DE102008058497B3 - Medical device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine medizintechnische Vorrichtung, aufweisend einen Patientenlagerungstisch (1) mit Patientenlagerungsplatte (2) und eine elektromagnetische Ortungs- und Navigationseinrichtung mit einem Feldgenerator (15), wobei der Feldgenerator (15) in die Patientenlagerungsplatte (2) des Patientenlagerungstisches (1) integriert ist, wobei der Feldgenerator (15) in der Patientenlagerungsplatte (2) in Bezug auf die Patientenlagerungsplatte (2) längs und quer verstellbar angeordnet ist.The invention relates to a medical device, comprising a patient support table (1) with patient support plate (2) and an electromagnetic locating and navigation device with a field generator (15), wherein the field generator (15) in the patient support plate (2) of the patient support table (1) integrated is, wherein the field generator (15) in the patient support plate (2) with respect to the patient support plate (2) is arranged longitudinally and transversely adjustable.
Description
Die Erfindung betrifft eine medizintechnische Vorrichtung, insbesondere für einen minimal-invasiven Eingriff unter Navigation eines medizinischen Objektes im Körper eines Patienten.The The invention relates to a medical device, in particular for one Minimally invasive procedure under navigation of a medical object in the body a patient.
Minimal-invasive medizinische Eingriffe gewinnen zunehmend an Bedeutung. So sind beispielsweise bei der Behandlung von koronaren Herzerkrankung die chirurgischen Bypass-Operationen am Herzen deutlich zu Gunsten der Ballon-Dilatation (PTCA = Perkutane Transluminale Koronare Angioplastie) und dem Einsetzen eines Stents zurückgegangen. Auch im Bereich der Biopsien, Wirbelsäulentherapien und Tumorablationen nehmen minimal-invasive Eingriffe zu.Minimally invasive Medical interventions are becoming increasingly important. So are for example, in the treatment of coronary heart disease the Surgical bypass surgery on the heart clearly in favor of Balloon Dilatation (PTCA = Percutaneous Transluminal Coronary Angioplasty) and the insertion of a stent decreased. Also in the area biopsies, spine therapies and tumor ablation increase with minimally invasive procedures.
Bei einem minimal-invasiven Eingriff werden z. B. eines oder mehrere medizinische Instrumente in den Körper eines Patienten zur Therapie oder Diagnostik eingeführt. Nach der Einführung eines medizinischen Instrumentes in den Körper des Patienten ist dieses für einen den Eingriff durchführenden Arzt nicht mehr direkt sichtbar. Zur Navigation des Instrumentes im Körper des Patienten muss dieses daher in geeigneter Weise für den Arzt in Bildinformationen visualisiert werden. Zur Positionsbestimmung des Instrumentes im Körper des Patienten bei minimal-invasiven medizinischen Eingriffen, welche für die Visualisierung des Instrumentes, insbesondere der Spitze des Instrumentes, in Bildinformationen aus dem Körperinneren des Patienten erforderlich ist, stehen heutzutage verschiedenartiger Systeme und Verfahren zur Verfügung.at a minimally invasive procedure z. B. one or more medical instruments in the body of a patient for therapy or diagnostics. After the introduction a medical instrument into the patient's body is this for one performing the procedure Doctor no longer directly visible. For navigation of the instrument in the body The patient must therefore do this appropriately for the doctor visualized in image information. For position determination of the instrument in the body the patient in minimally invasive medical interventions, which for the Visualization of the instrument, in particular the tip of the instrument, in image information from inside the body the patient is required, are nowadays more diverse Systems and procedures available.
Fortschritte in der 3D-Röntgenbildgebung erlauben inzwischen 3D-Abbildungen von Organen und auch von Instrumenten, welche sich im Körper eines Lebewesens befinden. Jedoch ist es immer noch schwierigen im Röntgenbild zwischen Instrumenten, Organen und Knochen zu unterscheiden und gleichzeitig möglichst wenig Röntgenstrahlung für die Bildgebung und zur Positionsbestimmung von Instrumenten zu verwenden.progress in 3D X-ray imaging now allow 3D images of organs as well as instruments, which is in the body of a Living being. However, it is still difficult in the X-ray distinguish between instruments, organs and bones and at the same time as little as possible X-ray radiation for imaging and to use for positioning of instruments.
