DE10005628A1 - Verfahren zur automatischen Ausrichtung eines medizinischen Instruments am Körper eines Patienten unter Verwendung eines Computer-Tomographen - Google Patents
Verfahren zur automatischen Ausrichtung eines medizinischen Instruments am Körper eines Patienten unter Verwendung eines Computer-TomographenInfo
- Publication number
- DE10005628A1 DE10005628A1 DE10005628A DE10005628A DE10005628A1 DE 10005628 A1 DE10005628 A1 DE 10005628A1 DE 10005628 A DE10005628 A DE 10005628A DE 10005628 A DE10005628 A DE 10005628A DE 10005628 A1 DE10005628 A1 DE 10005628A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- medical instrument
- spatial coordinates
- image plane
- patient
- puncture
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 65
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 claims abstract description 5
- 238000002594 fluoroscopy Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 claims abstract 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 6
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 6
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 4
- 230000003466 anti-cipated effect Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 2
- 241000272525 Anas platyrhynchos Species 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/12—Arrangements for detecting or locating foreign bodies
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
- A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B10/00—Other methods or instruments for diagnosis, e.g. instruments for taking a cell sample, for biopsy, for vaccination diagnosis; Sex determination; Ovulation-period determination; Throat striking implements
- A61B10/02—Instruments for taking cell samples or for biopsy
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
- A61B6/03—Computed tomography [CT]
- A61B6/032—Transmission computed tomography [CT]
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Surgery (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
- Surgical Instruments (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Ausrichtung eines medizinischen Instruments, bezogen auf einen Zielpunkt (6) in einem Patientenkörper (5), z. B. zur nachfolgenden Entnahme einer Gewebeprobe oder zur Therapie eines Tumors im Zielpunkt (6), unter Verwendung eines Computer-Tomographen (1), z. B. mit Fluoroskopie-Modus, wobei das medizinische Instrument an einem Einstichpunkt (12) des Patientenkörpers (5) in einer ersten CT-Bildebene (3a) durch ein Führungssystem (8) ausgerichtet wird und die Raumkoordinaten der ersten CT-Bildebene (3a) für das Führungssystem (8) ermittelt werden.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Aus
richtung eines medizinischen Instruments bezogen auf einen
Zielpunkt im Körper eines Patienten, z. B. zur nachfolgenden
Entnahme einer Gewebeprobe oder zur Therapie eines Tumors im
Zielpunkt, unter Verwendung eines Computer-Tomographen (mit
Fluoroskopie-Modus).
Als Stand der Technik ist ein Verfahren zur Ausrichtung und
Einführung eines medizinischen Instruments zu einem Zielpunkt
im Körper eines Patienten bekannt, bei welchem der behan
delnde Arzt ein medizinisches Instrument am Einstichpunkt des
Körpers des Patienten ausrichtet, einsticht und unter Verwen
dung eines Computer-Tomographen mit Fluoroskopie-Modus unter
Bildunterstützung dem Zielpunkt annähert. Ein Computer-To
mograph mit Fluoroskopie-Modus liefert dabei Bildsequenzen
von bis zu acht Bildern/Sekunde, so dass der behandelnde Arzt
die Einstichbewegung direkt am Bildschirm beobachten kann.
Um zu vermeiden, selbst einer direkten Röntgenstrahlung aus
gesetzt zu sein, erfasst der behandelnde Arzt das medizini
sche Instrument über eine Zange oder Pinzette, wodurch sich
eine indirekte und unpraktikable Handhabung des medizinischen
Instruments ergibt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur
Ausrichtung eines medizinischen Instruments bezogen auf einen
Zielpunkt im Körper eines Patienten anzubieten, welches auto
matisiert ist und eine verbesserte Zielgenauigkeit besitzt.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Verfahrensvarianten werden
in den Unteransprüchen 2-20 beschrieben.
Über die Verfahrensschritte nach Anspruch 1 wird das medizi
nische Instrument bezogen auf eine erste CT-Bildebene ausge
richtet. Hierdurch werden dem Führungssystem des medizini
schen Instruments die Raumkoordinaten der ersten CT-Bildebene
vermittelt. Das z. B. motorisch oder pneumatisch angetriebene
Führungssystem ("Führungsroboter") kann dabei ohne vorherige
Registrierung der eigenen Raumkoordinaten am oder in der Nähe
des Computer-Tomographen angebracht werden.
Falls die Einstichspitze bei einem nachfolgenden Einführen in
den Körper des Patienten aufgrund von Patienten- und/oder
Organbewegungen von der vorher festgelegten verlängerten
Achse vom Einstichpunkt zum Zielpunkt abweicht, kann dies au
tomatisch registriert werden. Der Einstichvorgang wird dann
unterbrochen, gegebenenfalls korrigiert oder nochmals von
neuem gestartet.
Bei einem erneuten Einstichvorgang kann bei der Führung des
medizinischen Instruments ein Korrekturwinkel berücksichtigt
werden, der sich z. B. aus der Abweichung der verlängerten
Achse zwischen Einstichpunkt und Zielpunkt und dem von der
verlängerten Achse abweichenden Einstichkanal des medizini
schen Instruments ergibt.
