DE102005028226A1 - Vorrichtung zur Steuerung eines magnetischen Elements im Körper eines Patienten - Google Patents
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Abstract
Eine
Vorrichtung (1) für
die magnetgestützte
Katheterintervention weist Magnete (4) zur Steuerung einer magnetischen
Spitze (8) eines Katheters (9) auf. Eine Röntgenvorrichtung (11, 12) dient
dazu, dreidimensionale Umgebungsbilder vom Körper eines Patienten (2) zu
erzeugen. Eine Datenverarbeitungseinheit (16) berechnet aus den
Umgebungsbildern und der aktuellen Lage der magnetischen Spitze
(8) die Wahrscheinlichkeit einer Kollision der magnetischen Spitze
(8) mit einem Hindernis im Körper
des Patienten (2) und wirkt gegebenenfalls zum Erzeugen eines haptisch
wahrnehmbaren Signals mechanisch auf das Lenkelement (19) ein, mit
dem die Bewegung des Katheters (9) gesteuert wird.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung eines magnetischen Elements im Körper eines Patienten mit:
- – einem Magnetfeldgenerator, dessen Magnetfeld das magnetische Element im Körper des Patienten lenkt,
- – einer Navigationsvorrichtung, die Ortsinformationen über die Lage des magnetischen Elements im Körper des Patienten erzeugt, und
- – mit einer von einem Benutzer bedienbaren und an den Magnetfeldgenerator angeschlossenen Lenkvorrichtung, die ein vom Benutzer durch Krafteinwirkung bedienbares Lenkelement umfasst.
- Eine derartige Vorrichtung ist aus der
US 6,212,419 B1 bekannt. Die bekannte Vorrichtung ist in der Lage, ein magnetisches Element im Körper eines Patienten mit Hilfe eines oder mehrerer Magnete im Körper eines Patienten zu navigieren. Zu diesem Zweck sind am Magneten oder an dessen Halterung Marker angebracht, deren Lage von an einer Halterung angebrachten Positionssensoren erfassbar ist. Ferner sind auch am Körper des Patienten Marker angebracht, deren Lage von den Positionssensoren erfasst werden kann. Die am Körper des Patienten angebrachten Marker sind so beschaffen, dass sie auch in einem Computertomographiegerät, von einem Röntgengerät oder einem Magnetresonanzgerät erfasst werden können. Um dem Benutzer die Steuerung des magnetischen Elements im Körper des Patienten zu ermöglichen, sind Anzeigegeräte vorgesehen, auf denen das aktuelle vom Magnet oder von den Magneten erzeugte Magnetfeld einem Bild vom Körper des Patienten überlagert ist. Das Bild vom Körper des Patienten kann dabei mit Hilfe einer Röntgenvorrichtung, eines Computertomographiegeräts oder eines Magnetresonanzgeräts aufgenommen sein. Die Registrierung der Bilder erfolgt dabei mit Hilfe der an dem oder den Magneten sowie dem Körper des Patienten angebrachten Markern. - Das bei der bekannten Vorrichtung verwendete magnetische Element ist im Allgemeinen die Spitze eines Katheters, der mit Hilfe des externen Magnetfelds durch Gefäße oder andere Körperhohlräume geführt wird. Ein Vorteil dieser Vorrichtung ist, dass die Spitze des Katheters auch in Körperhohlräumen geführt werden kann, die ansonsten nicht erreichbar sind. Häufig wird der Katheter nicht von Hand vorgeschoben, sondern mit Hilfe einer Stellvorrichtung, die den Katheter von einem Computer gesteuert vorschiebt.
- In diesem Fall hat der behandelnde Arzt keine Kontrolle darüber, ob die Spitze des Katheters gegen ein Hindernis im Körper des Patienten stößt. Ein derartiges Hindernis kann beispielsweise eine Gefäßwand sein. Da der behandelnde Arzt den Katheter nicht selbst vorschiebt, bekommt der behandelnde Arzt bei einer Kollision der Katheterspitze mit einem Hindernis die sich entwickelnde Gegenkraft nicht zu spüren. Im besten Fall kann der Arzt am Verhalten des Katheters oder der Katheterspitze in einem Röntgenbild erkennen, dass die Spitze des Katheters auf ein Hindernis gestoßen ist. Wenn sich zum Beispiel die Katheterspitze aufrollt, bedeutet dies, dass die Katheterspitze ein Hindernis berührt und daher nicht in die vom Magnetfeld vorgegebene Richtung weitergeführt werden kann.
