DE102007050969A1 - Marking for surgical instruments and implants - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Markierung (1) für chirurgische Instrumente und Implantate - insbesondere für einen Dilatationsballon (2) bei PTCA-Kathetern (3) zur Dilatation von Stenosen im Gefäßsystem - zur Realisierung einer dreidimensionalen Visualisierung aus einer computertomographischen, fluoroskopischen oder auf sonstige Weise erstellten zweidimensionalen Aufnahme der Markierung (1) mittels eines Algorithmus, der die raumspezifischen Daten aus einer auf dem chirurgischen Instrument (3) oder Implantat vorhandenen Markierung (1) und deren Erscheinungsbild auswertet, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Markierung (1) am chirurgischen Instrument (3) oder Implantat umlaufend symmetrisch und vorzugsweise in Form einer Helix angeordnet ist.The present invention relates to a marking (1) for surgical instruments and implants - in particular for a dilatation balloon (2) in PTCA catheters (3) for the dilation of stenoses in the vascular system - for the realization of a three-dimensional visualization from a computer tomographic, fluoroscopic or otherwise created a two-dimensional image of the marking (1) by means of an algorithm which evaluates the space-specific data from a marking (1) present on the surgical instrument (3) or implant and their appearance, which is characterized in that the marking (1) is applied to the surgical marker Instrument (3) or implant circumferentially symmetrical and preferably arranged in the form of a helix.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Markierung für chirurgische Instrumente und Implantate, insbesondere für einen Dilatationsballon bei PTCA-Kathetern zur Dilatation von Stenosen im Gefäßsystem.The The present invention relates to a marker for surgical Instruments and implants, in particular for a dilatation balloon in PTCA catheters for dilatation of stenoses in the vascular system.

Ein nicht ausreichend gelöstes Problem in der minimal invasiven Chirurgie oder Chirurgie ist die mangelnde Sichtbarkeit eines Implantates, wenn dieses nicht einen ausreichenden Röntgenkontrast während oder auch nach der Implantation besitzt und es dem Chirurgen nicht möglich ist, das Implantat direkt zu beobachten, sondern nur mit indirekten Methoden wie z. B. der Computertomographie. Die Computertomographie ermöglicht mit Hilfe von Röntgenstrahlen eine Visualisierung des Implantates während und nach der Implantation, solange das Implantat einen ausreichenden Röntgenkontrast besitzt. Ist dieser Kontrast nur minimal wie z. B. bei sehr dünnen oder kleinen metallischen Implantaten oder Implantaten aus Kunststoffen, so ist der Chirurg auf radiopaque Marker angewiesen, die sich auf oder in dem Implantat befindet, so dass eine Lokalisation des Implantates über diese Marker möglich ist. In der Regel sind diese Marker aus hoch röntgendichten Metallen hergestellt, wie z. B. Platin oder Gold.One not sufficiently solved problem in the minimally invasive Surgery or surgery is the lack of visibility of an implant, if this does not have sufficient X-ray contrast during or even after implantation and not the surgeon possible to observe the implant directly, but only with indirect methods such. As the computed tomography. The Computed tomography enables with the help of X-rays Visualization of the implant during and after implantation, as long as the implant has sufficient X-ray contrast has. Is this contrast only minimal such. B. at very thin or small metallic implants or implants made of plastics, Thus, the surgeon relies on radiopaque markers that are on or in the implant, so that a localization of the implant over this marker is possible. Usually these are markers made of highly radiopaque metals such. B. Platinum or gold.

Bei einigen Implantaten sind diese röntgendichten Marker völlig ausreichend, bei Implantaten oder Prozeduren wie z. B. Stents oder Dilatationskathetern zur Öffnung von Stenosen sind diese Marker völlig unzureichend oder gar nicht vorhanden. Der Kardiologe muss sich hier auf seine langjährige Erfahrung verlassen und im Falle einer Stentimplantation auf den schwachen röntgendichten Kontrast des metallischen Implantates. Im Falle einer reinen Ballondilatation zur Öffnung einer Stenose sind hier nur kleine radial oder longitudinal um den Katheterschaft oder auf dem Dilatationsballon angebrachte rönt gendichte Marker vorgesehen, durch die der Kardiologe auf die Position des Ballons im Blutgefäß indirekt schließen kann. Eine direkte Visualisierung des Dilatationsballons ist nicht möglich, da dieser auf einem Polymer besteht, das keinerlei röntgendichte Eigenschaften besitzt. Bei Kathetern, die nicht zur Dilatation eingesetzt werden, sind diese Marker auf dem Schaft in radialer oder longitudinaler Form aufgebracht, die es erlauben, eine Lokalisation des Katheters vorzunehmen, aber keinerlei Information darüber geben, welche dreidimensionale räumliche Anordnung das zu beobachtende Objekt hat.at Some implants have these radiopaque markers complete sufficient for implants or procedures such. Stents or Dilatation catheters for opening stenoses are these Marker completely inadequate or absent. The cardiologist has to rely on his many years of experience and in the case of a stent implantation on the weak radiopaque Contrast of the metallic implant. In the case of a pure balloon dilatation to open a stenosis here are only small radial or longitudinally around the catheter shaft or on the dilatation balloon attached X-ray proof markers provided by the the cardiologist indirectly close the position of the balloon in the blood vessel can. A direct visualization of the dilatation balloon is not possible because this is based on a polymer that does not have any has radiopaque properties. For catheters that are not used for dilatation, these markers are on the shaft applied in radial or longitudinal form, which allow localization of the catheter, but no information give about which three-dimensional spatial Arrangement has the object to be observed.

