DE10143291A1

DE10143291A1 - Punktionssystem mit aktiven haptischem Display

Info

Publication number: DE10143291A1
Application number: DE10143291A
Authority: DE
Inventors: Thorsten Kern; Joerg Herrmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-09-04
Filing date: 2001-09-04
Publication date: 2003-03-20

Abstract

Bei Biopsien oder Injektionen ist eine kontinuierliche Bildgebung des Zielgebietes bisher nur durch Ultraschall in oberflächennahen Gewebe oder durch spezielle Sonden von bis zu 5 mm Durchmesser möglich, wenn der Arzt sich bei der Punktion am Patienten aufhalten wollte. Vorteil der Nähe zum Patienten sind die haptischen Informationen, welche der Arzt aus dem Gefühl der auf das Punktionsbesteck wirkende Kräfte gewinnt. Diese räumliche Nähe ist bei den meißten etablierten Bildgebungsverfahren in der Medizintechnik aufgrund von Strahlung oder der Wechselwirkung des Punktionsbesteckes mit z. B. dem magnetischen Grundfeld eines MRTs nicht tragbar. Systeme, welche Punktionen unter kontinuierlicher Bildgebung durch z. B. Röntgen bei der Mammographie ermöglichen, lassen dafür dem Arzt lediglich eine Planung des Punktionsweges und minimale, parxisferne Steuerungsmöglichkeiten der für den Eingriff verwendeten Kinematiken zu. DOLLAR A Um eine kontinuierliche Bildgebung durch Systeme zu ermöglichen, bei denen der Arzt sich nicht ununterbrochen in der Nähe des Patienten aufhalten kann, wird ein zweiteiliges System aus Punktionsvorrichtung und Bedienelement mit haptischer Rückmeldung eingeführt. Beide Komponenten sind räumlich getrennt, um die kontinuierliche Bildgebung zu ermöglichen. Die auf das Punktionsbesteck wirkenden Kräfte werden durch Sensoren registriert und auf Aktoren am Bedienelement dem Arzt zur Darstellung gebracht. Beide Komponenten sind in einem Regelkreis verschaltet, so ...

