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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung einer Behandlung an verschiedenen Zielorten einer Prostata in einem Patienten.
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Ein Patient mit einem erhöhten PSA-Wert (Prostata spezifisches Antigen) oder suspektem Tastbefund wird heute in der Verdachtsdiagnose PCa (Prostata-Karzinom) zur Prostatastanzbiopsie überwiesen. Hierbei werden durch einen Urologen in der Regel ca. 12 Gewebeproben unter Kontrolle durch TRUS (transrektaler Ultraschall) entnommen. Die Entnahme erfolgt nach einem festen (Orts-)Schema, da ein Prostatakarzinom im Ultraschallbild oft nicht sichtbar ist. Dieses Vorgehen wird als auch „blinde“ Biopsie bezeichnet. Dabei kann ein vorhandenes Prostatakarzinom verfehlt werden. Außerdem weist der PSA-Test auch eine relativ hohe Falsch-Positiv-Rate auf, so dass oftmals Wiederholungsbiopsien zu einem späteren Zeitpunkt durchgeführt werden müssen.
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Die meisten Prostatabiopsien werden heute transrektal durchgeführt, d.h. mittels eines Nadelaufsatzes auf einem TRUS-Kopf. Diese ist z.B. aus ‘ „Die Prostatabiopsie‟, Berufsverband der deutschen Urologen und Deutsche Gesellschaft für Urologie, www.dgu.de, 2010‘ bekannt. Die transrektale Biopsie gilt zwar einerseits als sicheres Untersuchungsverfahren, andererseits ist sie aber ein invasives Verfahren mit entsprechenden Nachteilen. Aufgrund der Infektionsgefahr (akute Prostatitis, Sepsis) ist eine Antibiotikaprophylaxe erforderlich, wobei sich durch den breiten Einsatz vermehrt Resistenzen bilden können. Außerdem können auch Komplikationen wie Hämaturie, Hämatospermie, Harnverhalt und auch Tumorzellverschleppung auftreten. Weiterhin kann auch die Infiltrationsanästhesie (Lokalanästhetikum im Bereich der neurovaskulären Bündel) zu Schwindel, Übelkeit etc. führen. Ein weiterer Nachteil ist, dass durch den orthogonalen Zugang manche Teile der peripheren Zone der Prostata schlecht punktierbar sind.
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Alternativ ist es aus der
US 2010/0016710 A1 bekannt, eine Prostatabiopsie auch transperineal, also durch Einstich in den Damm des Patienten, durchzuführen. Die Nadel wird dabei über den Damm bis in die Prostata vorgeschoben. Die transperineale Biopsie weist zwar eine größere Sterilität und geringere Infektionsgefahr als die transrektale Biopsie auf, allerdings erfordert sie als Template-Biopsie eine Spinalanästhesie. Sie wird heute vor allem für Saturations- und Mapping-Biopsien mit einer hohen Anzahl - ca. 20-50 - Stanzen eingesetzt. Hierfür wird ein Gitter mit 5 mm Lochabstand verwendet, das eine räumliche Zuordnung zum TRUS-Bild ermöglicht. Hierzu erfolgt ein Einblenden des Rasters mit entsprechendem Koordinatensystem im TRUS-Ultraschallbild. Ein solches Gitter wird zudem für verschiedene Prostatakarzinombehandlungen wie Kryo- oder Brachytherapie eingesetzt.
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Aus „AUA News, Urological Association of Asia, März 2010, S. 6 - 7“ und der
WO 2007/085953 A1 ist ein Roboter für transperineale Prostatabiopsien mittels Pivotpunkten (ein sogenannter „BioXbot“) bekannt. Durch Verwendung des Roboters sinkt die Anzahl der Einstiche in den Damm des Patienten und somit das Infektionsrisiko und auch die Gefahr der Tumorzellstreuung.
