AT411423B

AT411423B - Verfahren zur feststellung der lage eines körperteiles

Info

Publication number: AT411423B
Application number: AT15342000A
Authority: AT
Inventors: Johann Gradl
Original assignee: Johann Gradl
Priority date: 2000-09-11
Filing date: 2000-09-11
Publication date: 2004-01-26
Also published as: ATA15342000A

Description


  



   PATENTANSPRUCH : 
Verfahren zur Feststellung der Lage und Orientierung eines einen Knochen enthaltenden Kör- perteiles, wobei zunächst eine Darstellung eines Teiles der Oberfläche des Knochens gespei- chert wird und mittels einer Sonde, deren Lage und Orientierung bekannt sind, die Position von
Punkten am Körperteil gemessen und daraus die momentane Lage und Orientierung des Kör- perteiles durch Vergleich mit den gespeicherten Daten errechnet wird, dadurch gekennzeich- net, dass die Sonde eine Ultraschallsonde ist und mit dieser eine Darstellung eines frei wähl- 

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Claims

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Feststellung der Lage und Orientierung eines einen Knochen enthaltenden Körperteiles, wobei zunächst eine Darstellung eines Teiles der Oberfläche des Knochens gespeichert wird und mittels einer Sonde, deren Lage und Orientierung bekannt sind, die Position von Punkten am Körperteil gemessen und daraus die momentane Lage und Orientierung des Körperteiles durch Vergleich mit den gespeicherten Daten errechnet wird.

In der modernen Medizin besteht vielfach die Notwendigkeit, einem Computer die Position eines Knochens, insbesondere des Schädels oder des Hüftgelenkes mitzuteilen. Diese Situation ist beispielsweise gegeben, wenn ein Diagnose- oder Bestrahlungsgerät rechnergestützt positioniert werden soll, besonders aber im Zusammenhang mit stereotaktischen, chirurgischen Navigationssystemen. Diese erlauben die interaktive Sichtbarmachung der aktuellen Instrumentenposition in Relation zu einem präoperativ aufgenommenen Datensatz. Der Chirurg kann sich während der Operation in diesem Archiv nur orientieren, wenn er jederzeit die Position des Patienten in bezug auf die bekannte Position seines Instrumentes kennt.

Üblicherweise werden dem Patienten bereits bei der CT/MR-Untersuchung, die den gespeicherten Datensatz liefert, Markierungselemente auf die Haut geklebt. Nachteilig ist, dass diese bei Bewegung der Haut verschoben werden können, was erhebliche Ungenauigkeiten verursachen kann. Ausserdem dürfen die Markierungen zwischen Voruntersuchung und Operation nicht entfernt werden, sollen den Patienten aber auch nicht dauerhaft verunstalten.

Um das beschriebene Problem mit den Markierungen zu umgehen, wurde bereits vorgeschlagen, ein Mundstück an den Zähnen des Patienten zu befestigen, weiches die Referenzpunkte trägt. Bei Patienten mit Zahnprothesen ist dieses Verfahren jedoch schwer anwendbar, ganz abgesehen davon, dass der mit dem Mundstück versehene Referenzrahmen bei Kieferpatienten im Wege steht.

Die Erfindung geht somit aus von einem Stand der Technik, wie er in der US-PS 5, 494, 034 beschrieben ist. Gegenüber diesem Stand der Technik soll jedoch die Notwendigkeit vermieden werden, fix vorgegebene Punkte der Körperoberfläche (beispielsweise Schneidezähne, Gehörgang) mit der Sonde anzutasten. Dies wird dadurch erreicht, dass die Sonde eine Ultraschallsonde ist und mit dieser eine Darstellung eines frei wählbaren Teiles der Knochenoberfläche erzeugt wird.

Die präoperativ gewordene Darstellung der Oberflächen kontur des Körperteiles kann ebenfalls aus Ultraschallbildern gewonnen werden, wie dies in der DE 197 11 401 A1 beschrieben ist. Das dreidimensionale Speicherbild kann aber beispielsweise auch durch Computertomographie (CT) oder MRI gewonnen werden. Für CT wie MRI gilt, dass eine Serie von nacheinander folgenden 2D-Schnittbildern für eine SD-Darstellung übereinandergelegt werden, bei der Erfassung mit Ultraschall erhält man eine Abbildung der Oberfläche.

Die erfindungsgemäss zur Feststellung der momentanen Lage durchgeführte Abtastung eines Teilstückes der Knochenoberfläche führt zu einem Satz von Messdaten, welcher im Rechner in eine Form übergeführt wird, in weicher das sondierte Teilstück mit einem Bereich der gespeicherten Gesamtfläche übereinstimmt. Aus der Drehung und Verschiebung, welche notwendig ist, um die Übereinstimmung zu erzielen, ergibt sich die relative Lage der momentanen Position zum Spei- cherbild.

Zur Vermeidung der Reflexionen wird zwischen das zu bestimmende Objekt und den Ultraschallkopf ein gut schalileitendes Medium gegeben, dh das Objekt kann sich in einer Wanne mit dem Medium befinden, oder ein mit diesem Medium gefülltes Polster kann dazwischen gelegt werden. Auch der Ultraschallknopf kann sich in einem Sack oder Körper, gefüllt mit dieser Flüssigkeit befinden. **WARNUNG** Ende CLMS Feld Kannt Anfang DESC uberlappen**.