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Die Erfindung betrifft eine Rektalspule für die Magnet-Resonanz-Tomographie sowie ein dazugehöriges Verfahren zur deren Verwendung nach dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche 1 und 8.
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In der bildgebenden Magnet-Resonanz-Tomographie werden bereits Rektalspulen eingesetzt, um die Abbildung, vor allem der Prostata zu ermöglichen und das Auflösungsvermögen zu erhöhen. Der Begriff Rektalspule bezeichnet in Sinne der Erfindung dabei eine Vorrichtung, die mindestens eine elektrische Spule besitzt, die an einem Schaft befestigt ist und hierdurch ins Rektum geschoben werden kann. Diese elektrische Spule erfasst die elektromagnetische Signale der Magnet-Resonanz-Tomographie. Um das Rektum möglichst wenig dehnen zu müssen, wird die elektrische Spule, im folgenden kurz Spule genannt, in radial zusammengedrücktem Zustand durchs Rektum geschoben und innerhalb des Darms mit Hilfe eines Ballons auf den erforderlichen Querschnitt aufgeweitet, was aus der
DE 102007046169 A1 und
US 5365928 bekannt ist. Nach diesem Stand der Technik befindet sich die Spule allerdings innerhalb des Ballons und ist damit zur Prostata beabstandet. Des Weiteren richtet sich die Spule beim Aufpumpen des Ballons relativ willkürlich aus.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Qualität der Abbildung der Prostata mit Hilfe von MRT-Verfahren weiter zu verbessern. Ziel ist nicht nur die Spulenfläche möglichst groß zu machen, sondern eine Symmetrieebene der Spule in der Regel in der Symmetrieebene des Körpers auszurichten.
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Zur Lösung der Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass die Spule außerhalb des Ballons aufgebracht wird.
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Die gesamte Rektalspule beinhaltet als Spule üblicherweise eine Quadratur- oder Mehrkanalspule und wird durch den Darm in die geeignete Position d. h. bis in den Bereich der Prostata geschoben. Die Art und Weise der Befestigung der Spule am Ballon wird durch geeignete konstruktive Ausgestaltung der Rektalspule erreicht.
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Eine vorteilhafte Möglichkeit der Konkretisierung ist die Verwendung einer flexiblen Halbröhre. Im Ruhezustand besitzt sie einen geringen Querschnitt und ermöglicht es, die Rektalspule ins Rektum einzuführen, ohne dass der Schließmuskel dabei übermäßig gedehnt werden muss. Durch Aufbiegen oder Spreizung oder Öffnen dieser Halbröhre kann man die Spule im Darm positionieren und durch eine Haltevorrichtung oder einen Ballon (mit oder ohne Flüssigkeit) im Darm fixieren. Die Spule selbst ist auf der Außenseite oder auf der Innenseite an der Halbröhre oder vorzugsweise in der Wand der Halbröhre untergebracht. Die Spule wird mit Hilfe des Ballons leicht in Richtung Prostata ausgerichtet, so dass kein Druck auf die Prostata ausgeübt werden kann und sie trotzdem sehr nahe an der Darmwand in Richtung Prostata anliegt. Aber auch das Ausüben von Druck auf die Prostata erweist sich mitunter als Vorteil, da auf diesem Wege eine Fixierung der Prostata auch dann erfolgt und beibehalten wird, wenn sich der Patient etwas bewegt und beispielsweise die Beinposition ändert. Die herkömmliche aus dem Stand der Technik bekannte Spule entfaltet sich im Inneren des Ballons, vornehmlich etwa in der Mitte. Der Ballon dient als Träger der herkömmlichen Spule und liegt an allen Seiten des Darmes an. Bei unserer Lösung dagegen befindet sich die Spule außerhalb des Ballons. Da die Spule auf einer flexiblen Leiterplatte aufgebracht ist und mit der Halbröhre aufgebogen wird, ist die Empfangsantennengröße stets gleich groß, denn bei gegebenem Aufpumpvolumen des Ballons ist die effektive Fläche der Spule eindeutig bestimmt. Im aufgebogenen Zustand ist die maximale parallelprojizierbare Fläche der Halbröhre und damit die effektive Fläche der Spule viel größer als im Ruhezustand. Dieser Umstand verbessert die Bildqualität der Magnet-Resonanz-Tomographie enorm.
