DE102007043729A1 - Medical system for e.g. endoscopic surgery, has X-ray window arranged in magnetic coil system, and X-ray diagnostic system with X-ray emitter emitting X-ray radiation that is irradiated into three-dimensional work space through window - Google Patents
Medical system for e.g. endoscopic surgery, has X-ray window arranged in magnetic coil system, and X-ray diagnostic system with X-ray emitter emitting X-ray radiation that is irradiated into three-dimensional work space through window Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein medizinisches System.The The invention relates to a medical system.
Chirurgische Operationen erfordern heute in den meisten Fällen eine große Öffnung des Körpers, um mit den chirurgischen Instrumenten das Zielgebiet erreichen zu können und um im Zielgebiet die erforderlichen Maßnahmen mit den chirurgischen Instrumenten durchführen zu können. Minimalinvasive Operationstechniken sind meist auf ein Zielgebiet in den Außenbereichen des Körpers und auf relativ einfache Eingriffe beschränkt.surgical Operations today require one in most cases large opening of the body to with the surgical instruments to reach the target area and in the target area the necessary measures with the to perform surgical instruments. Minimally invasive surgical techniques are mostly targeted in the outer areas of the body and on relative limited to simple procedures.
Um die Anwendungsbereiche von minimalinvasiven Therapien zu erweitern und um neue Anwendungsgebiete für minimalinvasive Therapien zu erschließen, wurde der EURO-NOTES-Forschungsfond gegründet. NOTES (Natural Orifice Translumenal Endoscopic Surgery – translumenale endoskopische Chirurgie über natürliche Körperöffnungen) steht für einen neuen Typ von multidisziplinären Verfahren mit großem Potential für künftige minimalinvasive Therapien, die bei den Patienten die Belastung verringert und die Rekonvaleszenz verkürzt.Around to expand the scope of minimally invasive therapies and new applications for minimally invasive therapies The EURO-NOTES research fund was founded. NOTES (Natural Orifice Translumenal Endoscopic Surgery - translumenal endoscopic surgery over natural orifices) for a new type of multidisciplinary procedure with great potential for future minimally invasive Therapies that reduce the burden on the patients and the Convalescence shortens.
Ein
Endoskopiesystem mit einem Magnetspulensystem ist z. B. aus der
Für
eine MGCE geeignete Magnetspulensysteme sind darüber hinaus
beispielsweise in der
In
der am 02.08.2007 eingereichten
Aus
der über die URL "
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein medizinisches System zu schaffen, das eine verbesserte Diagnose und/oder Therapie ermöglicht.task the present invention is to provide a medical system which allows for improved diagnosis and / or therapy.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein medizinisches System mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand von weiteren Ansprüchen.The The object is achieved by a medical System solved with the features of claim 1. advantageous Embodiments of the invention are each the subject of further Claims.
Das medizinische System nach Anspruch 1 umfasst
- – ein Magnetspulensystem mit einem dreidimensionalen Arbeitsraum, in den ein Untersuchungsobjekt zumindest teilweise einbringbar ist, und mehreren, einzeln ansteuerbaren Einzelspulen zur Erzeugung mindestens eines Grundmagnetfeldes zur vorgebbaren berührungsfreien Kraftausübung auf ein miniaturisiertes medizinisches Gerät, das ein magnetisches Moment aufweist und innerhalb des Arbeitsraumes an eine wählbare Stelle in einem Hohlorgan des Untersuchungsobjektes magnetisch navigierbar ist,
- – ein Röntgendiagnosesystem mit wenigstens einem Röntgenstrahler und wenigstens einem Röntgendetektor, der innerhalb des Arbeitsraumes angeordnet ist, wobei
- – im Magnetspulensystem wenigstens ein Röntgenfenster angeordnet ist, durch das die von dem wenigstens einen Röntgenstrahler emittierte Röntgenstrahlung in den Arbeitsraum einstrahlbar ist.
- - A magnetic coil system with a three-dimensional workspace into which an examination object is at least partially introduced, and a plurality of individually controllable individual coils for generating at least one basic magnetic field for specifiable non-contact force on a miniaturized medical device having a magnetic moment and within the working space to a selectable Place in egg a hollow organ of the examination subject is magnetically navigable,
- - An X-ray diagnostic system with at least one X-ray source and at least one X-ray detector, which is disposed within the working space, wherein
- - In the magnetic coil system, at least one X-ray window is arranged, through which the X-radiation emitted by the at least one X-ray source can be irradiated into the working space.