- Auch bei einem manuellen Vorschub des Katheters sollten Kollisionen nach Möglichkeit vermieden werden, um das Gewebe zu schonen.
- Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Steuerung eines magnetischen Elements im Körper eines Patienten zu schaffen, die Kollisionen im Körper des Patienten nach Möglichkeit vermeidet.
- Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. In davon abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen angegeben.
- Die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass eine Überwachungsvorrichtung anhand der von der Navigationsvorrichtung gelieferten Ortsinformation die Lage des magnetischen Elements im Körper des Patienten überwacht. Die Überwachungsvorrichtung beaufschlagt eine Stellvorrichtung mit Steuersignalen, die bei Annäherung des magnetischen Elements an ein Hindernis zum Erzeugen eines haptisch wahrnehmbaren Signals mechanisch auf das Lenkelement einwirkt.
- Durch die mechanische Einwirkung auf das Lenkelement wird dem Benutzer angezeigt, dass eine Kollision bevorsteht. Der Benutzer kann dann die gewünschte Bewegungsrichtung des magnetischen Elements ändern und so eine Kollision des magnetischen Elements mit dem umgebenden Gewebe vermeiden. Der besondere Vorteil des haptisch am Lenkelement wahrnehmbaren Signals ist, dass das Signal unmittelbar im Zusammenhang mit einem Lenkvorgang vermittelt wird. Wenn vom Benutzer ein Lenkvorgang durchgeführt wird und der Benutzer nach dem Lenkelement greift, wird an die Hand des Benutzers unmittelbar ein Warnsignal übermittelt. Der Benutzer muss daher nicht erst die Bedeutung von optisch oder akustisch vermittelten Warnsignalen mit der Kollisionsgefahr in Zusammenhang bringen, sondern die Bedeutung des haptischen Warnsignals ist dem Benutzer intuitiv klar.
- Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Stellvorrichtung eine Hemmvorrichtung, die bei Annäherung des magnetischen Elements an ein Hindernis der Krafteinwirkung des Benutzers auf das Lenkelement entgegenwirkt.
- Durch die der Krafteinwirkung des Benutzers auf das Lenkelement entgegenwirkende Hemmvorrichtung, wird dem Benutzer bei Annäherung des magnetischen Elements an das Hindernis eine Gegenkraft vermittelt, die dem Benutzer anzeigt, dass sich das magnetische Element in der Nähe eines Hindernisses befindet. Dadurch werden Fehlsteuerungen effektiv vermieden.
- Vorzugsweise übt die Hemmvorrichtung auf das Lenkelement eine Kraft aus, die umso größer ist, je kleiner der Abstand zwischen dem magnetischen Element und dem Hindernis ist. Dadurch wird dem Benutzer die Größe der Kollisionsgefahr oder die Härte der Kollision intuitiv vermittelt.
- Zur Ermittlung der erforderlichen Ortsinformation verfügt die Navigationsvorrichtung über einen Lagebildgenerator, der jeweils ein aktuelles Lagebild des magnetischen Elements im Körper des Patienten bestimmt. Dabei kann der Lagebildgenerator aktuelle Röntgenbilder einer Röntgenvorrichtung oder aktuelle Ultraschallbilder eines Ultraschallgeräts auswerten. Ferner verfügt die Navigationsvorrichtung über einen Umgebungsbildgenerator, der vorteilhafterweise aktuelle Umgebungsinformationen über die Umgebung des magnetischen Elements erzeugt. Der Umgebungsbildgenerator kann dabei je nach Anwendungsfall von einer Röntgenvorrichtung, einer Ultraschallvorrichtung oder von einem Magnetresonanzgerät gelieferte Bildinformation auswerten.
- Ferner ist es möglich, dass der Umgebungsbildgenerator auf in einer Datenbank gespeicherte Umgebungsinformationen zurückgreift.