Die so genannte Ballondilatation beschreibt ein Verfahren, bei dem Gefäße geweitet werden. Konkret wird eine Stenose in der Regel durch Zugabe von Kontrastmitteln diagnostiziert. Durch Verfahren und Methoden aus der PTCA (perkutane transluminale Coronarangioplastie) oder PTA (perkutane transluminale Angioplastie) bekannt sind, werden an die stenotischen Bereiche über das Lumen des Gefäßes ein Dilatationskatheter geführt. Der Dilatationskatheter besitzt in der Regel am distalen Ende einen expandierbaren Ballon, der in der Regel aus einem hochfesten Polymer, wie z. B. Nylon besteht. Der Dilatationsballon kann auf einen vorherbestimmten maximalen Dilatationsdurchmesser expandiert werden. Dazu wird er vom proximalen Ende des Katheters über ein Lumen im Katheterschaft mit einer Flüssigkeit, unter Druck gesetzt und inflatiert. Durch radiopaque Marker an beiden Enden des Ballons kann der Kardiologe ermittein, wo sich der Ballon im Augenblick befindet. Diese röntgendichten Marker sind in der Regel nicht auf dem Ballon aufgebracht, sondern auf dem Katheterschaft, der druckdicht durch den Ballon führt. In der Regel bestehen die Marker aus zwei konzentrische um den Katheterschaft angeordneten Streifen aus einem röntgendichten Material, die an dem distalen sowie proximalen Ende des Ballons angebracht sind. Sie markieren damit das zur Dilatation verfügbare Ballonvolumen.The So-called balloon dilatation describes a procedure in which vessels widened. Specifically, a stenosis is usually by adding Diagnosed contrast agents. By methods and methods PTCA (percutaneous transluminal coronary angioplasty) or PTA (percutaneous transluminal angioplasty) are known to the stenotic areas over the lumen of the vessel a dilatation catheter out. The dilatation catheter usually has an expandable balloon at the distal end, which is usually made of a high-strength polymer, such. As nylon. The dilatation balloon may be at a predetermined maximum Dilatation diameter to be expanded. For this he is from the proximal End of the catheter over a lumen in the catheter shaft with a liquid, pressurized and inflated. By radiopaque marker on both ends of the balloon, the cardiologist Determine where the balloon is at the moment. This radiopaque Markers are usually not applied on the balloon, but on the catheter shaft, which leads pressure tight through the balloon. As a rule, the markers consist of two concentric around the catheter shaft arranged strips of a radiopaque material, the attached to the distal and proximal ends of the balloon. They thus mark the balloon volume available for dilatation.

Ein großer Nachteil dieser Markierung besteht darin, das nach Inflation des Ballons keine Aussage getroffen werden kann, ob der Ballon tatsächlich inflatiert ist und wenn ja, wie stark diese Inflation ist. Ebenso kann keine Aussage getroffen werden, inwieweit der Ballon völlig konzentrisch inflatiert ist oder ob es Bereiche in der zu öffnenden Stenose gibt, die nicht völlig geöffnet werden konnten. Der behandelnde Arzt ist in diesem Moment blind und kann keine Aussage treffen, ob die Dilatation erfolgreich war. Auch nach der Behandlung und Applikation eines Kontrastmittels in das Gefäß kann nicht mit Sicherheit gesagt werden, ob das Gefäß vollständig offen ist, oder ob es Bereiche gibt, die nicht geöffnet wurden. Der Grund für das Versagen dieser Methode liegt darin begründet, dass ein Röntgencomputertomograph ein zweidimensionales Bild liefert und für eine Umrechnung auf ein dreidimensionales Bild der Stenose nicht genügend Daten vorhanden sind. Es ist möglich, dass im Röntgenbild die Stenose offen erscheint aber in Wirklichkeit noch Stellen besitzt, die nicht geöffnet wurden.One big disadvantage of this mark is that after Inflation of the balloon no statement can be made whether the Balloon is actually inflated and if so how strong this inflation is. Likewise, no statement can be made to what extent the balloon is completely concentrically inflated or if there are areas in the open stenosis that are not could be opened completely. The treating Doctor is blind at this moment and can not make a statement whether the dilation was successful. Even after the treatment and Application of a contrast agent in the vessel can can not be said with certainty if the vessel is complete is open, or if there are areas that have not been opened. The reason for the failure of this method is due to that an X-ray computer tomograph is a two-dimensional Image provides and for a conversion to a three-dimensional Image of the stenosis is not enough data available. It is possible that the stenosis appears open in the x-ray but in reality still possesses places that are not open were.

