen chirurgischen Instrumen¬ tarium im Autoklaven bei gesättigtem Wasserdampfdruck sterilisiert werden. Dies gilt auch für Stecker- und Kabel¬ anschluß. Die Hand des Operateurs wird zielsicher zu der Stelle geführt, an der Metallfremdkörper oder -implantate am oberflächlichsten und damit am zugänglichsten liegen, so daß die gewünschte Entfernung leicht mit Hilfe des erforderli hen Instrumentariums erfolgen kann. Insgesamt kann damit der Eingriff zur Entfernung von metallischen Fremdkörpern oder Implantaten zielgerichtet und in sehr viel kürzerer Zeit als bisher durchgeführt werden. Vor¬ te lhafterweise kann durch dieses Metallortungsgerät auf d e Metallkörperdarstellung mittels Röntgenbild- wandler verzichtet werden. Somit entfallen längere Nar¬ kosezeiten, zudem wird das Gewebe geschont, so daß ein unkompliz erterer Heilungsverlauf zu erwarten ist.
Der metallische Fremdkörper wird derart lokal siert, indem der Sensorstift als Sonde in die Nähe des vei— muteten Ortes geführt wird. Hierbei erreicht die Feld¬ störung durch das gesuchte Metallteil dann ein Maximum, wenn sich die Sondenspitze genau über dem gesuchten Metallteil befindet. Eine Optimierung der Meßempfind¬ lichkeit des Metallortungsgerätes wird mit e ner mikro- prozessorgegesteuerten Automatik erreicht. Vorzugsweise wird die hochempfindliche Sensorschaltung über einen Meßverstärker mit einem A/D-Wandler verbunden, insbeson¬ dere, um die so erhaltenen Digitalsignale in Form z.B. einer Leuchtbalkenanzeige, akut i sehen oder sonstigen grafischen Anzeige bzw. Zeigerinstrumentes, darstellen zu können. Die automatische Einstellung auf verschiedene Empfindlichkeiten besitzt weiterhin den Vortei l, daß die auf die Feldspuleneinrichtung gegebene Eingangsspannung nicht ständig in Abhängigkeit von der Größe der Metall¬ fremdkörper angepaßt werden muß.
Ein weiterer Vortei l dieses Metal lortungsgerätes esteht darin, daß die Anzeigevorrichtung über eine Maximalwert- speicherung und -anzeige verfügt, die zusammen i . einer Ist-Anzeige gleichzeitig betrieben wi rd. Verwendet man die bereits erwähnte Balkenanzeige, so wird bei größt¬ möglichem Ausschlag der Balkenanzeige der Maximalwert gespeichert und kontinuierlich dargestellt, so daß der Operateur bei etwaiger Wegbewegung des Sensorstiftes vom nächsten Ort durch Absinken der Ist-Anzeige ent¬ sprechende Informationen erhält und den Maximalpunkt wieder auffinden kann. Das exakte iederauffinden des Maximalwertes wird gleichzeitig durch ein akustisches Signal angezeigt. Dies bezieht sich auch auf andere grafische Darstellungsmöglichkeiten, z.B. Schlepp¬ zeiger, Maxi ma 11 i ni en auf einem Display u.dgl.. Im Normalfall w rd das Metallortungsgerät die Balken¬ anzeige in der mit dem Sensorstift verbundenen Auswerte¬ vorrichtung enthalten. Es ist jedoch zur Bedienungserleich¬ terung auch möglich, gegebenenfalls die Anzeigevorrichtung in den Sensorstift zu integrieren, so daß sich die Bedien¬ person nur auf den Sensorstift und Beobachtung der dort dargestellten Anzeige konzentrieren kann. Weiterhin ist es möglich, als Alternative zu einer Kabelverbindung zwischen dem Sensorstift und der Auswerteeinheit eine In- frarot-übertragungsstrecke mit dem Vorteil zu verbinden, daß der Operateur ohne störende Kabelverbindung arbeiten kann.
