DE102015102770B4

DE102015102770B4 - System und Verfahren zum Festlegen eines Einführwegs für ein chirurgisches Implantat

Info

Publication number: DE102015102770B4
Application number: DE102015102770.4A
Authority: DE
Inventors: Mohammad S Al-Hakim; Ahmed Abdulrahman Al-Ferayan
Original assignee: King Abdullah International Medical Res Center; King Saud Bin Abdulaziz Univ Of Health Sciences; King Saud Bin Abdulaziz University Of Health Sciences; NAT GUARD HEALTH AFFAIRS; King Abdullah International Medical Research Center; NATIONAL GUARD HEALTH AFFAIRS
Current assignee: NATIONAL GUARD HEALTH AFFAIRS, SA; King Abdullah International Medical Research Center; King Saud Bin Abdulaziz University for Health Sciences
Priority date: 2015-02-26
Filing date: 2015-02-26
Publication date: 2019-03-21
Anticipated expiration: 2035-02-27
Also published as: DE102015102770A1

Abstract

System (10) zum Festlegen eines Einführwegs für ein chirurgisches Implantat mit:
einer tragbaren Sondeneinheit (12), die einen Ultraschallwandler und einen Ultraschallempfänger aufweist, die so eingerichtet sind, dass sie einen Gewebebereich (36) sondieren;
einer ersten Tracking-Einheit, die so eingerichtet ist, dass sie eine räumliche Position und eine Orientierung der Sondeneinheit (12) relativ zu dem Gewebebereich (36) detektiert und der räumlichen Position und der Orientierung der Sondeneinheit (12) entsprechende erste Tracking-Signale ausgibt;
einer Einführeinheit (14), die so eingerichtet ist, dass sie einen Einführweg in dem Gewebebereich (36) herstellt;
einer zweiten Tracking-Einheit, die so eingerichtet ist, dass sie eine räumliche Position und eine Orientierung der Einführeinheit (14) in Bezug zu dem Gewebebereich (36) detektiert und der räumlichen Position und der Orientierung der Einführeinheit (14) entsprechende zweite Tracking-Signale ausgibt; und
einer Verarbeitungseinheit (20), die so eingerichtet ist, dass sie einen geplanten Einführweg auf Grundlage der ersten Tracking-Signale aufnimmt, wobei die Verarbeitungseinheit (20) weiterhin so eingerichtet ist, dass sie die zweiten Tracking-Signale mit dem geplanten Einführweg vergleicht.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum Festlegen eines Einführwegs für ein chirurgisches Implantat, insbesondere zum Platzieren von Schrauben im Wirbelsäulen-Pediculus.
Hintergrund der Erfindung und verwandter Stand der Technik
Die chirurgische Implantation von Elementen, wie etwa Schrauben, Stiften und anderen medizinischen Implantaten, in den Knochen ist häufig das einzige Mittel zum sicheren und exakten Immobilisieren des Knochens. Ein besonders wichtiges Gebiet sind Anwendungen für operative Wirbelsäulenversteifungen, zu denen die Platzierung von Pediculus-Schrauben durch die Pediculi in den Wirbelkörper der Wirbelsäule gehört. Allein in den Vereinigten Staaten werden jährlich mehr als 400.000 Wirbelsäulenfixierungen durchgeführt. Es stehen mehrere bekannte Schraubentrajektorien zur Verfügung. Diese sind jedoch idealisierte Trajektorien, und auf Grund der anatomischen Veränderlichkeit und von Verletzungen weicht die tatsächliche Position der Pediculus-Schraube oft ab. Falsch platzierte Schrauben können zu vaskulären oder neurologischen Problemen führen. Auch wenn ein gewisses begrenztes Maß an Fehlplatzierung im Allgemeinen vertretbar ist, so ist eine Minimierung der Anzahl von Abweichungen doch sehr erstrebenswert, um die langfristige Versteifungsstabilität zu verbessern.