Gemäß einer ersten Verfahrensvariante (insbesondere Ansprüche
5-12) befindet sich der Einstichpunkt am Patientenkörper in
der ersten CT-Bildebene, während sich der Zielpunkt im Pati
entenkörper in einer zweiten, von der ersten verschiedenen
CT-Bildebene befindet.
Nach einer zweiten Verfahrensvariante (insbesondere Ansprüche
13-20) befinden sich sowohl der Einstichpunkt am Patientenkörper
als auch der Zielpunkt im Patientenkörper in der
ersten CT-Bildebene.
Weitere Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens gehen
aus den Ausführungsbeispielen in den Zeichnungsfiguren her
vor. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines an einem Com
puter-Tomographen angebrachten Führungssystems
mit medizinischem Instrument (erste Verfahrens
variante),
Fig. 2-5 schematische Darstellungen einzelner Verfahrens
schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens beim
Ausrichten und/oder Einführen des medizinischen
Instruments (erste Verfahrensvariante),
Fig. 6 eine schematische Darstellung eines an einem Com
puter-Tomographen angebrachten Führungssystems
mit medizinischem Instrument (zweite Verfahrens
variante) sowie
Fig. 7-11 schematische Darstellungen einzelner Verfahrens
schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens beim
Ausrichten und/oder Einführen des medizinischen
Instruments (zweite Verfahrensvariante).
Fig. 1 (erste Verfahrensvariante) zeigt einen Computer-
Tomographen 1 mit dem Bildschirm 9 einer zugehörigen EDV-Sta
tion. Dabei ist das medizinische Instrument, hier eine Nadel
7, über ein Führungssystem 8 am Computer-Tomographen 1, hier
am CT-Tisch 4, angebracht. Der Patientenkörper 5 ist in die
CT-Gantry 2 hineingefahren und befindet sich mit seinem Ein
stichpunkt 12 in einer ersten CT-Bildebene 3a. Die jeweilige
Position der Nadel 7 wird am Bildschirm 9 angezeigt. Je nach
dem ob sich die Nadel 7 teilweise oder vollständig in der
ersten CT-Bildebene 3a befindet, kann am Bildschirm 9 die
Einstichspitze 10, ein Querschnitt der Nadel 7 oder die Nadel
7 in ihrer gesamten Länge beobachtet werden.
In der in der linken oberen Hälfte der Fig. 1 gezeigten Füh
rungsposition 11a des auch mit der EDV-Station verbundenen
Führungssystems 8 befindet sich die Nadel 7 in der Nähe des
Einstichpunktes 12 am Patientenkörper 5.
Die Nadel 7 wird nun mittels des Führungssystems 7 so ver
stellt, dass sich, wie in der rechten oberen Hälfte der Fig. 1
gezeigt, so der Führungsposition 11b des Führungssystems 8
die Nadel 7 mit ihrer Einstichspitze 10 in der ersten CT-
Bildebene 3a am Einstichpunkt 12 des Patientenkörpers 5 be
findet. Die Darstellung nach Führungsposition 11b des Füh
rungssystems 8 ist in Fig. 1 schematisch auf dem Bildschirm 9
der EDV-Station abgebildet. Der Bildschirm 9 zeigt den Pati
entenkörper 5 mit der Einstichspitze 10 der Nadel 7 am Ein
stichpunkt 12 in der ersten CT-Bildebene 3a. Der Zielpunkt 6
ist am Bildschirm 9 nicht sichtbar und befindet sich in der
zweiten CT-Bildebene 3b. Die zweite CT-Bildebene 3b ist
beabstandet um den Abstand 19 zur CT-Bildebene 3a angeordnet.
Weiter Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens aus den
Darstellungen der folgenden Fig. 2-5 hervor.
Fig. 2 zeigt zunächst den Patientenkörper 5 mit dem Zielpunkt
6 in der zweiten CT-Bildebene 3b. Der Patientenkörper 5 ist
innerhalb der CT-Gantry 2 auf dem CT-Tisch 4 derart angeord
net, dass sich der Einstichpunkt 12 in der ersten CT-Bild
ebene 3a befindet, wobei die Raumkoordinaten des Zielpunktes
6 in der zweiten CT-Bildebene 3b aus einer zuvor mittels des
Computer-Tomographen 1 durchgeführten Untersuchung bekannt
sind.
Am Führungssystem 8 ist die Nadel 7 angebracht. In einem
ersten Verfahrensschritt wird die Einstichspitze 10 der Nadel
7 am Einstichpunkt 12 des Patientenkörpers 5 angeordnet. Dies
kann automatisch geschehen, wenn z. B. am Einstichpunkt 12 des
Patientenkörpers 5 ein (metallischer) Marker aufgelegt ist
(nicht abgebildet) an dem sich das Führungssystem 8 auf an
sich bekannte Weise ausrichten kann.
Nun befindet sich - wie in Fig. 2 abgebildet - die Nadel 7
noch nicht in ihrer Gesamtheit in der ersten CT-Bildebene 3a
und das Führungssystem 8 besitzt auch noch nicht die Informa
tionen über die Raumkoordinaten der ersten CT-Bildebene 3a,
da das Führungssystem 8 ohne vorherigen Raumkoordinatenab
gleich am oder in der Nähe des Computer-Tomographen 1 ange
bracht ist.