Im
Rahmen der Erfindung kann es sich bei dem miniaturisierten medizinischen
Gerät, das ein magnetisches Moment aufweist, beispielsweise
um ein flexibles Endoskop oder um einen Katheter handeln. Das Endoskop
bzw. der Katheter ist an eine wählbare Stelle in einem
Hohlorgan des Untersuchungsobjektes magnetisch navigierbar. Ein
derartiges Endoskop ist z. B. aus der
Im Folgenden wird für die Erläuterungen zum medizinischen System gemäß der Erfindung immer der Begriff "Endoskopiekapsel" verwendet. Für den Fachmann versteht es sich jedoch von selbst, dass die Erfindung auch andere miniaturisierte medizinische Geräte, die magnetisch im Hohlorgan eines Untersuchungsobjektes navigierbar sind, umfasst.in the The following is for the notes to the medical System according to the invention always the term "endoscopy capsule" used. However, it will be understood by those skilled in the art itself that the invention also other miniaturized medical Devices that are magnetic in the hollow organ of an examination object navigable includes.
Mit dem medizinischen System nach Anspruch 1 können eine endoskopische Untersuchung mittels einer magnetisch navigierbaren Endoskopiekapsel und eine Röntgenuntersuchung ohne Umlagerung des Patienten parallel durchgeführt werden. Damit können endoskopische und röntgenologische Befunde parallel erstellt werden. Gegenüber einer Endoskopie und einer Röntgenuntersuchung, die räumlich getrennt und damit nacheinander durchgeführt werden, wird die Diagnosesicherheit wesentlich erhöht und darüber hinaus die Diagnosedauer deutlich verringert.With The medical system according to claim 1 may be endoscopic Investigation by means of a magnetically navigable endoscopy capsule and an X-ray examination without rearrangement of the patient be carried out in parallel. This can be endoscopic and radiographic findings are created in parallel. Compared to an endoscopy and an x-ray examination, the spatially separated and thus carried out sequentially the diagnostic safety is significantly increased and In addition, the diagnostic time significantly reduced.
Mit dem medizinischen System gemäß der Erfindung können die endoskopische Untersuchung und die Röntgenuntersuchung auch nacheinander durchgeführt werden, ohne dass eine Umlagerung des Patienten erforderlich ist. So kann beispielsweise die in einer ersten Röntgenuntersuchung ermittelte Position eines näher zu untersuchenden Bereiches in das Röntgenbild bzw. in die Röntgenbilder eingetragen werden und die Endoskopiekapsel anschließend zu dieser Position navigiert werden. Umgekehrt kann auch eine von der Endoskopiekapsel erkannte Gefäßproblematik einer anschließenden Röntgenuntersuchung unterzogen werden. Die Position des gefäßproblematischen Bereiches kann in das Röntgenbild bzw. in die Röntgenbilder eingetragen werden.With the medical system according to the invention the endoscopic examination and the X-ray examination be carried out in succession without any rearrangement of the Patients is required. For example, in one first X-ray examination determined position of a closer to be examined area in the X-ray image or in the x-rays are entered and the endoscopy capsule then be navigated to this position. Vice versa may also be recognized by the endoscopy capsule vascular problem subjected to a subsequent X-ray examination become. The position of the vascular problematic Area can in the X-ray image or in the X-ray images be registered.
Darüber hinaus kann das medizinische System gemäß der Erfindung auch für eine standardisierte Röntgenuntersuchung, also für eine medizinische Untersuchung ohne Endoskopiekapsel, verwendet werden.About that In addition, the medical system according to the Invention also for a standardized X-ray examination, So for a medical examination without endoscopy capsule, be used.
Alle endoskopischen und röntgenologischen Untersuchungen können bei Bedarf mit einer Kontrastmittelgabe erfolgen.All endoscopic and radiographic examinations If necessary, with a contrast agent.
Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung, bei der das Röntgensystem zwei Röntgenstrahler umfasst, die mit ihren zugehörigen Röntgendetektoren in einem Winkel von 90° angeordnet sind, kann gleichzeitig aus zwei Richtungen geröntgt werden (Zwei-Ebenen-Röntgenbildgebung, biplan). Dadurch kann eine eventuelle Gefäßproblematik schneller erkannt und genauer lokalisiert werden (Quasi-3D-Bildgebung) und die Endoskopiekapsel gezielt zu diesem möglicherweise problematischen Bereich navigiert werden. Darüber hinaus wird auch die Navigation der Endoskopiekapsel in diesem Bereich durch die biplanen Röntgenbilder verbessert. Weiterhin können Positionen von gefäßproblematischen Bereichen in das Röntgenbild bzw. in die Röntgenbilder inklusiv ihrer räumlichen Zuordnung eingetragen werden.at a particularly preferred embodiment of the invention, in which the X-ray system comprises two X-ray sources, with their associated x-ray detectors in arranged at an angle of 90 °, can simultaneously radiographed from two directions (two-plane x-ray imaging, biplan). This may cause a possible vascular problem be detected faster and localized more accurately (quasi-3D imaging) and the endoscopy capsule may be targeted to this problematic area to be navigated. Furthermore will also be the navigation of the endoscopy capsule in this area improved by the biplane X-ray images. Farther can be positions of vascular problematic Areas in the X-ray image or in the X-ray images including their spatial allocation.
Bei entsprechender Ausgestaltung des Magnetspulensystems können sich der Röntgenstrahler und der zugehörige Röntgendetektor um den Arbeitsraum und damit um den Patienten (Untersu chungsobjekt) herum bewegen. Dadurch ist eine zur Computertomografie analoge 3D-Bildgebung möglich.at corresponding embodiment of the magnetic coil system can the X-ray source and the associated X-ray detector around the workspace and thus around the patient (object under examination) to move around. This is a 3D imaging analogous to computed tomography possible.
Nachfolgend ist ein schematisch dargestelltes Ausführungsbeispiel eines medizinischen Systems gemäß der Erfindung in der Zeichnung näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Die einzige Figur zeigt das medizinische System in einem Querschnitt.following is a schematically illustrated embodiment of a medical system according to the invention in the Drawing explained in more detail, but without it to be limited. The only figure shows the medical System in a cross section.
Das
nachfolgend erläuterte Ausführungsbeispiel eines
medizinischen Systems gemäß der Erfindung umfasst
ein Magnetspulensystem
Das
Magnetspulensystem
Aufgrund
der gewählten Darstellung ist von den Einzelspulen in der
Zeichnung nur die Einzelspule
Das
Magnetspulensystem
Das
von den Einzelspulen
Eine
derartige Endoskopiekapsel ist beispielsweise aus der
Weiterhin
ist in der am 28.03.2006 eingereichten
Bei
der aus der
Die
Endoskopiekapsel
Im
Magnetspulensystem
Das
in der Zeichnung dargestellte medizinische System umfasst weiterhin
ein Röntgendiagnosesystem
Die
Röntgenstrahler
Beide
Röntgendetektoren
Die
Röntgendetektoren
In
der Zeichnung sind zwei mögliche Formen für die
Röntgendetektoren dargestellt. Der Röntgendetektor
Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform kann am Magnetspulensystem
Im dargestellten Ausführungsbeispiel werden zwei Röntgenstrahler gleichzeitig verwendet. Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch auch möglich, dass nur ein Röntgenstrahler verwendet wird, der dann zweckmäßigerweise schwenkbar angeordnet ist, so dass er zumindest vor einem weiteren Röntgenfenster positioniert werden kann.in the illustrated embodiment, two X-ray source used simultaneously. However, it is also within the scope of the invention possible to use only an x-ray source is, which is then arranged pivotally expedient, so he at least before another x-ray window can be positioned.
Im
Rahmen der Erfindung müssen die Röntgendetektoren
Gemäß einer
weiteren Variante ist wenigstens einer der Röntgendetektoren
Bei
der dargestellten, besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung
umfasst das Röntgensystem
Das
mit dem in der Zeichnung dargestellten medizinischen System mögliche
biplan-Röntgen kann auch einfach nur zur exakten Positions-
und Orientierungsbestimmung verwendet werden. Die dafür
erforderliche Röntgendosis kann durch die Verwendung einer
Durchleuchtungsdosis und einer kleinen Bildfrequenz (< 5 Hz) gering gehalten
werden, da die Erkennung der Endoskopiekapsel
Zusätzlich
kann mit diesem Verfahren auch eine Kalibrierung der für
die Navigation erforderlichen elektromagnetischen Positionserkennung
der Endoskopiekapsel
Die
beiden Röntgendetektoren
Um
bei abgeschaltetem Magnetspulensystem
Mit dem medizinischen System gemäß der Erfindung ist auch die Verwendung integrierter Manipulatoren für Eingriffsunterstützung möglich. Hierzu zähl beispielsweise die Verwendung von In-vivo-Kameras (Glasfaserschlauch mit Optik) und perkutan flexiblen Instrumenten.With the medical system according to the invention also the use of integrated manipulators for intervention assistance possible. This includes, for example, the use from in vivo cameras (fiber optic tube with optics) and percutaneously flexible Instruments.