Auch in EP 0244818 B1 wird ein Röntgenkontrastmittel besitzender Katheter vorgeschlagen, der ein strahlungsundurchlässiges Ringelement aufweist, das am Katheter umfangmäßig so angeformt ist, dass es eine Axial- oder Achsrichtung des Katheters schneidet, wobei das Ringelement mit einem Abschnitt ohne oder mit geringerer Strahlungsdurchlässigkeit versehen ist und sich in der Achsrichtung des Katheters erstreckt. Es wird hier eine Markierung auf Kathetern beschrieben, die keinen Ballonabschnitt besitzen, der dilatierbar ist. Nachteil dieser in EP 0244818 B1 beschrieben Ausführung ist, dass es nicht möglich ist, selbst kleine Distorsionen zu erkennen, da hier lediglich eine diskontinuierliche Korrelation der analytischen Elemente beschrieben wird. Eine genaue Aussage über Distorsionen mit Aufnahmen (Bildern), die direkt senkrecht zur Strahlungsquelle erzeugt wurden, ist nicht möglich. Die Ringelemente erscheinen nur als Rechtecke.Also in EP 0244818 B1 there is proposed an X-ray contrast agent possessing catheter comprising a radiopaque ring member circumferentially formed on the catheter to intersect an axial or axial direction of the catheter, the ring member being provided with a portion having no or less radiopacity and in the axial direction of the catheter. It describes a marker on catheters that do not have a balloon portion that is dilatable. Disadvantage of this in EP 0244818 B1 described embodiment is that it is not possible to detect even small Distorsionen, since here only a discontinuous Korrela tion of the analytical elements is described. An exact statement about Distorsionen with recordings (pictures), which were generated directly perpendicularly to the radiation source, is not possible. The ring elements appear only as rectangles.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine optimale Anordnung einer mittels Computertomographie, Fluoroskopie oder auf sonstige Weise zweidimensional abbildbaren Markierung auf medizinischen Instrumenten und Implantaten, im speziellen Dilatationskathetern, Kathetern und Stents zu schaffen.Of the present invention is based, an optimal Arrangement of a by means of computed tomography, fluoroscopy or on other way two-dimensional mapable marking on medical Instruments and implants, in particular dilatation catheters, To create catheters and stents.

Die Anordnung und Geometrie dieser Markierung auf Dilatationskathetern oder anderen medizinischen Instrumenten oder Implantaten sollte dabei folgende Aufgaben erfüllen:
Erstens darf die Markierung das mechanische Verhalten des medizinischen Instruments oder Implantats nicht verändern. Zweitens muss sie mittels Computertomographie, Fluoroskopie oder auf sonstige Weise zweidimensional darstellbar sein, und drittens müssen sie so angeordnet sein, dass man aus dem zweidimensionalen Abbild der Markierung auf die dreidimensionale Anordnung des medizinischen Instruments oder Implantates schließen kann. Hierbei sollte es die Auswertung der einzelnen Markierungspositionen mit Hilfe eines Algorithmus ermöglichen, ein exaktes dreidimensionales Bild des medizinischen Instruments oder Implantates zu errechnen.The arrangement and geometry of this marking on dilatation catheters or other medical instruments or implants should fulfill the following tasks:
First, the mark must not alter the mechanical behavior of the medical instrument or implant. Second, it must be two-dimensionally imageable by computed tomography, fluoroscopy, or otherwise, and third, they must be arranged so that one can deduce from the two-dimensional image of the mark the three-dimensional arrangement of the medical instrument or implant. In this case, the evaluation of the individual marking positions with the aid of an algorithm should enable a precise three-dimensional image of the medical instrument or implant to be calculated.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß dem vorliegenden Anspruch 1 vorgeschlagen, dass die Markierung für chirurgische Instrumente und Implantate zur Realisierung einer dreidimensionalen Visualisierung aus einer computertomographischen, fluoroskopischen oder auf sonstige Weise erstellten zweidimensionalen Aufnahme am chirurgischen Instrument oder Implantat umlaufend symmetrisch angeordnet ist. Mit einem Algorithmus, der die raumspezifischen Daten aus der auf dem chirurgischen Instrument oder Implantat vorhandenen Markierung und deren Erscheinungsbild auswertet, kann so eine exakte dreidimensionale Darstellung aus einer zweidimensionalen computertomographischen oder anders gearteten Abbildung errechnet werden.to Solution of this problem is in accordance with the present Claim 1 proposed that the mark for surgical Instruments and implants for the realization of a three-dimensional Visualization from a computer tomographic, fluoroscopic or otherwise created two-dimensional image on surgical instrument or implant circumferentially arranged symmetrically is. With an algorithm that extracts the space specific data from the marking on the surgical instrument or implant and their appearance can evaluate, so an exact three-dimensional Illustration from a two-dimensional computer tomographic or different kind of figure.