Die Nadel 7 wird nach Fig. 3 dann in einer ersten Position 15
in der ersten CT-Bildebene 3a positioniert (Verfahrensschritt
b) von Anspruch 1), wobei unter dem Begriff "Positionieren"
jede Art der Bewegung der Nadel 7 zu verstehen ist, also jeg
liche Art einer Verdrehung, Verschiebung oder sonstigen Be
wegung.
Insbesondere durch Abspeicherung der Abmessungsdaten, insbe
sondere der Länge, der Nadel 7 in der EDV-Station kann er
kannt werden, wenn sich die Nadel 7 nach ihrer Positionierung
in der ersten Position 15 vollständig in der ersten CT-Bild
ebene 3a befindet. Dies ist dann der Fall, wenn die Nadel 7
in ihrer gesamten Länge auf dem Bildschirm 9 abgebildet wird,
was automatisch detektiert werden kann (z. B. durch Auszählen
der Anzahl der Pixel).
Sobald sich die Nadel 7 in der ersten CT-Bildebene 3a befin
det, werden die Raumkoordinaten der Nadel 7 abgespeichert und
einem Speicher der EDV-Station des Führungssystems 8 mitge
teilt. Um die Lage der ersten CT-Bildebene 3a vollständig dem
Führungssystem 8 mitteilen zu können, wird nun die Nadel 7 in
der ersten CT-Bildebene 3a in einer zweiten Position 16 -
welche von der ersten Position 15 abweicht - positioniert
(Verfahrensschritt d) von Anspruch 1), woraufhin erneut die
Raumkoordinaten der Nadel 7 festgestellt werden. Wenn die
Führungsachse 17 des Führungssystems 8 rechtwinklig in der
ersten CT-Bildebene 3c steht, kann die zweite Position 16
z. B. durch Drehung um die Führungsachse 17 des Führungs
systems 8 erreicht werden.
Durch Verknüpfung der nach den Verfahrensschritten c) und e)
von Anspruch 1 ermittelten Raumkoordinaten der Nadel 7 können
die Raumkoordinaten der ersten CT-Bildebene 3a ermittelt und
dem Führungssystem 8 mitgeteilt werden, da die Lage einer
Ebene über die Raumkoordinaten zweier sich kreuzender Geraden
in dieser Ebene eindeutig bestimmbar ist.
Im folgenden wird die Nadel 7 über die bekannten Raumkoordi
naten des Zielpunkts 6 automatisch derart ausgerichtet, dass
die Verlängerung der Nadel 7, nämlich die Achse 13, den Ziel
punkt 6 durchläuft (Fig. 4).
Danach wird die Nadel 7 vom Führungssystem 8 linear entlang
der verlängerten Achse 13 in den Patientenkörper 5 eingesto
chen und bewegt sich hin zum Zielpunkt 6 in der zweiten CT-
Bildebene 3b, bis dieser erreicht ist. Fig. 5 zeigt die Ein
stichspitze 10 während der Einführung in einer CT-Zwischen
bildebene 18, die zwischen der ersten CT-Bildebene 3a, die
den Einstichpunkt 12 enthält und der zweiten CT-Bildebene 3b,
die den Zielpunkt 6 enthält, angeordnet ist.
Sämtliche Verfahrensschritte vom Positionieren der Einstich
spitze 10 der Nadel 7 am Einstichpunkt 12 des Patientenkör
pers 5 über das Ausrichten und Einführen der Nadel 7 bis zum
schließlichen Erreichen des Zielpunktes 6 können vollautoma
tisch ablaufen.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens be
steht darin, dass das Führungssystem 8 räumlich praktisch be
liebig zum Computer-Tomographen 1 angebracht werden kann und
während des Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens selbsttätig
die Raumkoordinaten der ersten CT-Bildebene 3a ermit
telt, damit sich schließlich die Nadel 7 ausgerichtet am Ein
stichpunkt 12 befindet, eingestochen und dem Zielpunkt 6 zu
geführt werden kann.
Falls beim Einstechen der Nadel 7, also auf dem Weg zwischen
Einstichpunkt 12 und Zielpunkt 6 eine Abweichung des Ein
stichweges der Nadel 7 vom vorhergesehenen Weg der Achse 13
auftritt, was z. B. durch Patienten- und/oder Organbewegungen
auftreten kann, wird dies durch eine ständige Erfassung der
Raumkoordinaten der Einstichspitze 10 der Nadel 7 festge
stellt und kann gegebenenfalls automatisch der Einstichvor
gang unterbrochen und korrigiert oder von Anfang an unter
neuer Ausrichtung der Nadel 7 wiederholt werden. Dabei kann
der auftretende Abweichungswinkel zwischen der Einstichspitze
10 der Nadel 7 dem Einstichpunkt 12 am Patientenkörper 5 und
der Achse 13 automatisch erfasst und bei einem erneuten Ein
stichvorgang korrigierend berücksichtigt werden.
