DE102013219469B4

DE102013219469B4 - Markierungselement

Info

Publication number: DE102013219469B4
Application number: DE102013219469.2A
Authority: DE
Inventors: Rainer Graumann; Gerhard Kleinszig
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2013-09-26
Filing date: 2013-09-26
Publication date: 2023-02-16
Anticipated expiration: 2033-09-27
Also published as: DE102013219469A1

Abstract

Markierungselement (H, H1, Hx) zum Kennzeichnen eines in einem 2D- bzw. 3D- Bild abgebildeten chirurgischen Instrumentes (CH, CH1, CHX) , dadurch gekennzeichnet, dass das Markierungselement (H, H1, Hx) derart ausgebildet ist, dass dieses auf einem Schaft des chirurgischen Instrumentes (CH, CH1, CHx) aufsteckbar ist, und wobei das Markierungselement (H, H1, Hx) die Form eines Hohlzylinders aufweist und ein Anpresselement (HF) an der Innenwand des Hohlzylinders (H) aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der Medizintechnik und betrifft insbesondere einen Ansatz, um chirurgische Hilfsmittel zu kennzeichnen.
Ein Kirschnerdraht, auch k-Draht genannt, wird beispielsweise bei chirurgischen Eingriffen am Patienten verwendet. Der k-Draht findet dabei sehr häufig zu einer temporären Fixierung oder als Führungsdraht für chirurgische Tätigkeiten Anwendung. Hierzu ist es für die Arbeit des Chirurgen beispielsweise hilfreich, Navigationsunterstützung für geplante Arbeitsschritte zu erhalten. Dies bedeutet z.B., dass die Position und die Orientierung von medizinischen Hilfsmitteln dem Chirurgen bekannt sein müssen. Zur Ermittlung der Position bzw. der Orientierung des k-Drahtes im Röntgenbild werden an diesem sternförmig ausgeprägte Orientierungselemente angebracht. Diese sternförmigen Orientierungselemente werden von Röntgen- und/oder optischen Navigationssystemen im Raum erkannt. Diese Art der Markierung bringt jedoch die Nachteile mit sich, dass diese rechenintensiv, sehr raumgreifend und zudem die Bewegungsmöglichkeit des Chirurgen im Operationsgebiet einengt.
Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2010 020 284 A1 ist ein Markierungselement bekannt, welches an einen chirurgischen Draht angeklippt werden kann. Aus der Offenlegungsschrift DE 197 22 429 A1 ist eine Vorrichtung zum Einfangen und/oder Zerkleinern von Gegenständen in Hohlorganen mit ringförmigen Markierungselementen aus einem Material mit hoher Röntgendichte bekannt. Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2005 030 607 A1 ist ein interventionelles Instrument mit mehreren kugel- und ringförmigen Markierungselementen aus unterschiedlichen Materialien bekannt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine weitere Vorrichtung zur Kennzeichnung für ein chirurgisches Hilfsmittel anzugeben.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Zur Markierung eines chirurgischen Hilfsmittels wird auf einem Schaft von diesem ein mit einem Anpresselement versehenes Markierungselement aufgesteckt. Das Markierungselement hat die Form eines Hohlzylinders und das Anpresselement befindet sich an der Innenwand des Hohlzylinders. Dieses Markierungselement weist zudem mindestes einen markanten Röntgenabsorptionskoeffizienten und/oder sich vom Operationsumfeld aufweisende Signalfarben auf.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.
Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass ein mit diesem versehenes chirurgisches Hilfsmittel optisch sowie im Röntgenbild sofort wahrnehmbar ist.
Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass das jeweilige erfindungsgemäß bestückte chirurgische Hilfsmittel von den weiteren in dem Röntgenbild abgebildeten chirurgischen Hilfsmitteln unterscheidbar ist.
Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass damit eine räumliche Zuordnung eines chirurgischen Hilfsmittels in einem 2D und/oder 3D-Bild, insbesondere 2D/3D Röntgenbild, möglich ist.
Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass diese auch bei minimal-invasiven Operationen einsetzbar ist.
Nachfolgend wird der Gegenstand der Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:

1 eine Schnittdarstellung von einem chirurgischen Hilfsmittel mit Markierungselement,
2 ein Markierungselement und
3 eine weitere schematische Darstellung von chirurgischen Hilfsmitteln mit jeweils einem Markierungselement.

