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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Lagebestimmung eines zu
behandelnden Zielgebiets im Gehirn mit einer am Kopf eines Patienten
anordenbaren Einbringvorrichtung, die nach vorgegebenen Raumkoordinaten
sowie einer vorgegebenen Einbringrichtung eine Elektrode in den
zuvor ermittelten Bereich des Zielgebietes führt, um eine exakte Lagebestimmung
desselben durch die Erfassung neuronaler Vorgänge des Zielgebiets vorzunehmen und
die Positionsdaten für
einen therapeutischen Eingriff verfügbar und reproduzierbar zu
machen, wobei mittels einer Positionserfassungseinrichtung die Einbringtiefe
der Elektrode beim Erfassen eines neuronalen Vorgangs ermittelbar
ist.
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Im
Bereich der Neurochirurgie, insbesondere der funktionellen Neurochirurgie,
ist es oftmals notwendig, Eingriffe in genau vorzubestimmenden Zielgebieten
des Gehirns vorzunehmen, die mittels bildgebender Verfahren wie
Röntgenaufnahmen
in dieser Exaktheit nicht ermittelbar sind. Es ist also erforderlich,
auf der Grundlage einer Vorermittlung des Eingriffsbereichs, z.
B. durch Bildgebung, eine exaktere Bestimmung des Zielgebietes des
Eingriffs vorzunehmen.
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Derartige
Eingriffe dienen beispielsweise zur Ausschaltung dysregulierter
Zentren bei Parkinson und ähnlichen
Krankheiten. Die Eingriffe können
darin bestehen, daß Neuronen,
beispielsweise durch hochfrequente Signale, beeinflußt werden.
Kann auf diese Weise zum Beispiel ein dysreguliertes Zentrum ausgeschaltet
werden, so ist es möglich,
einen Patienten von den dadurch verursachten Symptomen zu befreien
und seine Lebensqualität
wieder wesentlich zu erhöhen.
Eine weitere Möglichkeit,
dieses Ziel zu erreichen, ist die Thermokoagulation, welche einen solchen
Bereich dauerhaft ausschaltet, jedoch den Nachteil einer unexakten
Begrenzung des Behandlungsbereichs hat. Deshalb wird versucht, beispielsweise
durch Elektroden eine zielgerichtete Koagulation oder, um bleibende
Schäden
zu vermeiden, eine Stimulation zu erzeugen. Eine weitere Möglichkeit
ist die Abtragung oder Ausschaltung eines solchen Bereichs mittels
Laserstrahlen. Selbstverständlich
gibt es noch eine ganze Reihe weiterer Behandlungsmöglichkeiten,
wie der Einbringung eines Wirkstoffes oder radioaktiver Implantate.
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Bei
einer vorübergehenden
Beeinflussung von Neuronen und noch viel mehr bei einer dauerhaften
Ausschaltung derselben ist jedoch eine exakte Lokalisierung der
zu behandelnden Neuronen erforderlich, da jede Fehllokalisierung
eine Schädigung und
bei der Ausschaltung von Neuronen sogar eine bleibende Schädigung bedeuten
würde.
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Eine
Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der
DE 199 38 549 A1 bekannt.
Diese Schrift lehrt, eine Navigation des Zielgebiets vorzunehmen, indem
eine Elektrode mittels eines steuerbaren Vortriebs eingeführt wird,
bis der Bereich des Zielgebiets erreicht ist, was dadurch registrierbar
ist, daß die neuronalen
Signale erfaßt
werden. Auf der Grundlage dieser Daten wird dann die Behandlung
mittels einer Therapieelektrode vorgenommen. Selbst wenn die Vorermittlung
des Bereichs, in dem sich das zu behandelnde Zielgebiet befindet,
recht genau ist, so kann jedoch das letzte nur dann exakt erfaßt werden, wenn
die vorermittelte Einbringrichtung das innerhalb dieses Bereichs
liegende Zielgebiet exakt trifft. Wird die Sonde an dem Zielgebiet
vorbeigeführt,
jedoch die Signale durch eine entsprechende Verstärkung erfaßt, so wird
entweder nur die Lage eines Teilbereichs des zuvor ermittelten Bereichs
lokalisiert, in dem sich das Zielgebiet befindet, oder die Sonde muß nach einer
Korrektur des Einbringwegs erneut eingeführt werden. Im erstgenannten
Fall werden mehr Neuronen als die des unmittelbaren Zielgebiets einer
Behandlung unterzogen, da sich immer nur ein sich rund um die Elektrode
erstreckendes Gebiet lokalisieren läßt, auch dann, wenn das Zielgebiet
auf einer Seite der Elektrode liegt. Im zweiten Fall werden durch
die weitere Einbringung der Sonde ebenfalls zusätzliche Neuronen geschädigt.
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Aus
der
US 6,129,685 A ist
es zwar auch bekannt, eine Elektrode flexibel auszugestalten und
mit einer magnetischen Spitze zu versehen. Dadurch ist es möglich, die
Elektrode zunächst
mittels einer Röhre
in den zu behandelnden Gehirnbereich einzuführen, um dann am Ende der Röhre die
Elektrode mittels eines Magnetfeldes auf der Suche nach dem Zielgebiet
frei in alle Richtungen führen
zu können. Dazu
muß jedoch
bei der freien Führung
der Elektrode auf deren magnetische Spitze eine Kraft ausgeübt werden,
die die Elektrode befähigt,
Gehirnteile zu durchstoßen.
Diese Krafterzeugung mittels des Magnetfeldes erfordert eine bestimmte
Größe der Spitze der
Elektrode, was wiederum dazu führt,
daß eine entsprechend
große
Nebenwirkung dadurch auftritt, daß die Spitze aufgrund ihrer
Größe einen
breiten Wege bahnt und dadurch unnötig Neuronen schädigt. Außerdem kann
die Elektrode nicht gezielt in die Richtung des Zielgebiets gelenkt
werden, da diese Richtung vorher nicht ermittelbar ist. Auch ist
die Erfassung der Positionsdaten durch Magnetresonanzbildgebung
aufwendig und bezüglich
der Exaktheit bei einem eventuell notwendigen Wiederauffinden des
Zielgebiets fraglich. Ein Zielgebiet kann auch nur dann exakt ermittelt
werden, wenn die Sonde auf ihrem Vordringweg auf dieses stößt, da die
Sonde mit der Magnetspitze nicht erfassen kann, auf welcher Seite
der Sonde das Zielgebiet liegt. Bei einem seitlich der Sonde liegenden
Zielgebiet kann eine Erfassung und damit auch Behandlung ebenfalls
nur in der oben bereits erwähnten
Art und Weise in einem größeren Bereich mit den genannten Nachteilen erfolgen.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Voraussetzungen
dafür zu
schaffen, daß ein
Eingriff unter größtmöglicher
Schonung von gesundem Gewebe möglich
ist.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Elektrode
derart ausgebildet ist, daß sie
eine Wirkrichtung zur Erfassung neuronaler Vorgänge aufweist, die seitlich
von der Elektrode wegweisend in alle Richtungen einstellbar ist,
und daß die
Positionserfassungseinrichtung auch eine Winkelerfassungseinrichtung
aufweist, durch die der Winkel der Wirkrichtung beim Erfassen des
neuronalen Vorgangs ermittelbar ist.
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Durch
die Erfindung ist es möglich,
die Lage des Zielgebiets wesentlich genauer zu erfassen, da nicht
nur die Einbringtiefe erfaßt
wird, in der sich das Zielgebiet befindet, sondern auch die Richtung,
in der sich ein Zielgebiet seitlich von der Elektrode befindet, auf
schonende Weise ermittelt werden kann. Es muß nicht mehr das gesamte Gebiet
einer bestimmten Einbringtiefe, das sich konzentrisch um einen Meßpunkt erstreckt,
in einem solchen Ausmaß einer
Behandlung der o.g. Art unterzogen werden, daß das Zielgebiet auf jeden
Fall miterfaßt
wird. Vielmehr ist es möglich,
bei jeder Einbringtiefe nach allen Seiten zu messen, um exakt festzustellen,
auf welcher Seite das Zielgebiet liegt. Die Daten werden dann erfaßt, wenn
der Detektor anspricht, und ein nachfolgender Eingriff kann sich
exakt an diesen Daten orientieren. Ein wesentlicher weiterer Vorteil
besteht darin, daß keine
erneute Einbringung erforderlich ist, wenn das Zielgebiet ein wenig
abseits des Einbringwegs liegt, da ja dessen seitliche Lage ebenfalls
ermittelbar ist und als Winkelmaß der nachfolgenden Behandlung zur
Verfügung
steht. Selbstverständlich
kann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
auch registriert werden, wenn sich die Sonde mitten im Zielgebiet
befindet, da dann bei einer Drehung der Wirkrichtung ringsum die
neuronalen Vorgänge
des Zielgebiets ermittelbar sind. Wird dies festgestellt, so ermöglicht es die
Erfindung, den Behandlungsbereich in entsprechender Weise zu verkleinern,
so daß auch
in diesem Fall der Eingriff auf das Zielgebiet beschränkt werden kann.