Description

Die Erfindung entspricht einem System entsprechend dem Oberbegriff aus Anspruch 1.
Bei Biopsien oder Injektionen ist die Kenntnis der Lage des Zielgebietes im Gewebe von hohem Interesse. Die Lokalisation dieses Zielgebietes wird entweder durch Tasten oder, bei nicht ertastbaren Gebieten wie im Bauchraum sitzenden Tumoren, durch bildgebende Verfahren wie Ultraschall, Computertomographie oder Magnet-Resonanz-Tomographie [Böc96] durchgeführt. Der Einstichwinkel und die Einstichtiefe des Zielgebietes wird anhand der gewonnenen Daten ermittelt und dient dem behandelnden Arzt, direkt am Patienten arbeitend, das Zielgebiet mit dem Operationsbesteck zu erreichen. Zu diesem Zweck gibt es verschiedene, auf die Verfahren abgestimmte Hilfsmittel.
Das Umsetzen der Einstechstelle, Winkel und Tiefe des Eingriffes am Patienten erfolgt zumeist durch Abschätzen der Lage des Ansatzpunktes und Winkels relativ zum Patienten und Markierungen auf dem Biopsie- oder Injektionsbesteck selber (siehe z. B. [Sch96]). Dies resultiert aus einer in Abhängigkeit der Erfahrung des behandelnden Arztes nennenswerten Wahrscheinlichkeit von Komplikationen durch die unbeabsichtigte Verletzung von Gewebe in der Umgebung des Zielgebietes. Dies wird teilweise dadurch kompensiert, daß sich der Arzt durch seinen haptischen Sinn im Gewebe orientiert. D. h. auf das in den Händen des Arztes liegende Besteck (Der Begriff "Besteck" bezieht sich in diesem Dokument immer auf ein Biopsie- oder Injektionsbesteck) wirken aufgrund der variierenden Steifigkeiten der durchdrungenen Gewebsarten oder dem Widerstand des Gewebes beim Einbringen von Wirkstoffen (Injektionen) oder dem Ansaugen von Gewebeproben (Biopsien) unterschiedliche, spürbare Kräfte, welche dem Arzt einen Anhaltspunkt über die Lage des Besteckes geben.
Um diese Abhängigkeit von dem Geschick und der Erfahrung des behandelnden Arztes zu reduzieren, wurden für Spezialanwendungen Biopsie- oder Injektionsroboter entwickelt, welche nach der zum Teil automatisierten Planung des Zielgebietes und des Weges dorthin den Vorgang automatisch durchführen [Eng91]. Nachteilig ist hier, daß durch die mechanische Einwirkung der Bestecke auf das Gewebe aber mit einer Veränderung der Position des Zielgebietes zu rechnen ist, welche durch bestehende Biopsie- oder Injektionsroboter nicht kompensiert werden kann. Des weiteren können Bewegungen des Patienten ebenfalls nicht ausgeglichen werden.
Dies führt zu dem Wunsch, während einer Injektion oder Biopsie eine Bildgebung des Zielgebietes und des verwendeten Besteckes bzw. dessen Spitze zu ermöglichen. Nach [DFB⁺95] kann Ultraschall dazu verwendet werden, die Lage und Position des Zielgebietes zu überwachen. Der Ultraschall eignet sich als bildgebendes Prinzip hauptsächlich für oberflächennahe Gewebeschichten und Organe, da die Auflösung mit zunehmender Eindringtiefe abnimmt. Außerdem werfen die Bestecke auf dem Sonogramm aufgrund der Dichte ihrer Materialien deutliche Schatten. Nach [DFB⁺95] wurde ein Verfahren entwickelt, einen 5-10 mm im Durchmesser messenden Ultraschallkopf in das zu untersuchende Gewebe und somit die Nähe des Zielgebietes einzuführen. Dies hat den Vorteil das Problem der beschränkten Reichweite des Ultraschalls zu lösen, verursacht jedoch ein deutlich größeres Trauma an der zu behandelnden Stelle, als z. B. eine 0,8 mm große Nadel einer Feinnadelbiopsie.
Andere bildgebende Verfahren der Medizintechnik wie Röntgen, Computertomographie (CT) und Magnet-Resonanz-Tomographie (MRT) haben spezifische Nachteile:
Röntgen liefert lediglich eine Projektion des gesamten Körpers, bietet also nur durch eine Projektion in zwei Richtungen eine für den geübten Betrachter ersichtliche räumliche Information. Die räumliche Vorstellung ist aber für die präzise Positionierung des Besteckes zwingend notwendig und nur durch die Verwendung von CT oder MRT sicher gegeben. Hier haben aber die bestehenden, etablierten Biopsie- oder Injektionsverfahren gemeinsam, daß der behandelnde Arzt sich am Patienten befinden muß. Wenn gleichzeitig eine Bildgebung des Operationsgebietes durch eine CT gewünscht ist, wäre über einen vollen Arbeitstag des Arztes gerechnet die Strahlendosis grenzwertig. Die Computertomographie und die Magnet-Resonanz-Tomographie haben des weiteren das Problem, daß die Geräte nur einen geringen Raum für Bewegung im Bereich des Patienten zulassen, eine invasive Maßnahme bei kontinuierlicher Bildgebung somit zusätzlich erschwert wird. Zusätzlich existieren Materialprobleme. Materialien hoher Dichte (z. B. Metalle) und großer Volumen erzeugen bei der Bildgebung durch ein CT deutliche Artefakte im Bild. Für Magnet-Resonanz-Tomographie muß zwingend das Besteck aus weichmagnetischen Komponenten bestehen, da andernfalls die Bildgebung gestört und durch das im MRT ständig vorhandene Grundfeld das Benutzen des Besteckes sehr erschwert wird, wenn nicht sogar unmöglich gemacht wird.
Grundsätzlich für den Einsatz unter kontinuierlicher Bildgebung mit CT oder MRT geeignet ist ein offensichtliches System, bei dem das Besteck durch einen Roboterarm geführt wird. Dieser kann entweder automatisiert oder in Echtzeit gesteuert werden. Der Arzt befindet sich hierbei in einem angrenzenden Raum und beobachtet die vom bildgebenden Verfahren gemachten Aufnahmen und steuert dementsprechend das Besteck. Nachteilig an dieser Lösung ist, daß der behandelnde Arzt seine primäre Informationsquelle bei der etablierten Behandlung, den haptischen Sinn, nicht einsetzen kann. Außerdem ist die Darstellung durch das CT mit einer zeitlichen Verzögerung im Sekundenbereich verbunden, die die Punktion zusätzlich behindert. Aktiv geregelte, haptische Bedienelemente weisen dahingegen bekanntlich beim aktuellen Stand der Technik Regelfrequenzen von wenigstens 100 Hz auf.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein System für Injektionen und Biopsien zur Verfügung zu stellen (ein Punktionssystem), welches es dem Arzt ermöglicht, eine Biopsie oder Injektion mit Hilfe eines Bedienelementes durchzuführen, welches räumlich und mechanisch vom Biopsie- oder Injektionsbesteck getrennt ist, dennoch aber haptische Informationen über die auf das Besteck wirkende Kräfte vermittelt. Dazu müssen die am Besteck auftretenden Kräfte und Wege (bzw. deren Ableitungen) erfaßt werden, an das Bedienelement übermittelt werden, und dort in Form von Kräften und Wegen als haptischer Eindruck dem Arzt zur Darstellung gebracht werden. Dieser übt seinerseits Kräfte auf das Bedienelement aus und vollzieht Wege (bzw. deren Ableitungen) am Bedienelement, welche an das Besteck weitergeleitet und dort am Patienten umgesetzt werden.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Das System nach Anspruch 1 ermöglicht es dem Arzt, die relevanten, haptischen Informationen darzustellen und durch die räumliche Trennung, zusätzlich das Operationsgebiet durch CT oder MRT visuell darzustellen, ohne dabei der Strahlung des CTs, dem Magnetfeld des MRTs oder der räumlichen Enge beider Verfahren ausgesetzt zu sein. Relevante, haptische Informationen sind insbesondere die Nachgiebigkeit und Dämpfung der mit dem Besteck durchdrungenen Gewebe, sowie Pulsation von in der Nähe des Besteckes befindlichen Schlagadern. Des weiteren wird die bei der Bildgebung auftretende Totzeit und somit die mangelnde Orientierung in diesem Zeitraum durch die mögliche, hohe Regelfrequenz des geschlossenen Punktionssystems nach Anspruch 1 kompensiert. Das Punktionssystem kann sowohl auf Seiten der Punktionsvorrichtung, als auch auf Seiten des haptischen Bedienelementes zusätzlich eine Regelschleife beinhalten. Die Krafteinwirkung und/oder die Wege können durch die Entkopplung zwischen Besteck und Bedienelement regelungstechnisch skaliert werden, um Unterschiede in den Elastizitäten der Gewebe deutlicher spürbar zu machen, oder um die Hübe in Bereiche höherer Empfindlichkeit zu transformieren. Für Schulungs- und oder Traininszwecke besteht die Option, den Regelkreis zwischen haptischen Bedienelement und Besteck