Das in der Form eines Hohlzylinders ausgebildete Markierungselement wird einem chirurgischen Hilfsmittel, dass auch als chirurgisches Instrument bezeichnet werden kann, zur Unterscheidung im Röntgenbild als auch zu dessen optischen Unterscheidung zu weiteren in unmittelbarer Umgebung im Operationsumfeld verwendeten chirurgischen Hilfsmittel aufgesteckt.
1 zeigt eine Schnittdarstellung eines auf einem chirurgischen Hilfsmittel CH angeordneten Markierungselementes H. In dieser schematischen Darstellung ist das chirurgische Hilfsmittel CH in Ausgestaltung eines k-Drahtes abgebildet. Dieser k-Draht kann in unterschiedlicher Länge und mit unterschiedlichen Durchmessern verwendet werden. Der k-Draht kann mit unterschiedlicher Steifigkeit sowie unterschiedlichen Röntgenabsorptionskoeffizienten ausgebildet sein. Das Markierungselement H weist die Form eines Hohlzylinders auf und kann auch als Hülse bezeichnet werden. Das in Schnittdarstellung gezeigte Markierungselement H weist in dieser Darstellung eine konstante Wandstärke auf. Die Wandstärke kann auch unterschiedlich ausgestaltet sein. Der Innendurchmesser ID der Hülse H ist geringfügig größer als der Außendurchmesser des zylinderförmig ausgebildeten Teils des chirurgischen Instrumentes CH. Wie in 1 gezeigt wird die Hülse H auf das chirurgische Hilfsmittel CH aufgesteckt. Die Hülse H kann je nach Erfordernis unterschiedlich weit auf das chirurgische Instrument CH aufgeschoben werden. Damit die Hülse H auf dem chirurgischen Hilfsmittel CH verbleibt ist in dieser Ausgestaltung ein Anpresselement in die Hülse H integriert. Das Anpresselement kann in Form einer länglichen Blattfeder HF ausgebildet sein. Die längliche Blattfeder HF ist in einer ebenfalls länglichen den Ausmaßen der Blattfeder HF entsprechenden Mulde integriert. Die Blattfeder HF ist derart in die Mulde in der Innenseite des als rohrförmigen Zylinder ausgeprägten Markierungselementes H integriert, dass die Blattfeder in dieser fixiert und vorgespannt ist. Mittels der Blattfeder HF wird der Innendurchmesser ID der Hülse H entlang des mittleren Bereichs der Blattfeder kontinuierlich verringert. Die Blattfeder HF bewirkt, dass sich während des Aufschiebens der Hülse H ein Kraftschluss zwischen dem Schaft des chirurgischen Hilfsmittels CH und der Innenwandung der Hülse H ergibt. Ein Verschieben der Hülse H ist somit nicht ohne eine erhöhte Krafteinwirkung auf diese möglich. Zur Markierung des chirurgischen Instrumentes CH wird die Hülse H, wie oben angegeben, auf das distale Ende des chirurgischen Hilfsmittels CH aufgeschoben. Der Chirurg kann so auf den aktuell zu kennzeichnenden k-Draht die Hülse H als Markierung aufschieben. Die Markierung kann situationsbedingt vorgenommen werden. Die Hülse H ist im Röntgenbild in Verbindung mit dem chirurgischen Hilfsmittel leicht erkennbar und erlaubt so eine eindeutige und schnelle Identifizierung des auf im Röntgenbild abgebildeten chirurgischen Hilfsmittels CH. Die Hülse H kann aus dem gleichen Material wie das chirurgische Hilfsmittel CH hergestellt sein. Eine Kennzeichnung der Hülse in dem Röntgenbild kann auch dadurch erreicht werden, dass die Hülse H aus unterschiedlichen Materialien zusammengesetzt ist und so ein Muster im Röntgenbild erzeugt wird. Das bekannte Muster aus der Hülse kann sich ebenso in dem chirurgischen Instrument wiederholen und eine eindeutige Zugehörigkeit sofort hergestellt werden. Die unterschiedlichen Materialien mit unterschiedlichen Röntgenabsorptionskoeffizienten können ringförmig oder punktförmig auf bzw. in der Hülse H und dem chirurgischen Instrument angeordnet bzw. integriert sein. Die Hülse H kann auch unterschiedliche Außendurchmesser AD aufweisen, mittels dieser unterschiedlichen Außendurchmesser können Hülsen in ihrer Abbildung auf dem Röntgenbild leicht untereinander unterschieden werden. Eine Unterscheidung mittels auf den Hülsen H1, Hx, sich vom Operationsumfeld abhebende, aufgetragenen Signalfarben, evtl. in Verbindung mit unterschiedlichen Röntgenabsorptionskoeffizienten, kann neben einer Unterscheidung im Röntgenbild zu einer leichten optischen Unterscheidung führen. Bei einer Überlagerung von Röntgenbildern mit Videobildern kann eine optische Unterscheidung zusätzlich zur Differenzierung der verwendeten k-Drähte beitragen.
2 zeigt das Markierungselement H mit einem Anpresselement. Das Anpresselement hat hier die Ausprägung einer länglichen Haltefeder HF. Ausgebildet ist das Markierungselement H als ein rohrförmiges Element. Dieses rohrförmige Element weist einen Innendurchmesser ID und einen Außendurchmesser AD auf. In dieser Darstellung ist die Haltefeder HF vorgespannt und innerhalb des rohrförmigen Elementes, d.h. an der Innenwand von diesem befestigt. Mit dieser Haltefeder wird der Schaft des chirurgischen Instrumentes an die Innenwand des rohrförmigen Elementes gedrückt und dadurch das rohrförmige Element am chirurgischen Instrument fixiert.
In 3 ist eine schematische Abbildung von Markierungselementen H1, Hx an einem chirurgischen Hilfsmitteln CH1, CHx gezeigt. Die Markierungsmittel H1, Hx sind am distalen Ende des jeweiligen chirurgischen Instrument CH1, CHx platziert. Die Markierungselemente H1, Hx können mit einer zusätzlichen äußeren Markierung M versehen sein. 3 zeigt zudem eine Röntgenquelle RQ und einen auf die Röntgenquelle RQ ausgerichteten Detektor D. Zwischen der Röntgenquelle RQ und dem Detektor D ist ein Objekt O mit einem das chirurgische Eingriffsgebiet markierten Bereich ROI dargestellt. Auf diesen hervorgehobenen Bereich ROI der auch als Region of Interest bezeichnet werden kann sind die Spitzen der k-Drähte CH1, CHx gerichtet. Das Objekt O wird von dem von der Röntgenquelle RQ ausgehenden Röntgenkegel RK erfasst. Das Material der beiden chirurgischen Instrumente CH₁, CH_x weist beispielsweise gleiche Röntgenabsorptionskoeffizienten auf. Das jeweilige Markierungselement H₁, H_x kann sowohl vom Material, wie oben beschrieben, als auch von ihrer äußeren Form unterschiedlich ausgebildet sein. Dreht sich nun die Röntgeneinrichtung so können die beiden chirurgischen Instrumente unmittelbar nebeneinander, teilweise übereinander liegend oder sich kreuzend abgebildet werden. Eine Unterscheidung wäre dann erschwert. Mit dem Aufschieben der Markierungselemente H1, Hx auf die chirurgischen Instrumente CH1, CHx kann der jeweilige Verlauf des chirurgischen Instrumentes CH1, CHx leicht von weiteren Abbildungen im Röntgenbild unterschieden werden.
Bezugszeichenliste