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Es ist zweckmäßig, die flexible Leiterplatte mit der Spule bei der Herstellung der als flexibel ausgebildeten Halbröhre in diese Halbröhre einzugießen, einzuspritzen oder einzukleben, sodass sie sich gut geschützt in der Wand der Halbröhre befindet und die Zugbeanspruchung der Spule beim Aufbiegen der Halbröhre minimal ist. Alternativ dazu kann die Spule auf der Innenseite der Halbröhre angebracht sein, was die Herstellung der Halbröhre vereinfacht, oder auf der Außenseite der Halbröhre angebracht sein, wodurch sie so nahe wie nur möglich an die Prostata positioniert werden kann. Die Anschlussdrähte der Spule werden von der Halbröhre aus durch einen Schaft nach außen geführt. Die gesamte Rektalspule wird zum Einführen im Ruhezustand um die Längsachse zusammengerollt, dann durch den Schließmuskel und im Darm in die geeignete Position geschoben. Dort wird sie mit Hilfe des Ballons aufgebogen und entfaltet.
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In einer Ausführungsform ist die Spule für den einmaligen Gebrauch bestimmt, was einerseits hygienischer ist und andererseits nicht zu hohe Anforderungen an die Qualität des Materials und die konstruktive Ausgestaltung stellt, da das Aufbiegen der Spule in der Regel nur einmal erfolgt. Die Dauerverwendung der Rektalspule unter Austausch eines für einmaligen Gebrauch bestimmten Ballons ist eine weitere interessante Ausführungsform, weil sich gegebenenfalls nicht der Ballon, wohl aber der Rest der Rektalspule autoklavieren lässt.
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Eine weitere Variante ist, die Rektalspule mit einem Ballon mit mehreren Kammern auszustatten. Von Vorteil ist hier, dass die Spule durch verschiedenes Beaufschlagen der Kammern mit Luft oder Gel oder einer Flüssigkeit zielgerichteter ausgerichtet werden kann. Beaufschlagung mit einer Flüssigkeit hat gegenüber der Beaufschlagung mit Luft oder einem Gas den Vorteil, dass weniger Artefakte auftreten.
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Bei einem Mehrkammersystem erweist sich als Vorteil, wenn sich die einzelnen Kammern parallel zueinander und in Längsrichtung erstrecken, nebeneinander verlaufen, also im Azimut voneinander beabstandet sind. Diese Ausgestaltung ermöglicht, durch eine im Druck unterschiedlich und individuelle Beaufschlagung der einzelnen Kammern, eine Drehung der Spule im eingeführten Zustand um den Azimut. Im Stande der Technik ist es hierzu erforderlich, die gesamte Vorrichtung um die Längsachse des Schafts zu drehen, was eine präzise Ausrichtung und Justierung nicht zulässt. Das Mehrkammersystem erlaubt, die Spule in exakter Weise auf das Zielobjekt, hier die Prostata, auszurichten.
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Zur Aufbringung der Spule kann eine flexible Leiterbahnplatte eingesetzt werden.
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Zur Verbesserung der Auflösung können in der Rektalspule mehrere Spulen verwendet werden.
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Insgesamt bietet die Erfindung gegenüber dem Stand der Technik folgende Vorteile:
- – Die Spule wird dichter an die Prostata gebracht, was die Auflösung verbessert.
- – Gleichzeitig wird die effektive Fläche der Spule so groß wie möglich.
- – Des weiteren wird insbesondere bei Verwendung mehrere Ballons die räumliche Ausrichtung der Spule besser kontrolliert.
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In besonderer Ausführungsform sind weitere Vorrichtungen, für z. B. eine Nadelführung, zwischen Ballon und Spule angebracht, um eine örtlich möglichst genaue Biopsie zu ermöglichen.