Ein Einführweg für die Pediculus-Schraube wird normalerweise durch die Pediculi und durch die Kortikalis, d. h. den dichten, festen Knochen an der Außenseite der Knochenstruktur, und in die Spongiosa gebohrt, d. h. den weichen, nachgiebigen, schwammartigen Knochen an der Innenseite des Wirbelkörpers. Die Kanüleneinführung stützt sich meistens auf taktiles Feedback, um zwischen der „weichen“ Spongiosa und der härteren Kortikalis zu unterscheiden. Wenn das Vorschieben der Sonde zu schwierig wird, kann das ein Hinweis darauf sein, dass die Sonde in Kontakt mit der Kortikalis ist. Wenn das Vorschieben der Sonde zu mühelos wird, kann die Sonde bereits die Kortikalis durchbohrt haben, und der Chirurg muss gegebenenfalls darauf reagieren, indem er die Richtung der Kanüleneinführung korrigiert. Wenn der Pediculus-Kanal erstellt worden ist und die Schraubenlänge festgelegt worden ist, kann die Pediculus-Schraube in den Pediculus-Kanal eingeführt werden. Auf Grund der eingeschränkten Sichtbarkeit von anatomischen Orientierungspunkten, die auf die minimale Freilegung der Wirbelsäule, ständiges Bluten der freigelegten Bereiche und die große Nähe zahlreicher vitaler Neuro- und vaskulärer Strukturen zurückzuführen ist, sowie auf Grund der starken Veränderlichkeit der Pediculus-Morphologie in einem Patienten und zwischen verschiedenen Patienten stellt die Kanüleneinführung, die auf dem Tast-Empfinden beruht, hohe Anforderungen auch an erfahrene Chirurgen. Sie stützt sich oftmals auf Versuch und Irrtum und schließt das Bohren von mehr Kanälen als nötig oder von Kanälen ein, die nicht optimal im Knochen positioniert sind. Die Platzierung der Pediculus-Schraube ist im Brust- und Halswirbel besonders schwierig, wo die Abmessungen des Pediculus und die kortikale Wanddicke viel kleiner als beim Lumbalwirbel sind.
Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, sind bildgestützte Verfahren entwickelt worden, die die Ausbildung der Pediculus-Kanäle unterstützen, wie etwa Röntgen-Abtastung oder Computertomografie-Abtastung. Diese Verfahren tragen dazu bei, die Gefahren der Fehlplatzierung der Pediculus-Kanäle zu verringern, sind aber zeitraubend und teuer und können sowohl die Patienten als auch die Chirurgen hohen Strahlenbelastungen aussetzen. Diese Verfahren hängen von der intraoperativen Echtzeit-Bildgebung mit Röntgenstrahlen (unter anderem C-Arm-, O-Arm-Bildgebung, CT) ab. Sie zeigen exakte Ergebnisse, sind jedoch mit hohen Kosten und einer hohen Strahlenbelastung verbunden.
Die US-Patentanmeldung US 2005 / 0 101 866 A1 offenbart ein Echtzeit-Bildgebungsverfahren, bei dem der Bohrer zum Herstellen des Einführkanals einen Ultraschallwandler zum Untersuchen der Gewebestruktur des Wirbels mit einer Sonde aufweist. Diese Vorrichtung gestattet die Untersuchung der Gewebestruktur mittels Sonde in Echtzeit, wenn der Kanal durch den Wirbelkörper vorgeschoben wird, und verringert somit die Gefahr von Fehlplatzierungen. Es bleibt aber das Risiko, dass der Chirurg erst nachdem zumindest ein Teil des Kanals gebohrt worden ist, feststellt, dass der Kanal nicht optimal platziert ist, oder dass er den Kanal sogar aufgeben muss und neu beginnen muss, wodurch die Wirbelstabilität gefährdet wird.
Ein System und Verfahren zum Erzeugen einer virtuellen 3D-Umgebung auf der Grundlage von Ultraschall-Daten und Tracking-Daten einer Ultraschall-Sonde und eines medizinischen Instruments ist aus der US 2013 / 0 150 710 A1 bekannt.
Die US 2010 / 0 081 914 A1 beschreibt eine Navigationshilfe zur Registrierung medizinischer Bilddaten, insbesondere für die Gehirnchirurgie, mittels einer Zeigersonde, deren Position und Orientierung im Raum getrackt wird. Ein ähnliches System ist in der US 2008 / 0 214 922 A1 beschrieben.
