DE102008013611A1

DE102008013611A1 - Vorrichtung und Verfahren für einen medizinischen Eingriff

Info

Publication number: DE102008013611A1
Application number: DE102008013611A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dr. Bill; Martin Dr. Hoheisel; Markus Dr. Nagel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2008-03-11
Filing date: 2008-03-11
Publication date: 2009-09-17

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren für einen medizinischen Eingriff an oder im Bereich eines bewegten Körperbereichs, Gewebes oder Organs eines Lebewesens (P). Die Vorrichtung weist wenigstens einen zur Anbringung in oder an dem Lebewesen (P) vorgesehenen Sensor (11) auf, welcher Bewegungen des bewegten Körperbereichs, Gewebes oder Organs (2) betreffende Sensorsignale erzeugt. Eine Recheneinrichtung (7) ermittelt basierend auf den Sensorsignalen eine Bewegungskurve (14) und erzeugt an einem bestimmten, periodisch auftretenden Punkt oder an einer bestimmten, periodisch auftretenden Phasenlage der Bewegungskurze (14) jeweils ein Steuersignal zur Abgabe eines akustischen Signals, bei dessen Ertönen der medizinische Eingriff jeweils erfolgen kann. Die Erfindung betrifft eine weitere Vorrichtung und ein weiteres Verfahren für einen medizinischen Eingriff an einem Lebewesen (P). Die weitere Vorrichtung weist wenigstens einen zur Anbringung in oder an dem Lebewesen (P) vorgesehenen Positionssensor (10) auf, welcher Positionen des Lebewesens (P) betreffende Positionssensorsignale erzeugt. Eine Recheneinrichtung (7) ermittelt basierend auf den Positionssensorsignalen eine Abweichung einer aktuellen Position von einer Ausgangsposition des Lebewesens (P), in der Bildinformationen des Körperinneren des Lebewesens (P) gewonnen wurden, und erzeugt ein Steuersignal zur Abgabe eines akustischen Warnsignals, wenn die Abweichung einen Grenzwert überschreitet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren für einen medizinischen Eingriff, insbesondere an oder im Bereich eines bewegten Körperbereichs, Gewebes oder Organs eines Lebewesens
In der interventionellen Radiologie werden Verfahren eingesetzt, mit denen am oder im Körper eines Lebewesens zumeist minimal-invasive Eingriffe vorgenommen werden können, z. B. Biopsien, Dränagen, Ablationen, Vertebroplastien oder perkutane Schmerztherapien.
Bei einem minimal-invasiven Eingriff an einem Lebewesen werden z. B. eines oder mehrere medizinische Instrumente in den Körper des Lebewesens zur Therapie oder Diagnostik eingeführt. Nach der Einführung eines medizinischen Instrumentes in den Körper des Lebewesens ist dieses optisch für einen den Eingriff durchführen Arzt nicht mehr sichtbar. Zur Navigation des Instrumentes im Körper des Lebewesens muss dieses daher in geeigneter Weise für den Arzt in Bildinformationen visualisiert werden. Zur Positionsbestimmung des Instrumentes im Körper des Lebewesens bei minimal-invasiven medizinischen Eingriffen, welche für die Visualisierung des Instrumentes, insbesondere der Spitze des Instrumentes, in Bildinformationen aus dem Körperinneren des Lebewesens erforderlich ist, stehen heutzutage verschiedenartiger Systeme und Verfahren zur Verfügung.
In "Needle and catheter navigation using electromagnetic tracking for computer-assisted C-arm CT interventions", Markus Nagel, Martin Hoheisel, Ralf Petzold, Willi A. Kalender and Ulrich H. W. Krause, Medical Imaging 2007: Visualization and Image-Guided Procedures, edited by Kevin R. Cleary, Michael I. Miga, Proc. of SPIE Volume 6509, 65090J, (2007) · 1605–7422/07/$18 · doi: 10.1117/12.709435 ist beispielsweise ein elektromagnetisches Navigationssystem AURORA der Firma NDI, Waterloo, Ontario, Kanada beschrieben. Das elektromagnetische Navigationssystem umfasst einen Feldgenerator zur Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes, um Positionen und Orientierungen von medizinischen Instrumenten zu ermitteln, welche in ihrer Spitze jeweils kleine Induktionsspulen aufweisen. Anhand der induzierten Spannungen kann das AURORA System die Position und Orientierung des jeweiligen Instrumentes ermitteln, so dass nach einer Registrierung des Navigationssystems mit einem Bildinformationen des Körperinneren des Lebewesens zur Verfügung stellenden Bildsystem eine Einblendung eines Abbildes zumindest der Spitze des Instrumentes in Bildinformationen von dem Lebewesen erfolgen kann, in dem das jeweilige medizinische Instrument navigiert wird.