Vorteilhafterweise kann bei diesem Metallortungsgerät auf komplizierte Apparaturen, wie bisher beim Röntgen, Ultraschalluntersuchungen oder etwa Computertomographie, verzichtet werden. Durch die neuartige Gestaltung des voll¬ ständ g gekapselten, temperaturfesten und damit sterilisa¬ tionsfähigen Sensorstiftes kann der Patient ohne großen Aufwand von e ner Behandlungsperson direkt im dreidi en¬ sionalen Raum untersucht werden. Die Hand des Ooerateurs wird ziels cher zu der Stelle geführt, an der der Metall¬ fremdkörper oder das Implantat am oberflächlichsten und dam t am zugänglichsten liegt, so daß die gewünschte Ent¬ fernung leicht mit Hilfe des erforderlichen Instrumenta¬ riums erfolgen kann. Insgesamt kann damit der Eingriff zur Metallfremdkörper- oder zur Meta l Itei l-Imp lantat- entfernung zielgerichtet und in sehr viel kürzerer Zeit als bisher durchgeführt werden. Die bisher notwendigen Rönt- genstrahLenbelastungen von Patient und Personal sowie längere Narkosezeiten entfallen. Zudem wird das zu unter¬ suchende Gewebe wesentlich geschont, so daß ein unkompli¬ zierterer Heilungsverlauf zu erwarten ist. Der Eingriff wird lediglich vom Operateur durchgeführt, da der Sensoi— stift des Metallortungsgerätes für eine Einhandbedienung ausgelegt ist: Der Assistent zur Bedienung eines Röntgen¬ gerätes entfällt. Ein weiterer Vorte l ist dadurch gegeben, daß der Sensorstift aufgrund seiner Ausgestaltung auch um kleinste Körperteile und an sonst für das Röntgεngerät schwer zugängl chen Körperstellen geführt werden kann. Insbesondere das Auffinden implantierter Fixateure zum Anbringen von z.B. O rmuschelprothesen wird wesentlich vereinfacht. Auch z.B. in den Gesichtsschädel i plantierte Metallplatten mit kleinsten Abmessungen sind ohne großen Zeitaufwand auffindbar.
We terbi ldungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen bes c h ri eben .
Der metallische Fremdkörper ird derart lokalisiert, indem der Sensorstift als Sonde in die Nähe des vermuteten Ortes geführt wird. Hierbei erreicht die Feldstörung durch das Metalltei l dann ein Maximum, wenn sich der Sensor¬ stift mit der Meßspuleneinrichtung genau über dem ge¬ suchten Metalltei l befindet. Eine Optimierung der Me߬ empfindlichkeit des Metallortungsgerätes ird mit einer Automatik erreicht. Vorzugsweise wird der Meßverstärker über einen A/D-Wandler mit dem Meßkomperator verbunden, insbesondere um die so erhaltenen Digitalsignale in Form z.B. einer Leuchtbalkenanzeige, akustischen oder sonstigen grafischen Anzeige bzw. eines Zeigerinstrumentes, darstellen zu können. Die automatische Einstellung auf verschiedene Empfindlichkeiten besitzt weiterhin den Vortei l, daß die auf die Fe Idspu lenei n ri chtung gegebene Eingangsspannung nicht ständig in Abhängigkeit von der Größe der Metall¬ fremdkörper angepaßt werden muß.
Eine weitere Verbesserung des Metallortungsgerätes läßt sich dadurch erzielen, daß die Anzeigevorrichtung über eine Ma¬ xi a Lwertspei cherung und -anzeige verfügt, die zusammen mit einer Ist-Anzeige gleichzeitig betreibbar ist. Verwen¬ det man die bereits erwähnte Balkenanzeige, so wird bei größtmöglichem Ausschlag der Balkenanzeige der Maximalwert gespeichert und kontinuierlich dargestellt, so daß der Operateur bei etwaiger Wegbewegung des Sensorstiftes vom nächsten Ort durch Absinken der Ist-Anzeige entsprechende Informationen erhält und den Maximalpunkt wieder auffinden kann. Dies bezieht sich auch auf andere graf sche Dar¬ stellungsmöglichkeiten, z.B. Sc leppzeiger, Max ma l l ni en auf einem Display u.dgl..