CH: chirurgisches Instrument, k-Draht
CH1: erstes chirurgisches Instrument
CHx: n-tes chirurgisches Instrument
H: Markierungselement, Hülse
H1: erstes Markierungselement
HX: n-te Markierungselement
HF: Anpresselement, Blattfeder, Haltefeder
ID: Innerer Durchmesser
AD: Äußerer Durchmesser
RQ: Röntgenquelle
RK: Röntgenkegel
D: Detektor
O: Objekt
ROI: Region of Interest
M: äußere Markierung

Claims

Markierungselement (H, H1, Hx) zum Kennzeichnen eines in einem 2D- bzw. 3D- Bild abgebildeten chirurgischen Instrumentes (CH, CH₁, CH_X) , dadurch gekennzeichnet, dass das Markierungselement (H, H1, Hx) derart ausgebildet ist, dass dieses auf einem Schaft des chirurgischen Instrumentes (CH, CH1, CHx) aufsteckbar ist, und wobei das Markierungselement (H, H1, Hx) die Form eines Hohlzylinders aufweist und ein Anpresselement (HF) an der Innenwand des Hohlzylinders (H) aufweist.
Markierungselement nach dem vorhergehenden Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Anpresselement (HF) die Form einer länglichen vorgespannten Blattfeder hat.
Markierungselement nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Anpresselement (HF) die Form einer stabförmigen vorgespannten Feder aufweist.
Markierungselement nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das bogenförmig vorgespannte Anpresselement (HF) in einer länglichen Mulde in der Innenwand des Hohlzylinders derart integriert ist, und dass die bogenförmig vorgespannte Haltefeder den Innendurchmesser des Hohlzylinders verringert.
Markierungselement nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses aus einem Material mit mindestens einem Röntgenabsorptionskoeffizienten gebildet ist.
Markierungselement nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Markierungselementes (H, H1, Hx) unterschiedliche Strukturen aufweist.
Markierungselement nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Markierungselementes (H, H1, Hx) mit sich vom Operationsumfeld abhebenden Farbenflächen versehen ist.