Weiterhin ist auch möglich, dünne und flexible Instrumente bezüglich Platzierung, Positionierung und Bewegung zu steuern. Darüber hinaus ist die Steuerung von Aktuatoren (Aktoren) über Magnetfelder (z. B. μ-Zangen-Bewegungen, Schneiden, Koagulieren, Greifen, Laser auch in Kombination mit Endoskopiekapseln) realisierbar.Furthermore, it is also possible, thin and flexible le instruments regarding placement, positioning and movement control. In addition, the control of actuators (actuators) via magnetic fields (for example, μ-forceps movements, cutting, coagulation, grasping, laser also in combination with endoscopy capsules) can be realized.
Damit kann eine Vielzahl medizinischer Möglichkeiten realisiert werden. Beispielhaft sind hier zu nennen:
- – Behandlungen von Knorpeldefekten in Kombination mit der Arthroskopie,
- – Behandlungen von Bandscheibenschäden,
- – gezieltes Einbringen von flexiblen Instrumenten bei NOTES (Natural Orifice Translumenal Endoscopic Surgery),
- – endoskopische Eingriffe mit gleichzeitiger Überwachung
durch die Kamera einer Endoskopiekapsel
6 , - – endoskopische Chirurgie,
- – Behandlungen von früh erkannten Erkrankungen,
- – Kombinationseingriffe (zunächst Zielpunkt
durch Endoskopiekapsel
6 positionieren und anschließend perkutan behandeln), - – lokale Erwärmung zur Formveränderung von Implantaten aus einer Gedächtnislegierung.
- - Treatments of cartilage defects in combination with arthroscopy,
- - Treatments of disc damage,
- - targeted insertion of flexible instruments in NOTES (Natural Orifice Translumenal Endoscopic Surgery),
- - Endoscopic surgery with simultaneous surveillance by the camera of an endoscopy capsule
6 . - - endoscopic surgery,
- - Treatments of early recognized diseases,
- - Combination procedures (initially target point through endoscopy capsule
6 position and then treat percutaneously), - - Local heating to change the shape of implants from a memory alloy.
Gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Standardanwendungen lassen sich die wesentlichen Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung sowie ihrer vorteilhaften Ausgestaltungen wie folgt zusammenfassen:
- – Kombination von Röntgen-Bildgebung und endoskopischer Bildgebung, aber auch reine Röntgen-Bildgebung oder reine endoskopische Bildgebung möglich,
- – Kombination aller Diagnosemöglichkeiten (Röntgendiagnose und/oder endoskopische Diagnose) mit verschiedenen Therapiemöglichkeiten und/oder mit operativen Maßnahmen (z. B. Biopsie),
- – Verwendung prä-operativer Bildgebung einschließlich Bildfusion möglich,
- – Exakte Positionsbestimmung mit einer reduzierten Röntgendosis oder gelegentliche Kontrolle der Qualität einer elektro-magnetischen Positionsbestimmung,
- – Reporting und Befundeintragung in Röntgenbilder.
- Combination of X-ray imaging and endoscopic imaging, but also pure X-ray imaging or pure endoscopic imaging,
- Combination of all diagnostic options (X-ray diagnosis and / or endoscopic diagnosis) with different therapeutic options and / or with operative measures (eg biopsy),
- - use of pre-operative imaging including image fusion possible,
- Exact position determination with a reduced X-ray dose or occasional check of the quality of an electro-magnetic position determination,
- - Reporting and findings in X-rays.
Das erfindungsgemäße medizinische System ermöglicht somit eine verbesserte Diagnose und/oder Therapie.The inventive medical system allows thus an improved diagnosis and / or therapy.
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