Im Normalfall wird das Metallortungsgerät die Balkenanze ge in der mit dem Sensorstift verbundenen Auswertevorrichtung enthalten. Es ist jedoch zur Bedienungserleichterung auch möglich, gegebenenfalls zusätzlich die Anzeigevorrichtung in den Sensorstiftschaft zu integrieren, so daß sich die Bedienungsperson nur auf die Sensorstif führung und Be¬ obachtung der dort dargestellten Anzeige konzentrieren kann .
Weiterhin ist es möglich, als Alternative zu einer Kabel¬ verbindung zwischen dem Sensorstift und der Auswerteein- hei eine Infrarotübertragungsstrecke mit dem Vorteil zu verwenden, daß der Operateur ohne störende Kabelverbindung im Operationsfeld arbeiten kann.
Zur besseren Handhabung wird weiterhin vorgeschlagen, die Spuleneinrichtung aus einer auf einen Ferritkern ge¬ wi kelten Sensorspule zu wählen, die vorzugsweise in einem Sensorkopf angeordnet ist. Durch Wicklung der Spule auf einen Ferritkern läßt sich die diesbezügliche Meßauf¬ nahmevorrichtung baulich minimieren, da bereits kleine Spulen auf einem Ferr tkern ein hinreichend großes Feld Liefern. Die Anordnung dieser Sensorspule in einem Sen¬ sorkopf dient weiterhin der besseren Feststellung des dem Fremdkörper nächsten Ortes außerhalb des menschlichen oder tierischen Körpers.
Mit dem erfindungsgemäßen Gerät ergeben sich folgende Vortei le : - treffsichere, dreidi ensionale, rasche Lokal isation von metallischen Fremdkörpern durch optische Anzeigen,
- Loka l i sat i onshi Ife zusätzlich durch akustisches Signal,
- Einhandbedienung des Gerätes allein durch den Operateur,
- Empfindlichkeitssteuerung durch den Operateur mittels in die Meßsonde integriertem Empfindlichkeitssensor,
- einfache und bewährte Handhabung,
- optimierte Sonden mit unterschiedlichen Eindringtiefen für den operativen Einsatz verschiedener Fachrichtungen, z.B. Allgemeinchirurgie, HNO-C hi ru rg i e, Kiefer-, Mund-, Gesi chtschi rurgie,
- uneingeschränkte Eignung für knochenchirurgische Eingriffe,
- vollsten' lisierbar: Sonden, Verbindungskabel, Stecker sind im Autoklaven zusammen mit dem chirurgischen In¬ strumentarium steri lisierbar,
- robustes, leicht transportables Gerät.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen
Fig. 1 eine schaubi ldliche Ansicht des Metallortungsgerätes,
Fig. 2 ein Schaltungsblockdiagramm und
Fig. 3 ein Schaltungsbeispiel für die Sensorfeldspule
Detai llierte Beschreibung der Erfindung und bester Weg zur Ausführung der Erfindung.
Das erfindungsgemäße Metallortungsgerät besteht gemäß Fig.1 i wesentlichen aus einem sensorartig ausgebi ldeten, bevor¬ zugterweise mit einer Handhabe versehen Sensor mit einem Sensorkopf 101, der auch stiftartig ausgebildet sein kann, um auch ein Einführen in tiefer gelegene Bereiche zu er¬ möglichen, wobei der gleichzeitig als Handhabe dienende Sensorstift 10 über eine flexible Leitung 11 mit einem Auswertegerät 12 verbunden ist. Die Stromversorgung liefert ein in das Gerätegehäuse 112 integriertes Netzteil. Das Auswertegerät 12 besitzt einen vorzugsweise lösbaren Anschluß 121 für die flexible Verbindungsleitung 11, ferner eine Anzeigeeinheit 122 in Form einer Balkenanzeige. Diese Anzeige ist so ausgestaltet, daß sie eine speicher¬ bare Maximalanzeige 123 sowie eine Ist-Anzeige 124 gleich¬ zeitig darstellen kann. Weiterhin ist eine Mikroprocessor gesteuerte Automatik zur Empfindl chkeit vorgesehen. Nach e nem einstellbaren Zeitintervall wird der Balkenschlepp¬ zeiger auf Null zurückgesetzt. Dasselbe gilt auch für die anderen grafischen Anzeigemöglichkeiten. Die grafische Anzeige kann durch eine akustische Tonhöhenänderung unter¬ stützt werden. In diesem Fall ist das Auswertegerät 12 in dem Sensorstift 10 angeordnet.