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Im
Gegensatz zur oben genannten
US 6,129,685
A ist es nicht erforderlich, auf der Suche nach dem Zielgebiet
mit einer dicken Elektrode mit Magnetspitze sozusagen nach allen
Seiten seitliche „Versuchsbohrungen" vorzunehmen. Die
Richtung, in der das Zielgebiet von der Elektrode aus gesehen liegt,
läßt sich
bei allen Ausgestaltungen mit Hilfe der seitlichen Wirkrichtung
ohne zusätzliches
seitliches Eindringen ermitteln, so daß sich der beeinträchtigte Bereich
auf den Einbringweg, das Zielgebiet infolge der notwendigen Behandlung
und höchstens
den Weg vom Einbringweg seitlich zum Zielgebiet beschränkt, letzteres
aber erst, wenn die Richtung, in der das Zielgebiet liegt, ermittelt
ist. Nur, wenn sich herausstellt, daß der Winkel der Wirkrichtung
nicht ganz exakt erfaßt
wurde, kann bei einer Ausgestaltung mit einem in Wirkrichtung ausfahrbaren
Polträger
(wird weiter unten noch beschrieben) ein nochmaliges seitliches
Eindringen zur Zielgebietserfassung erfolgen. Dies ist jedoch eine
in der Regel einmalige Korrektur, die zur Erzielung einer noch höheren Präzision gerechtfertigt
ist.
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Mit
den allseitig erforderlichen „Versuchsbohrungen" der
US 6,129,685 A ist dies nicht
vergleichbar. Die Winkelerfassung der Wirkrichtung erfolgt also
ohne jegliche Gewebezerstörung,
insbesondere ohne Durchdringung von Gewebe mittels einer Sonde in
dieser Richtung. Dies wird noch anhand einer Darstellung in der
Zeichnung erläutert.
Außerdem
ermöglicht
es die Erfindung, die einzubringende Elektrode sehr schlank auszubilden
und dadurch einen sehr schmalen und daher schonenden Einbringweg
beschreiten zu können.
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Für eine ebenso
schonende Behandlung ist es zweckmäßig, wenn die Vorrichtung zur
Vornahme des medizinischen Eingriffs mit derselben Einbringrichtung
in dieselbe Einbringtiefe eingebracht wird, um nicht zusätzliche
Schäden
durch einen weiteren Einbringweg zu verursachen. Auch diese Vorrichtung sollte
sehr schlank ausgebildet sein.
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Entsprechende
Einbringvorrichtungen sind bekannt, beispielsweise aus dem Prospekt
der Firma F.L.Fischer „Riechert's Stereotaxic System" (5/87). Es sind
jedoch auch andere Stereotaxiesystem einsetzbar, wie das von der
DE 100 32 203 A1 vorgeschlagene.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
ist zweckmäßigerweise
zusätzlich
mit einer Vorrichtung zur Vornahme des medizinischen Eingriffs ausgestattet,
welche ebenfalls eine seitliche Wirkung entfaltet, da erst durch
diese Kombination der Eingriff in schonender Weise vorgenommen werden
kann. Eine solche Vorrichtung ist aus der
US 5, 785,704 A zum Zweck
der Tumorbehandlung bekannt, sie kann aber auch für den Zweck
dieser Erfindung eingesetzt werden, wobei die Voraussetzung dafür die erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Erfassung der Lage des Zielgebiets ist. Die Erfindung schlägt jedoch
auch noch weitere Behandlungsvorrichtungen mit seitlicher Wirkungsentfaltung
vor.
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Zweckmäßige Weiterbildungen
der Erfindung optimieren die erfindungsgemäße Wirkung und verfolgen den
Zweck, eine noch größerer Schonung gesunden
Gewebes und eine Ermittlung des Zielgebiets auf noch exaktere Weise
zu erzielen.
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Zwei
Ausgestaltungsmöglichkeiten
betreffen das Erfassen eines neuronalen Vorgangs. So kann die Vorrichtung
derart ausgebildet sein, daß die
Lage des Zielgebiets dadurch ermittelbar ist, daß die Elektrode die Gehirnströme des neuronalen
Vorgangs des Zielgebiets empfängt
und einem Detektor zuführt,
der derart ausgebildet ist, daß er
diese erkennt. Dann zeigt die Registrierung der Gehirnströme an, daß die Einbringtiefe
und die Wirkrichtung auf das Zielgebiet weisen. Eine alternative
Ausgestaltung sieht vor, daß die
Vorrichtung derart ausgebildet ist, daß die Elektrode Teile des zuvor
ermittelten Bereichs zur Anregung des neuronalen Vorgangs des Zielgebiets
mit Stromsignalen beaufschlagt, wodurch die Lage des Zielgebiets
durch das Auslösen
des neuronalen Vorgangs des Zielgebiets ermittelbar ist. In diesem
Fall werden durch die Strombeaufschlagung die Gehirnzellen angeregt,
und es ist je nach dem, welches Gehirngebiet angeregt wurde, eine entsprechende
Reaktion des Patienten zu beobachten. Diese Beobachtung kann durch
eine Bedienperson erfolgen, die der Vorrichtung signalisiert, daß gerade
das Zielgebiet. durch die Stromsignalbeaufschlagung angeregt wurde,
was zur Folge hat, daß die
Vorrichtung, diese Lage als ermittelte Lage registriert. Selbstverständlich ist
es auch möglich,
daß die Vorrichtung
selbst die entsprechenden Nervenimpulse aufnimmt und dadurch das
Auslösen
des neuronalen Vorgangs erfaßt.
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Die
Vorrichtung kann für
eine manuelle Einführung
und ein manuelles Auffinden des Zielgebiets ausgebildet sein. Beispielsweise
können
Handantriebe mit Übersetzungen
der exakten Einbringung und Drehung innerhalb kleinster Bereiche
dienen. Eine weitere Ausgestaltung der Vorrichtung sieht vor, daß sie eine
Steuerung aufweist, die derart ausgebildet ist, daß die Lage
des Zielgebiets in dem zuvor ermittelten Bereich durch Veränderungen
des Erfassungsgebiets der Elektrode ermittelbar ist, indem zumindest
die Einbringtiefe und der Winkel der Wirkrichtung veränderbar
sind. Diese Veränderungen
können verschiedene
Suchstrategien beinhalten, es kann stufenweise bei verschiedenen
Einbringtiefen eine Rotation der Elektrode und 360° erfolgen
oder es ist möglich,
daß die
Pole der Elektrode eine schraubenförmige Bewegung vollziehen,
um dabei den gesamten Raum durch eine Vielzahl von Meßpunkten
auf diesem Weg zu erfassen. Selbstverständlich sind auch andere Strategien
zur Erfassung des die Elektrode umgebenden Raums möglich. Zweckmäßigerweise
ist die Vorrichtung dazu mit mindestens einem Antrieb zur Bewirkung
der Veränderungen
des Erfassungsgebiets ausgestattet, wobei die Steuerung die Veränderungen
bewirkt und mittels der Erfassungsgebiete den gesamten Bereich um
die Elektrode erfaßt,
indem dieser Bereich sozusagen abgescannt wird, bis das Erfassungsgebiet
auf das Zielgebiet trifft.