Die positionsgenaue Einblendung eines Abbildes eines medizinischen Instrumentes in Bildinformationen des Körperinneren eines Lebewesens gestalte sich jedoch dann schwierig, wenn sich der für die Intervention vorgesehene Gewebebereich des Lebewesens bewegt. Dabei kann es sich um periodische Körpereigenbewegungen verursacht durch Herzschlag, Atmung oder Peristaltik des Gastrointestinaltrakts sowie um willkürliche oder unwillkürliche Bewegungen des Lebewesens handeln. Werden zur Navigation präoperativ gewonnene Bilder von dem Lebewesen verwendet, können derartige Bewegungen dazu führen, dass die in einem präoperativ gewonnenen Bild dargestellte Position eines medizinischen Instrumentes nicht der realen Position des medizinischen Instrumentes im Körper des Lebewesens entspricht.
L. Maier-Hein, D. Maleike, J. Neuhaus, A. Franz, I. Wolf and H.-P. Meinzer beschreiben in "Soft tissue navigation using needle-shaped markers: Evaluation of navigation aid tracking accuracy and CT registration"; Proceedings of SPIE – Volume 6509; Medical Imaging 2007: Visualization and Image-Guided Procedures, edited by Kevin R. Cleary, Michael I. Miga ein Verfahren, bei dem optisch erfassbare, nadelförmige Marker eines optischen Navigationssystems an einem Zielorgan ange ordnet werden, um basierend auf den kontinuierlich ermittelten Positionen der Marker jeweils auf die Position eines Zielgebietes im Zielorgan zu schließen. Auf diese Weise kann die jeweils aktuelle Position eines bewegten Zielgebietes ermittelt und bei einer Navigation eines medizinischen Instrumentes berücksichtigt werden.
Nachteilig an diesem Verfahren ist jedoch, dass das Anordnen der Marker an dem Zielorgan zumeist in einem invasiven Eingriff erfolgen muss. Alternativ können zwar auch Marker eingesetzte werden, welche an der Körperoberfläche angeordnet werden. Bei diesem Verfahren können die Bewegungen bzw. Positionen des Zielorgans aber nur ungenau bestimmt werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art derart anzugeben, dass die Durchführung eines medizinischen Eingriffs, insbesondere eines minimal-invasiven Eingriffs vereinfacht wird.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung für einen medizinischen Eingriff an oder im Bereich eines vorzugsweise periodisch bewegten Körperbereichs, Gewebes oder Organs eines Lebewesens nach Patentanspruch 1 sowie durch ein Verfahren für einen medizinischen Eingriff an oder im Bereich eines vorzugsweise periodisch bewegten Körperbereichs, Gewebes oder Organs eines Lebewesens nach Patentanspruch 15. Die Vorrichtung weist wenigstens einen zur Anbringung im Körper oder an der Körperoberfläche des Lebewesens, insbesondere zur Anbringung an oder im Bereich des periodisch bewegten Körperbereichs, Gewebes oder Organs des Lebewesens vorgesehenen Sensor auf, welcher Bewegungen des bewegten Körperbereichs, Gewebes oder Organs des Lebewesens betreffende Sensorsignale erzeugt und zur Verfügung stellt. Eine Recheneinrichtung ermittelt basierend auf den von dem wenigstens einen Sensor zur Verfügung gestellten Sensorsignalen eine in ihrem Verlauf periodische Bewegungskurve und erzeugt bezüglich eines bestimmten, periodisch auftretenden Punktes oder bezüglich einer bestimmten periodisch auftretenden Phasenlage der Bewegungskurve jeweils ein Steuersignal zur Abgabe eines akustischen Signals, bei dessen Ertönen der medizinische Eingriff jeweils erfolgen kann.