- Die Navigationsvorrichtung umfasst schließlich einen Lageanalysator, der die aktuelle Lage des magnetischen Elements mit den Umgebungsinformationen in Beziehung setzt. Anhand der vom Lageanalysator gelieferten Ortsinformationen kann dann die Überwachungsvorrichtung feststellen, ob eine vom Benutzer durch Betätigen des Lenkelements gewünschte Bewegung des magnetischen Elements zu einer Annäherung an ein Hindernis führt und gegebenenfalls die Hemmvorrichtung mit geeigneten Steuersignalen zur Hemmung der Bewegung des Lenkelements beaufschlagen.
- Zur Registrierung des Lagebilds und des Umgebungsbild greift der Lageanalysator vorteilhafterweise auf Marker zurück, die am Körper des Patienten oder am magnetischen Element angebracht sind.
- Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung im Einzelnen erläutert werden. Es zeigen:
-
1 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung für die magnetische Steuerung eines magnetischen Elements im Körper eines Patienten; -
2 ein Blockdiagramm der Vorrichtung zur Steuerung des magnetischen Elements im Körper des Patienten; und -
3 ein Ablaufdiagramm des von der Vorrichtung zur Steuerung des magnetischen Elements ausgeführten Verfahrens. -
1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung1 für die Magnetfeld gestützte Behandlung eines Patienten2 . Der Patient2 liegt während der Behandlung auf einer Patientenliege3 in einem Magnetfeld, das von Magneten4 erzeugt wird. Die Magnete4 können sowohl Permanentmagnete als auch Elektromagnete sein. Bei der in1 dargestellten Vorrichtung sind die Magnete4 an einem bogenförmigen Magnetarm5 angebracht, der in einer Magnetarmlagerung6 in Umfangsrichtung verfahrbar gelagert ist. Die Magnetarmlagerung6 ist über eine Magnetarmhalterung7 an einer Decke verschwenkbar gelagert. Ferner sind auch die Magnete4 am Magnetarm5 beweglich angebracht. Durch die Bewegung der Magnete4 kann die Ausrichtung und die Stärke des Magnetfelds im Körper des Patienten2 beeinflusst werden. Dadurch kann eine magnetische Spitze8 eines Katheters9 gesteuert werden. Der Katheter9 kann auch von dem von den Magneten4 erzeugte Magnetfeld ge zogen werden. Daneben kann auch ein Katheterantrieb10 vorgesehen sein, mit dem sich der Vorschub des Katheters9 in einem Gefäß des Patienten2 durchführen lässt. - Um die Bewegung des Katheters
9 im Körper des Patienten2 zu überwachen, ist ein Röntgendetektor11 vorgesehen, der aus einer Röntgenquelle12 mit Strahlung beaufschlagt wird. Der Röntgendetektor11 und die Röntgenquelle12 sind an einem Röntgenarm13 angebracht, der in einer Röntgenarmlagerung14 in Umfangsrichtung verfahrbar gelagert ist. Die Röntgenarmlagerung14 ist an einer Röntgenarmhalterung15 verschwenkbar angebracht. - Es sei angemerkt, dass weitere Röntgenvorrichtungen oder Ultraschallgeräte vorgesehen sein können, mit denen sich die Bewegung des Katheters
9 im Körper des Patienten2 überwachen lässt. Diese Röntgeneinrichtungen brauchen nicht notwendigerweise an einem Röntgenarm13 angebracht zu sein. Vielmehr sind verschiedene Arten von Halterungen denkbar. Auch die Magnete4 müssen nicht notwendigerweise an dem Magnetarm5 angebracht sein. Vielmehr können die Magnete4 auch an einer auf dem Boden aufgestellten Halterung befestigt sein. - Zur Steuerung der Vorrichtung
1 ist eine Datenverarbeitungseinheit16 vorgesehen, die unter anderem an einem Monitor17 und eine Steuervorrichtung18 angeschlossen ist. Die Steuervorrichtung18 weist insbesondere einen Steuerknüppel19 auf, der von der Hand des Benutzers betätigbar ist, um den Katheter9 im Körper des Patienten2 in eine gewünschte Richtung zu lenken und gegebenenfalls den Vorschub zu steuern. - Daneben sind an die Datenverarbeitungseinheit