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Der
Winkel der Wirkrichtung zur Einbringrichtung kann festgelegt sein,
er kann 90° betragen oder
es kann ein anderer Winkel vorgesehen sein. Eine Ausgestaltung sieht
vor, daß die
Vorrichtung derart ausgebildet ist, daß ein Winkel β der Wirkrichtung
zur Einbringrichtung einstellbar ist. Dann ist es zweckmäßig, wenn
dieser Winkel β von
der Positionserfassungseinrichtung erfaßbar und zur Lagebestimmung
des zu behandelnden Zielgebiets heranziehbar ist. Dies kann beispielsweise
dazu dienen, daß bei
einem stufenweisen Anfahren bestimmter Einbringtiefen die genaue
Lage des Zielgebiets von der jeweiligen angefahrenen Einbringtiefe
mittels des Winkels β ermittelt
wird.
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Eine
zweckmäßige Weiterbildung
der Erfindung sieht vor, daß die
Vorrichtung derart ausgebildet ist, daß auch die Entfernung des Zielgebiets
Von der Achse des Einbringwegs und damit auch der Elektrode von
der Positionserfassungseinrichtung erfaßbar und zur Lagebestimmung
des zu behandelnden Zielgebiets heranziehbar ist. Dies hat den Vorteil
einer wesentlich exakteren Bestimmung des Zielgebiets, auch wenn
dieses vom Einbringweg entfernt ist. Diese Entfernung muß natürlich im
erfaßbaren
Bereich liegen. Durch eine solche exakte Erfassung ist es auch möglich, einen
medizinischen Eingriff genauso exakt vorzunehmen. Ein weiterer Vorteil
besteht darin, daß auch
Zielgebiete erfaßbar
sind, wenn es zu ihnen keinen geradlinigen Einbringweg gibt, da
sich dort Gehirn- oder Nervenbereiche befinden, welche nicht auf
einem Einbringweg durchstoßen
werden dürfen.
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Durch
die Positionserfassungseinrichtung wird mindestens die Einbringtiefe
und der Winkel der Wirkrichtung erfaßt. Der letztere Winkel gibt
an, in welchem Winkel von 360° die
Wirkrichtung von der Elektrode weggerichtet ist, also in der Regel
das Maß der
Drehung einer Elektrode, deren Erfassungsbereich seitwärts nach
außen
gerichtet ist. Die 0°-
bzw. 360°-Position
wird dabei per Definition festgelegt. Weiterhin kann die Positionserfassungseinrichtung jedoch
auch die Entfernung des Zielgebietes von der Achse eines Einbringwegs
erfassen, wie dies das vorgenannten Ausführungsbeispiel vorsieht. Für den Fall,
daß der
Winkel der Wirkrichtung zur Einbringrichtung nicht festgelegt ist,
also beispielsweise nicht senkrecht zur Achse des Einbringwegs ausgerichtet ist,
sondern variabel ist, sollte auch dieser Winkel von der Positionserfassungseinrichtung
erfaßbar
sein, um die genaue Position des Zielgebiets angeben zu können.
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Die
Positionserfassungseinrichtung kann dabei auf unterschiedliche Weise
ausgestaltet sein, sie kann beispielsweise eine Mechanik mit Zeigern
und Skalen zur Erfassung mindestens einer Entfernung und/oder mindestens
eines Winkels aufweisen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß die Positionserfassungseinrichtung
eine Elektronik zur Erfassung mindestens einer Entfernung und/oder
mindestens eines Winkels aufweist. Dies ist dann vorzuziehen, wenn
eine Computererfassung und -steuerung vorgesehen ist. Auch eine
elektronische Erfassung kann auf verschiedene Weise ausgestaltet
sein, beispielsweise kann die Positionserfassungseinrichtung mindestens
einen Potentiometer zur Erfassung mindestens einer Entfernung und/oder
mindestens eines Winkels aufweisen oder es ist möglich, daß mindestens ein Lichtschrankensystem
zur Erfassung mindestens einer Entfernung und/oder mindestens eines Winkels
vorgesehen ist. Dabei kann das Lichtschrankensystem beispielsweise
derart ausgestaltet sein, daß es
mindestens eine Platte mit Durchbrechungen aufweist, die mit der
Elektrode derart verbunden ist, daß sie deren Stellbewegungen
mitmacht. An den Durchbrechungen können dann gegenüberliegend eine
oder mehrere Dioden und eine oder mehrer Fotozellen angeordnet sein,
welche die durch die Elektronik zu verarbeitenden Signale abgeben
und aufnehmen. Für
die Erfassung einer Strecke handelt es sich dann um eine verschiebbare
Platte und zur Erfassung des Winkels der Wirkrichtung um eine runde Scheibe,
so daß der
Winkel der Drehstellung erfaßbar
ist.
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Die
Elektrode muß zumindest
einen zur Seite gerichteten Pol aufweisen, wobei es möglich ist,
daß der
Gegenpol auf der Haut des Patienten aufbringbar ist oder es ist möglich, daß der Gegenpol
ebenfalls an der Elektrode angeordnet ist und in dieselbe Richtung
wie der vorgenannte Pol gerichtet ist.
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Verschiedene
Einbringtiefen können
jedoch nicht nur dadurch erzeugt werden, daß die Elektrode auf dem Einbringweg
bewegt wird, sondern auch dadurch, daß untereinander mehrere Pole
in dieselbe Richtung gerichtet angeordnet sind und mittels der Stromsignalbeaufschlagung
von Paaren von Polen die Einbringtiefe, von der aus die Wirkrichtung
zum Zielgebiet führt,
ermittelt wird. Auch dabei kann die Wirkrichtung von der Achse des
Einbringwegs senkrecht zum Zielgebiet führen oder in einem anderen, gegebenenfalls
einstellbaren Winkel. Auch sind verschiedene Winkel der Wirkrichtung
zur Einbringrichtung möglich,
damit jedes Paar von Polen der Untersuchung eines ihm zugeordneten
Bereichs dienen kann und somit durch die Elektrode stufenlos ein
größerer Bereich
erfaßbar
ist. Der Vorteil einer Elektrode mit einer Vielzahl von Polen besteht
darin, daß sie den
gesamten zu erfassenden Bereich mit einer Drehung erfassen kann.
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Wird
die Lage des Zielgebiets durch das Auslösen eines neuronalen Vorgangs
ermittelt und soll die Entfernung des Zielgebiets von der Achse des
Einbringweges ermittelt werden, so ist es möglich, daß die Positionserfassungseinrichtung
derart ausgebildet ist, daß sie
die Entfernung des Zielgebiets von der Achse des Einbringwegs mit
Hilfe der Stromstärke
bestimmt, die für
die Erzeugung eines neuronalen Zustands des Zielgebiets erforderlich
ist. Dabei müssen
selbstverständlich
solche Umstände wie
die Stromleitfähigkeit
des Gewebes und die Sensibilität
der Neuronen des Zielgebiets einbezogen werden.
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Bezüglich des
Winkels der Wirkrichtung zur Einbringrichtung gibt es in Abhängigkeit
von der Art und Weise der Erfassung eines neuronalen Vorgangs verschiedene
Möglichkeiten:
Werden die Gehirnströme
erfaßt,
so kann die Positionserfassungseinrichtung derart ausgebildet sein,
daß der
Winkel der Wirkrichtung zur Einbringrichtung aus der unterschiedlichen
Stärke
der Signale, die an den beiden Polen ankommen, ermittelbar ist.
Sind sie beispielsweise gleich stark, so beträgt dieser Winkel der Wirkrichtung
90°, wenn
man den Fußpunkt
der Mittelsenkrechten zwischen den beiden Elektroden als Bezugspunkt
nimmt. Sind die Signale an einer Elektrode stärker, so liegt das Zielgebiet
entsprechend dieses Signalunterschieds näher an der Elektrode, an der die
stärkeren
Signale empfangen werden. Werden die neuronalen Vorgänge dadurch
erfaßt,
daß sie durch
Stromsignalbeaufschlagung ausgelöst
werden, so kann vorgesehen sein, daß die Pole mit unterschiedlich
starken Signalen beaufschlagbar sind und die Positionserfassungseinrichtung
derart ausgebildet ist, daß sie
dieser Unterschiedlichkeit der Signale den Winkel der Wirkrichtung
zur Einbringrichtung zuordnet, wobei der Winkel des am stärksten ausgelösten neuronalen
Vorgangs als zutreffend festhaltbar ist. Es werden also unterschiedlich
starke Signale so lange durchgespielt, bis aus einer solchen Versuchsreihe
erkennbar ist, welchen Signalstärken der
am stärksten
ausgelöste
neuronale Vorgang zuordenbar ist, um dann daraus den vorgenannten
Winkel zu bestimmen.