Die die Ausgangssituation einer zweiten Verfahrensvariante
veranschaulichende Fig. 6 zeigt analog zur Fig. 1 einen Compu
ter-Tomographen 1 mit dem Bildschirm 9 einer zugehörigen EDV-
Station. Dabei ist das medizinische Instrument, hier eine
Nadel 7, über ein Führungssystem 8 am Computer-Tomographen 1,
hier am CT-Tisch 4, angebracht. Der Patientenkörper 5 ist in
die CT-Gantry 2 hineingefahren und befindet sich mit seinem
Zielpunkt 6 in der ersten CT-Bildebene 3a.
Die jeweilige Position der Nadel 7 wird am Bildschirm 9 ange
zeigt. Je nach dem ob sich die Nadel 7 teilweise oder voll
ständig in der ersten CT-Bildebene 3a befindet, kann am Bild
schirm 9 die Einstichspitze 10, ein Querschnitt der Nadel 7
oder die Nadel 7 in ihrer gesamten Länge beobachtet werden.
In der in der linken oberen Hälfte der Fig. 6 gezeigten Füh
rungsposition 11a des auch mit der EDV-Station verbundenen
Führungssystems 8 befindet sich die Nadel 7 in der Nähe des
Einstichpunkts 12 am Patientenkörper 5. Der Einstichpunkt 12
befindet sich in der CT-Bildebene 3a.
Die Nadel 7 wird nun mittels des Führungssystems 7 so ver
stellt, dass sich, wie in der rechten oberen Hälfte der Fig. 6
gezeigt, in der Führungsposition 11b des Führungssystems 8
die Nadel 7 mit der Einstichspitze 10 am Einstichpunkt 12 des
Patientenkörpers 5 vollständig in der CT-Bildebene 3a befin
det. Die Darstellung nach Führungsposition 11b des Führungs
systems 8 ist in Fig. 1 schematisch auf dem Bildschirm 9 der
EDV-Station abgebildet.
Ziel ist es, die auf dem Bildschirm 9 um die Achse 13 verlän
gerte Nadel 7 innerhalb der ersten CT-Bildebene 3a so zu
positionieren, dass sie, z. B. durch Schwenken in Richtung 14,
so ausgerichtet werden kann, dass die verlängerte Achse 13
den Zielpunkt 6, dessen Raumkoordinaten bekannt sind, durch
schneidet. Dies kann automatisch erfolgen. Wenn dies der Fall
ist, kann die Nadel 7 linear entlang der Achse 13 eingeführt
werden, bis der Zielpunkt 6 erreicht ist.
Weitere Einzelheiten der zweiten Verfahrensvariante des er
findungsgemäßen Verfahrens (gehen aus den Darstellungen der
folgenden Fig. 7-11 hervor.
Fig. 7 zeigt zunächst den Patientenkörper 5 mit dem Zielpunkt
6, der ein bestimmtes Organ oder einen zu entfernenden Tumor
darstellt. Der Patientenkörper 5 ist innerhalb der CT-Gantry
2 auf dem CT-Tisch 4 derart angeordnet, dass sich der Ziel
punkt 6 in der ersten CT-Bildebene 3a befindet. Die Raumkoor
dinaten des Zielpunktes 6 sind bekannt.
Aus Fig. 8 geht das in Fig. 7 nicht abgebildete Führungssystem
8 hervor, an dem die Nadel 7 angebracht ist. In einem ersten
Verfahrensschritt wird die Einstichspitze 10 der Nadel 7 am
Einstichpunkt 12 des Patientenkörpers 5 angeordnet. Dies kann
automatisch geschehen, wenn z. B. am Einstichpunkt 12 des
Patientenkörpers 5 ein (metallischer) Marker aufgelegt ist
(nicht abgebildet) an dem sich das Führungssystem 8 auf an
sich bekannte Weise ausrichten kann.
Nun befindet sich - wie in Fig. 8 abgebildet - die Nadel 7
noch nicht in der ersten CT-Bildebene 3a und das Führungs
system 8 besitzt auch noch nicht die Informationen über die
Raumkoordinaten der ersten CT-Bildebene 3a, da das Führungs
system 8 ohne vorherigen Raumkoordinatenabgleich am oder in
der Nähe des Computer-Tomographen 1 angebracht ist.
Die Nadel 7 wird nach Fig. 9 dann in einer ersten Position 15
in der CT-Bildebene 3a positioniert (Verfahrensschritt b) von
Anspruch 1), wobei unter dem Begriff "Positionieren" jede Art
der Bewegung der Nadel 7 zu verstehen ist, also jegliche Art
einer Verdrehung, Verschiebung oder sonstigen Bewegung.
Insbesondere durch Abspeicherung der Abmessungsdaten, insbe
sondere der Länge, der Nadel 7 in der EDV-Station kann er
kannt werden, wenn sich die Nadel 7 nach ihrer Positionierung
in der ersten Position 15 vollständig in der ersten CT-Bild
ebene 3a befindet. Dies ist dann der Fall, wenn die Nadel 7
in ihrer gesamten Länge auf dem Bildschirm 9 abgebildet wird,
was automatisch detektiert werden kann (z. B. durch Auszählen
der Anzahl der Pixel).
