DE102007059599B4

DE102007059599B4 - Vorrichtung für eine medizinische Intervention und Betriebsverfahren für eine Vorrichtung für eine medizinische Intervention

Info

Publication number: DE102007059599B4
Application number: DE102007059599.0A
Authority: DE
Inventors: Dr. Hoheisel Martin
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2007-12-11
Filing date: 2007-12-11
Publication date: 2017-06-22
Anticipated expiration: 2027-12-12
Also published as: DE102007059599A1; US8977342B2; US20090149740A1

Abstract

Vorrichtung für eine medizinische Intervention in oder an einem bewegten Gewebe (H) eines Lebewesens (P), aufweisend – ein zur Intervention vorgesehenes medizinisches Instrument (2), – ein Positionserfassungssystem (4), mit dem die Position des medizinischen Instrumentes (2) im Körper des Lebewesens (P) ermittelbar ist, – wenigstens einen Beschleunigungssensor (9, 19) zur Erfassung wenigstens einer durch das bewegte Gewebe (H) verursachten Bewegung des Instrumentes (2) und – eine Recheneinrichtung (10), mit der wenigstens ein mit dem Positionserfassungssystem (4) ermitteltes Positionsdatum des Instrumentes (2) relativ zu dem Gewebe (H) in einem präoperativ mit einem Ultraschallgerät, einem Röntgengerät oder einem Magnetresonanzgerät erzeugten Bild, welches mittels einer Registrierung des Bildes und des Positionserfassungssystems ermittelt wird, unter Verwendung wenigstens eines erfassten Messwertes des wenigstens einen Beschleunigungssensors (9, 19) korrigiert wird, wobei der wenigstens eine Beschleunigungssensor (19) an der Körperoberfläche (O) des Lebewesens (P) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für eine medizinische Intervention in oder an einem bewegten Gewebe eines Lebewesens. Die Erfindung betrifft außerdem ein Betriebsverfahren für die genannte Vorrichtung für eine medizinische Intervention in oder an einem bewegten Gewebe eines Lebewesens.
Bei medizinischen Interventionen an bzw. in Körpern von Lebewesen, bei denen eines oder mehrere medizinische Instrumente zumindest zum Teil in den Körper des Lebewesens eingeführt werden, so dass die Instrumente zumindest teilweise nicht mehr direkt sichtbar sind, werden zunehmend Positionserfassungssysteme sogenannte Navigations- und Ortungssysteme eingesetzt, mit denen die Positionen der Instrumente im Körper des Lebewesens erfasst und in ein 2D- oder 3D-Bild vom Körperinneren des Lebewesens eingeblendet werden können. Bei dem Bild vom Köperinneren des Lebewesens handelt es sich in der Regel um ein präoperativ aufgenommenes Röntgen-, Ultraschall- oder Magnetresonanzbild. Die Einblendung des oder der Instrumente in das Bild vom Köperinneren des Lebewesens ermöglicht einem die medizinische Intervention durchführenden Arzt die bildgestützte Handhabung bzw. Navigation der Instrumente, bei denen es sich beispielsweise um Katheter, Punktionsnadeln, Endoskope etc. handeln kann.
Exemplarisch für derartige Positionserfassungssysteme bzw. Navigations- und Ortungssysteme seien das System CAPPA der Firma CAS Innovations AG, das optische Navigations- und Ortungssystem Polaris der Firma Northern Digital sowie das elektromagnetische Navigations- und Ortungssystem Aurora der Firm Northern Digital genannt. Mit derartigen Positionserfassungssystemen bzw. Navigations- und Ortungssystemen können die Positionen von Instrumenten im Körper eines Lebewesens ermittelt und, wie bereits erwähnt, beispielsweise in ein 3D-Bild oder einen 3D-Bilddatensatz eingeblendet bzw. zu diesem in Beziehung gesetzt und auf einer Anzeigeeinheit dargestellt werden.