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Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung werden im folgenden anhand eines Beispiels näher erläutert. Dieses soll die Erfindung jedoch nicht einschränken, sondern nur erläutern. Es zeigt in schematischer Darstellung:
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1 Rektalspule im Ruhezustand in Gesamtansicht
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2 Querschnitt der Rektalspule im Ruhezustand
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3 Rektalspule im aufgebogenen Zustand in Gesamtansicht
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4 Querschnitt der Rektalspule im aufgebogenen Zustand
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5 Rektalspule im Ruhezustand in Gesamtansicht
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6 Querschnitt der Rektalspule im Ruhezustand
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7 Rektalspule im aufgebogenen Zustand in Gesamtansicht
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8 Querschnitt der Rektalspule im aufgebogenen Zustand
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9 Spulen von rechts nach links im Ruhezustand der Rektalspule, im aufgebogenen Zustand der Rektalspule und im Herstellungszustand der Spule
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10 Untersuchungseinrichtung mit Grundplatte, Patient, Spulenkonstruktion, Keilkissen
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In 1 sieht man eine Rektalspule im Ruhezustand in Gesamtansicht. Eine Halbröhre 1 ist auf ihrer Innenseite längs mittig an einem Schaft 2 angebracht, mit welchem die Rektalspule patientenextern geführt und fixiert werden kann. Der Begriff Halbröhre ist nicht streng wörtlich zu nehmen, denn im Ruhezustand umfasst der als rund ausgebildete Querschnitt der Halbröhre 1 vorzugsweise etwas mehr als einen Halbkreis. Ein Ballon 3 ist mit der Halbröhre 1 auf ihrer Innenseite verbunden und deckt dabei den Schaft 2 ab. Vorzugsweise ist der Ballon 3 in mehrere Ballonkammern 31, 32 aufgeteilt. Die Verwendung mehrerer Ballonkammern 31, 32 bietet gegenüber der Verwendung eines nur aus einer Ballonkammer bestehenden Ballons 3 den Vorteil, dass sich durch gegebenenfalls ungleiche Befüllung der Ballonkammern 31, 32 die Rektalspule an der Darmwand weitaus besser ausrichten lässt. Zwei Ballonkammern 31, 32 sind eine gute Anzahl, doch es können auch noch mehr Ballonkammern, beispielsweise kopfseitig, also vom Stiel des Schafts 2 entfernt, und fußseitig, wo der Schaft 2 die Halbröhre 1 verlässt, eingesetzt werden, was die Positionierung der Rektalspule weiter erleichtern kann. Die Ballonkammern 31, 32 können durch Schläuche 33, 34 individuell befüllt werden. Die genannten und weitere Bestandteile der Rektalspule sind auch in 2 zu sehen, welche einen Querschnitt der Rektalspule im Ruhezustand aus der Sicht des Arztes zeigt, also in Richtung Rektum.
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In der Wand der Halbröhre 1, etwa am Ort ihres mittleren Radius, rundherum vom Material der Halbröhre 1 umgeben, ist mindestens eine Spule 41, 42 eingebracht. Die Spule 41, 42 wird vorzugsweise vorab in einer flexiblen Leiterplatte realisiert. Bei der darauffolgenden Herstellung der Halbröhre 1 im Spritzgussverfahren, wodurch die Form der Halbröhre 1 im Ruhezustand definiert wird, kann die Spule 41, 42 beispielsweise durch Zuführung des Spritzmaterials von beiden Seiten der flexiblen Leiterplatte durch jeweils mehrere Düsen etwa mittig zwischen Innenseite und Außenseite der Halbröhre 1 eingegossen und fixiert werden. Ebenso gut kann die flexible Leiterplatte am Rand zwischen zwei Halbschalen der Spritzgussform eingepresst werden, wobei die überstehenden Ränder der flexiblen Leiterplatte nach dem Spritzguss abgeschnitten werden. Alternativ dazu ist etwa der Spritzguss des Innenteils der Halbröhre 1, wobei die flexible Leiterplatte mit der Spule 41, 42 die Außenwand bildet, und anschließend des Außenteils der Halbröhre 1, wobei der Innenteil der Halbröhre 1 mit schon aufgebrachter flexibler Leiterplatte die Innenwand bildet, in zwei Arbeitsschritten praktikabel. Alternativ zur Einbringung der Spule 41, 42 in der Wand der Halbröhre 1 kann die Spule 41, 42 auch auf der Innenseite oder auf der Außenseite der Halbröhre 1 aufgebracht sein. Zur Aufbringung oder Montage eignet sich in diesen Fällen auch eine Klebung. Die Anschlussdrähte der Spulen 41, 42 werden in einem Kabel 43 durch den Schaft 2 nach außen geführt.