Verfahrensmäßig wird hierzu vorgeschlagen, dass die Auswertung der zweidimensionalen Abbildung der erfindungsgemäßen Markierung für chirurgische Instrumente und Implantate unter Einbeziehung der folgenden Parameter erfolgt:

  • – Winkel und Winkeldistorsionen,
  • – Verkürzungen oder Verlängerung der Spiralhalbstrecken,
  • – Abstände zwischen den Spiralspitzen,
  • – Verzerrungen im Durchmesser der Spiralwendel
  • – Verzerrungen im Durchmesser der Spirale
in der zweidimensionalen Abbildung, die über die symmetrisch angeordnete Markierung ausgebildet sind. Darüber hinaus ist auch die Verwendung weiterer Parameter durchaus denkbar. Alle analytischen Elemente der Markierung sind in kontinuierlicher Korrelation zueinander und über den Gesamtbereich miteinander verbunden.In terms of method, it is proposed in this regard that the evaluation of the two-dimensional image of the marking according to the invention for surgical instruments and implants takes place with the inclusion of the following parameters:
  • - angles and angular distortions,
  • - shortening or lengthening of the spiral hairstyles,
  • - distances between the spiral tips,
  • - Distortions in the diameter of the spiral spiral
  • - Distortions in the diameter of the spiral
in the two-dimensional image formed over the symmetrically arranged mark. In addition, the use of other parameters is quite conceivable. All analytical elements of the label are linked in continuous correlation with each other and over the entire region.

Die Vorteile der vorliegenden Markierung sind vielseitig:
So erlaubt es die Erfindung, durch eine spezielle Anordnung der Markierung z. B. auf einer Ballonmembran eine direkte Beobachtung des Inflationsvorgangs während der Behandlung zu beobachten und eine Aussage zu treffen, inwieweit der Ballon die Stenose öffnen konnte und wo möglicherweise noch stenotische Bereiche vorhanden sind, die nicht zu öffnen waren. Eine einfache Betrachtung der Positionierung der Markierung auf dem Ballon erlaubt es dem Kardiologen, eine Aussage darüber zu treffen, inwieweit die Stenose geöffnet werden konnte oder nicht.The advantages of the present marking are versatile:
Thus, the invention allows, by a special arrangement of the mark z. For example, to observe on a balloon membrane a direct observation of the inflation process during the treatment and to make a statement as to how far the balloon could open the stenosis and where there may still be stenotic areas that were not open. Simply looking at the positioning of the mark on the balloon allows the cardiologist to make a statement as to whether the stenosis could be opened or not.

Ein in Form der vorgeschlagenen Markierung beschichteter Dilatationsballon ist auch als Träger eines Stents geeignet. In der Regel sind Stents nur schlecht röntgendicht und deren Struktur nach Dilatation im Gefäß nur schwer zu erkennen. Wird ein Stent aber mit Hilfe eines röntgendicht markierten Ballons dilatiert, so kommen die gleichen Effekte zum tragen, wie diese bei der reinen Dilatation eines Ballons auftreten. Man kann somit eine genaue Analyse der Stentöffnung durchführen und erkennen, in welchen Bereichen es zu nur teilweiser Öffnung des Stents kommt. Ebenso ist es möglich, die röntgendichte Markierung direkt auf der Stentoberfläche oder in den Stent zu integrieren. Damit wird es möglich, den Stent während seiner Implantation genau zu lokalisieren. Weiterhin kann der Stent während seiner gesamten Lebenszeit jederzeit beobachtet werden und es ist feststellbar, ob strukturelle Probleme des Stents auftreten und wo diese Bereich im Stent lokalisiert sind.One in the form of the proposed marker coated dilatation balloon is also suitable as a carrier of a stent. Usually Stents are poorly radiopaque and their structure difficult to recognize after dilatation in the vessel. Will a stent but with the help of a radiopaque marked balloon Dilated, the same effects come to bear as these occur in the pure dilatation of a balloon. You can thus Carry out a detailed analysis of the stent opening and recognize in which areas it is only partial opening the stent comes. It is also possible the radiopaque Marking directly on the stent surface or in the stent to integrate. This will make it possible to use the stent during its implantation to locate exactly. Furthermore, the stent observed at all times throughout his lifetime be and it can be determined if structural problems of the stent occur and where these areas are located in the stent.

Darüber hinaus lässt sich die vorgestellte Markierung auch bei allen medizinischen Instrumenten, die aus röhrenförmigen Gebilden aufgebaut sind, anbringen und die exakte Positionierung dieser Geräte im Körper durch computertomographische Auswertungen bestimmen. Es ist z. B. möglich, den genauen Verlauf eines Katheterschafts vom proximalen bis zum distalen Ende zu verfolgen. Jede Art von Katheter kann in dieser Weise röntgendicht markiert werden und ist damit leicht visuell zu verfolgen.About that In addition, the presented mark can also at all medical instruments made of tubular Structures, install and exact positioning of these devices in the body by computed tomography Determine evaluations. It is Z. B. possible, the exact Course of a catheter shaft from the proximal to the distal end to pursue. Any type of catheter can be radiopaque in this way be marked and is thus easy to follow visually.