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Eine
Entfernung des Zielgebiets von der Achse des Einbringwegs kann auch
dadurch ermittelt werden, daß die
Elektrode diese Entfernung zurücklegt.
Dazu wird vorgeschlagen, daß die
Elektrode einen verschiebbaren biegsamen Polträger mit einer isolierenden
Ummantelung aufweist, der an seiner Spitze mindestens einen Pol
trägt und
in einer Führungsröhre derart
um eine Krümmung
geführt
ist, daß die
Spitze seitlich aus der Führungsröhre heraustreten
kann. Dann ist die Positionserfassungseinrichtung zweckmäßigerweise
derart ausgebildet, daß sie die
Entfernung des Zielgebiets von der Achse des Einbringwegs aufgrund
des Maßes
des Heraustretens der Spitze aus der Führungsröhre bestimmt. Es wird in diesem
Fall die Sensibilität
derart eingestellt, daß Gehirnströme nur an
der Spitze der Elektrode, also unmittelbar an den Polen, gemessen
werden oder die Strombeaufschlagung ist so schwach, daß erst eine
im Zielgebiet liegende Elektrode neuronale Vorgänge auszulösen vermag. Auf diese Weise
läßt sich
nicht nur die Richtung des Zielgebiets von der Achse des Einbringwegs
aus erfassen, sondern auch eine exakte Entfernung eines Zielgebiets
von dieser Achse, womit eine erheblich exaktere Lagebestimmung möglich ist,
auch wenn der Einbringweg zum Zielgebiet ein gewisses Stück entfernt
ist. Um nicht unnötig
Gewebe zu verletzen, ist jedoch die Vorrichtung derart ausgebildet,
daß zuerst
der Einbringweg und die Wirkrichtung mit eingefahrenem Polträger und
danach erst die Entfernung des Zielgebiets mit ausgefah renem Polträger ermittelbar
ist. Dann muß vorab
zur Ermittlung der Einbringtiefe und der Wirkrichtung eine höhere Sensibilität bei der
Erfassung von Gehirnströmen
eingestellt werden, um den Gehirnstrom des neuronalen Vorgangs des
Zielgebiets auch auf eine gewisse Distanz erfassen zu können. Bei
der anderen Methode muß eine
stärkere
Strombeaufschlagung zur Auslösung
des neuronalen Vorgangs des in einer gewissen Entfernung liegenden Zielgebiets
erfolgen. Erst danach wird die Elektrode aus der Führungsröhre herausgefahren,
um eine Feinbestimmung des Zielgebiets durch die Bestimmung der
Entfernung von der Achse des Einbringwegs durchzuführen. Dazu
ist dann die Vorrichtung derart ausgebildet, daß die Spitze einfahrbar ist
und erst zur Ermittlung der Entfernung aus der Führungsröhre heraustritt. Wird das Zielgebiet
dabei nicht exakt getroffen, kann auch eine Korrektur durch nochmaliges
Ausfahren in einer leicht veränderten
Wirkrichtung erfolgen.
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Damit
ein Eingriff unter größt möglicher Schonung
von gesundem Gewebe möglich
ist, ist es zweckmäßig, wenn
die Einbringvorrichtung und die Positionserfassungsvorrichtung derart
ausgebildet sind, daß auch
eine Behandlungsvorrichtung zur Vornahme des medizinischen Eingriffs
an die Einbringvorrichtung anfügbar
ist und daß die
Positionserfassungsvorrichtung auch für die Positionierung dieser Behandlungsvorrichtung
dient. Dann erfolgt die Einbringung der Behandlungsvorrichtung zweckmäßigerweise
auf demselben Einbringweg. Dies läßt sich auch dadurch gewährleisten,
daß die
Vorrichtung eine Einbringröhre
aufweist, durch die die Elektrode und nach der Positionsbestimmung
des Zielgebiets die Behandlungsvorrichtung ohne zwischenzeitliche Entfernung
der Einbringröhre
in ihre Arbeitsposition verbringbar sind. Eine solche Einbringröhre kann auch
mit der oben genannten Führungsröhre für den Polträger identisch
sein, um nach der Lagebestimmung des Zielgebiets einen zweiten Polträger für die Behandlung
zum Zielgebiet zu führen.
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Um
das Ziel der Erfindung, nämlich
einen Eingriff unter größtmöglicher
Schonung von gesundem Gewebe möglich
zu machen, sollte die Vorrichtung zusätzlich mit einer Behandlungsvorrichtung
zur Vornahme des medizinischen Eingriffs ausgestattet sein, welche
eine seitliche Wirkrichtung zur Behandlung des Zielgebiets aufweist.
Es kann sich dabei beispielsweise um die oben bereits angesprochene
Laserstrahlvorrichtung mit einem seitlich austretenden Laserstrahl
handeln. Eine Behandlungsvorrichtung kann separat oder mittels der
Einbringröhre
eingeführt
werden oder es ist möglich,
daß die
Elektrode und die Behandlungsvorrichtung in ein Bauteil integriert
sind. Die Elektrode zur Ermittlung des Zielgebiets kann auch derart
beschaffen sein, daß sie
als Behandlungsvorrichtung einsetzbar ist. Eine derartige Behandlungsvorrichtung
kann eine Behandlungselektrode mit zwei Polen sein, welche bezüglich ihrer Wirkung
seitwärts
in eine Richtung gerichtet sind und dadurch ihre Wirkung in einer,
nach Einbringtiefe und Winkel der Wirkrichtung bestimmten An und
Weise entfaltet. Eine solche Behandlungselektrode kann selbstverständlich auch
separat ausgebildet und einführbar
sein. Eine Behandlungsvorrichtung läßt sich jedoch auch als Behandlungselektrode
mit einem Pol ausbilden, welcher in seiner Wirkung seitwärts in eine Richtung
gerichtet ist. Damit kann eine monopolare Koagulation durchgeführt werden.
Eine solche Behandlungselektrode kann mit einer bereits beschriebenen
Elektrode zur Erfassung des Zielgebiets identisch sein, welche ebenfalls
nur einen Pol aufweist. Der Unterschied zwischen Zielgebietserfassung
und -behandlung liegt dann darin, daß die Behandlung eine entsprechende
Strombeaufschlagung erfordert.
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Wie
bereits erwähnt,
kann die Behandlungselektrode auch derart ausgebildet sein, daß mit ihr eine
Wirkung in einem Zielgebiet entfaltet werden kann, das in einer
Entfernung zum Einbringweg liegt. Als Beispiel für eine solche Behandlungsvorrichtung ist
es möglich,
daß die
Behandlungselektrode als verschiebbarer biegsamer Polträger mit
einer isolierenden Ummantelung ausgebildet ist, der im Bereich seiner
Spitze mindestens einen Pol aufweist und in einer Führungsröhre derart
um eine Krümmung
geführt
ist, daß die
Spitze seitlich aus der Führungsröhre heraustreten
kann. Diese Behandlungselektrode entspricht also der bereits oben
entsprechend ausgebildeten Elektrode zur Lagebestimmung des Zielgebiets.
Selbstverständlich
ist es auch möglich,
daß die letztgenannten
Elektrode zur Erfassung des neuronalen Vorgangs des Zielgebiets
derart ausgebildet ist, daß mit
ihr auch eine medizinische Behandlung durch eine entsprechende Stromsignalbeaufschlagung
oder Strombeaufschlagung des Zielgebiets vornehmbar ist. Beispielsweise
kann diese Strombeaufschlagung dann derart ausgestaltet sein, daß ein dysreguliertes
Zentrum nicht angeregt, sondern beeinflußt oder ausgeschaltet wird.