Die Erfindung beruht auf der Überlegung, dass für einen medizinischen, insbesondere einen minimal-invasiven medizinischen Eingriff an oder im Bereich eines periodisch bewegten Körperbereichs, Gewebes oder Organs eines Lebewesen für die Navigation eines medizinischen Instrumentes im Körper des Lebewesens zumeist präoperativ, zu einer bestimmten bzw. definierten Bewegungsphase gewonnene Bildinformationen des Körperinneren des Lebewesens verwendet werden. Zur Unterstützung der Navigation des medizinischen Instrumentes in dem Lebewesen wird mit Hilfe eines Navigationssystems die aktuelle Position zumindest der Spitze des medizinischen Instrumentes in der Regel kontinuierlich in die präoperativ erzeugten Bildinformationen des Lebewesens eingeblendet. Die Einblendung erfolgt bei einer Navigation in einem bewegten Körperbereich, Gewebe oder Organ jedoch nur dann im Wesentlichen korrekt, wenn die Positionsbestimmung und die sich daran anschließende Einblendung der Position der Spitze zu im Wesentlichen der gleichen Bewegungsphase erfolgen wie die Gewinnung der Bildinformationen. Stellt man einem den Eingriff vornehmenden Arzt eine akustische Information bzw. ein akustisches Signal zur Verfügung, anhand der bzw. anhand dessen er erkennen kann, dass sich das Lebewesen beim Ertönen des Signals im Wesentlichen im dem gleichen Zustand bzw. der Körperbereich, das Gewebe oder das Organ im Wesentlichen in der gleichen Bewegungsphase befindet, wie bei der Gewinnung der Bildinformationen, kann der Arzt den medizinischen Eingriff, insbesondere die Navigation des Instrumentes schrittweise immer beim Ertönen des akustischen Signals vornehmen. Das Bereitstellen eines akustischen Signals gegenüber einer optisch dargestellten Bewegungskurve des Körperbereichs, Gewebes oder Organs des Lebewesens, in der die im Wesentlichen gleiche Bewegungsphase wie bei der Gewinnung der Bildinformationen gekennzeichnet ist, hat dabei den Vorteil, dass sich der Arzt nicht gleichzeitig auf zwei optische Informationsquellen konzentrieren muss, nämlich die präoperativ gewonnenen Bildinformationen des Lebewesens und die Bewegungskurve des Körperbereichs, Gewebes oder Organs des Lebewesens.
Nach einer Variante der Erfindung wird mit dem akustisch Signal eine bestimmte Herzphase oder ein bestimmter Atemzustand des Lebewesens signalisiert, so dass die Navigation immer zu einer bestimmten Herzphase oder einem bestimmten Atemzustand erfolgen kann, zu der bzw. zu dem auch die Bildinformationen präoperativ gewonnen wurden.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist der periodisch wiederkehrende Punkt oder die periodisch wiederkehrende Phasenlage der Bewegungskurve, bei dem oder bei der das Steuersignal zur Abgabe eines akustischen Signals erzeugt wird, durch einen Benutzer vorgebbar oder auswählbar. Somit kann die Erzeugung des Steuersignals bewusst beeinflusst und gezielt die Bewegungsphase ausgewählt werden, zu der die Bildinformationen präoperativ gewonnen wurden.
Eine Variante der Erfindung sieht vor, dass der Sensor ein elektromagnetischer mit einem elektromagnetischen Positionserfassungssystem erfassbarer Sensor, ein mit einem optischen Positionserfassungssystem erfassbarer Sensor oder ein Beschleunigungssensor ist. Vorzugsweise übermittelt bzw. übersendet der Sensor seine Sensorsignale drahtlos an die Recheneinrichtung. Die Sensorsignale können dabei in Form von Funksignalen, Ultraschallsignalen oder Infrarotsignalen an die Recheneinrichtung übermittelt werden.
Nach der Erfindung wird die Aufgabe auch gelöst durch eine Vorrichtung für einen medizinischen Eingriff an einem Lebewesen nach Patentanspruch 7 und ein Verfahren für einen medizinischen Eingriff an einem Lebewesen nach Patentanspruch 21. Die Vorrichtung weist wenigstens einen zur Anbringung im Körper oder an der Körperoberfläche des Lebewesens vorgesehenen Positionssensor auf, welcher Positionen des Lebewesens betreffende Positionssensorsignale erzeugt und zur Verfügung stellt. Eine Recheneinrichtung ermittelt basierend auf den von dem wenigstens einen Positionssensor zur Verfügung gestellten Positionssensorsignalen eine Abweichung einer aktuellen Position von einer Ausgangsposition des Lebewesens, in der Bildinformationen des Körperinneren des Lebewesens gewonnen wurden, und erzeugt ein Steuersignal zur Abgabe eines akustischen Warnsignals, wenn die Abweichung einen Grenzwert überschreitet. Diese mit der vorstehend beschriebenen Erfindung kombinierbare Erfindung geht von der Überlegung aus, dass präoperativ, in einer bestimmten Ausgangsposition des Lebewesens gewonnene Bildinformation nur solange zur Navigation eines Instrumentes bei einem medizinischen, insbesondere einem minimal-invasiven Eingriff verwendet werden können, solange sich das Lebewesen innerhalb bestimmter Grenzen bewegt. Bei Überschreitung bestimmter Grenzen ist eine anfangs vorgenommene Registrierung eines dem Navigationssystem zugeordneten Koordinatensystems und eines Bildkoordinatensystems nicht mehr gültig, was zur Vermeidung von Verletzungen des Lebewesens im Zuge des minimal-invasiven Eingriffs akustisch mit einem Warnsignal signalisiert wird.