Sobald sich die Nadel 7 in der ersten CT-Bildebene 3a befin
det, werden die Raumkoordinaten der Nadel 7 abgespeichert und
einem Speicher der EDV-Station des Führungssystems 8 mitge
teilt. Um die Lage der ersten CT-Bildebene 3a vollständig dem
Führungssystem 8 mitteilen zu können, wird nun die Nadel 7 in
der ersten CT-Bildebene 3a in einer zweiten Position 16 -
welche von der ersten Position 15 abweicht - positioniert
(Verfahrensschritt d) von Anspruch 1), woraufhin erneut die
Raumkoordinaten der Nadel 7 festgestellt werden. Wenn die
Führungsachse 17 des Führungssystems 8 rechtwinklig zu der
CT-Bildebene 3a steht, kann die zweite Position 16, z. B.
durch Drehung um die Führungsachse 17 des Führungssystems 8,
erreicht werden.
Durch Verknüpfung der nach den Verfahrensschritten c) und e)
von Anspruch 1 ermittelten Raumkoordinaten der Nadel 7 können
die Raumkoordinaten der ersten CT-Bildebene 3a ermittelt und
dem Führungssystem 8 mitgeteilt werden, da die Lage einer
Ebene über die Raumkoordinaten zweier sich kreuzender Geraden
in dieser Ebene eindeutig bestimmbar ist. Mit diesen Raum
koordinateninformationen kann die Nadel 7 vom Führungssystem
8 innerhalb der CT-Bildebene 3 verschoben oder verschwenkt
werden, ohne dass die CT-Bildebene 3 verlassen wird.
Nachdem die Nadel 7 beispielsweise durch die auf dem Bild
schirm 9 nach Fig. 6 ersichtliche Verdrehung in Richtung 14
derart innerhalb der ersten CT-Bildebene 3a ausgerichtet
wird, dass die Verlängerung der Nadel 7, nämlich die Achse
13, den Zielpunkt 7 durchläuft, ist das in Fig. 10 abgebildete
Verfahrensstadium erreicht.
Danach wird die Nadel 7 vom Führungssystem 8 linear entlang
der verlängerten Achse 13 in den Patientenkörper 5 eingesto
chen und bewegt sich innerhalb der CT-Bildebene 3a hin zum
Zielpunkt 6, bis dieser erreicht ist (Fig. 11). Das am Ziel
punkt 6 befindliche Objekt, z. B. das dortige Gewebe oder der
dortige Tumor, kann nun behandelt werden.
Sämtliche Verfahrensschritte vom Positionieren der Einstich
spitze 10 der Nadel 7 am Einstichpunkt 12 des Patientenkör
pers 5 über das Ausrichten und Einführen der Nadel 7 bis zum
schließlichen Erreichen des Zielpunktes 6 können vollautoma
tisch ablaufen.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens be
steht darin, dass das Führungssystem 8 räumlich praktisch be
liebig zum Computer-Tomographen 1 angebracht werden kann und
während des Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens selbsttätig
die Raumkoordinaten der ersten CT-Bildebene 3a ermit
telt, damit schließlich die Nadel 7 innerhalb dieser ermit
telten CT-Bildebene 3a eingestochen und dem Zielpunkt 6 zuge
führt werden kann.
Falls beim Einstechen der Nadel 7, also auf dem Weg zwischen
Einstichpunkt 12 und Zielpunkt 6 eine Abweichung des Ein
stichweges der Nadel 7 vom vorhergesehenen Weg der Achse 13
auftritt, was z. B. durch Patienten- und/oder Organbewegungen
auftreten kann, wird dies durch eine ständige Erfassung der
Raumkoordinaten der Einstichspitze 10 der Nadel 7 festge
stellt und kann gegebenenfalls automatisch der Einstichvor
gang unterbrochen und korrigiert oder von Anfang an unter
neuer Ausrichtung der Nadel 7 wiederholt werden. Dabei kann
der auftretende Abweichungswinkel zwischen der Einstichspitze
10 der Nadel 7 dem Einstichpunkt 12 am Patientenkörper 5 und
der Achse 13 automatisch erfasst und bei einem erneuten Ein
stichvorgang korrigierend berücksichtigt werden.