In der US 2007/0270686 A1 ist ein System zur Navigation eines medizinischen Instrumentes in einem Operationsgebiet eines Lebewesens beschrieben, wobei im distalen Ende des medizinischen Instrumentes zu einem Navigationssystem gehörige Beschleunigungssensoren angeordnet sind, um jeweils die aktuelle Position des medizinischen Instrumentes zu bestimmen. Basierend auf der jeweils ermittelten Position kann das medizinische Instrument im Körper des Lebewesens navigiert werden.
In der nachveröffentlichten DE 10 2006 049 575 A1 ist eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Objektes in bis zu drei Dimensionen mittels Röntgenstrahlen beschrieben. Die Einrichtung umfasst außerdem einen Ortsensor zur Bestimmung der Position eines medizinischen Instruments und einen Bewegungssensor, bspw. einen Beschleunigungssensor, mit dem eine Bewegung eines Patienten registriert werden kann.
Des Weiteren sind aus der DE 10 2005 037 426 A1 eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Fusionieren von Bilddatensätzen bekannt. Mit Hilfe eines Bewegungssensors z. B. eines Beschleunigungssensors, können Bewegungen eines Patienten registriert und bei der Bildfusion berücksichtigt werden.
WO 2005/087114 A1 betrifft einen Katheter, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur therapeutischen Embolisation. Dabei soll die Katheterspitze beobachtet werden, wobei bei jeder Entfernung der Katheterspitze von dem Aneurysma der Nachschub des Stopfmaterials abgebrochen werden soll. Es ist die Möglichkeit beschrieben, ein Lokalisierungssystem auf der Basis von Beschleunigungssensoren mit einem Lokalisierungssystem auf der Basis von elektromagnetischen, optischen oder akustischen Sensoren zu kombinieren.
US 6,611,141 B1 offenbart ein System zur Nachverfolgung der dreidimensionalen Position und Orientierung eines oder mehrerer Körper innerhalb eines Volumens aufgrund eines lichtbasierten und eines nichtlichtbasierten Subsystems. Es wird offenbart, dass die Genauigkeit von Beschleunigungsmessern der Rotation der Erde unterworfen ist, so dass eine häufige Rekalibrierung stattfinden muss.
Problematisch für den Einsatz von Navigations- und Ortungssysteme bei medizinischen Interventionen sind jedoch unwillkürliche Bewegungen eines Lebewesens, welche beispielsweise durch die Atmung und den Herzschlag des Lebewesens verursacht sind. So bewegt sich bei einer medizinischen Intervention in oder an einem bewegten Gewebe eines Lebewesens, z. B. einem bewegten Organ eines Lebewesens, nicht nur das Zielgebiet bzw. das Zielgewebe der Intervention, sondern auch das zur Intervention verwendete Instrument, wodurch die Positionsbestimmung bzw. Ortung des verwendeten Instrumentes und somit die Navigation des Instrumentes erschwert bzw. ungenau wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art derart anzugeben, dass die Ermittlung der Position eines medizinischen Instruments im Körper eines Lebewesens verhältnismäßig genau möglich ist.
Nach der Erfindung wird die die Vorrichtung betreffende Aufgabe gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Vorrichtung für eine medizinische Intervention in oder an einem bewegten Gewebe eines Lebewesens (P), weist auf

– ein zur Intervention vorgesehenes medizinisches Instrument,
– ein Positionserfassungssystem, mit dem die Position des medizinischen Instrumentes im Körper des Lebewesens ermittelbar ist,
– wenigstens einen Beschleunigungssensor zur Erfassung wenigstens einer durch das bewegte Gewebe verursachten Bewegung des Instrumentes und
– eine Recheneinrichtung, mit der wenigstens ein mit dem Positionserfassungssystem ermitteltes Positionsdatum des Instrumentes relativ zu dem Gewebe in einem präoperativ mit einem Ultraschallgerät, einem Röntgengerät oder einem Magnetresonanzgerät erzeugten Bild, welches mittels einer Registrierung des Bildes und des Positionserfassungssystems ermittelt wird, unter Verwendung wenigstens eines erfassten Messwertes des wenigstens einen Beschleunigungssensors korrigiert wird, wobei der wenigstens eine Beschleunigungssensor an der Körperoberfläche des Lebewesens angeordnet ist.