16 der Röntgendetektor11 und die Röntgenquelle12 sowie die zum Verfahren des Röntgenarms13 erforderlichen Stelleinrichtungen angeschlossen. Ferner besteht eine Verbindung mit den zum Verfahren der Magnete4 und des Magnetarms5 erforderlichen Stellenrichtungen sowie mit dem Katheterantrieb10 . -
2 zeigt ein Blockdiagramm, in dem verschiedene Funktionseinheiten der Datenverarbeitungseinheit16 dargestellt sind. Die Datenverarbeitungseinheit16 verfügt insbesondere über eine Navigationsvorrichtung20 , die einen Lagebildgenerator21 aufweist, der an den Röntgendetektor11 angeschlossen ist. Der Lagebildgenerator21 erzeugt ein aktuelles Bild von der jeweiligen Lage des Katheters9 im Patienten2 . Anhand des aktuellen Bilds der Lage des Katheters9 im Körper des Patienten2 werden Lageinformationen bezüglich der Lage des Katheters9 im Körper des Patienten2 generiert. - Die Navigationsvorrichtung
20 umfasst ferner einen Umgebungsbildgenerator22 , der an einen Detektor23 angeschlossen ist. Der Detektor23 kann gleich dem Röntgendetektor11 sein oder ein vom Röntgendetektor11 unabhängiges Bilderfassungssystem, um das die in1 dargestellte Vorrichtung1 ergänzt ist. Dieses Bilderfassungssystem kann mit Ultraschall, Röntgenstrahlung oder anderen bildgebenden Verfahren arbeiten. Der Umgebungsbildgenerator22 erzeugt aus den vom Detektor23 gelieferten Daten ein Bild der Umgebung, in der sich die magnetische Spitze8 des Katheters9 aktuell befindet. Dabei kann der Umgebungsbildgenerator22 gegebenenfalls auf in einer Datenbank24 abgespeicherte Umgebungsinformationen zurückgreifen. Eine dem Lagebildgenerator21 und dem Umgebungsbildgenerator22 nachgeordnete Registrierungsvorrichtung25 bringt das vom Lagebildgenerator21 erzeugte Lagebild und das vom Umgebungsbildgenerator22 erzeugte Umgebungsbild zur Deckung. Dabei benützt die Registrierungsvorrichtung25 vorteilhafterweise Marker, die sowohl im Lagebild als auch im Umgebungsbild erkennbar sind. - Die von der Navigationsvorrichtung
20 , insbesondere der Registrierungsvorrichtung25 ausgegebenen Daten werden einer Überwachungsvorrichtung26 zugeführt. Die Überwachungsvorrichtung26 wird ferner mit Daten aus einem Steuerknüppelsensor27 beaufschlagt, der die Bewegung des Steuerknüppels19 erfasst. Die Überwachungsvorrichtung26 überprüft, ob die vom Benutzer durch Betätigen des Steuerknüppels19 vorgegebene Bewegung zur Kollision mit einem Hindernis führt. Falls eine Kollision mit einem Hindernis auftreten kann, beaufschlagt die Überwachungsvorrichtung26 eine Hemmvorrichtung28 mit Steuersignalen, durch die die Bewegung des Steuerknüppels19 gehemmt wird. Der den Steuerknüppel19 betätigende Benutzer spürt dann eine Gegenkraft, die vorzugsweise umso stärker ist, je kleiner der Abstand zwischen der magnetischen Spitze8 des Katheters9 und dem Hindernis im Körper des Patienten2 ist. Dadurch wird dem Benutzer eine haptische oder taktile Rückmeldung über die Interaktion der magnetischen Spitze8 mit dem Gewebe des Patienten2 vermittelt. - Der Steuerknüppelsensor
27 beaufschlagt schließlich auch eine Antriebsteuerung29 mit Steuersignalen. Die Antriebsteuerung29 veranlasst, dass der Katheter9 mit Hilfe der Magnete4 und des Katheterantriebs entsprechend der Bewegung des Steuerknüppels19 bewegt wird. - Es sei angemerkt, dass der Lagebildgenerator
21 , der Umgebungsbildgenerator22 und die Registrierungsvorrichtung25 funktionale Einheiten sind. Diese funktionalen Einheiten sind nicht notwendigerweise an bestimmte physikalische Komponenten gebunden, sondern können über mehrere physikalische Einheiten verteilt sein. Die Komponenten können auch mit Hilfe von Software realisiert werden. - Zur Verdeutlichung des Überwachungsvorgangs ist in