Nach einer Variante der Erfindung ist der Positionssensor zur Anordnung in oder an einem ruhenden Körperbereich des Lebewesens vorgesehen, so dass eine Positionsänderung des Lebewesens unabhängig von periodisch auftretenden Körperbereichsbewegungen ermittelt werden kann.
Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Grenzwert durch einen Benutzer vorgebbar oder auswählbar ist. Beispielsweise kann ein Grenzwert von 2 mm gewählt werden. Überschreitet die Bewegung eines Lebewesens in eine Raumrichtung den Grenzwert wird das akustische Warnsignal abgegeben.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Positionssensor ein elektromagnetischer mit einem elektromagnetischen Positionserfassungssystem erfassbarer Sensor oder ein mit einem optischen Positionserfassungssystem erfassbarer Sensor. Vorzugsweise werden sie Positionssensorsignale drahtlos an die Recheneinrichtung übermittelt. Die Positionssensorsignale können beispielsweise in Form von Funksignalen, Ultraschallsignalen oder Infrarotsignalen an die Recheneinrichtung übermittelt werden.
Nach einer Variante der Erfindung weist die Vorrichtung einen mit der Recheneinrichtung verbundenen Lautsprecher zur Abgabe eines akustischen Signals auf. Vorzugsweise unterscheidet sich dabei das den bestimmten Punkt oder die bestimmte Phasenlage der periodischen Bewegungskurve betreffende akustische Signal von dem akustischen Warnsignal, so dass ein Arzt die akustischen Information eindeutig zuordnen kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der beigefügten schematischen Zeichnung dargestellt, die eine Vorrichtung nach der Erfindung zur Ausführung der erfindungsgemäßen Verfahren zeigt.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung soll an dem schematisch dargestellten Patienten P ein minimal-invasiver Eingriff durchgeführt werden, bei dem ein Tumor 1 in der Leber 2 des Patienten P mit einer Biopsienadel 3 punktiert werden soll. Bei der Leber 2 handelt es sich dabei um ein Organ, das aufgrund von Atembewegungen des Patienten P periodisch seine Lage ändert bzw. periodische Bewegungen vollzieht, was in der Figur durch den Doppelpfeil a gekennzeichnet ist.
Im Vorfeld des minimal-invasiven Eingriffs, also präoperativ werden von dem die Leber 2 aufweisenden Körperbereich des Patienten P Bildinformationen ohne Anwesenheit der Biopsienadel 3 gewonnen und in einem Bilddatenspeicher 4 gespeichert. Die Bildinformationen können mit einer Röntgeneinrichtung, z. B. einem C-Bogen-Röntgengerät oder einem Röntgencomputertomographen, einem Magnetresonanzgerät, einem Ultraschallgerät oder auch mit einem anderen geeigneten bildgebenden Gerät gewonnen werden.
Die Biopsie erfolgt im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels des Weiteren unter Verwendung eines elektromagnetischen Navigationssystems 6. Das elektromagnetische Navigationssystem 6 umfasst im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels eine Steuer- und Recheneinheit 7, an die ein Transmitter oder Feldgenerator 8 zur Erzeugung eines alternierenden elektromagnetischen Feldes angeschlossen ist. Der Feldgenerator 8 ist hierzu in der Nähe des die Leber 2 aufweisenden Körperbereichs des Patienten P angeordnet. Des Weiteren umfasst das Navigationssystem 6 kleine, an sich bekannte und daher nicht näher dargestellte Spulen, welche im Bereich der Spitze der Biopsienadel 3 angeordnet und mit der Steuer- und Recheneinheit 7 mittels in einem Kabel 9 zusammengefasster Leitungen verbunden sind. Das elektromagnetische Feld des Feldgenerators 8 induziert Spannungen in den kleinen Spulen der Biopsienadel 3, die mit der Steuer- und Recheneinheit 7 kontinuierlich gemessen und dazu verwendet werden, die Position und Orientierung zumindest der Spitze der Biopsienadel 3 in einem dem Navigationssystem 6 zugeordneten Koordinatensystem kontinuierlich zu ermitteln.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung weist das elektromagnetische Navigationssystem 6 außerdem zwei mit der Steuer- und Recheneinheit 7 verbundene Sensoren 10, 11 auf. Die Sensoren 10 und 11 weisen ebenfalls kleine, an sich bekannte Spulen auf, in denen das elektromagnetische Feld des Feldgenerators 8 Spannungen induziert, die mit der Steuer- und Recheneinheit 7 kontinuierlich gemessen und dazu verwendet werden, die Positionen der Sensoren 10, 11 in einem dem Navigationssystem 6 zugeordneten Koordinatensystem kontinuierlich zu ermitteln.