Erfindungsgemäß wird also vorgeschlagen, wenigstens einen Beschleunigungssensor zur Erfassung vorzugsweise der durch das bewegte Gewebe direkt oder indirekt verursachten Bewegungen eines Instrumentes vorzusehen, um mit Hilfe der erfassten Bewegungen des Instruments die tatsächliche Position des Instruments während einer Intervention in oder an einem bewegten Gewebe im Körper des Lebewesens zu ermitteln. Dabei kann basierend auf der Messung der Beschleunigung und/oder der Drehbeschleunigung des Gewebes oder des Instrumentes relativ zu einer vorherigen Position des Gewebes oder des Instrumentes mit dem Beschleunigungssensor quantitativ die Bewegung bzw. eine zurückgelegte Wegstrecke des Instrumentes in die jeweilige Messrichtung, sei es eine im Wesentlichen lineare Bewegung oder Drehbewegung, ermittelt und zur Positionsbestimmung des Instrumentes herangezogen werden. Somit ist es möglich, die Bewegungen des Instrumentes in oder an dem bewegten Gewebe unabhängig von störenden Bewegungen des Gewebes zu verfolgen. Ein geeigneter Beschleunigungssensor ist im Übrigen beispielsweise von Markus Haid in „Inertial low cost indoor navigation and the possibilities for medical applications”, Biomedizinische Technik, Vol. 50, Supplementary vol. 1, Part 2, 2005, Seiten 955–956 beschrieben.
Die Vorrichtung weist hierzu eine Recheneinrichtung auf, mit der wenigstens ein mit dem Positionserfassungssystem ermitteltes Positionsdatum des Instrumentes unter Verwendung wenigstens eines im Wesentlichen zur gleichen Zeit wie das Positionsdatum erfassten Messwertes des wenigstens einen Beschleunigungssensors korrigiert wird. In der Regel werden mehrere Positionsdaten des Instrumentes jeweils unter Verwendung von Messwerten des wenigstens einen Beschleunigungssensors korrigiert. Das heißt, die durch das bewegte Gewebe verursachten Bewegungen des Instrumentes werden mit Hilfe des Beschleunigungssensors erfasst, quantifiziert und zur Korrektur der mit dem Positionserfassungssystem ermittelten Positionsdaten verwendet. Auf diese Weise kann die tatsächliche Position des Instrumentes beispielsweise die tatsächliche Position der Spitze des Instrumentes verhältnismäßig einfach ermittelt werden.
Sollen Bewegungen des Instrumentes in mehreren Raumrichtungen und/oder in mehreren Drehrichtungen erfasst werden, so sind unter der Voraussetzung, dass ein Beschleunigungssensor nach einer Variante der Erfindung einen Messwertaufnehmer zur Erfassung einer Bewegung in einer Raumrichtung oder in einer Drehrichtung aufweist, mehrere Beschleunigungssensoren unter Umständen bis zu sechs oder mehr Beschleunigungssensoren erforderlich.
Nach einer Variante der Erfindung kann ein Beschleunigungssensor aber auch mehrere Messwertaufnehmer aufweisen, wobei jeweils ein Messwertaufnehmer zur Erfassung einer Bewegung in einer Raumrichtung oder in einer Drehrichtung vorgesehen ist. Idealerweise kann ein Beschleunigungssensor bis zu sechs oder mehr Messwertaufnehmer aufweisen, von denen beispielsweise drei Messwertaufnehmer Messwerte in den drei Raumrichtungen und beispielsweise drei Messwertaufnehmer Messwerte in den drei Drehrichtungen um die Achsen der drei Raumrichtungen aufnehmen.