Claims (20)
1. Verfahren zur automatischen Ausrichtung eines medizini
schen Instrumentes bezogen auf einen Zielpunkt (6) in einem
Patientenkörper (5), z. B. zur nachfolgenden Entnahme einer
Gewebeprobe oder zur Therapie eines Tumors im Zielpunkt, un
ter Verwendung eines Computer-Tomographen (1) z. B. mit
Fluoroskopie-Modus, mit folgenden Verfahrensschritten:
- a) Positionierung der Einstichspitze (10) des medizinischen Instrumentes über ein Führungssystem (8) an einem Ein stichpunkt (12) des Patientenkörpers (5),
- b) Positionieren des medizinischen Instrumentes mittels des Führungssystems (8) in eine erste Position (15) innerhalb einer ersten, den Einstichpunkt (12) enthaltenden CT- Bildebene (3a),
- c) Speicherung der zu der ersten Position (15) gehörigen Raumkoordinaten des medizinischen Instrumentes,
- d) Positionieren des medizinischen Instrumentes in eine zweite, von der ersten Position (15) verschiedenen Posi tion (16) innerhalb der ersten CT-Bildebene (3a),
- e) Speicherung der zur zweiten Position (16) gehörigen Raum koordinaten des medizinischen Instrumentes,
- f) Ermittlung der Raumkoordinaten der ersten CT-Bildebene (3a) aus den nach den Verfahrensschritten c) und e) ge speicherten Raumkoordinaten.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das medi
zinische Instrument eine Nadel (7) ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Ab
messungen, insbesondere die Länge, des medizinischen Instru
ments in einem Datenspeicher gespeichert ist und ein Posi
tionieren des medizinischen Instruments in der ersten CT-
Bildebene (3a) nach Verfahrensschritt b) oder d) von Anspruch
1 dadurch erkannt wird, dass die erfassten Abmessungen des
medizinischen Instruments in der ersten CT-Bildebene (3a) mit
den abgespeicherten Daten über die Abmessungen des medizini
schen Instruments verglichen werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Posi
tionieren des medizinischen Instruments nach Verfahrens
schritt d) nach Anspruch 1 eine Verdrehung des medizinischen
Instruments um eine Führungsachse (17) des Führungssystems
(8) des medizinischen Instruments darstellt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4,
gekennzeichnet durch eine Verschwenkung
des medizinischen Instruments aus der ersten CT-Bildebene
(3a) heraus bis die verlängerte Achse (13) des medizinischen
Instruments den Zielpunkt (6) im Patientenkörper (5) in einer
zweiten CT-Bildebene (3b) enthält.
6. Verfahren nach einem der Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Raum
koordinaten der verlängerten Achse (13) in einem Datenspei
cher abgespeichert werden.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6,
gekennzeichnet durch eine Einführung des
medizinischen Instruments in den Patientenkörper (5) in Rich
tung der verlängerten Achse des medizinischen Instrumentes,
bis dessen Einstichspitze (10) den Zielpunkt (6) in der zwei
ten CT-Bildebene (3b) erreicht.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die aktu
ellen Raumkoordinaten der Einstichspitze (10) des medizini
schen Instruments während dessen Einführung in den Patienten
körper (5) erfasst und abgespeichert werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, dass die abge
speicherten Raumkoordinaten der verlängerten Achse (13) des
medizinischen Instruments und die erfassten Raumkoordinaten
der Einstichspitze (10) des medizinischen Instruments ständig
verglichen werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass bei einer
Abweichung der Raumkoordinaten der Einstichspitze (10) von
den Raumkoordinaten der verlängerten Achse (13) die Einfüh
rung des medizinischen Instruments in den Körper des Patien
ten unterbrochen und korrigiert oder rückgängig gemacht wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass bei einer
Abweichung der Raumkoordinaten der verlängerten Achse (13)
und der Raumkoordinaten der Einstichspitze (10) ein erneuter
Einstichversuch unternommen wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, dass beim er
neuten Einstichversuch ein Korrekturwinkel berücksichtigt
wird, der sich aus der Abweichung der Raumkoordinaten der
verlängerten Achse (13) und der davon abweichenden Raumkoor
dinaten der Einstichspitze (10) ergibt.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4,
gekennzeichnet durch eine Verschwenkung
des medizinischen Instruments innerhalb der ermittelten
ersten CT-Bildebene (3a) bis die verlängerte Achse (13) des
medizinischen Instruments den Zielpunkt (6) in der ersten CT-
Bildebene (3a) im Patientenkörper (5) enthält.
14. Verfahren nach einem der Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, dass die Raum
koordinaten der verlängerten Achse (13) in einem Datenspei
cher abgespeichert werden.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14,
gekennzeichnet durch eine Einführung des
medizinischen Instruments in den Patientenkörper (5) in Rich
tung der verlängerten Achse (13) des medizinischen Instru
ments bis dieses den Zielpunkt (6) in der ersten CT-Bildebene
(3a) erreicht.
16. Verfahren nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, dass die aktu
ellen Raumkoordinaten der Einstichspitze (10) des medizini
schen Instruments während dessen Einführung in den Patienten
körper (5) erfasst und abgespeichert werden.
17. Verfahren nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, dass die abge
speicherten Raumkoordinaten der verlängerten Achse (13) des
medizinischen Instruments und die erfassten Raumkoordinaten
der Einstichspitze (10) des medizinischen Instruments ständig
verglichen werden.
18. Verfahren nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, dass bei einer
Abweichung der Raumkoordinaten der Einstichspitze (10) von
den Raumkoordinaten der verlängerten Achse (13) die Einfüh
rung des medizinischen Instruments in den Körper des Patien
ten unterbrochen und korrigiert oder rückgängig gemacht wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet, dass bei einer
Abweichung der Raumkoordinaten der Einstichspitze (10) von
den Raumkoordinaten der verlängerten Achse (13) ein erneuter
Einstichversuch unternommen wird.