Die symmetrisch angeordnete Markierung ist auf medizinischen Instrumenten oder Implantaten jedweder Form und Größe anwendbar. Hier kann das Objekt auch mit einem Markierungsnetz aus röntgendichten Markern wie Spiralen, Polygonen, Punkten oder Kombinationen symmetrisch überzogen werden. Das medizinische Instrument oder Implantat wird durch Analyse dieser Marker in oben beschriebener Weise direkt sichtbar. Durch eine Analyse der Winkel und dem Aufbau der Polygone kann ein dreidimensionales Abbild generiert werden.The symmetrically arranged marking is applicable to medical instruments or implants of any shape and size. Here, the object can also be symmetrically coated with a marking network of radiopaque markers such as spirals, polygons, points or combinations the. The medical instrument or implant becomes directly visible by analysis of these markers in the manner described above. By analyzing the angles and the structure of the polygons, a three-dimensional image can be generated.

Im Falle einer punktuellen symmetrischen Markierung kann durch Analyse der Punktabstände zueinander ein dreidimensionales Abbild der Stenose generiert werden.in the Trap of a punctiform symmetrical marking can by analysis the point distances to each other a three-dimensional image the stenosis can be generated.

Es gibt eine Reihe weiterer geometrischer Anordnungsformen der Markierung, die alle auf dem gleichen Prinzip basieren: Analyse der Winkel und Abstände von gegebenen Punkten voneinander und Einbeziehung dieser Daten in eine vorgegebene Geometrie.It gives a number of other geometric arrangement forms of the marking, all based on the same principle: analysis of angles and distances from given points of each other and inclusion of these data into a given geometry.

Die Markierung in röntgendichter Ausgestaltung kann aus unterschiedlichsten Materialien gefertigt sein. Hier kommen vornehmlich die folgenden Elemente oder deren chemische Derivate zum Einsatz: Barium, Hafnium, Tantal, Wolfram, Rhenium, Osmium, Iridium, Platin, Gold, Blei, und Bismut. Die Verwendung weiterer Materialien ist darüber hinaus nicht ausgeschlossen.The Marking in radiopaque design can be made of a variety of Be made of materials. Here are mainly the following elements or their chemical derivatives are used: barium, hafnium, tantalum, Tungsten, rhenium, osmium, iridium, platinum, gold, lead, and bismuth. In addition, the use of other materials is not locked out.

Die Markierung ist aber nicht beschränkt darauf, röntgendicht zu sein, sie kann ferner auch aus jedem anderen Material gefertigt sein, das es erlaubt, ein Kontrastbild oder ähnliches zu erzeugen, welches anschließend abbildhaft darstellbar ist. Anwendungen einer Fluoreszenz- und Lumineszenzmarkierung sind vorstellbar, aber keineswegs beschränkt auf diese.The Marking is not limited to radiopaque It can also be made of any other material which allows to use a contrast image or the like generate, which is then displayed in an image. Applications of fluorescence and luminescence labeling are conceivable but by no means limited to these.

Zur Anbringung der Markierung auf chirurgischen Instrumenten und Implantaten kann auf die im Stand der Technik bewährten Verfahren verwiesen werden. Es muss hierbei jedoch sicher gestellt sein, dass die Anbringungsweise der Markierung nicht die Widerstandsfähigkeit des Instruments oder Implantats signifikant bzw. vorzugsweise überhaupt nicht beeinträchtigt.to Marking on surgical instruments and implants Reference may be made to the best practices in the art. However, it must be ensured that the mounting method the marking does not compromise the instrument's resistance or implant significantly or preferably at all not impaired.

Eine weitere Beschreibung der Erfindung und deren Vorteile erfolgt nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels, das in Zeichnungsfiguren dargestellt ist.A Further description of the invention and its advantages will be given below based on an embodiment shown in drawing figures is shown.

Es zeigen:It demonstrate:

1 einen PTCA-Dilatationskatheter (3) mit Dilatationsballon (2) und einer umlaufenden symmetrischen Markierung (1) in Form einer rechtsdrehenden spiralförmigen Helix (im Folgenden auch: Spirale). 1 a PTCA dilatation catheter ( 3 ) with dilatation balloon ( 2 ) and a circumferential symmetric marking ( 1 ) in the form of a clockwise spiral helix (hereafter also: spiral).

2 einen PTCA-Dilatationskatheter (3) mit einer umlaufenden symmetrischen Markierung (1) in Form einer Doppel-Helix. 2 a PTCA dilatation catheter ( 3 ) with a circumferential symmetrical marking ( 1 ) in the form of a double helix.

2a eine vergrößerte Darstellung der Doppel-Helix. 2a an enlarged view of the double helix.

3 ein Abbild einer umlaufenden symmetrischen Markierung (1) in Form einer rechtsdrehenden Helix ohne Distorsionen (8). Das linke Ende (7) der rechtsdrehenden Spiralwendel (1) mit dem Spiralwendelsegment (13) ist dem Betrachter zugewandt und liegt oberhalb der Spiralachse (6). Das Spiralwendelsegment (14) ist dem Betrachter abgewandt und liegt unterhalb der Spiralachse (6). 3 an image of a circumferential symmetric marker ( 1 ) in the form of a dextrorotatory helix without distortions ( 8th ). The left end ( 7 ) of the clockwise spiral spiral ( 1 ) with the spiral spiral segment ( 13 ) faces the observer and lies above the spiral axis ( 6 ). The spiral spiral segment ( 14 ) is facing away from the viewer and lies below the spiral axis ( 6 ).