Vorzugsweise ist zusätzlich wenigstens ein Beschleunigungssensor an oder in dem Instrument, vorzugsweise an, in oder im Bereich der Spitze des Instrumentes definiert angeordnet. Idealerweise weist dieser Beschleunigungssensor mehrere Messwertaufnehmer auf.
Ist der Beschleunigungssensor im Vergleich zu dem Instrument verhältnismäßig groß, so dass dieser nicht oder nur schwerlich an oder in dem Instrument angeordnet werden kann, so kann der Beschleunigungssensor alternativ auch in der Nähe des Instrumentes definiert angeordnet werden, um auf diese Weise indirekt die Bewegungen des Instrumentes über die Bewegungen des bewegten Gewebes zu erfassen. Erfindungsgemäß wird der wenigstens eine Beschleunigungssensor dabei an der Körperoberfläche eines Lebewesens definiert angeordnet. Es besteht die nicht erfindungsmäße Möglichkeit, die durch ein bewegtes Gewebe verursachten Bewegungen eines Instrumentes entweder nur mit einem eine entsprechende Anzahl von Messwertaufnehmern aufweisenden Beschleunigungssensor, welcher in oder an dem Instrument angeordnet ist, oder mit mehreren in oder an dem Instrument angeordneten Beschleunigungssensoren zu bestimmen. Alternativ erfindungsgemäß können die Bewegungen des Instrumentes zusätzlich beispielsweise durch einen oder mehrere an der Körperoberfläche des Lebewesens angeordnete Beschleunigungssensoren ermittelt werden. Es besteht aber erfindungsgemäß auch die Möglichkeit, die Bewegungen des Instrumentes nur mit einem oder mehreren beispielsweise an der Körperoberfläche eines Lebewesens angeordneten Beschleunigungssensoren zu ermitteln.
Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Positionserfassungssystem ein optisches oder ein elektromagnetisches Positionserfassungssystem ist, wobei nach einer weiteren Variante der Erfindung wenigstens ein Sensor des Positionserfassungssystems in oder an dem Instrument definiert angeordnet ist. Auf diese Weise können die Positionen des medizinischen Instruments im Körper des Lebewesens zunächst mit dem Positionserfassungssystem ermittelt werden. Die ermittelten Positionsdaten werden anschließend, wie bereits erwähnt, unter Verwendung der erfassten Messwerte des oder der Beschleunigungssensoren ggf. korrigiert, um möglichst genau und möglichst schnell die tatsächliche Position des Instrumentes im Körper des Lebewesens ermitteln zu können, wenn sich das Instrument im Zuge der medizinischen Intervention in oder an einem bewegten Gewebe zusammen mit dem bewegten Gewebe bewegt.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Instrument um einen Katheter oder eine Punktionsnadel.
Denkbar ist ein medizinisches Instrument für eine medizinische Intervention in oder an einem bewegten Organ eines Lebewesens, welches wenigstens einen Beschleunigungssensor und einen Sensor eines Positionserfassungssystems aufweist.
Wie bereits erwähnt, kann der Beschleunigungssensor einen Messwertaufnehmer zur Erfassung einer Bewegung in einer Raumrichtung oder einer Drehrichtung aufweisen oder aber auch mehrere Messwertaufnehmer, wobei jeweils ein Messwertaufnehmer zur Erfassung einer Bewegung in einer Raumrichtung oder in einer Drehrichtung vorgesehen ist.
Bevorzugt handelt es sich bei dem medizinischen Instrument um einen Katheter oder eine Punktionsnadel, wobei der wenigstens eine Beschleunigungssensor vorzugsweise im Wesentlichen in, an oder im Bereich der Spitze des Instrumentes angeordnet ist.
Die das Betriebsverfahren betreffende Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruchs 8 gelöst.