In
diesem Zusammenhang ist in der
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 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.In "Needle 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 is an electromagnetic navigation system AURORA of the company NDI, Waterloo, Ontario, Canada. The electromagnetic navigation system comprises a field generator for generating an electromagnetic Field to positions and orientations of medical instruments to determine which in their tip each small induction coils exhibit. Based on the induced voltages, the AURORA system determine the position and orientation of the respective instrument.
Zur Verbesserung der Genauigkeit der Ortung von Instrumenten und zur Verbesserung der Ermittlung der Koordinatentransfor mationen zwischen einem Bildkoordinatensystem und einem dem Navigationssystem zugeordnete Koordinatensystem, was auch als Registrierung bezeichnet wird, weisen auf Röntgenstrahlung basierende und/oder auf elektromagnetischen Wellen basierende Navigationssysteme häufig eine Röntgenmarker und/oder elektromagnetische Marker umfassende Platte auf, welche unter einem Patienten angeordnet wird, an dem der minimal-invasive Eingriff durchgeführt wird. So weist das 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 beschriebene System ein sogenanntes „registration panel” mit fünf Röntgenmarkern, die automatisch in Röntgenbildern detektiert werden können, und mit einem elektromagnetischen Sensor auf, welcher mit dem AURORA System detektierbar ist. Das „registration panel” wird dabei nicht nur zur Registrierung, sondern auch als Referenzsystem während der Navigation von Instrumenten verwendet.to Improving the accuracy of locating instruments and for Improving the determination of coordinate transformations between one Image coordinate system and a navigation system associated Coordinate system, which is also referred to as registration point on X-rays based and / or electromagnetic wave based navigation systems often an x-ray marker and / or electromagnetic marker comprising plate, which is placed under a patient to whom the minimally invasive Intervention performed becomes. This is what the "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 System a so-called "registration panel" with five x-ray markers, which automatically in X-ray images can be detected and with an electromagnetic sensor connected to the AURORA System is detectable. The "registration panel " not only for registration, but also as a reference system while the navigation of instruments used.
Nachteilig an dieser Lösung ist, dass die die Röntgenmarker und den elektromagnetischen Marker umfassende Platte bzw. das „registration panel” für den Patienten unbequem ist und bei längeren Eingriffen Druckstellen bzw. Druckverletzungen am Patienten auftreten können.A disadvantage of this solution is that the plate or the "registration panel" comprising the x-ray markers and the electromagnetic marker is uncomfortable for the patient and, for longer interventions, pressure points or pressure injuries on the patient ducks can occur.
Des Weiteren muss der Feldgenerator des elektromagnetischen Navigationssystems an einer den Patienten aufnehmenden Patientenlagerungsvorrichtung befestigt oder auf einem gesondert ausgeführten Stativ neben der Patientenlagerungsvorrichtung angeordnet werden, um das elektromagnetische Feld für die Navigation in dem gewünschten Raumbereich zur Verfügung zu stellen. Dieser Aufbau beeinträchtigt jedoch den Zugang zum Patienten und erhöht zudem das Risiko von Kollisionen, beispielsweise mit einem bildgebenden medizintechnischen Gerät, das bei dem Eingriff zur interoperativen Bildgebung zum Einsatz kommt.Of Further must be the field generator of the electromagnetic navigation system on a patient support device receiving the patient attached or on a separately executed tripod next to the patient support device be arranged to the electromagnetic field for navigation in the desired room area to disposal to deliver. However, this structure affects access to the Patients and elevated In addition, the risk of collisions, for example, with an imaging medical device that used in the intervention for interoperative imaging.
In
der
Aus
der
Ein elektromagnetisches Navigationssystem weist in der Regel außerdem einen auf einem Wagen oder einem Gestell angeordneten PC (Personal Computer) mit Anzeigevorrichtung zur Bedienung des elektromagnetischen Navigationssystems auf. Der Wagen oder das Gestell beansprucht ebenfalls Raum um die Patientenlagerungsvorrichtung.One Electromagnetic navigation system usually also has one on a cart or a rack arranged PC (personal computer) with display device for operating the electromagnetic navigation system on. The cart or rack also takes up space around the Patient support device.