4 wie 3, als Rastergrafik randvektorisiert. 4 as 3 , edge-vectorized as a raster graphic.

5 wie 3, mit Distorsionen (13). 5 as 3 , with distortions ( 13 ).

6 wie 5, als Rastergrafik randvektorisiert. 6 as 5 , edge-vectorized as a raster graphic.

7 ein Abbild einer umlaufenden symmetrischen Markierung (1), wobei das Objekt mit einem Markierungsnetz aus Polygonen (hier: Dreiecken) (15) überzogen ist. 7 an image of a circumferential symmetric marker ( 1 ), whereby the object is marked with a polygons (here: triangles) ( 15 ) is coated.

Wie in 1 dargestellt, weist die symmetrisch angeordnete Markierung (1) in bevorzugter Ausführung die Form einer Spirale auf, die hier auf der expandierten Ballonoberfläche eines Dilatationsballons (2) aus röntgendichten Material aufgebracht ist und sich vom distalen bis zum proximalen Ende des Ballons (2) windet.As in 1 shown, the symmetrically arranged marker ( 1 ) in a preferred embodiment in the form of a spiral, here on the expanded balloon surface of a dilatation balloon ( 2 ) of radiopaque material and extending from the distal to the proximal end of the balloon ( 2 ) winds.

2 sowie 2a zeigen eine symmetrisch angeordnete Markierung (1), die die Form einer Doppel-Helix aufweist. Wie in 2a ersichtlich, sind weitere optische Schnittpunkte (4) der Doppel-Helix sichtbar, die sich unter einem bestimmten Winkel (5) treffen. Diese Winkel (5) werden sich ändern, falls es zu einer Distorsion (8) der Doppel-Helix kommt. Die Analysengenauigkeit des Gesamtbildes wird dadurch noch erhöht. Führt man eine Dreifach-Helix ein, so kommt es zu weiteren optischen Schnittpunkten (4) und Winkeln (5). Je mehr Winkel (5) einer Auswertung zur Verfügung stehen, desto genauer wird die dreidimensionale Rekonstruktion. 2 such as 2a show a symmetrically arranged marking ( 1 ), which has the shape of a double helix. As in 2a can be seen, are further optical intersections ( 4 ) the double helix visible at a certain angle ( 5 ) to meet. These angles ( 5 ) will change if there is a distortion ( 8th ) the double helix comes. The analysis accuracy of the overall picture is thereby increased. Introducing a triple helix leads to further optical intersections ( 4 ) and angles ( 5 ). The more angles ( 5 ) are available to an evaluation, the more accurate is the three-dimensional reconstruction.

Wie aus 3 und 4 ersichtlich, erscheint die Spirale in einer zwei dimesionalen Abbildung, im Falle einer völlig symmetrischen Öffnung des Dilatationsballons (2), als eine symmetrische Zickzacklinie mit alternierenden völlig gleichen Winkeln (5). Die Winkel (5) sind abhängig von der Steigung der Spirale und dem Durchmesser des geöffneten Ballons (2) und genau durch diese Geometrie im Voraus festgelegt. Aus den Daten der sich ergebenden Winkeln (5), als auch aus den Daten des Ballondurchmessers sowie einer möglichen Distorsion der Zickzacklinie kann man exakt erkennen, ob der Ballon (2) symmetrisch geöffnet ist oder Bereiche vorhanden sind, die nicht geöffnet wurden und wie diese Bereiche aussehen. Mit einem Algorithmus lässt sich durch Korrelation dieser Daten ein genaues dreidimensionales Bild des geöffneten Ballons (2) errechnen. Darüber hinaus lassen sich der stenotische Zustand der Läsion sowie die genauen räumlichen Stellen bestimmen, an der die Stenose nicht richtig geöffnet wurde. Auch die Stärke der Öffnungen ist bestimmbar. Ferner ist eine eindeutige Aussage darüber möglich, dass bei einer rechtsdrehende Spirale alle Spiralwendelsegmente (13), die von links nach rechts verlaufen, dem Betrachter zugewandt sind, also oberhalb der Spiralachse (6) liegen und alle Spiralwendelsegmente (14), die von rechts nach links verlaufen, unterhalb der Spiralachse (6) liegen und dem Betrachter abgewandt sind. Alle auftretenden Spiralwinkel (5) sind in der Abbildung in 3 nicht verbogen und gleich. Sowohl die Spiralhalbstrecken (9), die Abstände zwischen den Spiralspitzen (10), der Durchmesser der Spirale (11) und der Durchmesser der Spiralwendel (12) sind überall gleich.How out 3 and 4 the spiral appears in a two dimesional mapping, in the case of a fully symmetrical opening of the dilatation balloon ( 2 ), as a symmetrical zigzag line with alternating completely identical angles ( 5 ). The angles ( 5 ) are dependent on the pitch of the spiral and the diameter of the opened balloon ( 2 ) and precisely determined by this geometry in advance. From the data of the resulting angles ( 5 ), as well as from the data of the balloon diameter and a possible distortion of the Zigzag line you can see exactly if the balloon ( 2 ) is symmetrically open or there are areas that have not been opened and what these areas look like. An algorithm can be used to correlate this data with an accurate three-dimensional image of the opened balloon ( 2 calculate). In addition, it is possible to determine the stenotic condition of the lesion as well as the exact spatial locations at which the stenosis was not properly opened. The strength of the openings is determinable. Furthermore, a clear statement is possible that in a right-handed spiral all spiral spiral segments ( 13 ), which run from left to right, facing the observer, ie above the spiral axis ( 6 ) and all spiral spiral segments ( 14 ), which run from right to left, below the spiral axis ( 6 ) and are facing away from the viewer. All occurring spiral angles ( 5 ) are in the picture in 3 not bent and the same. Both the Spiralhalbstrecken ( 9 ), the distances between the spiral tips ( 10 ), the diameter of the spiral ( 11 ) and the diameter of the spiral spiral ( 12 ) are the same everywhere.