Wie bereits zuvor beschrieben, ist durch die Messwerte des wenigstens einen Beschleunigungssensors eine verhältnismäßige genaue und schnelle Korrektur der mit dem Positionserfassungssystem ermittelten Positionsdaten des Instrumentes möglich, um die durch das bewegte Gewebe verursachten Bewegungen des Instrumentes zu berücksichtigen.
Nach einer Variante der Erfindung wird basierend auf korrigierten Positionsdaten des Instrumentes ein Abbild des Instrumentes oder auch nur eine Kennzeichnung der Lage des Instrumentes in ein Bild von dem bewegten Gewebe eingeblendet. Die Einblendung des Abbildes des Instrumentes erfolgt dabei vorzugsweise während der gesamten Navigation des Instrumentes im Körper des Lebewesens, so dass der die medizinische Intervention durchführende Arzt stets die aktuelle Position und Lage des Instrumentes in bzw. relativ zu einem interessierenden Gewebe in einem Bild von dem bewegten bzw. interessierenden Gewebe zur Verfügung hat. Bei dem Bild handelt es sich vorzugsweise um ein 2D- oder 3D-Bild.
Nach einer weiteren Variante der Erfindung sind die Aufnahmen der Positionsdaten mit dem Positionserfassungssystem und die Aufnahmen der Messwerte mit dem wenigstens einen Beschleunigungssensor miteinander synchronisiert, so dass jeweils die zueinander gehörigen Positionsdaten des Positionserfassungssystems und Messwerte der Beschleunigungssensoren miteinander in Beziehung gesetzt werden können.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der beigefügten schematischen Zeichnung dargestellt.
Danach ist ein schematisch dargestellter Patient P auf einer Patientenlagerungsvorrichtung 1 gelagert. An einem bewegten Gewebe im Körperinneren des Patienten P soll eine medizinische Intervention mit Hilfe eines medizinischen Instrumentes durchgeführt werden. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispieles handelt es sich bei dem bewegten Gewebe des Patienten P um das Herz H des Patienten P. wobei die Bewegungen des Herzens H durch den strichlierten Umriss H' angedeutet sind. Das medizinische Instrument ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ein Katheter 2, beispielsweise ein Ablationskatheter, welcher in an sich bekannter Weise z. B. über Venen oder Arterien des Patienten P in das Herz H des Patienten P vorgeschoben wurde. Innerhalb des Herzens H soll ein interessierendes Zielgewebe Z untersucht bzw. behandelt werden.
Da der Katheter 2 für einen die medizinische Intervention durchführenden Arzt nach der Einführung in den Körper des Patienten P nicht mehr sichtbar ist, wird die medizinische Intervention mit Hilfe eines auf einer Anzeigevorrichtung 3 dargestellten Bildes vom Herzen H des Patienten P durchgeführt. Das Bild wird präoperativ mit einem Ultraschallgerät, einem Röntgengerät oder einem Magnetresonanzgerät erzeugt. Bei dem auf der Anzeigevorrichtung 3 dargestellten Bild kann es sich um ein 2D-Bild oder auch um ein 3D-Bild handeln. Des Weiteren kann das auf der Anzeigevorrichtung 3 dargestellte Bild ein überlagertes oder fusioniertes Bild vom Herzen H des Patienten P sein. Beispielsweise kann das dargestellte Bild das Ergebnis der Überlagerung eines Röntgenbildes und eines Ultraschallbildes sein.