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Die
vorgenannten Ausgestaltungen der Erfindung sind nur Ausführungsbeispiele,
es sind auch andere Ausführungsmöglichkeiten
denkbar, bei denen die Lage eines Zielgebiets durch Entfernungen und
Winkel ohne jegliche unnötige
Gewebebeschädigung
erfaßbar
ist, welche dann der Positionierung einer Behandlungsvorrichtung
dienen oder welche dazu dienen, den Ort der Behandlung für weitere ärztliche
Maßnahmen
exakt festzuhalten.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Es
zeigen
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1 das Prinzip der Erfindung
anhand eines ersten Ausführungsbeispiels,
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2 ein weiteres Ausführungsbeispiel
mit einer verbesserten Zielgebietserfassung sowie einer Erläuterung
des Unterschieds zum Stand der Technik,
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3 eine Darstellung aller
erforderlichen und möglichen
Positionierungen,
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4 und 4a ein Ausführungsbeispiel einer Einbringvorrichtung
mit Steuerung und Antrieben,
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5 und 5a ein Ausführungsbeispiel einer Elektrode
mit zwei Polen und ein Erfassungsbeispiel,
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6 ein weiteres Erfassungsbeispiel
einer Elektrode mit zwei Polen,
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7 eine Elektrode mit einer
Vielzahl von Polen,
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8 eine Elektrode mit verschiebbarem Polträger,
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9 eine Behandlungselektrode
mit verschiebbarem Polträger,
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10 eine mechanische Positionserfassungseinrichtung,
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11 ein Lichtschrankensystem
zur Wegerfassung und
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12 ein Lichtschrankensystem
zur Winkelerfassung.
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1 zeigt das Prinzip der
Erfindung anhand eines ersten Ausführungsbeispiels. Um eine Lagebestimmung
der eingangs genannten An vorzunehmen, wird eine Elektrode 6 am
Kopf 3 des Patienten in eine definierte Position gebracht
und in einer Einbringrichtung φx, φy durch die Schädeldecke 36 in das
Gehirn 2 eingeführt,
wobei dieser Einbringweg 12 durch eine Voruntersuchung
festgelegt ist, bei der der Bereich 7 (sieh 2) des Zielgebiets 1, 1' ermittelt wurde.
Die genaue Lage dieses Zielgebiets 1, 1' soll mittels
der Elektrode aufgefunden werden.
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Der
oben genannte Stand der Technik sah dazu vor, eine Eindringtiefe
a zu ermitteln, in der sich auf dem Einbringweg 12 ein
Teilbereich 7' (siehe 2) des vorermittelten Bereichs 7 mit
dem Zielgebiet 1, 1' befindet.
Dabei wird die Eindringtiefe a von einem definierten Punkt gemessen,
beispielsweise dem Eindringpunkt 4 in den Kopf 3.
Da die vorherige Ermittlung des Bereichs 7 des Zielgebiets 1, 1' immer Ungenauigkeiten
aufweist und die Elektrode 6 oftmals an dem Zielgebiet 1, 1' vorbeigeht,
war diese Lagebestimmung oftmals sehr ungenau. Sie konnte manchmal
nur dadurch erfolgen, daß die
Sensibilität der
Erfassung des Zielgebiets 1, 1' durch die Elektrode erhöht wurde,
um auch ein Zielgebiet 1, 1' zu lokalisieren, das neben dem
Einbringweg 12 liegt. Dies hatte allerdings zur Folge,
daß dann
der gesamte Teilbereich 7' der
Behandlung unterzogen werden mußte,
da nicht feststellbar war, an welcher Seite des Einbringwegs 12 das
Zielgebiet 1, 1' liegt.
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Deshalb
sieht die Erfindung vor, daß die Elektrode 6 für die Erfassung
des Zielgebiets 1, 1' eine seitliche Wirkrichtung 9 aufweist,
deren Winkel α zusätzlich zur
o.g. Ermittlung der Eindringtiefe a in die Positionsbestimmung einbezogen
werden kann. Eine Wirkrichtung 9 zur Erfassung eines neuronalen Vorgangs
kann die Messung der Gehirnströme
des neuronalen Vorgangs bedeuten, die vom Zielgebiet 1, 1' ausgehend bei
der Elektrode 6 eintreffen. Dazu rotiert die Elektrode 6 mit
den Polen 19 und 20 bis zum Empfang der Signale.
Es ist auch möglich,
daß die
Elektrode in verschiedenen Wirkrichtungen 9 Stromsignale
aussendet, welche einen neuronalen Vorgang auslösen und dadurch die Bestimmung
des Zielgebiets 1, 1' ermöglichen, indem der Winkel α beim Auslösen des
neuronalen Vorgangs des Zielgebiets 1, 1' erfaßt wird.
Es kann also die Einbringtiefe a und der Winkel α der Wirkrichtung im Moment
des Auslösens
des neuronalen Vorgangs des Zielgebiets erfaßt werden, letzter kann durch
Beobachtung oder durch die Messung von Nervenimpulsen registriert werden.
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Um
jedoch die Lage des Zielgebiets 1, 1' zu erfassen,
muß die
Wirkrichtung 9 der Elektrode 6 in alle Richtungen
eines Kreises von 360° einstellbar sein.
Diese Rundumbewegung der Wirkrichtung 9 findet in verschiedenen
Einbringtiefen a, a',
a'' statt, bis der Erfassungsbereich 32 der
Elektrode 6 auf das Zielgebiet 1, 1' trifft, was
sich durch das Auslösen
des neuronalen Vorgangs oder durch die Messung der Gehirnströme bemerkbar
macht. Der Winkel α wird dadurch
bestimmt, daß von
einer Achse 11 ausgehend die Lage des Zielgebiets 1, 1' ermittelt wird.
Dabei wird innerhalb des Kreises die 0- bzw. 360°-Lage per Definition festgelegt
und von dort aus der Winkel α gemessen.
-
Um
eine Wirkrichtung 9 der Elektrode 6 zu erzielen,
gibt es verschiedene Möglichkeiten.
Eine besteht darin, daß die
Elektrode 6 einen Pol 19 und einen Gegenpol 20 aufweist,
die seitlich in eine Richtung gerichtet sind, um in diese Richtung
Stromsignale auszusenden oder um aus dieser Richtung kommende Gehirnströme zu erfassen.
Bei diesem Erfassungsvorgang muß nach
der Einbringung 35 der Elektrode 6 eine Drehung 34 in
verschiedenen Einbringtiefen a erfolgen und eine Ausbringung 35 nach erfolgter
Erfassung des Zielgebiets 1, 1'. Es sind dabei verschiedene Suchstrategien
möglich, beispielsweise
kann die Elektrode 6 auch unter Drehung 34 in Richtung
des Pfeils 35 eingeführt
werden, um dadurch die Gehirnbereiche, in denen das Zielgebiet 1, 1' liegen kann,
durch eine schraubenförmige
Bewegung abzuscannen.
-
2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel mit
einer verbesserten Zielgebietserfassung sowie einer Erläuterung
des Unterschieds zum Stand der Technik. Zunächst ist anhand dieser Darstellung
der Bereich 7 des Zielgebiets 1, 1' eingezeichnet,
wie er zuvor durch ein bildgebendes Verfahren ermittelt wurde. Nach
dem Stand der Technik wurde dieser Bereich 7 auf einen
Teilbereich 7' eingegrenzt,
der das Zielgebiet 1, 1' umfaßte aber noch so groß war, daß er die
Elektrode 6 rotationssymmetrisch umgab. Dieser Bereich 7' wurde dann
auch behandelt, was dazu führte,
daß beispielsweise
Neuronen ausgeschaltet wurden, welche gar nicht im zu behandelnden,
beispielsweise dysregulierten Zielgebiet 1' liegen. Dies verursacht Schäden, welche
insbesondere dann sehr groß sind,
wenn innerhalb des behandelten Teilbereichs 7' ein Risikoorgan 33 liegt.
Für den letztgenannten
Fall war sogar oftmals eine Behandlung unmöglich, da ein Ausfall lebensnotwendiger Funktionen
zu befürchten
war. Aus diesem Grund ermittelt die erfindungsgemäße Elektrode 6 in
der oben dargestellten Art und Weise die seitliche Lage des Zielgebiets 1, 1'.