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Aus der
US 2010/0016710 A1 ist außerdem ein Nadelhalter für transperineale Prostatainterventionen bekannt, dessen jeweilige Raumposition über eine mechanische Kopplung in Bezug auf den TRUS-Schallkopf verfolgt wird. Dadurch kann ein virtuelles Gitter im TRUS-Ultraschallbild angezeigt werden, in dem auch die jeweilige, anhand der aktuellen Position der Nadel ermittelte Nadeltrajektorie dargestellt werden kann. Die Nadeltrajektorie ist hierbei die Verlängerung der aktuellen Mittellängsachse der Nadel. Hierbei wird die Biopsienadel mechanisch zwangsgeführt bzw. deren Raumposition in Relation zum TRUS-Scanner mechanisch über einen Gelenkarm erfasst. Mit anderen Worten wird die Orientierung der Nadeltrajektorie berechnet und die Trajektorie relativ zur geplanten Zielposition für die Nadel und zu einem virtuellen Gitter dem Benutzer angezeigt.
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Weiterhin sind z.B. aus dem System „Aurora“ der Firma NDI Northern Digital Inc., www.ndigital.com, 2010, Biopsienadeln bekannt, deren Nadelspitze durch ein berührungslos arbeitendes Navigationssystem ortsverfolgt („getrackt“) werden kann, während die Nadel in ein Gewebe eingeführt wird. Derartige Nadeln können z.B. in einem aus der
WO 2010/132349 A1 bekanntem System verwendet werden. Dort ist ein System für gezielte Biopsien auf Basis von fusionierten Bildern bekannt. Z.B. ist so ein Verfahren für aufgrund von Magnetresonanztomografie lokalisierten und anhand von TRUS und einem Navigationssystem geführten Prostatabiopsien möglich.
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Ziel von Weiterentwicklungen ist es, ein möglichst schonendes Verfahren für Prostatabiopsien oder -therapien anzugeben, um Nebenwirkungen zu reduzieren und die Akzeptanz zu erhöhen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Vorrichtung zur Behandlung einer Prostata in einem Patienten anzugeben.
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Die Aufgabe wird hinsichtlich der Vorrichtung gelöst durch eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1. Die Vorrichtung dient zur Durchführung einer Behandlung an verschiedenen Zielorten einer Prostata in einem Patienten. Die Behandlung kann dabei eine Diagnose oder Therapie sein, z.B. eine Biopsie oder die Einbringung von Seeds zur Brachytherapie oder die Durchführung einer Kryotherapie. Die Vorrichtung umfasst ein Bildgebungsgerät zur Erzeugung eines Bildes der Prostata sowie eine freihändig geführte Behandlungsnadel. Mit anderen Worten sollen also verschiedene Ort in der Prostata während der Behandlung zielgerichtet durch die Behandlungsnadel erreicht werden. Die Behandlungsnadel ist durch einen Eintrittspunkt am Damm des Patienten in den Patienten einbringbar. Die Vorrichtung umfasst außerdem ein Navigationssystem, welches in bekannter Weise das Bildgebungsgerät bzw. die von diesem erzeugten Bilder des Patienten bzw. der Prostata und die Behandlungsnadel koppelt. Hierzu sind beispielsweise Bildgebungsgerät und Behandlungsnadel mit jeweiligen Positionssensoren des Navigationssystems bestückt und entsprechend in einem Koordinatensystem des Navigationssystems registriert.
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Die Vorrichtung umfasst außerdem ein Führungsmittel zur Anzeige einer Soll-Trajektorie für die Behandlungsnadel. Wird die Behandlungsnadel dann tatsächlich entlang der Soll-Trajektorie in den Patienten eingeführt, erreicht sie so den Zielort. Mit anderen Worten führt die Soll-Trajektorie also zum Zielort. Für mindestens zwei der Zielorte sind hierbei die jeweiligen den Zielorten zugeordneten Soll-Trajektorien so gewählt, dass sie durch denselben Eintrittspunkt, also dieselbe Körperposition am Damm des Patienten führen.