In dieses auf der Anzeigevorrichtung 3 dargestellte Bild vom Herzen H des Patienten P wird zum Zweck der Navigation bevorzugt ein Abbild des Katheters 2 eingeblendet. Hierzu ist ein elektromagnetisches Positionserfassungssystem 4 vorgesehen, welches neben einem definiert in der Spitze des Katheters 2 angeordneten Sensor 5 eine definiert an der Patientenlagerungsvorrichtung 1 angeordnete Transmittereinheit 6 mit im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels drei Transmittern 7 aufweist, die jeweils ein elektromagnetisches Feld erzeugen. Die Transmittereinheit 6 und der elektromagnetische Sensor 5 sind an einer Recheneinrichtung 8 des elektromagnetischen Positionserfassungssystems 4 angeschlossen, so dass der Sensor 5 in den elektromagnetischen Feldern der Transmitter 7 detektiert und insbesondere dessen Positionen in einem dem elektromagnetischen Positionserfassungssystem 4 zugeordneten Koordinatensystem KP mit der Recheneinrichtung 8 ermittelt werden können. Somit können die Positionen des elektromagnetischen Sensors 5 und demnach auch des Katheters 2 in dem Koordinatensystem KP des elektromagnetischen Positionserfassungssystems 4 ermittelt und angegeben werden. Im übrigen ist das auf der Anzeigevorrichtung 3 dargestellte Bild vom Herzen H des Patienten P mit dem elektromagnetischen Positionserfassungssystem 4 registriert, was bedeutet, dass die Koordinatentransformation von dem Koordinatensystem KP des elektromagnetischen Positionserfassungssystems 4 in das dem auf der Anzeigevorrichtung 3 dargestellten Bild zugeordnete Bildkoordinatensystem bekannt ist, so dass ein Abbild des Katheters 2 in das auf der Anzeigevorrichtung 3 dargestellte Bild vom Herzen H des Patienten P eingeblendet werden kann.
Wie bereits erwähnt, handelt es sich bei dem Herzen H um ein sich bewegendes Organ, so dass sich auch der in das Herz H eingeführte Katheter 2 zumindest in gewisser Weise mit dem Herzen H mitbewegt. Dies führt zu Ungenauigkeiten bei der Positionsbestimmung mit dem elektromagnetischen Positionserfassungssystem 4, weshalb erfindungsgemäß vorgeschlagen wird, zusätzlich zu dem elektromagnetischen Sensor 5 einen Beschleunigungssensor 9 definiert in der Spitze des Katheters 2 anzuordnen. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispieles weist der Beschleunigungssensor 9 insgesamt sechs Messwertaufnehmer auf, wobei jeweils ein Messwertaufnehmer zur Erfassung einer Bewegung in einer der drei Raumrichtungen des dem Beschleunigungssensor 9 zugeordneten Koordinatensystems KB und wobei jeweils ein Messwertaufnehmer zur Erfassung einer Bewegung in einer der drei Drehrichtungen, um die Koordinatenachsen des dem Beschleunigungssensor 9 zugeordneten Koordinatensystems KB vorgesehen ist.
Im Zuge der medizinischen Intervention werden demnach mit dem Beschleunigungssensor 9 Messwerte betreffend die drei Raumrichtungen und die drei Drehrichtungen des Koordinatensystems KB aufgenommen, wobei aus den gemessenen Messwerten in Form von im Wesentlichen linearen Beschleunigungen und Drehbeschleunigungen quantitative Werte bzw. Bewegungen des Katheters 2 in die entsprechenden Richtungen relativ zu einer zuvor eingenommenen Position des Katheters 2 ermittelt werden. Da der Beschleunigungssensor 9 definiert an dem Katheter 2 sowie relativ zu dem elektromagnetischen Sensor 5 des Positionserfassungssystems 4 angeordnet ist, können diese die Bewegungen des Katheters 2 betreffenden ermittelten quantitativen Werte dazu verwendet werden, die mit dem elektromagnetischen Positionserfassungssystem 4 ermittelten Positionsdaten im Hinblick auf die durch die Bewegungen des Herzens H verursachten Bewegungen des Katheters 2 zu korrigieren.