aufzutrennen, und das haptische Bedienelement mit simulierten oder gespeicherten Daten zu betreiben. Zur Reduzierung des Konstruktionsaufwandes können die bei der Punktion auftretenden Größen (Kräfte, Wege) nicht oder nur teilweise direkt am Besteck durch die Sensorik ermittelt werden, sondern außerdem an Teilen der Aktorik durch eine integrierte Sensorik bzw. die dort auftretenden Stellgrößen ermittelt werden. Die Punktionsvorrichtung ist dabei auf die räumlichen Anforderungen und die Bedingungen an die verwendeten Materialien für die Computertomographie oder die Magnetresonanztomographie angepaßt. Das Punktionssystem kann dabei wenigstens einen Freiheitsgrad auf Seiten der Vorrichtung zum Halten des Besteckes sowie auf Seiten des haptischen Bedienelementes haben. Für eine umfassende Informationsvermittlung werden sieben Freiheitsgrade für beide Komponenten des Systems benötigt. Die haptischen Informationen können dabei auf wenige relevante Freiheitsgrade oder alle Freiheitsgrade des Bedienelementes dargestellt bzw. am Besteck erfaßt werden. Dies umfaßt insbesondere die Bewegung des Bestecks, verursacht durch die Atmung, die Kraft, die für den Vorschub des Besteckes notwendig ist, und der Widerstand, der beim Einbringen eines Wirkmittels bzw. Ansaugen von Zellmaterial dem Besteck entgegengebracht wird. Es ist möglich, das Punktionssystem sowohl auf Seiten der Vorrichtung zum Halten des Besteckes, als auch auf Seite des haptischen Bedienelementes durch eine serielle oder ein parallelkinematisches Prinzip bzw. der Kombination aus beiden zu realisieren. Zum groben Positionieren der Punktionsvorrichtung kann zusätzlich die Verwendung einer weiteren aktiven oder passiven Kinematik Anwendung finden. Die Aktoren können dabei sowohl auf Seiten der Punktionsvorrichtung als auch auf seiten des haptischen Bedienelementes von hoher oder niedriger mechanischer Impedanz sein. Zum Zwecke der Kraftregelung sind Aktoren niedriger mechanischer Impedanz (Kraftquellen) zu bevorzugen, da der Regelungsaufwand bei Aktoren hoher mechanischer Impedanz (Geschwindigkeitsquellen) immens ist. Eine Besonderheit des Systems liegt darin, daß sowohl explizite Positionen (oder deren Ableitungen) angefahren werden, außerdem aber auch Krafteindrücke korrekt dargestellt werden. Es ist des weiteren möglich, sowohl die Krafteindrücke als auch die Positionen (oder deren Ableitungen) in beliebig vielen Freiheitsgraden zu regeln. Die Punktionsvorrichtung kann universell zur Aufnahme verschiedener Injektions- bzw. Biopsiebestecke ausgelegt werden. Das Bedienelement kann mit einer Schnittstelle ausgestattet sein, um an die identische Aktorik oder Sensorik des Haptischen Bedienelementes verschiedene Bedienelemente für unterschiedliche Punktionen zu befestigen.
Die Struktur eines solchen Systems im Kontext seiner Umgebung ist Abb. 1 und 2 zu entnehmen, auf deren Beschreibung im Folgenden eingegangen wird. Abb. 1 zeigt das grundlegende Punktionssystem mit den beiden Hauptkomponenten der "Punktionsvorrichtung zum Einbringen des Besteckes" und dem "haptischen Bedienelement". In Abb. 1 wird dieses System zum Verdeutlichen seiner Funktion im entsprechenden Arbeitsumfeld dargestellt. Die Punktionsvorrichtung wirkt dabei (Doppelpfeil a) durch das Einbringen von Kräften auf den Patienten bzw. dessen Gewebe. Der Patient übt im Gegenzug auch Kräfte auf die Punktionsvorrichtung aus. Die Punktionsvorrichtung übermittelt diese Kräfte (Pfeil f) zu dem Bedienelement, welches die Kräfte dem behandelnden Arzt (Doppelpfeil i) darstellt. Dieser übt Kräfte auf das Bedienelement aus (Doppelpfeil i), welches die Kräfte an die Punktionsvorrichtung weitergibt (Pfeil l). Zu beachten ist, daß entgegen gängiger Punktionssysteme die Kopplungspfeile (l und f) nicht mechanisch sind, so daß eine räumliche Trennung der Punktionsvorrichtung und des haptischen Bedienelementes möglich ist. Abb. 2 zeigt das grundlegende Punktionssystem aus Abb. 1, ergänzt um die Darstellung einer möglichen Aufbauvariante der Punktionsvorrichtung bzw. des haptischen Bedienelementes und, außerhalb des Punktionssystems im Arbeitsumfeld und somit nicht Teil des Patentanspruches, einer exemplarischen Einbindung eines bildgebenden Verfahrens (CT oder MRT).