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Werden also beispielsweise sämtliche oder jeweils die Hälfte der Zielorte bezüglich ihrer Trajektorien an einem gemeinsamen Eintrittspunkt am Patienten zusammengefasst, so ergeben sich am Damm des Patienten nur ein oder zwei Eintrittspunkte bzw. Einstichpunkte in die Haut des Patienten, auch PivotPunkte genannt, um dennoch eine komplette Biopsie an allen geplanten Zielorten in der Prostata durchführen zu können. Z.B. kann so eine komplette Biopsie durch nur einen Einstichpunkt am Patienten durchgeführt werden. Obschon die Vorrichtung besonders für Prostatabehandlungen optimal ist, kann diese sinngemäß auch für andere Organe als die Prostata verwendet werden. Der Damm des Patienten ist dann durch eine entsprechende andere Körperregion des Patienten zu ersetzen, in welche die Behandlungsnadel einzustechen ist. Im Folgenden soll beispielhaft zur Vereinfachung der Erläuterungen als Behandlung eine Biopsie gewählt werden.
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Mit anderen Worten erfolgt durch die Erfindung eine transperineale Prostatabiopsie über wenige, z.B. nur einen oder zwei Einstich- bzw. Pivotpunkte am Damm des Patienten bei gleichzeitiger freihändiger Nadelführung mittels einer von einem Navigationssystem ortsgeführten bzw. getrackten Nadel. In vorteilhafter Weise ist hierfür kein aufwändiger Roboter nötig und keine mechanische Zwangskopplung zwischen der Biopsienadel und dem Bildgebungssystem, z.B. einem TRUS-Ultraschallkopf. Es ergibt sich ein geringes Risiko für Infektionen und Tumorzellstreuung, ein Antibiotikum ist nicht nötig. Eine Lokalanästhesie des Patienten ist in Regel ausreichend. Sämtliche Areale der Prostata können dennoch gut biopsiert werden.
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Dank der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt sich also eine minimalinvasive Prostatabiopsie mit den folgenden Merkmalen: Es erfolgt ein transperinealer Zugang mit paralleler, z.B. TRUS-Bildgebung sowie eine freihändige Positionierung der Biopsienadel. Außerdem erfolgt ein Tracking der Nadelposition und eine Zuordnung zum Bildgebungssystem, z.B. dem TRUS-Bild, unter Verwendung von nur ein bis zwei Pivotpunkten, also Einstichen oder Eintrittspunkten am Patienten. Das zugehörige Gerätesystem umfasst als Bildgebungsgerät beispielsweise ein Ultraschallgerät. Es umfasst außerdem ein Navigations- also Trackingsystem, bevorzugt elektromagnetisch gestützt, und eine zugehörige Trackingsoftware sowie einen TRUS-Schallkopf, bevorzugt als Sidefire-TRUS mit integriertem Trackingsensor ausgebildet, sowie eine Nadel mit integriertem Trackingsensor und eine Software zur Berechnung der räumlichen Zuordnung von TRUS-Bild und Nadeltrajektorie.
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Optional kann eine entsprechende Biopsie-Software auch auf einer separaten Workstation ausgeführt werden, wobei dann ein Standard-Ultraschallgerät verwendet werden kann. Optional kann auch eine Planungssoftware für Biopsieentnahme und/oder eine (Fokal-)Therapie verwendet werden. Alternativ oder zusätzliche können die Entnahmestellen, d.h. die Zielorte für Biopsien in der Prostata aufgezeichnet werden.
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Der Bediener muss also dann die Behandlungsnadel freihändig so führen, dass er diese entlang der Soll-Trajektorie ausrichtet bzw. in den Patienten einführt. So ist sichergestellt, dass er den Eintrittsort und den Zielort erreicht. Anstelle der Soll-Trajektorie kann dem Bediener auch nur der Eintrittspunkt am Patienten und zusätzlich dann eine tatsächliche Nadeltrajektorie als virtuelle Verlängerung der Behandlungsnadel angezeigt werden. Der Behandler muss dann die Nadel so führen, dass die tatsächliche Trajektorie durch den Eintrittspunkt zum Zielort führt bzw. weist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Behandlungsnadel eine Biopsienadel. Sinngemäß ist jedoch auch eine Therapie der Prostata, insbesondere eine Fokaltherapie möglich. Die Behandlungsnadel ist dann ein Therapiegerät, z.B. eine Nadel zum Platzieren von radioaktiven Seeds oder zur Durchführung einer Kryotherapie.