Anstelle einer Kabelverbindung 11 zwischen dem Auswerte¬ gerät 12 und dem Sensorstift 10 kann auch eine Infrarot¬ übertragungsstrecke vorgesehen sein, wodurch eine störende Kabe lverbindung entfällt. Beispielsweise ist noch ein in der Zeichnung nicht dargestellter Umschalter zur Ein¬ stellung der Empfindlichkeit vorgesehen, der auch als Hehr¬ fachschalter ausgeführt sein kann. Hit Bezugszeichen 126 st eine Reset-Einrichtung bezeichnet, d e ein Rückstellen auf Null zur Durchführung einer neuen Hessung erlaubt. In einer alternativen Ausführungsform kann auch vorge¬ sehen sein, daß der Schaft des Sensorstiftes 10 die Balkenanzeige 122 besitzt. In d esem Fall ist die Spulen¬ anordnung 19 (L1,L2) - siehe Fig.3 - in dem Sensorkopf 101 angeordnet. In dem Schaltungsdiagramm nach Fig.2 ist der Sensorstift 10 mit einem Meßverstärker 14 verbunden, wobei die Tei le 10 und 14 den analogen Schaltungstei l bi lden. Der Meßver¬ stärker 14 liefert über einen A/D-Wandler die Meßsignale zu einem Komperator 16 als Tei l der Auswerteeinheit, worüber die Meßergebnisse in Form einer Bal enanzeige 122 mit einem Peak-Hold darstellbar sind. Zusätzlich kann noch ein akustischer Signalgeber 17 vorgesehen sein, der dann an¬ spricht, wenn der Sensorkopf 101 einen Mi ni ma l abstand zum metallischen Fremdkörper im menschlichen oder tierischen Gewebe einni mmt .
Die zur Realisierung der Schaltung notwendigen Tei le sind im Prinzip nach dem Stand der Technik bekamt. So werden beispielsweise die von der auf einen Ferri .<ern gewickel¬ ten Sensorspule erhaltbaren Meßsignale über einen Ver¬ stärker 15 mit einem Transistor T1 abgegriffen. Zur Signal¬ verarbeitung dienen weiterhin die Operationsverstärker 16 und 17, die jeweils in einer Gegenkoppelschaltung eine hohe Stromverstärkung gewährleisten. Der mit Bezugszeichen 18 bezifferte Heißleiter (NTC1) befindet sich etwa in der Mitte des Ferrit-Röhrkerns, worauf die Sensorspule (L1,L2) gewickelt ist (Fig.3) .
Der Sensorstift 10 ist bevorzugterweise bleistiftartig oder kugelschreiberminenartig mit einem Sensorkopf 101 ausgebi ldet, der eine kleine punktartige Au lagefläche von etwa 3,5 mm besitzt. Bei einer weitergehenden Auto¬ mation ist das Auswertegerät 12 in den Sensorstift 10 integriert.
Des weiteren betrifft die Erfindung zur Lösung der ge¬ stellten Aufgabe die Verwendung eines mit einem Sensor¬ kopf 101 versehenen, stiftartig ausgebi ldeten und mit einer Handhabe versehenen Sensors 10 mit einer mit einem Meßverstärker 14 verbundenen Spuleneinrichtung 19 zur Auswertung der vom Meßverstärker abgegebenen Ausgangs¬ s gnal als Maß für die durch einen n den menschlichen oder tierischen Körper eingedrungenen oder implantierten metallischen Fremdkörper verursachte Feldbeeinflussung in einem Meßkomperator 16 zwecks Ortung/Lokalisierung des metallischen Fremdkörpers durch dreidimensionales Um¬ fahren bei einer Einhandbedienung der den metallischen Fremdkörper enthaltenden Körperteile.
