DE102010031737A1

DE102010031737A1 - Vorrichtung zur Gewebeentnahme

Info

Publication number: DE102010031737A1
Application number: DE201010031737
Authority: DE
Inventors: Daniel Fischer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2010-07-21
Filing date: 2010-07-21
Publication date: 2012-01-26
Also published as: US20120022401A1; US9138206B2

Abstract

Bei dieser Vorrichtung zur Gewebeentnahme ist der die Biopsienadel aufnehmende Nadelhalter über ein Verbindungselement derart platzierbar, dass keine zu untersuchenden Bereiche während einer Röntgenaufnahme durch Teile der Vorrichtung verdeckt werden.

Description

Bei einer Biopsie wird eine Gewebeprobe, beispielsweise aus dem Gewebe der Mamma eines Patienten, zur histologischen Untersuchung entnommen. Die Entnahme der Gewebeprobe kann unter Zuhilfenahme von bildgebenden Verfahren erfolgen. Mit Hilfe eines Tomosyntheseverfahrens wird ein Übersichtsvolumensatz von der Brust erstellt. Zur Erstellung des Übersichtsvolumensatzes werden Röntgenbilder von der Mamma aufgenommen. Zur Röntgenbildaufnahme wird eine Röntgenröhre in beispielsweise einer Kreisbahn über einen Detektor bewegt. Die Röntgenröhre bewegt sich beispielsweise bei der Tomosynthese in einem Winkelbereich von +25° bis –25°. In regelmäßigen Abständen wird dann eine Röntgenstrahlung in der Röntgenquelle ausgelöst und das jeweilige Röntgenbild vom Detektor ausgelesen und zwischengespeichert. Anschließend wird aus der Vielzahl der in digitalen Bilddaten vorliegenden Projektionen ein Übersichtsvolumensatz erstellt. In dem Übersichtsvolumensatz, werden Bereiche für die Entnahme einer Gewebeprobe lokalisiert und daraus die Koordinaten für die Einstichposition, -richtung und Einstichtiefe einer Biopsienadel ermittelt. Zur Gewebeentnahme wird die Biopsienadel in die Brust eingebracht. Da eine exakte Fixierung der Brust zwischen dem Detektor und einer Kompressionsplatte über die gesamte Untersuchungsdauer sehr schwer einzuhalten ist und die zu entnehmende Gewebeveränderung oft nur wenige Kubikmillimeter groß ist, wird vor der Entnahme der Gewebeprobe ein Kontrollvolumensatz mit einer in das Brustgewebe eingeführten Biopsienadel erstellt. Mittels der Daten aus dem Kontrollvolumensatz kann die Ausrichtung sowie die Position der Biopsienadelspitze überprüft und eine Anpassung und Ausrichtung der Biopsienadel vorgenommen werden. Die Anordnung bringt jedoch den Nachteil mit sich, dass Teile der Biopsieeinheit Röntgenbildinformationen verdecken und zusätzlich sogenannte Out-of-Plane Artefakte erzeugen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung für eine Gewebeentnahme anzugeben die die oben genannten Nachteile überwindet.
Die Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
Diese Vorrichtung zur Gewebeentnahme weist eine Ausrichteinheit, einen mindestens eine Biopsienadel aufnehmenden Nadelhalter sowie eine Verbindungseinheit auf. Die Verbindungseinheit ist derart ausgebildet, dass der Nadelhalter seitlich eines Objektes angeordnet werden kann. Die Verbindungseinheit ist über einen Ausrichtarm mit der Ausrichteinheit verbunden und kann mittels diesem u. a. positioniert werden. Mit dem Ausrichtarm der Ausrichteinheit kann die Verbindungseinheit vertikal und/oder horizontal verschoben werden. In einer Ausgestaltung kann die Verbindungseinheit einstückig ausgebildet sein. Die Ausrichteinheit wird im Randbereich der Detektoreinheit angeordnet. Der Nadelhalter zur Gewebeentnahme kann entlang eines Kreissegmentes um das zu bioptierende Objekt angeordnet werden. Der Nadelhalter kann dadurch ausgerichtet werden, dass die in diesem integrierte Biopsienadel beliebig in ein Objekt eingeführt werden kann.
Die Vorrichtung bringt der Vorteil mit sich, dass ein zur Gewebeentnahme mindestens eine Biopsienadel aufnehmender Nadelhalter über ein Verbindungselement derart ausrichtbar ist, dass durch diese keine zu untersuchenden Bereiche während einer Röntgenaufnahme verdeckt werden.
Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, das Out-of-Plane-Artefakte vermieden werden.
Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass die Darstellung des Brustgewebes klar und deutlich ist.
Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass die Entnahme der Gewebeprobe unter einer Minimierung der Eindringtiefe in das Objekt erfolgt.
Die Erfindung wird im Folgenden mittels der in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 eine Vorderansicht,
2 eine Draufsicht,
3 eine Draufsicht eines Ausführungsbeispiels u.,
4 eine dazugehörige Seitenansicht und
5 eine Trajektorie.
Bei dieser Vorrichtung zur Gewebeentnahme ist der die Biopsienadel aufnehmende Nadelhalter über ein Verbindungselement derart platzierbar, dass keine zu untersuchenden Bereiche während einer Röntgenaufnahme durch Teile der Vorrichtung verdeckt werden.
1 und 2 zeigt eine bekannte Biopsieeinheit BE. Mit dieser Biopsieeinheit wird die Biopsienadel vertikal in eine Brust eingeführt. Die Biopsieeinheit BE ist dabei unmittelbar oberhalb des zu untersuchenden Objektes O angeordnet. Bei dieser bekannten Ausgestaltung ist das Objekt O zwischen Kompressionsplatte KP und Oberfläche eines Detektors D komprimiert und fixiert. Dieses Objekt O kann beispielsweise die Brust eines Patienten sein. Die Brust O verbleibt angefangen von einer Übersichtsaufnahme bis zur Entnahme des Gewebes in der Kompressionseinheit des Mammographiegerätes. Eine Biopsienadel BN ist in einem Biopsienadelhalter NH befestigt und dieser über eine Verbindungseinheit VE mit einem Ausrichtarm einer Ausrichteinheit BE verbunden. Mit an die Ausrichteinheit BE weitergeleiteten und durch die Ausrichteinheit angepassten Steuersignalen wird die Biopsienadelspitze BN auf eine lokalisierte Gewebeveränderung GV ausgerichtet. Diese Gewebeveränderung GV kann beispielsweise aus den errechneten Schichtbildern aus dem Übersichtsvolumensatz mittels einem Bildauswertealgorithmus lokalisiert werden. Die Schichtbilder werden aus einem ersten Volumensatz der auch als Übersichtsvolumensatz bezeichnet wird erstellt. Die Biopsienadel BN wird nach einer Priorisierung der lokalisierten Gewebeveränderungen GV rechnergesteuert auf eine ausgewählte Gewebeveränderung GV navigiert und ausgerichtet. Die überwiegend vertikal ausgerichtete Biopsienadel BN wird dazu innerhalb einer Aussparung AS in der Kompressionsplatte KP auf die Gewebeveränderung GV ausgerichtet. In 1 ist die Biopsienadel BN in das Gewebe der Brust O eingeführt und auf eine Gewebeveränderung GV ausgerichtet. Die Spitze der Biopsienadel BN ist unmittelbar vor der lokalisierten Gewebeveränderung GV positioniert. Erst nach einer Überprüfung, beispielsweise nach Erstellung eines zweiten Volumensatzes, der auch als Kontrollvolumensatz bezeichnet werden kann, wird die Biopsienadel, falls nötig nochmals ausgerichtet. Nach dieser Überprüfung erfolgt die Entnahme der Gewebeprobe aus der lokalisierten Gewebeveränderung GV.
In 2 ist eine Draufsicht auf eine Biopsieeinheit gezeigt. Abgebildet sind hier die Ausrichteinheit BE sowie die Verbindungseinheit VE zwischen Ausrichteinheit BE und Biopsienadelhalter NH. Die Richtungspfeile RF geben die Bewegungsrichtungen des Biopsienadelhalters NH bezogen auf die Detektoroberfläche wieder. Diese Anordnung bringt die Nachteile mit sich, dass bei einer Röntgenaufnahme die Biopsienadel, Teile des Biopsienadelhalters NH sowie die Verbindungseinheit VE selbst im Röntgenbild abgebildet werden und Röntgenbildinformation für den Betrachter nicht zugänglich machen. Zusätzlich erzeugen die Gegenstände Artefakte bei der Bildung eines Volumensatzes.