-
Jedoch
auch diese Ermittlung der Lage des Zielgebiets 1, 1' durch den Winkel α ist oftmals
nicht exakt genug, wenn das Zielgebiet in seiner exakten Abgrenzung 1' in einer Entfernung
b von der Achse 11 des Einbringwegs 12 entfernt
liegt. Würde
in diesem Fall nur der Winkel α und
die Einbringtiefe a ermittelt, so müßte ein Zielgebiet 1 behandelt
werden, das von dem Einbringweg 12 ausgehend einen Bereich
umfaßt,
in welchem das exakt definierte Zielgebiet 1' liegt. Es würde also das größere Zielgebiet 1 ermittelt
und es müßte auch
dieses behandelt werden, wobei auch hier, wenn auch in weit geringerem Maß Neuronen
mitbehandelt würden,
welche nicht zu den dysregulierten Neuronen gehören. Auch dies erzeugt Nebenwirkungen,
die dadurch vermieden werden können,
daß nur
das eng begrenzte Zielgebiet 1' erfaßt und behandelt wird. Dies
ist dadurch möglich, daß zusätzlich die
Entfernung b des Zielgebiets 1' von der Achse 11 ermittelt
wird. Auf die Möglichkeiten der
Ermittlung einer solchen Entfernung b wird noch anhand der anderen
Darstellungen eingegangen.
-
Dabei
kann die Wirkrichtung 9 einen Winkel β von 90° zur Achse 11 aufweisen
oder es ist auch möglich,
eine Wirkrichtung 9 mit einem anderen Winkel β vorzusehen.
Auch ist es möglich,
diesen Winkel β der
Wirkrichtung 9 zur in Einbringrichtung φx, φy verlaufenden Achse 12 variabel
zu gestalten und die Einstellung dieses Winkels β ebenfalls zu erfassen. Auch
dafür werden
noch Ausführungsmöglichkeiten beschrieben.
-
3 zeigt eine Darstellung
aller erforderlichen und möglichen
Positionierungen. Zunächst muß als Ausgangspunkt
der Einbringung der Elektrode 6 ein Punkt im Raum definiert
werden, beispielsweise der Einbringpunkt 4 nach den Koordinaten
x, y und z. Davon ausgehend muß auch
der Einbringweg 12, dessen Achse 11 hier eingezeichnet
ist, definiert sein, indem vom Punkt 4 ausgehend die Einbringrichtung
nach den Koordinaten φx und φy
festgelegt wird. Erst danach kann die Elektrode 6 eingebracht
werden, wobei auch die ungefähre
Tiefe des Bereichs 7 des Zielgebiets 1, 1' vorerfaßt sein
sollte, um mittels verschiedener Wirkrichtungen 9 nicht
einen allzu großen
Bereich abscannen zu müssen.
Diese Abscannen erfolgt rund um die Elektrode 6, das heißt in einem
Kreis von 360°.
Beträgt
der Winkel β der
Wirkrichtung 9 zur Achse 11 90°, so erfolgt dieses Abscannen
auf Kreisscheiben verschiedener Einbringtiefen a, a', a'',..., wobei zur Schonung von Gewebe
vorzugsweise in geringerer Tiefe angefangen wird, um danach größere Tiefen
zu erfassen. Ist dieser Winkel β abweichend
von 90°,
so erfolgt dieses Abscannen in einer entsprechenden Zylindermantelebene.
Es wird dabei so lange ein Bereich des Gehirns 2 abgescannt,
bis die Lage des Zielgebiets 1 aufgefunden ist und durch
die Einbringtiefe a und dem Winkel α in seiner Lage bestimmt ist.
Um ein exakt begrenztes Zielgebiet 1', das in einer gewissen Entfernung
b vom Einbringweg 12 liegt, auffinden zu können, muß auch noch
die Entfernung b des Zielgebiets 1' von der Achse 11 des
Einbringwegs 12 festgestellt werden.
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Die 4 und 4a zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Einbringvorrichtung 5 mit
einer Steuerung 26 und Antrieben 27, welche der
Einstellung des Einbringwegs 12 und schließlich dem
Auffinden der oben genannten Positionierungen dienen. Die Einbringvorrichtung 5 dient
zweckmäßigerweise
nicht nur der Aufnahme der Elektrode 6, sondern auch der Aufnahme
und Positionierung einer Behandlungsvorrichtung 28, damit
es möglich
ist, diese ebenfalls exakt zum Zielgebiet 1 oder 1' zu positionieren
und dort die Behandlung vorzunehmen. Selbstverständlich ist die Ausgestaltung
dieser Einbringvorrichtung 5 lediglich beispielhaft, wie
eingangs erwähnt,
können
auch andere Einbringvorrichtungen vorgesehen sein.
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Die
dargestellte Einbringvorrichtung 5 weist einen Kopfring 37 auf,
der am Kopf 3 des Patienten festgelegt ist. Derartige Festlegungen
können
durch Stellschrauben an der Schädeldecke 36 erfolgen oder
auf andere Weise. An diesem Kopfring 37 ist in schwenkbarer
Weise ein Schwenkbügel 38 befestigt, der
halbkreisförmig
ausgebildet ist und auf dem eine Halterung 39 derart gelagert
ist, daß sie
auf dem Kreisring des Schwenkbügels 38 verschiebbar
ist. Letztes ist in 4a veranschaulicht.
Auf diese Weise ist es möglich,
mittels der Verschiebung der Halterung 39 auf dem Schwenkbügel 38 und
mittels der Verschwenkung des Bügels 38 zum
Kopfring 37 jeden beliebigen Einbringpunkt 4 am
Kopf 3 anzufahren. Die Halterung 39 dient zur
Aufnahme der Elektrode 6 beziehungsweise zur Aufnahme eines
Antriebs 26 und einer Positionierungseinrichtung 45 sowie
einer Positionserfassungseinrichtung 8. Durch diese läßt sich
die Einbringrichtung φx und φy einstellen, die Ein- und Ausbringung 36 der
Elektrode 6 sowie deren Drehung 34 vornehmen und
gleichzeitig alle oben genannten Positionierungen festhalten. Es läßt sich
also die Einbringtiefe a, a',
a'', der Winkel α und gegebenenfalls
auch der Winkel β und
die Entfernung b des Zielgebiets 1' von der Achse 11 einstellen
und erfassen sowie zur Behandlung mittels einer Behandlungsvorrichtung 28 wieder
auffinden. Zweckmäßigerweise
sind auch Antriebe 27 für
die Verschwenkung des Schwenkbügels 38 sowie
für die Verstellung
der Halterung 39 auf dem Schwenkbügel 38 vorgesehen.
Die Verstellungen des Schwenkbügels 38 und
der Halterung 39 sind durch Pfeile 46 angedeutet.
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Vorzugsweise
ist eine als Computer ausgebildete Steuerung 26 vorgesehen,
die mit sämtlichen Antrieben 27,
mit der Positionserfassungseinrichtung 8 und der Positionie rungseinrichtung 45 verbunden ist
und die alle der vorgenannten Stellmöglichkeiten vornimmt, die Suche
des Zielgebietes 1, 1' durch die Elektrode 6 mittels
einer festgelegten Strategie durchführt und die Lage des Zielgebiets 1, 1' derart bestimmt,
daß sie
durch eine Behandlungsvorrichtung 28 zur Vornahme eines
medizinischen Eingriffs wiederauffindbar ist.
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Die 5 und 5a zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Elektrode 6 mit
zwei Polen 19 und 20 und ein Erfassungsbeispiel
für die
Entfernung b des Zielgebiets 1' von der Achse 11.
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5 zeigt die Elektrode 6 mit
den übereinander
angeordneten zur Seite gerichteten Polen 19 und 20,
die durch ihre seitliche Ausrichtung der Erfassung eines seitlich
liegenden Zielgebiets 1, 1' dienen.
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5a zeigt, wie mittels solcher
Pole 19 und 20 auch die Entfernung b eines Zielgebiets 1' von der Achse 11 des
Einbringwegs 12 und damit auch der Elektrode 6 gemessen
werden kann. Dies ist beispielsweise dadurch möglich, daß in verschiedenen Wirkrichtungen 9 eine
Stromsignalbeaufschlagung erfolgt und die Lage des Zielgebiets 1' dadurch ermittelt
wird, daß eine
bestimmte Stromstärke
der Signale zur Auslösung
des neuronalen Vorgangs des Zielgebiets 1' erforderlich ist. Dabei ist die
erforderliche Stromstärke
ein Maß für den Weg
b und damit für
die Entfernung b, die der Strom zurücklegen muß, um das Zielgebiet 1' zu erreichen.
Selbstverständlich müssen bei
der Umrechnung der erforderlichen Stromstärke in die Entfernung b, die
Stromleitfähigkeit
des Gewebes und die Sensibilität
der anzuregenden Neuronen berücksichtigt
werden, dabei können Erfahrungswerte
zugrundegelegt werden.