Der Positionssensor 10 ist vorzugsweise in einem im Wesentlichen ruhenden Körperbereich des Patienten P an der Körperoberfläche des Patienten P angeordnet. Der Positionssensor 10 wird bereits vor der präoperativen Gewinnung der Bildinformationen von dem die Leber 2 aufweisenden Körperbereich des Pa tienten P am Patienten P angeordnet. Bei der präoperativen Gewinnung der Bildinformationen wird mit dem Positionssensor 10 die Position des Patienten P ermittelt und als Ausgangsposition oder Sollposition in der Steuer- und Recheneinheit 7 bereitgehalten.
Die präoperative Gewinnung der Bildinformationen des die Leber 2 aufweisenden Körperbereichs des Patienten P erfolgt vorzugsweise in der Regel im eingeatmeten Zustand des Patienten P, in dem die Leber 2 die in der Figur mit gestrichelten Linien gekennzeichnete Lage einnimmt. Der Patienten P wird hierzu kurz vor Gewinnung der Bildinformationen zum Anhalten des Atems angehalten. Anschließend werden die Bildinformationen unter Erfassung der Position des Patienten P mit dem Positionssensor 10 gewonnen. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist in dem Bilddatenspeicher 4 ein 3D-Bilddatensatz von dem die Leber 2 aufweisenden Körperbereich abgelegt, so dass 2D und 3D-Bilder von dem die Leber 2 aufweisenden Körperbereich des Patienten P zur Unterstützung des minimal-invasiven Biopsie auf einem Sichtgerät 5 dargestellt werden können.
Auch der Sensor 11 kann in nicht notwendiger Weise bereits vor oder auch erst nach der präoperativen Gewinnung der Bildinformationen von dem die Leber 2 aufweisenden Körperbereich des Patienten P an der Körperoberfläche des Patienten P angeordnet werden. Der Sensor 11 wird derart bzw. an einer derartigen Stelle an der Körperoberfläche des Patienten P angeordnet, dass mit dem Sensor 10 die aufgrund von Atembewegungen auftretenden periodischen Bewegungen der Leber 2 erfassbar sind.
Liegen die bei einer bestimmten, mit dem Positionssensor 10 erfassten Ausgangsposition des Patienten P gewonnenen Bildinformationen im Bilddatenspeicher 4 vor, erfolgt vor der Durchführung der Biopsie mittels der Bildinformationen in an sich bekannter Weise eine Registrierung des Patienten- oder Bildkoordinatensystems und des dem Navigationssystem 6 zuge ordneten Koordinatensystems, in dem die Koordinaten der Spitze der Biopsienadel 3, des Sensors 11 und des Positionssensors 10 bestimmt werden, um zur Unterstützung der Biopsie ein Abbild der Spitze des Biopsienadel 3 in die präoperativ gewonnenen Bildinformationen einblenden zu können.
Da die präoperativ gewonnenen, zur Unterstützung der Navigation der Biopsienadel 3 verwendeten Bildinformationen die periodische Bewegung der Leber 2 nicht berücksichtigen, die Positionen der Spitze der in den Körper des Patienten P eingeführten Biopsienadel 3 aber unter Berücksichtigung der Bewegung der Leber 2 mit dem elektromagnetischen Navigationssystem 6 kontinuierlich ermittelt und in die Bildinformationen eingeblendet werden, erfolgt die Einblendung 13 der Spitze der Biopsienadel 3 in die auf dem Sichtgerät 5 dargestellten Bildinformationen 12 der Leber 2 nur bei während der Biopsie eingeatmetem Zustand des Patienten P im Wesentliche korrekt. In Figur ist die Einblendung der Biopsienadel 3 bei eingeatmeten und ausgeatmeten Zustand gezeigt.