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Das Führungsmittel kann eine in der Einstichstelle positionierte Leernadel zur Führung der eigentlichen Behandlungsnadel sein. In diesem Fall reicht es aus, wenn die Leernadel vom Navigationssystem getrackt ist. Die Behandlungsnadel ist dann in der Leernadel zwangsgeführt und selbst nicht, bzw. durch die Leernadel indirekt getrackt. Für verschiedene Soll-Trajektorien mit selbem Eintrittspunkt wird dann nur die Leernadel ohne Rückzug aus dem Patienten im Eintrittspunkt als Pivotpunkt verschwenkt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält das Führungsmittel einen Monitor, auf welchem die Behandlungsnadel bzw. ein für diese geltendes Symbol und die Soll-Trajektorie angezeigt wird. In der Regel werden auf einem Monitor z.B. dann auch die Prostata, der Damm des Patienten und der Eintrittspunkt angezeigt. Ein Operateur, welcher die Behandlung durchführt, kann sich somit vollständig am Monitor orientieren, um die Biopsienadel freihändig entsprechend der Soll-Trajektorie zu führen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält die Vorrichtung eine Schnittstelle zur Einspeisung - insbesondere präoperativer - Bilddaten des Patienten in die Vorrichtung. So können beispielsweise hochqualitative, präoperativ aufgenommene MRI-Daten (magnetic resonance imaging) des Patienten eingespeist werden und diese mit dem vom Bildgebungs- z.B. dem Ultraschallgerät erzeugten Ultraschallbild fusioniert werden. Die Erfindung kann so auch gut zur Bildfusion z.B. zwischen TRUS- und MR-Bildgebung und für Fokaltherapien eingesetzt werden. So können beispielsweise Prostata und Damm des Patienten in besonders guter Bildqualität dargestellt werden und dennoch die Echtzeit-Positionen der Soll-Trajektorie bzw. der Behandlungsnadel in die hochqualitativen Bilddaten eingeblendet werden. Es ist also eine Integration von Bildfusion möglich, so dass z.B. eine gezielte Biopsie auf MRI-Bilddaten erfolgen kann.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Führungsmittel eine Anzeigevorrichtung, welche den Eintrittspunkt am Damm des Patienten anzeigt. Die Anzeige erfolgt dabei tatsächlich am Patienten selbst, nicht nur am Bild des Bildgebungssystems, z.B. einem Monitor. Die Anzeige erfolgt also z.B. durch Aufblenden eines Licht- oder Laserpunktes auf den Damm des Patienten. Hierzu kann beispielsweise ein in das Navigationssystem integrierter Laserpointer zur Erzeugung des Lichtpunktes an der richtigen Körperstelle des (getrackten) Patienten verwendet werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Bildgebungsgerät ein transrektales Ultraschallbildgebungsgerät (TRUS-Scanner).
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Für eine weitere Beschreibung der Erfindung wird auf die Ausführungsbeispiele der Zeichnungen verwiesen. Es zeigen, jeweils in einer schematischen Prinzipskizze:
- 1 einen Patienten, an welchem eine Prostatabiopsie durchgeführt wird,
- 2 ein vom Bildgebungsgerät aus 1 erzeugtes Bild des Patienten.
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1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Patienten 2, nämlich dessen Prostata 4 und Damm 6. Eine Biopsie soll an drei Zielorten 8a-c innerhalb der Prostata 4 erfolgen. Hierzu ist von einem nicht dargestellten Arzt eine Behandlungsnadel 10 in Form einer Biopsienadel durch einen Eintrittspunkt 12 am Damm 6 in den Patienten 2 freihändig einzuführen und jeweils mit ihrer Nadelspitze bis zum Zielort 8a-c vorzuschieben.