3 ein Ablaufdiagramm dargestellt, das die von der Datenverarbeitungseinheit16 ausgeführten Verfahrensschritte zeigt. Zunächst wird eine Röntgenbildaufnahme30 mit Hilfe der Röntgenquelle12 und dem Röntgendetektor11 durchgeführt. Die bei der Röntgenbildaufnahme30 erzeugten Röntgenbilder können unmittelbar dazu verwendet werden, die Lage des Katheters9 auf dem Monitor17 zu visualisieren. Durch einen nachfolgenden Auslesevorgang31 werden die Vektoren bestimmt, die die Bewegung der magnetischen Spitze8 des Katheters9 in die gewünschte Richtung angeben. Beim Auslesevorgang31 wird bei spielsweise die Stellung des Steuerknüppels19 von der Überwachungsvorrichtung16 ausgelesen. - Parallel zum Auslesevorgang
31 wird anhand der von der Röntgenbildaufnahme30 erzeugten Röntgenbilder eine Bildverarbeitung32 durchgeführt, durch die ein dreidimensionaler Bilddatensatz erzeugt wird, der das den Katheter9 umgebende Gewebe des Patienten2 beschreibt. Anschließend wird ein Vergleichsvorgang33 durchgeführt, in dem anhand des in der Bildverarbeitung32 erzeugten dreidimensionalen Datensatzes überprüft wird, ob die im Auslesevorgang31 ermittelte gewünschte Bewegung des Katheters9 zu einer Kollision führt. Dabei kann sowohl das Kollisionsrisiko als auch die Intensität der Kollision quantifiziert werden. In einem Stellvorgang34 werden dann die externen Magnetfelder durch eine geeignete Bewegung der Magnete4 so eingestellt, dass sich die magnetische Spitze8 des Katheters9 in die gewünschte Richtung bewegt. Gleichzeitig kann der Katheter9 mit Hilfe des Katheterantriebs10 vorgeschoben werden. Auch eine manuelle Betätigung des Katheters9 ist denkbar. - Wenn der Vergleichsvorgang
33 auf die Kollision der magnetischen Spitze8 mit einem Hindernis hindeutet, wird ein Hemmvorgang35 ausgelöst, durch den die Bewegung der Steuervorrichtung18 gehemmt wird. Gegebenenfalls kann auch ein akustisches Signal ausgegeben werden, das auf eine Kollision hindeutet. Weiterhin besteht die Möglichkeit, durch eine entsprechende Farbwahl bei der Darstellung des aktuellen Lagebilds auf dem Monitor17 den Benutzer auf die Gefahr einer Kollision hinzuweisen. - Die Bildverarbeitung
32 , durch die dreidimensionale Umgebungsbilder des Katheters9 erzeugt werden, kann anhand unterschiedlicher Bildinformation durchgeführt werden. Beispielsweise ist es möglich, Ultraschalldaten zum Erzeugen der dreidimensionalen Umgebungsbilder zu verwenden. Dazu werden zunächst zweidimensionale Ultraschallbilder in Echtzeit während der Katheterintervention aufgenommen. Die zweidimensio nalen Ultraschallbilder können entweder extrakorporal mit einem üblichen Ultraschallkopf oder intrakorporal mit einem innerhalb des Körpers des Patienten2 positionierten Ultraschallkatheters aufgenommen werden. Dieser Ultraschallkatheter kann ein separater Katheter sein, der in ein benachbartes Gefäß eingeschoben wird. Ferner besteht die Möglichkeit, den mit der magnetischen Spitze8 versehenen Katheter9 mit einem Ultraschallkopf zu versehen. Die dreidimensionalen Ultraschallbilder werden dann durch eine dreidimensionale Rekonstruktion aus den zweidimensionalen Ultraschallbildern erzeugt. Die Erzeugung der dreidimensionalen Ultraschallbilder ist jederzeit während der Katheterintervention möglich. Die dreidimensionalen Ultraschallbilder können somit nach Änderung der anatomischen Verhältnisse während der Katheterinterventionen neu erzeugt werden. Die Erzeugung der dreidimensionalen Ultraschallbilder erfolgt in diesem Fall quasi in Echtzeit. Ferner ist es möglich dreidimensionale Ultraschallbilder in Echtzeit während der Intervention mit einer Vielzahl von herkömmlichen Ultraschallköpfen zu erzeugen. - Weiterhin ist es möglich, bereits vor der