Damit ein die Biopsie durchführender Arzt weiß, wann das Abbild 13 der Biopsienadel 3 im Wesentlichen korrekt in die präoperativ aufgenommenen Bildinformationen eingeblendet ist, so dass die Biopsie vorgenommen werden kann, wird mit dem Sensor 11 die Bewegung der Leber 2 vorzugsweise kontinuierlich aufgezeichnet. Der Sensor 11 des elektromagnetischen Positionserfassungssystems 6 erzeugt hierzu die Bewegungen der Leber 2 betreffende Sensor- bzw. Positionssignale und stellt diese der Steuer- und Recheneinheit 7 zur Verfügung. Basierend auf den Sensorsignalen des Sensors 11 ermittelt die Steuer- und Recheneinheit 7 die periodische Bewegungskurve 14 der Leber 2, welche auf dem Sichtgerät 5 dargestellt wird. Die Maxima der Bewegungskurve entsprechen dem eingeatmeten Zustand, zu dem auch die Bildinformationen gewonnen wurden.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung erzeugt die mit einem entsprechenden Rechnerprogramm betriebene Steuer- und Recheneinheit 7 jeweils bei einem Maximum der Bewegungskurve 14 ein Steuersignal zur Abgabe eines akustischen Signals, mit dem ein an die Steuer- und Recheneinheit 7 angeschlossenen Lautsprecher 15 zur Abgabe des akustischen Signals, z. B. einem Piepton, angesteuert wird. Beim Ertönen des akustischen Signals weiß ein die Biopsie durchführender Arzt also, dass der eingeatmete Zustand des Patienten P signalisiert wird, bei dem ein Abbild 13 der Biopsienadel 3 im Wesentlichen korrekt in die präoperativ gewonnenen Bildinformationen auf dem Sichtgerät 5 eingeblendet ist. Zu diesen Zeitpunkten kann der Arzt die Biopsie schrittweise bildgestützt durchführen.
Um den Arzt dabei nicht mit optischen Informationen zu überfrachten, kann auch auf die optische Darstellung der Bewegungskurve 14 verzichtet werden.
Die Vorrichtung weist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels an die Steuer- und Recheneinheit 7 und den Bilddatenspeicher 4 angeschlossene Eingabemittel 16 auf, mit denen ein bestimmter periodisch auftretender Punkt der Bewegungskurve 14 oder eine bestimmte periodisch auftretende Phasenlage der Bewegungskurve 14, bei dem oder bei der das akustische Steuersignal periodisch erzeugt werden soll, vorgebbar oder auswählbar ist.
In einem weiteren Prozess wird stets die Position des Patienten P mit dem Positionssensor 10 und der Steuer- und Recheneinheit 7 überwacht. Der Positionssensor 10 erzeugt dabei kontinuierlich die Positionen des Patienten P betreffende Positionssensorsignale und stellt diese der Steuer- und Recheneinheit 7 zur Verfügung. Weicht die Position des Patienten P während der Durchführung der Biopsie zu weit von der Ausgangsposition des Patienten P ab, in der die Bildinformationen gewonnen wurden, d. h. wird ein Grenzwert überschritten, so dass die Registrierung zwischen Bildkoordinatensystem und dem Navigationssystem zugeordneten Koordinatensystem nicht mehr gültig ist, wird dies von der Steuer- und Recheneinheit 7 ermittelt und ein Steuersignal zur Abgabe eines weiteren, von dem ersten verschiedenen akustischen Signals erzeugt. Wenn der Lautsprecher 15 dieses zweite akustische Signal abgibt, weiß der Arzt, dass die aktuelle Lage des Patient P nicht mehr der Lage des Patienten bei der Gewinnung der Bildinformationen entspricht und ggf. die Registrierung neu durchzuführen ist. Der Schwellwert kann im Übrigen mittels der Eingabemittel 16 vorgegeben bzw. ausgewählt werden.
Im Fall des beschriebenen Ausführungsbeispiels sind die Sensor 10 und 11 über ein Kabel mit der Steuer- und Recheneinheit 7 verbunden. Die Sensoren 10 und 11 können ihre Sensorsignale aber auch drahtlos, beispielsweise in Form von Funksignalen (Bluetooth), Ultraschallsignalen oder Infrarotsignalen an die Steuer- und Recheneinheit 7 übermitteln, die in diesem Fall eine entsprechende Empfangseinheit aufweist.
Im Fall des vorliegenden Ausführungsbeispieles ist das Navigationssystem ein elektromagnetisches Navigationssystem. Das Navigationssystem kann aber auch ein optisches, optische Marker und Kameras aufweisendes Navigationssystem oder ein anderes geeignetes Navigationssystem sein.
Der Sensor 10 kann auch als Beschleunigungssensor ausgeführt sein, dessen Sensorsignale der Steuer- und Recheneinheit 7 zugeführt werden.