3 gibt ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung wieder. Bei dieser Ausgestaltung ist der Biopsienadelhalter über ein bogenförmiges Verbindungselement VE mit einem Arm AR der Ausrichteinheit BE verbunden. Die Ausrichteinheit BE ist im Gegegensatz zu der in 1 und 2 gezeigten Anordnung von der Kompressionsplatte KP und dem zu untersuchenden Objekt abgesetzt angeordnet. Der Nadelhalter NH kann durch die bogenförmige Verbindungseinheit VE an der Brust beliebig positioniert werden. Entsprechend der Lokalisation der Gewebeveränderung kann der Biopsienadelhalter mit dem Arm AR der Ausrichteinheit BE gehoben oder gesenkt werden. Über das verschieben des Biopsienadelhalters NH entlang des bogenförmigen Verbindungselementes VE kann eine optimale Ausgangsposition für eine Gewebeentnahme eingestellt werden. Die bogenförmige Ausgestaltung kann beispielsweise auch durch mehrere in Form eines N-Ecks miteinander zu verbindender Glieder erreicht werden. Die Glieder können geradlinig ausgebildet sein. Das Verbindungselement VE ist am Arm AR der Ausrichteinheit BE verschiebbar befestigt. Der Biopsienadelhalter NH ist ebenfalls entlang des Kreisbogens verschiebbar. Des Weiteren kann beim Verschieben des Biopsienadelhalters BN entlang des Kreisrings die Spitze der Biopsienadel auf ein Isozentrum ausgerichtet bleiben. Ist eine Endposition gefunden, wird der Nadelhalter NH arretiert. Eine Feinausrichtung kann zusätzlich noch nach der Arretierung mit der Ausrichteinheit BE erfolgen. Durch diese Ausrichtung kann die Biopsienadelspitze exakt auf eine priorisierte Gewebeveränderung ausgerichtet werden ohne das mögliche weitere Gewebeveränderungen bei der Biopsieentnahme durch die Biopsienadel tangiert werden. Der Kreisring kann, wie oben angegeben, ebenso durch den Arm AR der Ausrichteinheit BE gehoben oder abgesenkt werden. Die Ausgestaltung bringt den Vorteil mit sich, dass durch die Befestigungseinheit BE sowie den Biopsienadelhalter NH kein Gewebe der Brust bei Röntgenaufnahmen verdeckt wird.
4 zeigt eine Seitenansicht der in 3 dargestellten Vorrichtung. In dieser Darstellung ist ein erstes und zweites Verbindungselement VE1, VE2 der Verbindungseinheit VE gezeigt. Das erste Verbindungselement VE ist dabei halbkreisförmig ausgebildet. Die beiden Elemente sind durch arretierbare Verbindungselemente, z. B. Gelenke, verbunden. Um eine parallel zur Oberfläche der Detektoreinheit D ausgerichtete Biopsienadel anzuheben, kann entweder der durch die Ausrichteinheit BE steuerbare Arm AR oder das in dieser Darstellung gezeigte vertikal ausgerichtete zweite Verbindungselement VE2 vertikal verschoben werden.
In 5 ist eine Trajektorie T einer Röntgenröhre R eines hier nicht näher dargestellten Mammographiegerätes mit einer Einstell- und Haltevorrichtung für eine Biopsienadel BN wiedergegeben. Die Trajekorie T kann dabei wie dargestellt entlang eines Kreissegmentes oder innerhalb einer Ebene erfolgen. Für eine Tomosynthese wird eine erste Sequenz von beispielsweise 25 Röntgenbildern erstellt. Dabei wird die Röntgenröhre R über dem Detektor D entlang eines Kreisbogens in einem Winkelbereich zwischen 25° bis –25° bewegt. Objekte unterschiedlicher Höhe in der Brust werden bei verschiedenen Winkeln unterschiedlich projiziert. Während der anschließenden Rekonstruktion, zum Beispiel durch die Methode der gefilterten Rückprojektion, werden auffällige Gewebestrukturen in der Mamma durch geeignetes Filtern, Verschieben und Summieren verstärkt. Die Rekonstruktion führt zu einer Vielzahl von Schichtenbildern in unterschiedlichen Tiefenlagen parallel zur Detektoroberfläche. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel werden eine erste Sequenz von Röntgenbildern von der komprimierten Brust sowie eine zweite Sequenz von Röntgenbildern vor einer Biopsieentnahme aus dem Gewebe der Brust angefertigt. Mit der ersten Sequenz wird ein erster Volumensatz, ein Übersichtsvolumensatz und mit der zweiten Sequenz wird ein zweiter Volumensatz, ein Kontrollvolumensatz, erstellt. Die Ausgestaltung und Anordnung der Biopsienadelhalterung bringt den Vorteil mit sich, dass in den Röntgenaufnahmen keine Teile der Befestigungseinheit, des Ausrichtarms, der Verbindungseinheit oder des Biopsienadelhalters abgebildet werden.
Bezugszeichenliste:

BE

Befestigungseinheit

NH

Nadelhalter

BN

Biopsienadel

KP

Kompressionsplatte

O

Objekt

GV

Gewebeveränderung

D

Detektor

VE

Verbindungseinheit

AS

Aussparung

AR

Arm

GE

Gelenk

DA1

Drehachse

VE1

erstes Modul

VE2

zweites Modul

R

Röntgenkopf

T

Trajektorie

Claims

Vorrichtung zur Gewebeentnahme mit einer Ausrichteinheit (BE), einem mindestens eine Biopsienadel (BN) aufnehmenden Nadelhalter (NH), dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichteinheit (BE) im Randbereich der Detektoreinheit angeordnet ist, dass eine Verbindungseinheit (VE) zwischen Ausrichteinheit (BE) und Nadelhalter (NH) vorgesehen ist, dass die Verbindungseinheit (VE) derart ausgebildet ist, dass der Nadelhalter (NH) zur Gewebeentnahme entlang eines Kreissegmentes um ein Objekt (O) anordenbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Biopsienadel (BN) des Nadelhalters (NH) parallel zur Detektoroberfläche ausrichtbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinheit (VE) halbkreisförmig ausgebildet ist und mittels eines durch die Ausrichteinheit (BE) verstellbaren Ausrichtarmes (AR) positionierbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinheit (VE) vertikal verschiebbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinheit (VE) horizontal verschiebbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinheit einstückig ausgebildet ist, wobei die Verbindungseinheit (VE) mit einem ersten arretierbaren Gelenk (GE) mit dem Ausrichtarm (AR) sowie einem zweiten arretierbaren Gelenk (GE) mit dem Nadelhalter (NH) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinheit (VE) aus mindestens zwei Gliedern besteht und diese mit einem arretierbaren Verbindungselement (GE) verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nadelhalter (NH) um eine erste Drehachse (DA1) des drehbar ausrichtbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nadelhalter (NH) parallel zu einer das Objekt aufnehmenden Unterlage ausrichtbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nadelhalter (NH) derart ausrichtbar ist, dass eine an diesem angeordente Biopsienadel (BN), bezogen auf die Unterlage eines Objektes (O), schräg in das Objekt einführbar ist.