Die bei 125 in Fig. 1 angedeuteten Dioden werden als Hinweis auf die Empfindlichkeit nacheinander geschaltet, um mehrere Gegenstände differenzieren zu können. Des weiteren wird durch Ausübung eines Schlages auf den Sensorstift 101 nach erfolgter Ortung und Messung die Ortungsausgangsstellung errei cht.

Claims

Patentansprüche
1. Metallortungsgerät zur Lokalisierung eines in einen menschlichen oder tierischen Körper eingedrungenen oder implantierten metallischen Fremdkörpers, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß eine in einem Sensorstift (10) ange¬ ordnete Spuleneinrichtung (19) mit einem Meßverstärker (14) verbunden ist, dessen Ausgangssignale als Maß für die durch den metallischen Fremdkörper verursachte Feldbeeinflussung in einem Meßkomparator (16) auswert¬ bar sind.
2. Metallortungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Sensorstift (10) mit einem Netztei l (13) verbunden ist, das eine HF-Spannung liefert, vorzugsweise mit einer Frequenz zwischen 500 und 600 kHz.
3. Metallortungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkomparator (16) einen Um¬ schalter (125) zur Einstellung unterschiedlicher Me߬ empfindlichkeiten besitzt.
4. Metallortungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 'dadurch gekennzeichnet, daß der Meßverstärker über einen
A/D-Wandler (15) mit dem Meßkomparator (16) verbunden ist.
5. Heta l lortungsge rät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Heßkompa rator (16) eine Anzeigevorrichtung (122), vorzugsweise mit einer Leuchtbalkenanzeige, einem Balkendiagrammdisplay oder mit einer akustischen Anzeige besitzt.
6. Metallortungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung (122) eine Maxi ma Iwe rtspei ehe rung und -anzeige (123) besitzt, die zusammen mit einer Ist-Anzeige (124) gleichzeitig betreibbar ist.
7. Metallortungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Empfindlichkeits¬ steuerung eine Mi kroprocessor gesteuerte Automatik vorgesehen ist.
8. Metallortungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensorstift (10) über ein flexibles Kabel (11) mit dem Auswertegerät (12) verbunden ist.
9. Metallortungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Übertragung der Werte zwischen dem Sensorstift (10) und dem Auswertegerät (12) eine Infrarotübertragungsstrecke vorgesehen ist.
10. Metallortungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anze gevorrichtung (122) in den Schaft bzw. die Handhabe des Sensor-
"stiftes (10) integr ert ist.
11. Hetal lortungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennze chnet, daß das Auswertegerät (12) in den Schaft bzw. die Handhabe des Sensorstiftes (10) integriert ist.
12. HetalLortungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Spuleneinrichtung (19) aus einer auf einen Ferritkern gewickelten Sensorspule besteht, die vorzugsweise in einem Sensor¬ kopf (101) angeordnet ist.
13. Verwendung eines mit einem Sensorkopf (101) ver¬ sehenen, stiftartig ausgebi ldeten und mit einer Hand¬ habe versehenen Sensors (10) mit einer mit einem Me߬ verstärker (14) verbundenen Spu L enei nri chtung (19) zur Auswertung der vom Meßverstärker abgegebenen Aus¬ gangssignale als Maß für die durch einen in den mensch¬ lichen oder tierischen Körper ei ngedrungeneen oder im¬ plantierten metallischen Fremdkörper verursachte Feldbe¬ einflussung in einem Meßkompe rato r (16) zwecks Ortung/ Lokalisierung des metallischen Fremdkörpers durch dreidimensionales Umfahren bei einer Einhandbedienung der den metallischen Fremdkörper enthaltenden Körper- t ei le .
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