Anstelle der Steuer- und Recheneinheit 7 kann auch eine andere Recheneinrichtung vorhanden sein, um die Sensorsignale der Sensoren 10 und 11 auszuwerten und weiterzuverarbeiten bzw. weiterzugeben.
Die Vorrichtung ist im Übrigen nicht auf den Einsatz bei Biopsien beschränkt. Vielmehr können auch andere medizinische Eingriffe, insbesondere minimal-invasive Eingriffe mit der Vorrichtung unterstützt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

- "Needle and catheter navigation using electromagnetic tracking for computer-assisted C-arm CT interventions", Markus Nagel, Martin Hoheisel, Ralf Petzold, Willi A. Kalender and Ulrich H. W. Krause, Medical Imaging 2007: Visualization and Image-Guided Procedures, edited by Kevin R. Cleary, Michael I. Miga, Proc. of SPIE Volume 6509, 65090J, (2007) · 1605–7422/07/$18 · doi: 10.1117/12.709435 [0004]
- L. Maier-Hein, D. Maleike, J. Neuhaus, A. Franz, I. Wolf and H.-P. Meinzer beschreiben in "Soft tissue navigation using needle-shaped markers: Evaluation of navigation aid tracking accuracy and CT registration"; Proceedings of SPIE – Volume 6509; Medical Imaging 2007: Visualization and Image-Guided Procedures, edited by Kevin R. Cleary, Michael I. Miga [0006]

Claims

Vorrichtung für einen medizinischen Eingriff an oder im Bereich eines bewegten Körperbereichs, Gewebes oder Organs eines Lebewesens (P), aufweisend – wenigstens einen zur Anbringung im Körper oder an der Körperoberfläche des Lebewesens (P), an oder im Bereich des bewegten Körperbereichs, Gewebes oder Organs (2) des Lebewesens (P) vorgesehenen Sensor (11), welcher Bewegungen des bewegten Körperbereichs, Gewebes oder Organs (2) des Lebewesens (P) betreffende Sensorsignale erzeugt und zur Verfügung stellt, sowie – eine Recheneinrichtung (7), welche basierend auf den von dem wenigstens einen Sensor (11) zur Verfügung gestellten Sensorsignalen eine Bewegungskurve (14) ermittelt und an einem bestimmten, periodisch auftretenden Punkt oder an einer bestimmten periodisch auftretenden Phasenlage der Bewegungskurve (14) jeweils ein Steuersignal zur Abgabe eines akustischen Signals erzeugt, bei dessen Ertönen der medizinische Eingriff jeweils erfolgen kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1, mit der eine bestimmte Herzphase oder ein bestimmter Atemzustand des Lebewesens akustisch signalisierbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Punkt oder die Phasenlage der Bewegungskurve (14), bei dem oder bei der das Steuersignal zur Abgabe eines akustischen Signals erzeugt wird, durch einen Benutzer vorgebbar oder auswählbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der Sensor (11) ein elektromagnetischer mit einem elektromagnetischen Positionserfassungssystem erfassbarer Sensor, ein mit einem optischen Positionserfassungssystem erfassbarer Sensor oder ein Beschleunigungssensor ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der der Sensor seine Sensorsignale drahtlos an die Recheneinrichtung übermittelt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der der Sensor seine Sensorsignale in Form von Funksignalen, Ultraschallsignalen oder Infrarotsignalen an die Recheneinrichtung übermittelt.
Vorrichtung für einen medizinischen Eingriff an einem Lebewesen (P), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, aufweisend – wenigstens einen zur Anbringung im Körper oder an der Körperoberfläche des Lebewesens (P) vorgesehenen Positionssensor (10), welcher Positionen des Lebewesens (P) betreffende Positionssensorsignale erzeugt und zur Verfügung stellt, sowie – eine Recheneinrichtung (7), welche basierend auf den von dem wenigstens einen Positionssensor (10) zur Verfügung gestellten Positionssensorsignalen eine Abweichung einer aktuellen Position von einer Ausgangsposition des Lebewesens (P), in der Bildinformationen des Körperinneren des Lebewesens (P) gewonnen wurden, ermittelt und ein Steuersignal zur Abgabe eines akustischen Warnsignals erzeugt, wenn die Abweichung einen Grenzwert überschreitet.
Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der der Positionssensor (10) zur Anordnung in oder an einem ruhenden Körperbereich des Lebewesens (P) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, bei der der Grenzwert durch einen Benutzer vorgebbar oder auswählbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei der der Positionssensor (10) ein elektromagnetischer mit einem elektromagnetischen Positionserfassungssystem erfassbarer Sensor oder ein mit einem optischen Positionserfassungssystem erfassbarer Sensor ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei der der Positionssensor seine Positionssensorsignale drahtlos an die Recheneinrichtung übermittelt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, bei der der Positionssensor seine Positionssensorsignale in Form von Funksignalen, Ultraschallsignalen oder Infrarotsignalen an die Recheneinrichtung übermittelt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, welche einen mit der Recheneinrichtung (7) verbundenen Lautsprecher (15) zur Abgabe eines akustischen Signals aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der sich das den bestimmten Punkt oder die bestimmte Phasenlage der Bewegungskurve (14) betreffende akustische Signal von dem akustischen Warnsignal unterscheidet.
Verfahren für einen medizinischen Eingriff an oder im Bereich eines bewegten Körperbereichs, Gewebes oder Organs (2) eines Lebewesens (P), bei dem – mit wenigstens einem im Körper oder an der Körperoberfläche des Lebewesens (P), an oder im Bereich des bewegten Körperbereichs, Gewebes oder Organs (2) des Lebewesens (P) angebrachten Sensor (11), Bewegungen des bewegten Körperbereichs, Gewebes oder Organs (2) des Lebewesens (P) betreffende Sensorsignale erzeugt und zur Verfügung gestellt werden, und bei dem – mit einer Recheneinrichtung (7) basierend auf den von dem wenigstens einen Sensor (11) zur Verfügung gestellten Sensorsignalen eine Bewegungskurve (14) ermittelt und an einem bestimmten, periodisch auftretenden Punkt oder an einer bestimmten periodisch auftretenden Phasenlage der Bewegungskurve (14) jeweils ein Steuersignal zur Abgabe eines akustischen Signals erzeugt werden, bei dessen Ertönen der medizinische Eingriff jeweils erfolgen kann.
Verfahren nach Anspruch 15, bei dem eine bestimmte Herzphase oder ein bestimmter Atemzustand des Lebewesens akustisch signalisiert wird.
Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, bei dem der Punkt oder die Phasenlage der Bewegungskurve (14), bei dem oder bei der das Steuersignal zur Abgabe eines akustischen Signals erzeugt wird, durch einen Benutzer vorgebbar oder auswählbar ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, bei dem der Sensor (11) ein elektromagnetischer mit einem elektromagnetischen Positionserfassungssystem erfassbarer Sensor, ein mit einem optischen Positionserfassungssystem erfassbarer Sensor oder ein Beschleunigungssensor ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, bei dem die Sensorsignale drahtlos an die Recheneinrichtung übermittelt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, bei dem die Sensorsignale in Form von Funksignalen, Ultraschallsignalen oder Infrarotsignalen an die Recheneinrichtung übermittelt werden.
Verfahren für einen medizinischen Eingriff an einem Lebewesen (P), insbesondere nach einem der Ansprüche 15 bis 20, bei dem – mit wenigstens einem im Körper oder an der Körperoberfläche des Lebewesens (P) angebrachten Positionssensor (10) Positionen des Lebewesens (P) betreffende Positionssensorsignale erzeugt und zur Verfügung gestellt werden, und bei dem – mit einer Recheneinrichtung (7) basierend auf den von dem wenigstens einen Positionssensor (10) zur Verfügung gestellten Positionssensorsignalen eine Abweichung einer aktuellen Position von einer Ausgangsposition des Lebewesens (P), in der Bildinformationen des Körperinneren des Lebewesens (P) gewonnen wurden, ermittelt und ein Steuersignal zur Abgabe eines akustischen Warnsignals erzeugt werden, wenn die Abweichung einen Grenzwert überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 21, bei dem der Positionssensor zur Anordnung an oder in einem ruhenden Körperbereich des Lebewesens (P) vorgesehen ist.
Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, bei dem der Grenzwert durch einen Benutzer einstellbar oder auswählbar ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, bei dem der Positionssensor (10) ein elektromagnetischer mit einem elektromagnetischen Positionserfassungssystem erfassbarer Sensor oder ein mit einem optischen Positionserfassungssystem erfassbarer Sensor ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 24, bei dem die Positionssensorsignale drahtlos an die Recheneinrichtung übermittelt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 25, bei dem die Positionssensorsignale in Form von Funksignalen, Ultraschallsignalen oder Infrarotsignalen an die Recheneinrichtung übermittelt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 26, bei dem ein mit der Recheneinrichtung (7) verbundener Lautsprecher (15) zur Abgabe eines akustischen Signals vorhanden ist.
Verfahren nach Anspruch 27, bei dem sich das den bestimmten Punkt oder die bestimmte Phasenlage der Bewegungskurve (14) betreffende akustische Signal von dem akustischen Warnsignal unterscheidet.