Diese Korrektur wird von einer mit einer entsprechenden Software betriebenen Recheneinrichtung 10 durchgeführt, die nicht nur mit dem Beschleunigungssensor 9, sondern auch mit der Recheneinrichtung 8 des elektromagnetischen Positionserfassungssystems 4 verbunden ist. Der Recheneinrichtung 10 stehen demnach die mit dem elektromagnetischen Positionserfassungssystem 4 ermittelten Positionsdaten des Katheters 2 sowie die Messwerte des Beschleunigungssensors 9 zur Verfügung. Die Recheneinrichtung 10 synchronisiert dabei auch die Aufnahme der Positionsdaten mit dem elektromagnetischen Positionserfassungssystem 4 und die Aufnahme der Messwerte mit dem Beschleunigungssensor 9, so dass jeweils zueinander gehörige mit dem elektromagnetischen Positionserfassungssystems 4 ermittelte Positionsdaten und mit dem Beschleunigungssensor 9 ermittelte Messwerte zueinander in Beziehung gesetzt bzw. miteinander verrechnet werden.
Mit Hilfe der Recheneinrichtung 10 wird schließlich auch basierend auf den korrigierten Positionsdaten des Katheters 2 ein Abbild des Katheters 2 oder auch nur eine Kennzeichnung der Lage des Katheters 2 in das auf der Anzeigevorrichtung 3 dargestellte Bild vom Herzen H des Patienten P eingeblendet, so dass ein die medizinische Intervention durchführender Arzt stets die aktuelle Position des Katheters 2 relativ zu dem zu behandelnden Zielgewebe Z im Herzen H des Patienten P zur Verfügung hat.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispieles weist der Beschleunigungssensor mehrere Messwertaufnehmer auf, um die Beschleunigungen in jeweils eine bestimmte Raumrichtung oder in jeweils seine bestimmte Drehrichtung zu ermitteln. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass der Beschleunigungssensor nur einen Messwertaufnehmer zur Erfassung einer Bewegung in einer bestimmten Raumrichtung oder in einer bestimmten Drehrichtung aufweist, insbesondere wenn nur eine Bewegung in eine bestimmte Raumrichtung oder in eine bestimmte Drehrichtung erwartet wird. Anstelle eines oder mehrerer mehrere Messwertaufnehmer aufweisender Beschleunigungssensoren können jedoch auch mehrere Beschleunigungssensoren, die jeweils nur einen Messwertaufnehmer zur Erfassung einer Bewegung in einer Raumrichtung oder in einer Drehrichtung aufweisen, in oder an dem Katheter 2 angeordnet werden. Als weitere Alternative besteht die Möglichkeit, Beschleunigungssensoren nicht im oder am Katheter 2 selbst, sondern in der Nähe des Katheters 2, beispielsweise auf der Körperfläche O des Patienten P in der Nähe des Katheters 2 anzuordnen. Die Beschleunigungssensoren 19 müssen dabei nicht direkt sichtbar sein, sondern können z. B. auf der Haut des Patienten P unter einer sterilen Abdeckung angeordnet sein. Derartige Beschleunigungssensoren 19 sind in der Figur veranschaulicht. Auch diese Beschleunigungssensoren 19 können jeweils nur einen Messwertaufnehmer oder auch mehrere Messwertaufnehmer aufweisen. Zur Erfassung der Bewegung des Katheters 2 können ausschließlich der Beschleunigungssensor 9 und ggf. weitere in oder an dem Katheter 2 angeordnete Beschleunigungssensoren, ausschließlich die in der Nähe des Katheters 2 angeordneten Beschleunigungssensoren 19 oder die in der Nähe des Katheters 2 angeordneten Beschleunigungssensoren 19 und die in oder am Katheter 2 angeordneten Beschleunigungssensoren 9 verwendet werden.
Bei dem medizinischen Instrument muss es sich nicht notwendigerweise um einen Katheter handeln. Vielmehr kann das medizinische Instrument auch eine Punktionsnadel oder ein anderes in den Körper einführbares Instrument beispielsweise ein Endoskop sein.
Des weiteren kann es sich bei dem Positionserfassungssystem auch um ein optisches Positionserfassungssystem handeln, welches vor allem dann zum Einsatz kommt, wenn das Instrument zumindest teilweise aus dem Körperinneren des Patienten herausragt, so dass an dem Instrument optische Referenzmarker angeordnet werden können.