-
Die 5a zeigt noch eine Einbringröhre 29, welche
dazu dient, zuerst die Elektrode 6 und danach eine Behandlungsvorrichtung 28 zur
Vornahme des medizinischen Eingriffs ohne erneute Beanspruchung
der angrenzenden Gewebeteile einzuführen.
-
6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer
Elektrode 6 mit zwei Polen 19 und 20.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
dient die Signalstärke
an den Polen 19 und 20 zur Ermittlung des Winkels β, den die
Wirkrichtung 9 zur Achse 11 aufweist. Bei dieser
Ausgestaltung ist die Wirkrichtung 9 die Richtung, aus
der – von
der Elektrode 6 aus gesehen – die Gehirnströme 40, 40' entspringen,
also die Neuronen des Zielgebiets 1, 1' diese produzieren.
Dabei muß der
Ausgangspunkt der Wirkrichtung 9 genau definiert werden.
Hier ist als Ausgangspunkt der Punkt der Achse 11 gewählt, welcher
genau in der Mitte zwischen den Polen 19 und 20 liegt.
Befindet sich das Zielgebiet 1, 1' genau in der Mitte zwischen den Polen 19 und 20,
dies ist das Zielgebiet 1, 1', das mit einer geschlossenen Linie
gezeichnet ist, so werden die Gehirnströme 40, die von diesem
Zielgebiet 1, 1' ausgehen,
von den Polen 19 und 20 gleichstark empfangen,
da die Wege gleich weit sind. Liegt das Zielgebiet 1, 1' nicht in der
Mitte zwischen den zwei Polen 19 und 20, wie dies
bei dem gestrichelt gezeichneten Zielgebiet 1, 1' der Fall ist,
so müssen
die Gehirnströme 40' ungleiche Wege
zurücklegen
und werden daher an den Polen 19 und 20 verschieden
stark empfangen. Im vorliegenden Fall sind die Signale am Gegenpol 20 stärker als
am Pol 19 und es läßt sich aus
diesem Unterschied der Signalstärke
der Winkel β der
Wirkrichtung 9 berechnen.
-
Auch
bei der anderen Methode der Erfassung des neuronalen Vorgangs ist
der Winkel β der Wirkrichtung 9 zur
Einbringrichtung φx und φy erfaßbar.
In diesem Fall werden von den Polen 19 und 20 verschieden
starke Stromsignale ausgesendet, um zu erfassen, bei welcher Stärke dieser
Signale ein neuronaler Vorgang im Zielgebiet 1, 1' ausgelöst wird.
Beispielsweise wird in dem Zielgebiet 1, 1', das mit der
geschlossenen Linie gezeichnet ist, der stärkste neuronale Vorgang dann
ausgelöst,
wenn beide Signale gleich stark sind. Um einen entsprechend starken
neuronalen Vorgang in dem Zielgebiet 1, 1', das gestrichelt
gezeichnet ist, auszulösen,
müssen
die Signale der Pole 19, 20 derart unterschiedlich sein,
daß sie
in diesem Zielgebiet 1, 1' gleich stark ankommen. Es gilt
also auch hierfür
die Darstellung der 6,
wenn man sich die Pfeile der die Gehirnströme 40, 40' zeigenden Linien
umgekehrt vorstellt und dadurch diese Linien die von den Polen 19, 20 abgegebenen
Signale symbolisieren.
-
7 zeigt eine Elektrode 6 mit
einer Vielzahl von Polen 19, 20. Diese Elektrode 6 kann
in Richtung des Pfeils 35 ein- und ausgebracht werden, wobei
es nicht erforderlich ist, zum Auffinden der Einbringtiefe a, a' oder a'' die Elektrode 6 zu verschieben.
Vielmehr ist es möglich,
jeweils zwei dieser Pole 19, 20 auszuwählen, um
in der bereits beschriebenen Weise festzustellen, in welcher Einbringtiefe
a, a', a'', ... das Zielgebiet 1, 1' liegt.
-
8 zeigt eine Elektrode 6 mit
verschiebbarem Polträger 21.
Dieser Polträger 21 ist
biegsam, weist eine Ummantelung 22 und Zuleitungen 42 zu den
Polen 19, 20 auf, sowie eine Spitze 23.
Er ist in einer Führungsröhre 24 gelagert,
die eine Längsbohrung,
eine Krümmung 25 und
daran anschließend eine
Querbohrung aufweist. Letztere verläuft in einem Winkel β, der die
Wirkrichtung 9 zur Achse 11 bestimmt. Der Winkel β kann 90° oder einen
anderen Winkel betragen. Durch eine Verschiebbarkeit 41 des Polträgers 21 kann
erreicht werden, daß dessen
Spitze 23 mit der Außenwand
der Elektrode 6 abschließt, oder er kann derart verschoben
werden, daß ein
Maß b
von der Achse 11 bis zu den Polen 19, 20 erzielt
ist. Das Maß b
entspricht der Entfernung b des Zielgebiets 1' von der Achse 11,
wenn der neuronale Vorgang optimal empfangen oder optimal ausgelöst wird,
je nach dem, welche der beiden aufgeführten Erfassungsmöglichkeiten
gewählt
wird.
-
Vorzugsweise
wird die Erfassung des neuronalen Vorgangs dadurch vorgenommen,
daß sich
die Spitze 23 zuerst in der Elektrode 6 befindet
und eine Verschiebung in Richtung des Pfeils 35 sowie eine Drehung
in Richtung des Pfeils 34 so lange vorgenommen wird, bis
der an die Elektrode 6 angeschlossene Detektor anspricht,
das heißt,
daß neuronale Vorgänge angeregt
werden oder diesen zugeordnete Gehirnströme empfangen werden. Um den
Empfang aus einem Zielgebiet 1' zu ermöglichen, welches von dem Einbringweg 12 entfernt
ist, müssen
die Signale eine gewisse Stärke
aufweisen oder es muß der
Signalempfang entsprechend verstärkt
werden. Ist auf diese Weise die Einbringtiefe a und der Winkel α der Lage
des Zielgebiets 1, 1' ermittelt, so kann durch die Verschiebung 41 des
Polträgers 21 auch
das Maß b ermittelt
werden, das die Entfernung des Zielgebiets 1' von der Achse 11 der
Elektrode 6 angibt. Vorzugsweise werden bei dieser Verschiebung 41 eine
Vielzahl von Meßpunkten
erfaßt,
wobei zur Schonung vorzugsweise an der Elektrode 6 begonnen
wird.
-
Diese
Ausgestaltung ermöglicht
eine sehr exakte Erfassung der Lage eines Zielgebiets 1', wobei eine
Durchdringung von Geweben durch den Polträger 21 nur dort erforderlich
ist, wo das Maß b
erfaßt
werden muß.
Ein probeweises Ausfahren durch den Polträger 21 ist nicht erforderlich,
um die Einbringtiefe a und den Winkel α zu ermitteln. Nur ausnahmsweise
kann ein nochmaliges Ausfahren dazu dienen, eine nicht exakt ermittelte
Einbringtiefe a oder einen nicht exakt erfaßten Winkel α zu korrigieren.
Der Polträger 21 kann
auch sehr dünn
ausgestaltet werden, so daß das
Ausfahren nur eine geringe Beeinträchtigung darstellt.
-
Alternativ
kann der Polträger 21 auch
mit einem Pol 19 ausgestattet sein, der beispielsweise
an der Spitze 23 angeordnet ist.
-
9 zeigt eine als Behandlungselektrode 30 ausgebildete
Behandlungsvorrichtung 28, die nach demselben Prinzip wie
die vorgenannte Elektrode 6 aufgebaut ist und die mit letzter
auch identisch sein kann, wobei sich die Funktionen nur dadurch
unterscheiden, daß die
Behandlung eine Strombeaufschlagung erfordert, durch die der Behandlungserfolg
erreicht wird. Dabei entsprechen identische Bezugszeichen oder die
vorgenannten Bezugszeichen, die hier mit einem Strich gekennzeichnet
sind, den oben bereits erwähnten
Bauteilen. Im Unterschied zum Polträger 21 weist der Polträger 21' Pole 31 und 31' für die Vornahme
einer Behandlung auf. Dies sind Pole 31 und 31', die Stromsignale
aussenden, die zur Beeinflussung von Neuronen im Zielgebiet 1' dienen, sei
es, daß die
Neuronen dadurch angeregt werden oder daß diese durch die Strombeaufschlagung
oder die dadurch erzeugte Wärme
funktionell ausgeschaltet werden, um die Fehlfunktion zu beseitigen.