20. Verfahren nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet, dass beim er
neuten Einstichversuch ein Korrekturwinkel berücksichtigt
wird, der sich aus der Abweichung der Raumkoordinaten der
verlängerten Achse (13) und der davon abweichenden Raumkoor
dinaten der Einstichspitze (10) ergibt.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10005628A DE10005628B4 (de) | 2000-02-09 | 2000-02-09 | Verfahren und Vorrichtung zur Ausrichtung eines medizinischen Instruments am Körper eines Patienten unter Verwendung eines Computer-Tomographen |
US09/778,452 US6386758B2 (en) | 2000-02-09 | 2001-02-07 | Method for automatically aligning a medical instrument in the body of a patient using a computed tomography apparatus |
JP2001032764A JP2001252286A (ja) | 2000-02-09 | 2001-02-08 | 医療器具の自動式方向調整方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10005628A DE10005628B4 (de) | 2000-02-09 | 2000-02-09 | Verfahren und Vorrichtung zur Ausrichtung eines medizinischen Instruments am Körper eines Patienten unter Verwendung eines Computer-Tomographen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10005628A1 true DE10005628A1 (de) | 2001-08-23 |
DE10005628B4 DE10005628B4 (de) | 2006-04-20 |
Family
ID=7630293
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10005628A Expired - Fee Related DE10005628B4 (de) | 2000-02-09 | 2000-02-09 | Verfahren und Vorrichtung zur Ausrichtung eines medizinischen Instruments am Körper eines Patienten unter Verwendung eines Computer-Tomographen |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6386758B2 (de) |
JP (1) | JP2001252286A (de) |
DE (1) | DE10005628B4 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005041602A1 (de) * | 2005-09-01 | 2007-04-05 | Siemens Ag | Verfahren zur Darstellung eines medizinischen Implantats in einem Bild sowie medizinisches bildgebendes System |
US11471151B2 (en) * | 2018-07-16 | 2022-10-18 | Cilag Gmbh International | Safety logic for surgical suturing systems |
Families Citing this family (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4553551B2 (ja) * | 2001-02-05 | 2010-09-29 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 画像診断方法 |
US6785572B2 (en) * | 2001-11-21 | 2004-08-31 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | Tactile feedback and display in a CT image guided robotic system for interventional procedures |
DE10304221A1 (de) * | 2003-01-30 | 2004-08-12 | Carl Zeiss | Vorrichtung zum Behandeln von Körpergewebe |
US7209538B2 (en) * | 2003-08-07 | 2007-04-24 | Xoran Technologies, Inc. | Intraoperative stereo imaging system |
US7798706B2 (en) * | 2005-09-08 | 2010-09-21 | Cups Unlimited, Llc | Temperature-indicating container |
JP5554927B2 (ja) * | 2006-02-15 | 2014-07-23 | ホロジック, インコーポレイテッド | トモシンセシスシステムを使用した乳房バイオプシおよびニードル位置特定 |
CN101516277B (zh) * | 2006-09-14 | 2013-02-13 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 用于活动套管配置的系统和方法 |
WO2008056298A1 (en) * | 2006-11-10 | 2008-05-15 | Koninklijke Philips Electronics N. V. | Metal artefact prevention during needle guidance under (xper) ct |
EP2114255A4 (de) * | 2007-03-03 | 2012-08-15 | Activiews Ltd | Verfahren, system und computerprodukt zur planung von nadeleinsatzverfahren |
US20090198124A1 (en) * | 2008-01-31 | 2009-08-06 | Ralf Adamus | Workflow to enhance a transjugular intrahepatic portosystemic shunt procedure |
EP2477548B1 (de) * | 2009-09-15 | 2012-12-26 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Tiefenunterscheidung von eingriffsinstrumenten aus einem einzelnen röntgenprojektionsbild und seiner kalibrierung |
JP6491476B2 (ja) * | 2011-09-13 | 2019-03-27 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. | ロボットとイメージとの間の自動オンライン・レジストレーション及びその方法 |
JP6017146B2 (ja) * | 2012-02-14 | 2016-10-26 | 東芝メディカルシステムズ株式会社 | X線ct装置 |
JP6334869B2 (ja) * | 2013-08-30 | 2018-05-30 | キヤノンメディカルシステムズ株式会社 | X線ct装置 |
WO2016086167A1 (en) * | 2014-11-26 | 2016-06-02 | Theranos, Inc. | Methods and systems for hybrid oversight of sample collection |
CN105997202A (zh) * | 2016-05-11 | 2016-10-12 | 李兆栋 | 三维空间ct介入引导定向装置 |
JP7421488B2 (ja) * | 2017-12-04 | 2024-01-24 | コヴィディエン リミテッド パートナーシップ | Ct画像からの自動切除アンテナセグメンテーション |
US12002571B2 (en) | 2019-12-30 | 2024-06-04 | Cilag Gmbh International | Dynamic surgical visualization systems |
US11776144B2 (en) | 2019-12-30 | 2023-10-03 | Cilag Gmbh International | System and method for determining, adjusting, and managing resection margin about a subject tissue |
US11832996B2 (en) | 2019-12-30 | 2023-12-05 | Cilag Gmbh International | Analyzing surgical trends by a surgical system |
US11219501B2 (en) | 2019-12-30 | 2022-01-11 | Cilag Gmbh International | Visualization systems using structured light |
US11759283B2 (en) | 2019-12-30 | 2023-09-19 | Cilag Gmbh International | Surgical systems for generating three dimensional constructs of anatomical organs and coupling identified anatomical structures thereto |
US11648060B2 (en) | 2019-12-30 | 2023-05-16 | Cilag Gmbh International | Surgical system for overlaying surgical instrument data onto a virtual three dimensional construct of an organ |