Katheterintervention mit Hilfe eines Computertomographiegeräts oder eines Magnetresonanzgeräts zweidimensionale Schichtbilder von dem Körper des Patienten aufzunehmen und durch eine dreidimensionale Rekonstruktion aus diesen Schichtbildern dreidimensionale Volumenbilder vorab zu erzeugen. Bei dem Gewebe kann es sich jedoch auch um bewegliches Körpergewebe handeln. Dies ist beispielsweise bei Körpergewebe im Bereich des Herzens der Fall. Die vor der Katheterintervention mit Hilfe eines Computertomographiegeräts oder eines Magnetresonanzgeräts aufgenommenen Schichtbilder stellen daher in der Regel das Körpergewebe nur zu einem bestimmten Zeitpunkt dar. In diesem Fall wird ein von zeitlich variablen Parametern abhängiges Modell für die Deformierung des Körpergewebes erstellt, um die fehlenden Umgebungsbilder rekonstruieren zu können. Als Parameter für dieses Modell können beispielsweise Parameter der Atmung oder der Herzphasen dienen.
- Schließlich besteht noch die Möglichkeit, aus den aus verschiedenen Winkeln während der Katheterintervention mit Hilfe des Röntgendetektors
11 und der Röntgenquelle12 aufgenommenen Röntgenprojektionsbildern dreidimensionale Umgebungsbilder zu erzeugen. Diese dreidimensionalen Umgebungsbilder können nach Änderung der anatomischen Verhältnisse während der Katheterintervention erneut erzeugt werden, so dass aktuelle Umgebungsbilder nahezu in Echtzeit zur Verfügung stehen. - Die Registrierung zwischen den aktuellen zweidimensionalen Lagebildern und den dreidimensionalen Umgebungsbildern kann mit üblichen Positionserfassungssystemen, die auf optischen oder elektromagnetischen Sensoren beruhen, oder auch mit anatomischen Markern durchgeführt werden. Wenn das dreidimensionale Umgebungsbild mit Hilfe von Ultraschall erzeugt wird, können Marker auf dem Ultraschallkopf oder anatomische Marker verwendet werden. Wenn das dreidimensionale Umgebungsbild auf Daten beruht, die mit Hilfe eines Computertomographiegeräts oder eines Magnetresonanzgeräts erzeugt worden sind, können anatomische Marker verwendet werden. Wenn schließlich die dreidimensionalen Umgebungsbilder mit Hilfe des Röntgendetektors
11 und der Röntgenquelle12 erzeugt werden, kann die Registrierung verwendet werden, die die Position der Magnete4 und die Lage der magnetischen Spitze8 des Katheters9 den mit Hilfe der Röntgenquelle12 und des Röntgendetektors11 erzeugten Röntgenbildern zuordnet. - Durch die hier beschriebene Vorrichtung wird dem Benutzer und insbesondere dem behandelnden Arzt eine haptische Rückmeldung über die Bewegung des Katheters
9 im Körper des Patienten2 vermittelt. Dadurch werden die Katheterinterventionen im Angiographie- und Herzkatheterlabor sicherer. Außerdem wird die Führung des Katheters9 durch den behandelnden Arzt vereinfacht. Ferner kann die Bewegung des Katheters9 auch schneller durchgeführt werden, da der behandelnde Arzt von der Vorrichtung1 unmittelbar auf eine mögliche Kollision hingewiesen wird. Dadurch kann der behandelnde Arzt sofort die Füh rung des Katheters durch eine neue Einstellung der gewünschten Bewegung korrigieren oder zumindest fein einjustieren. - Es sei angemerkt, dass dem Benutzer auch durch Vibration oder Schwingung des Steuerknüppels
19 ein haptisch wahrnehmbares Warnsignal vermittelt werden kann. Die Amplitude der Schwingung ist dabei vorzugsweise umso größer je größer die Kollisionsgefahr oder die Härte der Kollision ist. - Ferner sei angemerkt, dass neben dem Steuerknüppel
19 noch weitere durch Krafteinwirkung bedienbare Steuerelemente für die Steuerung der magnetischen Spitze8 in Frage kommen. Beispielsweise können auch mit den Füßen bedienbare Pedale, Lenkräder, Steuerkugeln oder ähnliche Geräte verwendet werden.