-
Der
Vorteil dieser Behandlungselektrode 30 ist der, daß in einem
genau definierten Zielgebiet 1', das von der Achse 11 des
Einbringwegs 12 um das Maß b entfernt ist, der Eingriff
vorgenommen werden kann, ohne daß Neuronen, die dem Zielgebiet 1' benachbart
sind, in relevantem Umfang beeinträchtigt werden. Auch hier kann
der Polträger 21' sehr dünn ausgebildet
werden, um eine Beeinträchtigung
in Folge des Ausfahrens des Polträgers 21' auf ein minimales Maß zu reduzieren.
-
Auch
die Behandlungselektrode 30 kann alternativ derart ausgestattet
sein, daß der
Polträger 21' nur einen Pol 31 aufweist,
der sich beispielsweise an der Spitze 23' befindet. Eine derartige einpolige Behandlungselektrode 30 dient
dann dazu, in einer Entfernung b von der Achse 11 eine
gezielte monopolare Koagulation zu erzeugen.
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10 zeigt eine mechanische
Positionserfassungseinrichtung 8. Die Anordnung erfolgt
wie in den 4 und 4a dargestellt, wobei an
die Stelle einer Elektronik die mechanische Positionserfassungseinrichtung 8 tritt.
Diese besteht aus einer Skala 14 mit einem Zeiger 13,
welcher die infolge der Verschiebung der Elektrode 6 momentan
erzielte Einbringtiefe a anzeigt.
-
Weiterhin
besteht diese mechanische Positionserfassungseinrichtung 8 aus
einer Winkelerfassungseinrichtung 10, welche eine kreisförmige Skala 15 für die Winkelerfassung
mittels eines Zeigers 13 aufweist. Dabei ist der Zeiger 13 oder
die Skala 15 mit der Elektrode 6 derart gekoppelt
und das andere Teil fest, daß die
Drehung 34 ablesbar ist. Selbstverständlich kann auch eine der vorgenannten
Erfassungen mechanisch und die andere elektronisch erfolgen oder
es ist möglich,
gleichzeitig beide Erfassungssysteme vorzusehen, damit eine unmittelbare Sichtbarmachung
an der Einbringvorrichtung 5 möglich ist und gleichzeitig
die Steuerung 26 mit elektronischen Signalen beaufschlagt
werden kann.
-
11 zeigt ein Lichtschrankensystem 16 zur
Wegerfassung, bei der an die Stelle der Skala 14 eine Platte 17 mit
Durchbrechungen 18 tritt, wobei die Platte 17 in
Richtung des Doppelpfeils 35 mit der Elektrode 6 verschiebbar
ist. Eine Leuchtdiode 43 sowie eine Fotozelle 44 sind
fest angeordnet, damit aus den Lichtempfängen die Stellung der Platte 17 ermittelbar
ist. Beispielsweise kann eine Elektronik die Lichtsignale abzählen und
dadurch die Stellung der Platte 17 zuordnen. Selbstverständlich könnte auch die Leuchtdiode 43 und
die Fotozelle 44 bewegbar sein und die Platte 17 feststehen.
Erfassen läßt sich durch
diese oder die zuvor dargestellte Wegerfassung sowohl die Einbringtiefe
a als auch die Entfernung b. Bei der letzte muß das Maß der Verschiebung des Polträgers 21 oder 21' zur Führungsröhre 24 oder 24' ermittelt werden.
-
12 zeigt ein Lichtschrankensystem 16 zur
Winkelerfassung 10. Hier ist eine runde Platte 17' mit Durchbrechungen 18 vorgesehen
und ebenfalls eine Leuchtdiode 43 und eine Fotozelle 44,
die jedoch nicht dargestellt sind. Das Prinzip ist dasselbe, wobei
der Winkel α der
Wirkrichtung 9 erfaßbar
ist.
-
Die
Darstellungen zeigen selbstverständlich nur
beispielhafte Ausführungsmöglichkeiten
auf. So wäre
es zum Beispiel denkbar, daß die
Elektrode 6 mit verschiebbarem Polträger 21 der 8 gleichzeitig als Behandlungselektrode
dient, wie sie in 9 dargestellt
ist und dadurch die Lage für
die Vornahme des medizinischen Eingriffs beibehalten wird, beziehungsweise
natürlich
ebenfalls erfaßt
wird, um die Behandlung zu protokollieren und das Zielgebiet 1' bezüglich seiner
Lage für
die weitere medizinische Behandlung zu kennen.
-
Auch
gibt es verschiedenste Möglichkeiten der
Ausgestaltung von Einbringeinrichtungen 5, es kann beispielsweise
auch eine Fixierung mittels eines Gelenkarms vorgesehen sein. Auch
die Ausbildung der Elektrode 6 ist noch auf andere Weise
möglich,
beispielsweise könnte
ein Polträger 21 auch noch
zur Seite gerichtete Pole 19, 20 aufweisen, um die
Lage eines Zielgebiets 1' noch
genauer zu erfassen. In entsprechender Weise könnte dies auch bei einer Behandlungselektrode 30 vorgesehen
sein. Weitere Variationen und Kombinationen verschiedener Merkmale
sind denkbar.
-
- 1,
1'
- Zielgebiet
- 1'
- exakter
lokalisiertes Zielgebiet
- 2
- Gehirn
- 3
- Kopf
- 4
- Eindringpunkt
- 5
- Einbringvorrichtung
- 6
- Elektrode
- 7
- Bereich
des Zielgebietes (vorermittelt)
- 7'
- Teilbereich
des Zielgebiets durch die Vorrichtung des Standes der
-
- Technik
ermittelt
- 8
- Positionserfassungseinrichtung
- 9
- Pfeil:
Wirkrichtung
- 10
- Winkelerfassungseinrichtung
- 11
- Achse
- 12
- Einbringweg
- 13
- Zeiger
- 14
- Skala
für Wegerfassung
- 15
- Skala
für Winkelerfassung
- 16
- Lichtschrankensystem
- 17,
17'
- Platte
- 17
- für die Erfassung
der Einbringtiefe
- 17'
- für die Erfassung
des Winkels α der Wirkrichtung
- 18
- Durchbrechungen
- 19
- Pol
- 20
- Gegenpol
- 21
- verschiebbarer
biegsamer Polträger
- 22
- Ummantelung
- 23
- Spitze
- 24
- Führungsröhre
- 25
- Krümmung
- 21', 22', 23'
-
- 24', 25'
- die
vorstehenden Bauteile für
eine Behandlungselektrode 30 ausgebildet
- 26
- Steuerung
- 27
- Antrieb
- 28
- Behandlungsvorrichtung
zur Vornahme eines medizinischen Eingriffs
- 29
- Einbringröhre
- 30
- Behandlungselektrode
- 31,
31'
- Pole
der Behandlungselektrode
- 32
- Erfassungsgebiet
- 33
- Risikoorgan
- 34
- Doppelpfeil:
Drehung der Elektrode
- 35
- Doppelpfeil:
Ein- und Ausbringung der Elektrode
- 36
- Schädeldecke
- 37
- Kopfring
- 38
- Schwenkbügel
- 39
- Halterung
- 40,
40'
- Gehirnströme
- 40
- bei β = 90°
- 40'
- bei β > 90°
- 41
- Verschiebbarkeit
des Polträgers
- 42
- Zuleitungen
zu den Polen
- 43
- Leuchtdiode
- 44
- Fotozelle
- 45
- Positionierungseinrichtung
- 46
- Pfeile:
Verstellung des Schwenkbügels 38 und
der Halterung 39
- φx, φy
- Einbringrichtung
- a,
a', a''
- Einbringtiefe
- a', a''
- Einbringtiefe
bei einer Vorrichtung, die Wirkrichtungen von
-
- verschiedenen
Tiefen ausgehend ermöglicht
- α
- Winkel
der Wirkrichtung
- β
- Winkel
der Wirkrichtung zur Einbringrichtung
- b
- Entfernung
des Zielgebiets 1' von
der Achse 11 des Einbringweges 12
-
- (wobei
b unter einem Winkel β =
oder ≠ 90° zur Achse
gemessen wird)