DPMA - Erfinderaktivitäten 2005/2006

den Ort und die Zeit hochauflösende Sensoren als
„Modalitäten“ einsetzt. Die in zusammengesetzten Bildern
beobachteten und analysierten Zerfallspfade gestatten
Aussagen über grundlegende mikrokosmische,
überwiegend dem grundlegenden Aufbau der Materie
zugeordnete Fragestellungen. Kosmologisch interessante
Aussagen sind beispielsweise im Zusammenhang mit
Lebensdauermessungen besonders langlebiger
angeregter Kernzustände bestimmter Nuklide bei
thermodynamischen Betrachtungen zur Synthese der
schwereren Elemente im Rahmen der Altersbestimmung
des Weltalls erhältlich. Solche Kerne sind Kandidaten für
„kosmische Chronometer“. Auch die immer genauere
Abschätzung der Neutrino-Masse, beispielsweise aus dem
Verlauf des Zerfalls-Betaspektrums eines oder mehrerer
angeregter Kernzustände abgeleitet, erlaubt solche
fundamentalen Aussagen, da sie von gewisser Bedeutung
im Zusammenhang mit Diskussionen über ein mögliches
Kollabieren oder eine stete Ausdehnung „des Weltalls“ ist.
III. Das Vorgehen in der Avionik moderner Flugzeuge ist
ähnlich. Hier soll dem Piloten das gewünschte Luftlagebild
als Ergebnis einer Fusion von Sensorinformationen
unterschiedlichen Ursprungs dargestellt werden, um ihm
die Möglichkeit zu einer schnellen und möglichst
vollständigen Lagebeurteilung an die Hand zu geben.
Dieses Bild ist das Ergebnis von zu unterschiedlichen
Zeiten, an unterschiedlichen Orten und mittels anderer,
etwa gemeinsamer, kennzeichnender Attribute aufeinander
abgestimmter, registrierter Sensor(bild)-Informationen. Die
begleitende Kalibrierung erfolgt durch eine Abstimmung
der unterschiedlichen Koordinatensysteme des
multimodalen Sensorsystems. Die Sensor-Fusion liefert
das zentrale „Bild“ für die Führung und die Navigation des
Flugzeugs, welche besonders im Zusammenhang mit der
Vermeidung von Flugzeugkollisionen wichtig ist.
Die vorgenannte methodische Vorgehensweise ist
durchaus vergleichbar mit der in der Chirurgie, wo es
darum geht, unterstützt durch die Bilddaten der
Modalitäten unter der Bedingung größtmöglicher
Schonung von gesundem Gewebe, ein chirurgisches
Behandlungsinstrument zum gewünschten Ziel zu
navigieren. Diese Herausforderung ist eine Quelle für
zahlreiche Erfindungen auf diesem viele medizinische
Aspekte berührenden medizin-technischen Feld, welches
die folgende herangezogene Literatur beispielhaft
repräsentieren soll. Deren Inhalte mögen „als roter Faden“
zugleich einem besseren Verständnis des
eingeschlagenen methodischen Vorgehens dienen.
3. Die Navigation in der Chirurgie
3.1. Möglichkeiten der Positionsbestimmung
Zur Lösung einer Navigationsaufgabe ist es erforderlich,
dass zu jedem Zeitpunkt der genaue dreidimensionale Ort
des Behandlungsinstrumentes im Körper bekannt ist.
Hierzu wird ein Navigationssystem zur Positions- und
Lagebestimmung eingesetzt. An Hand detektierbarer
Marken an dem Instrument wird es diesem System
ermöglicht, die räumliche Position und Lage des
Instruments in Echtzeit festzustellen und diese dem jeweils
hierzu korrespondierenden Ort im Bild lagerichtig
zuzuordnen (Figur 2 aus [9]).
Figur 2: Ein System (10) zur chirurgischen Navigation, u. A.
aufweisend: ein mit optischen Marken (70) bestücktes Instrument
(60), einen Operationstisch (80) (mit Patient (30) und an ihm
befestigten optischen Marken (20)), ein Kamerasystem (40). – Ein
zweites Navigationssystem (100; 80, 60) verfügt über einen im
Operationstisch (80) installierten Magnetfeldgenerator und ein
elektromagnetisches Element (90) in der Spitze des Instruments
(60) zur Korrelation von in beiden Navigationssystemen
ermittelten Positionen und Lagen des Instruments (60) (aus US 6
402 762 B2, [9]).
Es werden unterschiedliche Sende- und Empfangssysteme
eingesetzt, die beispielsweise Ultraschall basierend sein
können oder auf elektromagnetischer Strahlung, etwa auf
infraroter Strahlung, beruhen [8], [9].
3.2. Marken als Bezugspunkte zur Navigation
Rege Erfindertätigkeit ist daher auf dem Gebiet der
künstlichen Marken festzustellen. Wesentlicher Bestandteil
ist die hochgenaue Identifikation dieser Marken durch das
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