Auch die Patientenadministration sowie die Dokumentation von navigationsgeführten Eingriffen inklusive das Festhalten von Verbrauchsmaterialien bei einem derartigen medizinischen Eingriff ist aufgrund der verwendeten verschiedenen Gerätschaften und Einzelkomponenten nicht durchgängig, was für einen möglichst optimalen medizinischen Workflow nachteilig ist. Denn einen medizinischen Eingriff betreffende Daten, z. B. Patientendaten, müssen sowohl an dem elektromagnetischen Navigationssystems als auch an dem verwendeten bildgebenden Gerät verwaltet, eingegeben, modifiziert, einer Patientenakte zugeführt etc. werden.Also patient administration as well as the documentation of navigation-guided interventions included the retention of consumables in such a medical Intervention is due to the different equipment used and individual components are not consistent, what the best possible medical Workflow is disadvantageous. Because a medical procedure concerned Data, e.g. Eg patient data both on the electromagnetic navigation system and on manages the imaging device used, entered, modified, supplied to a patient record, etc. become.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart anzugeben, dass bei einem medizinischen Eingriff unter Verwendung der Vorrichtung die Voraussetzungen für eine Verbesserung des Workflow geschaffen werden.Of the The invention is therefore based on the object, a device of specify the type mentioned above such that in a medical procedure using the device the requirements for an improvement of the workflow.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine medizintechnische Vorrichtung aufweisend einen Patientenlagerungstisch mit Patientenlagerungsplatte und eine elektromagnetische Ortungs- und Navigationseinrichtung mit einem Feldgenerator, welcher Feldgenerator in die Patientenlagerungsplatte des Patientenlagerungstisches integriert ist und der bezüglich dieser Flatte längs und quer verstellbar angeordnet ist.To the invention, this object is achieved by a medical technology Device comprising a patient table with patient support plate and an electromagnetic location and navigation device with a field generator, which field generator into the patient support plate of the patient table is integrated and with respect to this Flatten along and is arranged transversely adjustable.
Es wird also vorgeschlagen, die elektromagnetische Ortungs- und Navigationseinrichtung zumindest teilweise in den Patientenlagerungstisch zu integrieren, was bedeutet, dass Komponenten der Ortungs- und Navigationseinrichtung, wie ein Feldgenerator in die Patientenlagerungsplatte integriert im Sinne von aufgenommen sind und somit keinen gesonderten Raum beanspruchen. Diese Maßnahme schafft die Voraussetzungen, dass sich der Arbeitsablauf bzw. der Workflow bei einem medizinischen, insbesondere bei einem minimal-invasiven Eingriff an einem Patienten unter Verwendung der medizinischen Vorrichtung verbessern lässt, da Freiraum um den Patientenlagerungstisch geschaffen werden kann.It So it is proposed, the electromagnetic positioning and navigation device at least partially integrate into the patient table, which means that components of the positioning and navigation device, as a field generator integrated into the patient support plate are included in the sense of and therefore no separate room claim. This measure creates the prerequisites that the workflow or the workflow in a medical, especially a minimally invasive Engaging a patient using the medical device to improve, because free space can be created around the patient table.
Der Feldgenerator zur Erzeugung eines veränderlichen elektromagnetischen Feldes der elektromagnetischen Ortungs- und Navigationseinrichtung, der integraler Bestandteil des Patientenlagerungstisches ist, ist dabei verstellbar in Bezug auf die Patientenlagerungsplatte angeordnet. Hierzu können beispielsweise Schienen oder ein Schienensystem zum Verschieben des Feldgenerators quer und längs relativ zu der Patientenlagerungsplatte vorgesehen sein.Of the Field generator for generating a variable electromagnetic Field of the electromagnetic locating and navigation device, the is an integral part of the patient table is included adjustably arranged with respect to the patient support plate. For example, this can be done Rails or a rail system for moving the field generator transverse and longitudinal relative be provided to the patient support plate.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist der Feldgenerator in einer verstellbaren Lade der Patientenlagerungsplatte, vergleichbar mit einer Röntgenkassette in einem Bucky-Tisch, angeordnet, welche Lade in der Patientenlagerungsplatte angeordnet ist und relativ zu der Patientenlagerungsplatte bzw. einem Patienten in eine gewünschte Position gebracht bzw. verstellt werden kann.To an embodiment the invention is the field generator in an adjustable tray the patient support plate, comparable to an X-ray cassette In a Bucky table, arranged, which load in the patient support plate is arranged and relative to the patient support plate or a patient in a desired Position can be brought or adjusted.