Handelt es sich um eine rechtsdrehende röntgendichte Spirale, die sich vom distalen Ende des Ballons (2) um den Ballon (2) windet und ist der Start der zu beobachtenden Zickzacklinie im computertomographischen Bild von links nach rechts, so befindet sich das distale Ende der Spirale auf dem zum Betrachter zugewandten Seite auf der Ballonoberfläche. Erkennt der Betrachter aber eine Zickzacklinie, die von recht nach links verläuft, so befindet sich der distale Start der Spirale auf der zum Betrachter abgewendeten Seite des Ballons (2). Durch genaue Analyse des Anfangs der Zickzacklinie kann man erkennen, wie der Dilatationsballon (2) räumlich platziert ist.Is it a right-handed radiopaque spiral extending from the distal end of the balloon ( 2 ) around the balloon ( 2 ) winds and is the start of the observed zigzag line in the computed tomography image from left to right, so is the distal end of the spiral on the side facing the viewer on the balloon surface. However, if the observer recognizes a zigzag line that runs from right to left, the distal start of the spiral is located on the side of the balloon facing away from the observer ( 2 ). Exact analysis of the beginning of the zigzag line reveals how the dilatation balloon ( 2 ) is spatially placed.

Während der Inflation des Ballons (2) im stenotische Gefäß kann man durch die oben beschriebenen Daten ein exaktes dreidimensionales Bild erstellen. Es ist also möglich, sofort zu erkennen, wo es zu möglicherweise auftretenden Problemen während der Dilatation kommt und entsprechend zu handeln. Über ein vorzugsweise online geschaltetes Computerprogramm lässt sich ein dreidimensionales Abbild des stenotischen Gefäßes errechnen, das nur aus der Analyse der Daten wie Ballon Durchmesser, Torsion der Zickzacklinie, Torsion der Zickzackwinkel, Länge einer halben Zickzacklinie und Analyse des Startes der Zickzacklinie von Links oder Rechts beginnend, basiert.During the inflation of the balloon ( 2 ) in the stenotic vessel, one can create an exact three-dimensional image through the data described above. It is thus possible to immediately recognize where there is potential problems during dilatation and to act accordingly. A preferably online computer program can be used to compute a three-dimensional image of the stenotic vessel, starting from the analysis of data such as balloon diameter, zigzag twist, torsion zigzag, half zigzag line length, and zigzag line start analysis from left or right , based.

Kommt es zur Distorsion der Spirale durch auftretende Stenosen, so ergibt sich ein in wie in 5 und 6 dargestelltes Abbild im Falle dreier Stenosen (8). Das linke Ende (7) der Spiralwendel mit dem Spiralwendelsegment (13) ist dem Betrachter zugewandt und liegt oberhalb der Spiralachse. Das Spiralwendelsegment (14) ist dem Betrachter abgewandt und liegt unterhalb der Spiralachse (6). Nicht alle Spiralwinkel (5) sind gleich. Es kommt zur Distorsion der Winkel (5). Nicht alle Spiralhalbstrecken (9) sind gleich. Es kommt zu optischen Verkürzungen oder Verlängerung der Halbstrecken (9). Weder die Abstände zwischen den Spiralspitzen (10), der Durchmesser (11) der Spirale, noch die Durchmesser der Spiralwendel (12) sind überall gleich, sondern teilweise extrem verzerrt.If it comes to the distortion of the spiral by occurring stenoses, then results in a like in 5 and 6 pictured image in the case of three stenoses ( 8th ). The left end ( 7 ) of the spiral spiral with the spiral spiral segment ( 13 ) faces the viewer and is above the spiral axis. The spiral spiral segment ( 14 ) is facing away from the viewer and lies below the spiral axis ( 6 ). Not all spiral angles ( 5 ) are equal. It comes to the distortion of the angle ( 5 ). Not all spiral necklaces ( 9 ) are equal. It comes to optical shortening or extension of the half-tracks ( 9 ). Neither the distances between the spiral tips ( 10 ), the diameter ( 11 ) of the spiral, nor the diameter of the spiral spiral ( 12 ) are the same everywhere, but sometimes extremely distorted.