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Die Halbröhre 1 ist so flexibel, dass sie durch Füllen des Ballons 3 oder der Ballonkammern 31, 32 aufgebogen und im Querschnitt erweitert werden kann. Die Ballonkammern 31, 32 werden dazu durch die zugehörigen Schläuche 33, 34 individuell befüllt, mit Luft oder vorzugsweise mit einer nicht bildgebenden Flüssigkeit. Der dadurch erreichte Zustand ist in 3 und 4 zu sehen. Diese entsprechen der 1 bzw. 2, nur eben im aufgebogenen Zustand der Halbröhre 1 und Rektalspule statt im Ruhezustand. Die Querschnitte des Ballons 3 und der Ballonkammern 31, 32 sind im aufgebogenen Zustand erweitert. Der Querschnitt der Halbröhre 1 umfasst nun vorzugsweise etwa einen Viertelkreis, jedoch mit größerem Durchmesser als im Ruhezustand. Die nicht an die Halbröhre 1 angrenzenden Außenwände des Ballons 3 sind im aufgebogenen Zustand der Halbröhre 1 und Rektalspule von der Halbröhre 1 weggedrückt und können in ihrer Kontur zusammen ebenfalls näherungsweise einen Viertelkreis ergeben. Als Ergebnis fixiert der erweiterte Querschnitt der Rektalspule dieselbe im Darm. Die Spulen 41, 42, deren Form der Form der Halbröhre 1 folgt, werden nahe oder unmittelbar an die Darmwand gedrückt und befinden sich damit so sehr nahe an der Prostata. Der Ballon 3 wird vorzugsweise nur so stark befüllt, dass die Prostata noch nicht zusammengedrückt wird.
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Es ist denkbar, den Schaft 2 und sonstige Bestandteile der Rektalspule, etwa die Halbröhre 1, als einen einzigen Bestandteil der Rektalspule zu fertigen. Unter Einschluss dieser und ähnlicher Konstruktionen sei der Schaft 2 derjenige längliche und ausreichend steife Teil der Rektalspule, an welchem die Rektalspule gehalten und durch das Rektum eingeführt werden kann.
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Die 5, 6, 7, 8 zeigen die erfindungsgemäße Rektalspule wie in den 1, 2, 3 bzw. 4, jedoch intransparent, ohne Hilfslinien für nicht sichtbare Bestandteile.
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Zum genaueren Verständnis sind in 9 die Spulen 41, 42 exemplarisch dargestellt, und zwar derart, dass sie sich überlappen. Von rechts nach links sind die Spulen 41, 42 im Ruhezustand der Rektalspule und gleichzeitig Herstellungszustand der Halbröhre 1, im aufgebogenen Zustand der Rektalspule und damit der Halbröhre 1 und flach im Herstellungszustand der Spule und der flexiblen Leiterplatte zu sehen.
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Nicht nur durch Aufklappen der Rektalspule, sondern auch durch eine Schere, welche außerhalb der Feststellung angebracht ist, kann man die Spulen 41, 42 im Darm positionieren. Der Ballon 3 kann je nach Einsatz im Einwegverfahren, also für einmaligen Gebrauch, oder durch einen austauschbaren Schutz im Mehrwegverfahren verwendet werden.
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In der Symmetrieebene der Rektalspule und in der Mitte der Spulen 41, 42 ist eine Einsatzmöglichkeit 51 für eine Punktionseinrichtung. Im Schaft 2 befindet sich mittig eine Öffnung 54 zur Einbringung eines Führungsschlittens 52. Der Führungsschlitten 52 wird in die Öffnung 54 eingesetzt und ist mit einem festen geformten oder einem leicht flexiblen Rohr 53 verbunden. Dieses kann mit dem Führungsschlitten 52 verschoben werden. Zur besseren Hygiene kann man hierfür ein Einwegprodukt verwenden. Die Punktionseinrichtung wird durch das Rohr 53 eingeführt, das damit als Nadelführung dient. Das Rohr 53 kann auch als ausreichend fester Schlauch ausgeführt sein.