Nach einer Variante der Erfindung ist vorzugsweise wenigstens ein röntgenpositiver und/oder wenigstens ein elektromagneti scher Marker bzw. Sensor der elektromagnetischen Ortungs- und Navigationseinrichtung fest oder verstellbar in die Patientenlagerungsplatte integriert, d. h. darin aufgenommen, was von außen in der Regel nicht direkt erkennbar ist, wenn nicht entsprechende optische Markierungen vorhanden sind. Auf diese Weis kann auf eine Markerplatte bzw. das eingangs beschriebene „registration panel” verzichtet werden.According to a variant of the invention, preferably at least one X-ray positive and / or at least one electromagnetic marker and sensor of the electromagnetic positioning and navigation device is permanently or adjustably integrated into the patient support plate, ie received therein, which is generally not directly recognizable from the outside, if not appropriate optical mark ments are present. In this way can be dispensed with a marker plate or the "registration panel" described above.
Die medizintechnische Vorrichtung ist insbesondere zur Verwendung für eine Biopsie, eine Tumorablation oder für diagnostische oder therapeutische Interventionen an der Lunge oder am Herzen eines Patienten vorgesehen.The medical device is in particular for use in a biopsy, a tumor ablation or for diagnostic or therapeutic interventions on the lungs or provided at the heart of a patient.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:embodiments The invention are in the attached schematic drawings shown. Show it:
In
Die
Vorrichtung umfasst einen Patientenlagerungstisch
Das
C-Bogen-Röntgengerätes
Das
C-Bogen-Röntgengerät
Mit
dem C-Bogen-Röntgengerät
Die
elektromagnetische Ortungs- und Navigationseinrichtung wird von
der Systemsteuerung
Bei
Anwendung der medizintechnischen Vorrichtung induziert das elektromagnetische
Feld des Feldgenerators
Bei
dem Patientenlagerungstisch
Die
Systemsteuerung
In
vergleichbarer Weise ist auch die Betriebssoftware für den Patientenlagerungstisch
Die
Bedienung der medizintechnischen Vorrichtung kann über die
nicht explizit dargestellten Bedieneinrichtungen bzw. Eingabemittel
des C-Bogen-Röntgengerätes
Die
Anzeige bzw. Darstellung von Menus der Betriebssoftware, von Daten
im Allgemeinen, von Patientendaten, von mit dem C-Bogen-Röntgengerät
Alternativ
kann anstelle der Gruppe von Sichtgeräten
Für die Patientenadministration
ist ein DICOM-Interface
Der
Feldgenerator
Darüber hinaus
sind im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels mehrere röntgenpositive Marker
Die
röntgenpositiven
Marker
Die
fünf röntgenpositiven
Marker
Nach
der Erfindung ist der Feldgenerator
Grundsätzlich kann
der Feldgenerator
Der
Feldgenerator
Prinzipiell
kann der Feldgenerator auch in das C-Bogen-Röntgengerät
Unabhängig von
der gewählten
Anordnungsalternative des Feldgenerators
Eine
Alternative zur Verwendung eines Feldgenerators stellt die Verwendung
von mehreren Feldspulen
Im
Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels
weist die medizintechnische Vorrichtung zusätzlich eine Kollisionsdetektoreinheit
Bei dem beschriebenen bildgebenden medizintechnischen Gerät muss es sich im Übrigen nicht notwendigerweise um ein Röntgengerät bzw. ein C-Bogen-Röntgengerät handeln. Das bildgebende medizintechnische Gerät kann auch ein Röntgencomputertomograph oder ein Ultraschallgerät sein.at the described medical imaging device it must By the way not necessarily an X-ray device or a C-arm X-ray device. The medical imaging device may also be an X-ray computer tomograph or an ultrasound device be.
Des
Weiteren muss der Steuerrechner
Bei der elektromagnetischen Ortungs- und Navigationseinrichtung kann es sich funktionell beispielsweise um das AURORA tracking System von Northern Digital Inc., Waterloo, Ontario, Kanada handeln, wie es u. a. 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 Ima ging 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 beschrieben ist.at the electromagnetic positioning and navigation device can it is functionally for example the AURORA tracking system from Northern Digital Inc., Waterloo, Ontario, Canada it u. a. in "Needle C-arm CT interventions ", Markus Nagel, Martin Hoheisel, Ralf Petzold, Willi A. Kalender and Ulrich H.W. Krause, Medical Ima went 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 is described.
Bei der vorliegenden Erfindung ist die elektromagnetische Ortungs- und Navigationseinrichtung in Anhängigkeit von der Ausführungsform teilweise, bevorzugt vollständig in den Patientenlagerungstisch integriert, wodurch ein verbesserter Arbeitsablauf bzw. Workflow erreichbar ist.at The present invention is the electromagnetic locating and Navigation device in pendency from the embodiment partially, preferably completely integrated into the patient table, resulting in an improved Workflow or workflow is achievable.
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