Im Folgenden wird das in Abb. 2 dargestellte System beschrieben. Die römischen Zahlen (I-XI) kennzeichnen die in Abb. 2 sichtbaren Komponenten. Die lateinischen Buchstaben (a-l) bezeichnen die Beziehungen in Form von Pfeilen zwischen den Komponenten. Am Patienten (IX) befindet sich das für den Eingriff notwendige Besteck (I), welches eine Komponente der Punktionsvorrichtung darstellt. Das Besteck wird dabei durch eine Sensorik (II) überwacht (b). Der Begriff "Sensorik" wird hierbei als einen Bezeichnung für eine Komponente verstanden, welche eine unbestimmte Anzahl an physikalischen Eingangsgrößen wie Kraft oder Position (oder deren Ableitungen) aufnimmt, und diese in ein für die Informationsverarbeitung nutzbares Format (z. B. einen elektrischen Strom) wandelt. Das Besteck (I) wird durch eine Aktorik (III) manipuliert (c). Unter dem Begriff "Aktorik" wird eine Komponente verstanden, welche zum einen aus einer beliebige Anzahl von Wandlern besteht, welche aus physikalische Energie in Kräfte oder Positionen (oder deren Ableitungen) erzeugen (z. B. Reluktanzmotor, Piezokeramik, . . .). Zum anderen umfaßt der Begriff der Aktorik hier aber auch die dem Wandler anschließende Kinematik (z. B. Getriebe). Innerhalb der Punktionsvorrichtung wird in dem in Abb. 2 dargestellten System mit Hilfe der aus der Sensorik (II) gewonnenen Informationen eine Regelung (IV) der Aktorik (III) über den Weg (d) und (e) vorgenommen. In die Regelung fließt dabei eine Stellgröße L ein, welche von dem haptischen Bedienelement stammt und später näher erläutert wird. Die aus der Sensorik (II) gewonnenen Informationen (dies könnten z. B. die auf das Besteck (I) wirkenden Kräfte oder dessen Position sein) werden über eine Flußstrecke f, welche die räumliche Trennung des haptischen Bedienelementes von der Punktionsvorrichtung ermöglicht, an das haptische Bedienelement übertragen. Im haptischen Bedienelement fließt diese Information (f) in die haptische Regelung (V) mit ein. Die haptische Regelung (V) regelt (g) dabei eine Aktorik (VI) des haptischen Bedienelementes, welche über (h) direkt das Bedienelement (VII) beeinflußt, indem es diesem z. B. Kräfte oder Positionen vorgibt. Dieses Bedienelement (VII) wird vom Arzt (X) gehalten (i). Der Arzt (X) erhält somit die vom Besteck (I), welches in Verbindung mit dem Patienten (IX) steht (a), über (b) die Sensorik (II) gewonnenen Größen (f), welche durch eine haptische Regelung (V) über (g) eine Aktorik (IV) am (h) Bedienelement (VII) spürbar (i) gemacht werden. Der Arzt gibt nun mit einer Bewegung des Bedienelementes (VII) z. B. eine Kraft oder Position vor. Diese wird durch eine Sensorik (VIII) erfaßt (j). Die erfaßte Größe wird zum einem zum Regeln des haptischen Eindrucks durch die haptische Regelung (V) verwendet (k), zum anderen dient sie als Stellgröße für die Regelung des Besteckes (IV). Die Flußstrecke (L) stellt dabei als zweites Glied die räumliche und mechanische Entkopplung von Punktionsvorrichtung und haptischen Bedienelement sicher. Das Besteck (I) erfährt somit die vom Bedienelement (VII), welches in Verbindung mit dem Arzt (X) steht (i), über (j) die Sensorik (VIII) gewonnenen Größen (l), welche durch die Regelung des Besteckes (IV) über (e) eine Aktorik (III) am (c) Besteck (I), und somit über a am Patienten (IX) wirken.
Zusätzlich ist in Abb. 2 außerhalb des Patentanspruches durch das Punktionssystem die Bildgebung (XI) durch z. B. ein CT oder MRT dargestellt, welche parallel zu den durch das dem Patentanspruch entsprechende Punktionssystem Daten über den Patienten bzw. den Fortschritt der Punktion gewinnt (m) und dem behandelnden Arzt (X) zur Darstellung bringt (n).
Als mechanisches Ausführungsbeispiel seien hier beide Hauptkomponenten des Systems mit exemplarischen sieben Freiheitsgraden dargestellt:

Vorrichtung zum Einbringen des Besteckes am Patienten

Die dargestellte Vorrichtung entspricht einem Ausführungsbeispiel der Kinematik der Aktorik (III) mit Besteck (I) aus Abb. 2. Um die beschriebenen Punktionen zu ermöglichen, muß die Punktionsvorrichtung einmal grob positioniert noch sechs, optional sieben Freiheitsgrade haben (siehe auch Abb. 3). Wenigstens ein Freiheitsgrad sollte dabei die Eigenschaften aufweisen, die zur Informationsübermittlung und Darstellung eines haptischen Feedbacks nötig sind.
Im Folgenden werden die Freiheitsgrade der Vorrichtung zum Einbringen des Besteckes und deren Funktion zusammengefaßt (siehe Abb. 3):

1. Jeweils ein rotatorischer Freiheitsgrad α und β, um den Winkel beim Vordringen in das Gewebe noch zu korrigieren. Der Drehpunkt liegt auf der Hautoberfläche, um Dehnung derselben weitestgehend zu verhindern.
2. Vorschub u normal zur Körperoberfläche, um das Besteck einzuführen. Man beachte, daß dieser Vorschub durch die Atmung bewegt werden muß, um dem Arzt die Atemphase korrekt vermitteln zu können.
3. Translatorische Korrekturfreiheitsgrade v und w, welche eine minimale Korrektur der Position des Besteckes nach dem Durchtritt durch die Haut ermöglichen.
4. Linearbewegung u_b normal zur Körperoberfläche, welches das Betätigen der Spritze ermöglicht
5. Optional einen weiteren, rotatorischen Freiheitsgrad γ, um eine Drehung des Besteckes für Feinstanzbiopsie zu ermöglichen.

Haptisches Bedienelement

Das haptische Bedienelement entspricht einem Ausführungsbeispiel der Kinematik der Aktorik (VI) und des Bedienelementes (VII) aus Abb. 2 für den Anwendungsfall einer Biopsie. Es hat im Wesentlichen die umgekehrte Kinematik der Vorrichtung zum Einbringen des Besteckes. Im Folgenden werden die Freiheitsgrade des haptischen Bedienelementes und deren Funktion zusammengefaßt (siehe Abb. 4):

1. Jeweils ein rotatorischer Freiheitsgrad σ und γ, um den Winkel beim Vordringen in das Gewebe noch zu korrigieren.
2. Vorschub u normal zur Körperoberfläche, um das Besteck einzuführen.
3. Als zusätzlicher Freiheitsgrad ist hier die Bewegung (u_c) einer Membran zum Darstellen der Körperoberfläche integriert, um die Bewegung des Patienten bei Atmung zu simulieren und somit die Atemphase für den Arzt erkennbar zu machen.
4. Korrekturfreiheitsgrade v und w, welche eine minimale Korrektur der Position durch eine Translationsbewegung des Besteckes ermöglichen.
5. Linearbewegung u_b normal zur Körperoberfläche, welches das Betätigen der Spritze ermöglicht.
6. Optional einen weiteren rotatorischen Freiheitsgrad δ, um eine Drehung des Besteckes für Feinstanzbiopsie zu ermöglichen.

Literatur

⁺

Claims

1. System zum Durchführen von Biopsien oder Injektionen (Punktionssystem), bestehend aus einer Vorrichtung zum Einbringen von Bestecken zum Zwecke der Biopsie oder Injektion (Punktionsvorrichtung) mit einem aktivem, haptischen Bedienelement, dadurch gekennzeichnet, daß das Haptische Bedienelement räumlich und mechanisch von der Punktionsvorrichtung zum Einbringen von Bestecken getrennt ist, und daß das Haptische Bedienelement bei der Punktion am Besteck angreifende Kräfte, welche am Besteck selber oder der Vorrichtung zum Einbringen des Besteckes ermittelt werden, in geeigneter Form in wenigstens einem Freiheitsgrad dem Bediener aktiv haptisch darstellt.

2. Punktionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelfrequenz des Punktionssystems den haptischen Eindruck quasi sofort darstellt und dadurch Totzeiten bildgebender Verfahren kompensiert.

3. Punktionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf Seiten der Vorrichtung zum Einbringen des Besteckes oder dem Bedienelement eine weitere Regelschleife vorhanden ist.

4. Punktionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Skalierung der Kräfte und/oder Wege durch Variation von Reglerparametern durchgeführt werden kann.

5. Punktionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu Schulungs- oder Trainingszwecke das Bedienelement mit gespeicherten oder simulierten Daten betrieben wird.

6. Punktionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf das Besteck wirkende Kraft nicht direkt gemessen, sondern aus einer Abweichung zwischen Sollwert für eine Positions-, Geschwindigkeits- oder Beschleunigungsvorgabe durch das Bedienelement und einer daraus resultierenden Abweichung des jeweiligen zugehörigen Istwertes an der Vorrichtung zum Einbringen des Besteckes oder dem Besteck direkt geschätzt wird.

7. Punktionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen auf den Einsatz in begrenztem Raum eines CT oder MRT optimiert ist.

8. Punktionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Konstruktion verwendeten Materialien den Einsatz der Vorrichtung zum Einbringen von Bestecken in einem CT oder MRT ermöglichen.

9. Punktionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Konstruktion verwendeten Materialien die Bildgebung im CT oder MRT weitestgehend nicht behindern.

10. Punktionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Einbringen von Bestecken und das Bedienelement jeweils wenigstens einen Freiheitsgrad hat.

11. Punktionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Einbringen des Besteckes entweder durch eine serielle, parallele oder eine Kombination aus serieller und paralleler Kinematik realisiert wird.

12. Punktionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedienelement entweder durch eine serielle, parallele oder eine Kombination aus serieller und paralleler Kinematik realisiert wird.

13. Punktionssystem nach Anspruch 1, nach einem der vorhergehenden oder folgenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß zur Positionierung des Punktionssystems vor dem Eindringen in das Gewebe eine zusätzliche aktive oder passive Kinematik verwendet wird.

14. Punktionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Atemphase durch eine aktive Bewegung des Bedienelementes dem Bediener dargestellt wird.

15. Punktionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigen einer Spritze durch einen angetriebenen Freiheitsgrad am Bedienelement dargestell nach einem der vorhergehenden oder folgenden Ansprüche wird.

16. Punktionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedienelement zur Darstellung des haptischen Eindrucks einen oder mehrere Aktoren hoher, mechanischer Impedanz verwendet.

17. Punktionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedienelement zur Darstellung des haptischen Eindrucks einen oder mehrere Aktoren niedriger, mechanischer Impedanz verwendet.

18. Punktionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Punktionsvorrichtung einen oder mehrere Aktoren hoher mechanischer Impedanz verwendet.

19. Punktionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Punktionsvorrichtung einen oder mehrere Aktoren niedriger mechanischer Impedanz verwendet.

20. Punktionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Position eines oder mehrerer der angetriebenen Freiheitsgrade der Vorrichtung zum Einbringen von Bestecken geregelt wird.

21. Punktionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft eines oder mehrerer der angetriebenen Freiheitsgrade der Vorrichtung zum Einbringen von Bestecken geregelt wird.

22. Punktionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Position eines oder mehrerer der angetriebenen Freiheitsgrade des Bedienelementes geregelt wird.

23. Punktionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft eines oder mehrerer der angetriebenen Freiheitsgrade des Bedienelementes geregelt wird.

24. Punktionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Punktionsvorrichtung Bestecke für unterschiedliche Biopsien oder Injektionen aufnehmen kann.

25. Punktionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Aktorik und/oder Sensorik des haptischen Bedienelementes unterschiedliche Bedienelemente für verschiedene Injektionen oder Biopsien adaptiert werden können.