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Zur Koordinatenberechnung ist an dem Führungsschlitten 52 ein Marker 55 und an dem Schaft 2 Hilfslinien 56 angebracht, sodass eine Berechnung der Position der zu biopsierenden Läsion möglich ist. Mit Hilfe des Rohrs 53 kann die Verschiebung der Punktionseinrichtung in Kopf- oder Fußrichtung eingestellt werden. Die Ausrichtung der Punktionseinrichtung nach rechts oder links, bezogen auf den Körper des Patienten, kann man durch Drehen des Rohrs 53 im Führungsschlitten 52 oder durch eine neue Ausrichtung der Rektalspule erreichen, letzteres beispielsweise durch individuelles Befüllen der Ballonkammern 31, 32. Die Tiefe ergibt sich durch die Messung der Distanz zwischen Läsion und Marker 55. Durch die Verschiebung des Führungsschlittens 52 und die Ausrichtung der erfindungsgemäßen Rektalspule erreicht man eine gezielte Punktion, die mit der herkömmlichen bekannten Rektalspule nicht gegeben ist.
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Die erfindungsgemäße Rektalspule kann ihre Vorzüge noch besser entfalten, wenn sie mit einem Keilkissen kombiniert wird. Die Verwendung der Rektalspule und des Keilkissens ist in 10 dargestellt. Der Patient 60 liegt mit dem Rücken auf einer Grundplatte 61, welche Oberschenkelauflagekissen 62 für den Patient 60 aufweist.
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Das Gesäß und das Becken liegt auf einer Spulenkonstruktion 63, welche aus einer oder mehreren Einzelspulen bestehen kann, in letzterem Fall beispielsweise ein Siemens 6Ch Flex Coil sein kann. Die Spulenkonstruktion kann an einer ersten Stelle 64 in eine Schale gelegt werden. Erfindungsgemäß wird auf mindestens einer der beiden Körperseiten des Patienten 60 in Höhe des Beckens unter die Spulenkonstruktion 63, also an der weiteren Stelle 65, ein Keilkissen eingelegt, das mit dem spitzen Ende des Keils in Richtung Rückgrat des Patienten 60 oder Symmetrieebene der Grundplatte 61 deutet. Das Keilkissen dient zur Stütze und leicht erhöhte Schräglage des Beckens. Die Spulenkonstruktion 63 ist dadurch ebenfalls ausgerichtet oder ist leicht ausrichtbar, sodass im Fokus immer das zu untersuchende Medium, in der Regel die Prostata, liegt und die Spulenkonstruktion 63 immer die optimale Entfernung hat. Die Biopsie kann transrektal durch den Darm zwischen oder neben der aufgebogenen Rektalspule erfolgen, ebenso aber transperineal über die Haut am Damm zwischen After und Hodensack durch eine Vorrichtung 66.
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Das Keilkissen wird in vorteilhafter Weise als Teil eines wannenförmigen Gesäßpolsters ausgeführt. Das Gesäßpolster dient der Hochlagerung des Gesäßes, um einen besseren transperinealen oder transrektalen Zugang zu gewährleisten. Ebenso kann die Spulenkonstruktion 63, welche die herkömmlichen Flexspulen enthält, Teil des wannenförmigen Gesäßpolsters oder einer darauf liegenden Auflage sein. Die Spulenkonstruktion 63 kann durch das Keilkissen oder das wannenförmige Gesäßpolster oder durch eine Verstellmöglichkeit auf das zu untersuchende Medium, in der Regel die Prostata, ausgerichtet werden. Zu demselben Zweck kann eine Mechanik, etwa mit pneumatischer oder motorischer Verstellmöglichkeit, vorgesehen sein. Über dem Bauch des Patienten 60 befindet sich eine durch Gurte fixierte Konstruktion 67 mit mindestens einer weiteren Einzelspule, die üblicherweise auch um den Hodensack und Penis des Patienten 60 herum gelegt wird.
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Auf ähnliche Weise, nämlich unter Zuhilfenahme von Keilkissen, können auch andere Körperteile als die Prostata optimal untersucht werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Halbröhre
- 2
- Schaft
- 3
- Ballon
- 31, 32
- Ballonkammer
- 33, 34
- Schläuche
- 41, 42
- Spule
- 43
- Kabel
- 51
- Einsatzmöglichkeit
- 52
- Führungsschlitten
- 53
- Rohr
- 54
- Öffnung
- 55
- Marker
- 56
- Hilfslinien
- 60
- Patient
- 61
- Grundplatte
- 62
- Oberschenkelauflagekissen
- 63
- Spulenkonstruktion
- 64
- erste Stelle
- 65
- weiteren Stelle
- 66
- Vorrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007046169 A1 [0002]
- US 5365928 [0002]