Die Anwendung der Vorrichtung und des Instrumentes ist im Übrigen nicht auf das Herz beschränkt.

Claims

Vorrichtung für eine medizinische Intervention in oder an einem bewegten Gewebe (H) eines Lebewesens (P), aufweisend – ein zur Intervention vorgesehenes medizinisches Instrument (2), – ein Positionserfassungssystem (4), mit dem die Position des medizinischen Instrumentes (2) im Körper des Lebewesens (P) ermittelbar ist, – wenigstens einen Beschleunigungssensor (9, 19) zur Erfassung wenigstens einer durch das bewegte Gewebe (H) verursachten Bewegung des Instrumentes (2) und – eine Recheneinrichtung (10), mit der wenigstens ein mit dem Positionserfassungssystem (4) ermitteltes Positionsdatum des Instrumentes (2) relativ zu dem Gewebe (H) in einem präoperativ mit einem Ultraschallgerät, einem Röntgengerät oder einem Magnetresonanzgerät erzeugten Bild, welches mittels einer Registrierung des Bildes und des Positionserfassungssystems ermittelt wird, unter Verwendung wenigstens eines erfassten Messwertes des wenigstens einen Beschleunigungssensors (9, 19) korrigiert wird, wobei der wenigstens eine Beschleunigungssensor (19) an der Körperoberfläche (O) des Lebewesens (P) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der ein Beschleunigungssensor (9, 19) einen Messwertaufnehmer zur Erfassung einer Bewegung in einer Raumrichtung oder in einer Drehrichtung aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der ein Beschleunigungssensor (9, 19) mehrere Messwertaufnehmer aufweist, wobei jeweils ein Messwertaufnehmer zur Erfassung einer Bewegung in einer Raumrichtung oder in einer Drehrichtung vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der wenigstens ein Beschleunigungssensor (9) an oder in dem Instrument (2) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der das Positionserfassungssystem (4) ein optisches oder ein elektromagnetisches Positionserfassungssystem (4) ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der wenigstens ein Sensor (5) des Positionserfassungssystems (4) in oder an dem Instrument (2) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der das Instrument ein Katheter (2) oder eine Punktionsnadel ist.
Betriebsverfahren für eine Vorrichtung für eine medizinische Intervention in oder an einem bewegten Gewebe (H) eines Lebewesens (P) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem – während einer medizinischen Intervention in oder an dem bewegten Gewebe (H) mit dem Instrument (2) mit dem Positionserfassungssystem (4) Positionsdaten des Instrumentes (2) im Körper des Lebewesens (P) ermittelt werden, – Messwerte mit dem wenigstens einen Beschleunigungssensor (9, 19) aufgenommen werden, wobei der wenigstens eine Beschleunigungssensor (19) an der Körperoberfläche (O) des Lebewesens (P) angeordnet wird, und – bei dem wenigstens ein ermitteltes Positionsdatum des Instrumentes (2) relativ zu dem Gewebe (H) in einem präoperativ mit einem Ultraschallgerät, einem Röntgengerät oder einem Magnetresonanzgerät erzeugten Bild, welches mittels einer Registrierung des Bildes und des Positionserfassungssystems ermittelt wird, zur Berücksichtigung wenigstens einer durch das bewegte Gewebe (H) verursachten Bewegung des Instrumentes (2) mit Hilfe wenigstens eines aufgenommenen Messwertes des wenigstens einen Beschleunigungssensors (9, 19) korrigiert wird.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem basierend auf korrigierten Positionsdaten des Instrumentes (2) ein Abbild des Instrumentes (2) oder eine Kennzeichnung der Lage des Instrumentes (2) in das Bild von dem bewegten Gewebe (H) eingeblendet wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, bei dem die Aufnahme der Positionsdaten mit dem Positionserfassungssystem (4) und die Aufnahme der Messwerte mit dem wenigstens einen Beschleunigungssensor (9, 19) miteinander synchronisiert sind.