11
umlaufend symmetrisch angeordnete Markierung; Spiralwendelcirculating symmetrically arranged marking; spiral coil
22
Dilatationsballon; Ballondilatation balloon; balloon
33
PTCA-DilatationskatheterPTCA dilatation catheter
44
Schnittpunkt der (Doppel-)Helixintersection the (double) helix
55
Winkelangle
66
Spiralachsespiral axis
77
linkes Ende der rechtsdrehenden Spiralwendelleft End of the clockwise spiral spiral
88th
Stenose; Distorsionstenosis; distortion
99
SpiralhalbstreckeSpiral half track
1010
Abstand zwischen den Spiralspitzendistance between the spiral tips
1111
Durchmesser der Spiralediameter the spiral
1212
Durchmesser der Spiralwendeldiameter the spiral spiral
1313
dem Betrachter zugewandtes Spiralwendelsegmentthe Viewer facing spiral spiral segment
1414
dem Betrachter abgewandtes Spiralwendelsegmentthe Viewer facing away spiral spiral segment
1515
Polygone in Form von Dreieckenpolygons in the form of triangles

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Claims (7)

Markierung (1) für chirurgische Instrumente und Implantate zur Realisierung einer dreidimensionalen Visualisierung aus einer computertomographischen, fluoroskopischen oder auf sonstige Weise erstellten zweidimensionalen Aufnahme der Markierung (1) mittels eines Algorithmus, der die raumspezifischen Daten aus einer auf dem chirurgischen Instrument oder Implantat vorhandenen Markierung (1) und deren Erscheinungsbild auswertet, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierung (1) am chirurgischen Instrument (3) oder Implantat umlaufend symmetrisch angeordnet ist.Marking ( 1 ) for surgical instruments and implants for realizing a three-dimensional visualization from a computer tomographic, fluoroscopic or otherwise created two-dimensional recording of the marker ( 1 ) by means of an algorithm that obtains the space-specific data from a marker (s) present on the surgical instrument or implant ( 1 ) and their appearance, characterized in that the marking ( 1 ) on the surgical instrument ( 3 ) or implant circumferentially arranged symmetrically. Markierung für chirurgische Instrumente und Implantate nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierung (1) am chirurgischen Instrument oder Implantat vorzugsweise die Form einer Helix aufweist.Marking for surgical instruments and implants according to claim 1, characterized in that the marking ( 1 ) preferably has the shape of a helix on the surgical instrument or implant. Markierung für chirurgische Instrumente und Implantate nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierung (1) am chirurgischen Instrument oder Implantat vorzugsweise die Form einer Doppel- oder Mehrfach-Helix aufweist.Marking for surgical instruments and implants according to claim 1, characterized in that the marking ( 1 ) preferably has the shape of a double or multiple helix on the surgical instrument or implant. Markierung für chirurgische Instrumente und Implantate nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass medizinische Instrumente oder Implantate mit einem Markierungsnetz aus Markern wie Spiralen, Polygonen (15), Punkten oder deren Kombinationen symmetrisch überzogen werden.Marking for surgical instruments and implants according to claim 1, characterized in that medical instruments or implants with a marking network of markers such as spirals, polygons ( 15 ), Points or their combinations are symmetrically covered. Markierung für chirurgische Instrumente und Implantate nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die symmetrische Markierung (1) punktuell erfolgt.Marking for surgical instruments and implants according to claim 1, characterized in that the symmetrical marking ( 1 ) is done at points. Markierung für chirurgische Instrumente und Implantate nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierung (1) auf einem Dilatationskatheter (2) mit Dilatationsballon (2) angeordnet ist und sich vom distalen bis zum proximalen Ende des Ballons (2) windet.Marking for surgical instruments and implants according to one or more of the preceding claims, characterized in that the marking ( 1 ) on a dilatation catheter ( 2 ) with dilatation balloon ( 2 ) and extending from the distal to the proximal end of the balloon ( 2 ) winds. Verfahren zur Auswertung der zweidimensionalen Abbildung der Markierung für chirurgische Instrumente und Implantate nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Auswertung folgende Parameter zugrunde liegen: a) Winkel und Winkeldistorsionen (5), b) optische Verkürzungen oder Verlängerung der Spiralhalbstrecken (9), c) Abstände zwischen den Spiralspitzen (10), d) Verzerrungen im Durchmesser der Spiralwendel (12), e) Verzerrungen im Durchmesser der Spirale (11).Method for evaluating the two-dimensional image of the marking for surgical instruments and implants according to one or more of the preceding claims, characterized in that the evaluation is based on the following parameters: a) angle and angular distorsions ( 5 ), b) optical shortening or lengthening of the spiral ( 9 ), c) distances between the spiral tips ( 10 ), d) Distortions in the Diameter of the Spiral Coil ( 12 ), e) distortions in the diameter of the spiral ( 11 ).
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