Claims (15)
- Vorrichtung zur Steuerung eines magnetischen Elements (
8 ) im Körper eines Patienten (2 ) mit: – einem Magnetfeldgenerator (4 ), dessen Magnetfeld das magnetische Element (8 ) im Körper des Patienten (2 ) lenkt, – einer Navigationsvorrichtung (20 ), die Ortsinformationen über die Lage des magnetischen Elements (8 ) im Körper des Patienten (2 ) erzeugt, und – mit einer von einem Benutzer bedienbaren und an den Magnetfeldgenerator (4 ) angeschlossenen Lenkvorrichtung (18 ), die ein vom Benutzer durch Krafteinwirkung bedienbares Lenkelement (19 ) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass eine Überwachungsvorrichtung (26 ) anhand der von der Navigationsvorrichtung (20 ) gelieferten Ortsinformationen die Lage des magnetischen Elements (8 ) im Körper des Patienten (2 ) überwacht und dass eine von der Überwachungsvorrichtung (26 ) mit Steuersignalen beaufschlagte Stellvorrichtung (28 ) bei Annäherung des magnetischen Elements (8 ) an ein Hindernis zum Erzeugen eines haptisch wahrnehmbaren Signals mechanisch auf das Lenkelement (19 ) einwirkt. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellvorrichtung eine Hemmvorrichtung (
28 ) ist, die bei Annäherung des magnetischen Elements (8 ) an ein Hindernis der Krafteinwirkung des Benutzers auf das Lenkelement (19 ) entgegenwirkt. - Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Hemmvorrichtung (
28 ) auf das Lenkelement (19 ) ausgeübte Gegenkraft umso größer ist, je kleiner der Abstand des magnetischen Elements (8 ) zu einem Hindernis ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Navigationsvorrichtung (
20 ) einen Lagebildgenerator (21 ) umfasst, der ein aktuelles Lagebild des magnetischen Elements (8 ) im Körper des Patienten (2 ) erzeugt. - Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagebildgenerator (
21 ) mit Hilfe einer Röntgenvorrichtung (10 ,12 ) ermittelte Bilddaten verarbeitet. - Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagebildgenerator (
21 ) mit Hilfe von Ultraschall ermittelte Bilddaten verarbeitet. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Navigationsvorrichtung (
20 ) einen Umgebungsbildgenerator (22 ) umfasst, der ein Umgebungsbild der Umgebung des magnetischen Elements (8 ) erzeugt. - Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Umgebungsbildgenerator (
22 ) Röntgenprojektionsbilder verarbeitet, die mit Hilfe einer Röntgenvorrichtung (11 ,12 ) aufgenommen sind. - Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Umgebungsbildgenerator (
22 ) Bilddaten verarbeitet, die mit Hilfe eines Ultraschallkopfs erzeugt sind. - Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Umgebungsbildgenerator (
22 ) Bilddaten verarbeitet, die mit Hilfe eines Magnetresonanzgeräts aufgenommen sind. - Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Umgebungsbildgenerator (
22 ) auf in einer Datenbank (24 ) gespeicherte Umgebungsbilddaten zurückgreift. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Navigationsvorrichtung (
20 ) eine Registrierungsvorrichtung (25 ) umfasst, die die vom Lagebildgenerator (21 ) erzeugten Lagebilder in den vom Umgebungsbildgenerator (22 ) erzeugten Umgebungsbildern registriert. - Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Registrierungsvorrichtung (
25 ) die Registrierung auf Marken stützt, die sowohl im Lagebild als auch im Umgebungsbild erkennbar sind. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsvorrichtung (
26 ) mit die gewünschte Bewegung des magnetischen Elements (8 ) beschreibenden Bewegungsdaten beaufschlagt ist. - Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sensorvorrichtung (
27 ) des Lenkelements (19 ) die Steuerdaten erzeugt, die die gewünschte Bewegung des magnetischen Elements (8 ) anzeigen.
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