US11744667B2 (en) | 2019-12-30 | 2023-09-05 | Cilag Gmbh International | Adaptive visualization by a surgical system |
US12053223B2 (en) | 2019-12-30 | 2024-08-06 | Cilag Gmbh International | Adaptive surgical system control according to surgical smoke particulate characteristics |
US11284963B2 (en) | 2019-12-30 | 2022-03-29 | Cilag Gmbh International | Method of using imaging devices in surgery |
US11896442B2 (en) | 2019-12-30 | 2024-02-13 | Cilag Gmbh International | Surgical systems for proposing and corroborating organ portion removals |
CN112353461A (zh) * | 2020-10-08 | 2021-02-12 | 王洪奎 | Ct实时定位精准穿刺机器人 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5575798A (en) * | 1989-11-17 | 1996-11-19 | Koutrouvelis; Panos G. | Stereotactic device |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4583538A (en) * | 1984-05-04 | 1986-04-22 | Onik Gary M | Method and apparatus for stereotaxic placement of probes in the body utilizing CT scanner localization |
US6064904A (en) * | 1997-11-28 | 2000-05-16 | Picker International, Inc. | Frameless stereotactic CT scanner with virtual needle display for planning image guided interventional procedures |
-
2000
- 2000-02-09 DE DE10005628A patent/DE10005628B4/de not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-02-07 US US09/778,452 patent/US6386758B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-02-08 JP JP2001032764A patent/JP2001252286A/ja not_active Abandoned
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5575798A (en) * | 1989-11-17 | 1996-11-19 | Koutrouvelis; Panos G. | Stereotactic device |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005041602A1 (de) * | 2005-09-01 | 2007-04-05 | Siemens Ag | Verfahren zur Darstellung eines medizinischen Implantats in einem Bild sowie medizinisches bildgebendes System |
US8498692B2 (en) | 2005-09-01 | 2013-07-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for displaying a medical implant in an image and a medical imaging system |
US11471151B2 (en) * | 2018-07-16 | 2022-10-18 | Cilag Gmbh International | Safety logic for surgical suturing systems |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE10005628B4 (de) | 2006-04-20 |
US20010012327A1 (en) | 2001-08-09 |
US6386758B2 (en) | 2002-05-14 |
JP2001252286A (ja) | 2001-09-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE10005628A1 (de) | Verfahren zur automatischen Ausrichtung eines medizinischen Instruments am Körper eines Patienten unter Verwendung eines Computer-Tomographen | |
EP1722698B1 (de) | Vorrichtung zur ansteuerung körperlicher strukturen | |
DE69922980T2 (de) | Verfahren und vorrichtung zur positionierung eines geräts in einem körper | |
DE102008013615A1 (de) | Verfahren und Markierungsvorrichtung zur Markierung einer Führungslinie eines Eindringungsinstruments, Steuerungseinrichtung und Aufnahmesystem | |
DE102007013407A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Bereitstellung einer Korrekturinformation | |
WO2017202590A1 (de) | Verfahren zur planung einer intrakorporalen verortung einer einem patienten perkutan einzuführenden medinzinischen nadeleinheit | |
DE102014214935A1 (de) | Verfahren zum Betreiben eines medizinisch-robotischen Geräts | |
DE19951496A1 (de) | Radiographievorrichtung | |
EP2135575A1 (de) | Instrumentenausrichtungsverfahren mit freier Referenz | |
WO2019101862A1 (de) | Führungsvorrichtung für biopsienadel | |
EP3090687A1 (de) | Einführungs- und positioniervorrichtung für punktionsnadeln, zugehöriger bausatz und zugehörige verfahren | |
EP0871407A1 (de) | Vorrichtung zur ansteuerung körperlicher strukturen | |
DE102011006650B4 (de) | Vorrichtung zur Behandlung einer Prostata in einem Patienten | |
DE19536180A1 (de) | Verfahren und Vorrichtungen zur Lokalisierung eines Instruments | |
WO2005030073A1 (de) | Vorrichtung zur platzierung von instrumenten oder implantaten in körperorgane | |
DE102007057493B4 (de) | Röntgenanlage mit verbesserter Planung eines Nadelpfades | |
DE102009033676B4 (de) | Verfahren zur Bildunterstützung der Navigation eines insbesondere medizinischen Instruments und Magnetresonanzeinrichtung | |
DE202019101070U1 (de) | Positionsführungssystem | |
DE4109205A1 (de) | System zur medizinischen implantation | |
DE19938955B4 (de) | Vorrichtung zur schonenden, wenigstens teilautomatisierten Entnahme von biologischem Gewebe aus einem Körper | |
WO2018157883A1 (de) | Biopsienadelführung mit pointer zur vereinfachten angulierung | |
DE102013201259A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Abbildung der Prostata | |
DE4106554A1 (de) | Fixierfach zur optimierung praeoperativer markierungsverfahren bei eingriffen an der weiblichen brust | |
DE102020212118B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Unterstützung einer integrierten bildgebenden und interventionellen bzw. therapeutischen Prozedur | |
DE102010039598B4 (de) | Verfahren zur Bildüberwachung eines medizinischen Eingriffs mit einer Nadel und Röntgeneinrichtung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20110901 |