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Der Eingriff findet mit Hilfe einer Bildgebung vom Patienten 2 statt, weshalb ein Bildgebungsgerät 14 vorgesehen ist, welches - angedeutet durch gestrichelte Linien in 1 - einen Körperbereich des Patienten 2, insbesondere Prostata 4 und Damm 6, abbildet. Das Bildgebungsgerät 14 ist im Beispiel ein Sidefire-TRUS-Scanner.
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Um die Behandlungsnadel 10 mit dem Bildgebungsgerät 14 zu synchronisieren, d.h. die Behandlungsnadel 10 ortsrichtig führen zu können, ist ein Navigationssystem 16 vorgesehen. Ein jeweiliger Positionssensor 18 des Navigationssystems 16 ist daher sowohl am Bildgebungsgerät 16 als auch an der Behandlungsnadel 10 angebracht, um diese jeweils zu tracken. Ein Führungsmittel 20, im Beispiel ein Monitor, zeigt dem Arzt, also dem Bediener der Behandlungsnadel 10, eine jeweilige Trajektorie 22a-c an, entlang welcher die Behandlungsnadel 10 zu führen ist, um diese ortsgenau durch den Eintrittspunkt 12 zum jeweiligen Zielort 8a-c zu führen. Die Trajektorien 22a-c sind hierbei so gewählt, dass sie für sämtliche Zielorte 8a-c durch den selben Eintrittspunkt 12 am Damm 6 führen. Somit ist im Patienten 2 lediglich eine einzige Einstichstelle, nämlich am Eintrittspunkt 12 notwendig, um Biopsien von sämtlichen drei Zielorten 8a-c zu nehmen. Das Führungsmittel 20 zeigt die Trajektorien 22a-c derart an, damit die Behandlungsnadel 10 koaxial entlang dieser Trajektorien 22a-c ausgerichtet und dann in Axialrichtung der Trajektorien 22a-c bis zum Zielort 8a-c vorgeschoben werden kann.
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2 zeigt ein Anzeigegerät 24, im Beispiel einen Monitor, auf welchem ein vom Bildgebungsgerät 14 bzw. Navigationssystem 16 erzeugtes Bild 25 des Patienten 2 bzw. von Prostata 4 und Damm 6, sowie die Zielorte 8a-c, die Trajektorien 22a-c und die Behandlungsnadel 10 dargestellt sind. Das Anzeigegerät 24 ist Teil des Führungsmittels 20 und dient der Anzeige der Trajektorien 22a-c, um dem Arzt die Führung der Behandlungsnadel 10 entlang der Trajektorien 22a-c zu ermöglichen. Die Führung geschieht hierbei freihändig.
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Das Anzeigegerät 24 weist außerdem eine Schnittstelle 26 auf, durch welche Bilddaten 28 einspeisbar sind. Die Bilddaten 28 sind beispielsweise präoperative MRI-Daten, welche Prostata 4 und Damm 6 in hochqualitativer Bilddarstellung zeigen und mit den vom Bildgebungsgerät 14 gelieferten niederqualitativen Ultraschall-Bilddaten fusionierbar sind, um gemeinsam auf dem Anzeigegerät 24 dargestellt zu werden.
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1 zeigt in einer alternativen Ausführungsform eine Anzeigevorrichtung 30 in Form eines Laserpointers. Durch diese wird direkt an der Hautoberfläche des Patienten 2 bzw. am Damm 6 ein Lichtpunkt erzeugt (in 1 durch eine gestrichelte Linie angedeutet). So wird der Eintrittspunkt 12 tatsächlich physikalisch am Patienten und für den Arzt erkennbar dargestellt. So weiß der Arzt alleine durch einen Blick auf den Patienten, wo er die Behandlungsnadel 10 in den Patienten 2 einzuführen hat, um die Nadelspitze auf die Trajektorien 22a-c zu bringen.
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Für die weitere Ausrichtung der Behandlungsnadel 10 entlang der Trajektorien 22a-c muss er diese dann lediglich noch um den Eintrittspunkt 12 als Pivotpunkt bzw. Fixpunkt verschwenken und sodann die Behandlungsnadel 10 axial vorschieben.