Die US-Anmeldeschrift US 2008 / 0 306 490 A1 beschreibt das Tracken einer diagnostischen Apparatur für die Kniechirurgie.
Gebraucht wird ein zuverlässigeres System und Verfahren zum Festlegen eines Einführwegs für ein chirurgisches Implantat.
Überblick über die Erfindung
Dieses Ziel wird mit einem System und Verfahren zum Festlegen eines Einführwegs für ein chirurgisches Implantat gemäß den Hauptansprüchen 1 bzw. 9 erreicht. Die Unteransprüche beziehen sich auf bevorzugte Ausführungsformen.
Ein System zum Festlegen eines Einführwegs für ein chirurgisches Implantat gemäß der vorliegenden Erfindung weist Folgendes auf: eine tragbare Sondeneinheit, die einen Ultraschallwandler und einen Ultraschallempfänger aufweist, die so eingerichtet sind, dass sie einen Gewebebereich sondieren; und eine erste Tracking-Einheit, die so eingerichtet ist, dass sie eine räumliche Position und eine Orientierung der Sondeneinheit relativ zu dem Gewebebereich detektiert und entsprechende erste Tracking-Signale ausgibt. Das System weist weiterhin Folgendes auf: eine Einführeinheit, die so eingerichtet ist, dass sie einen Einführweg in dem Gewebebereich herstellt; und eine zweite Tracking-Einheit, die so eingerichtet ist, dass sie eine räumliche Position und eine Orientierung der Einführeinheit in Bezug zu dem Gewebebereich detektiert und entsprechende zweite Tracking-Signale ausgibt. Das System weist weiterhin eine Verarbeitungseinheit auf, die so eingerichtet ist, dass sie einen geplanten Einführweg auf Grund der ersten Tracking-Signale speichert, wobei die Verarbeitungseinheit weiterhin so eingerichtet ist, dass sie die zweiten Tracking-Signale mit dem geplanten Einführweg vergleicht.
Das System gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht ein Zwei-Schritt-Verfahren zum Festlegen eines Einführwegs für ein chirurgisches Implantat. In einem ersten Schritt wird der Einführweg mittels einer tragbaren Sondeneinheit geplant. Wenn die tragbare Sondeneinheit in Bezug zu dem Gewebebereich navigiert wird, liefert der Ultraschallwandler Bilddaten des Gewebebereichs und gestattet es einem Nutzer oder Chirurgen, einen geeigneten Einführweg durch den Gewebebereich zu ermitteln. In diesem Schritt kann der Nutzer die tragbare Sondeneinheit so bewegen oder navigieren, als ob sie eine Kanülierungssonde oder ein Bohrer wäre. Die erste Tracking-Einheit kann eine räumliche Position undeine Orientierung der Sondeneinheit in Bezug zu dem Gewebebereich detektieren, wenn der Chirurg die Sondeneinheit entlang dem geplanten Einführweg navigiert, und die Verarbeitungseinheit kann den geplanten Einführweg auf Grundlage der entsprechenden ersten Tracking-Signale speichern.
Die Sondeneinheit kann eine Handeinheit sein.
In einem nachfolgenden zweiten Schritt kann der Chirurg die Sondeneinheit gegen eine Einführeinheit austauschen, die so eingerichtet ist, dass sie einen Einführweg in dem Gewebebereich herstellt. Die räumliche Position und Orientierung der Einführeinheit relativ zu dem Gewebebereich kann mittels der zweiten Tracking-Einheit verfolgt werden, und die Verarbeitungseinheit kann so eingerichtet sein, dass sie die entsprechenden zweiten Tracking-Signale mit dem geplanten Einführweg vergleicht.
Der Vergleich der zweiten Tracking-Signale mit dem geplanten Einführweg kann einen Vergleich der räumlichen Position und der Orientierung der Einführeinheit mit dem geplanten Einführweg auf Grundlage der zweiten Tracking-Signale umfassen.
Das System gemäß der vorliegenden Erfindung kann es somit dem Chirurgen gestatten, den Einführweg vollumfänglich entsprechend dem Einführweg zu bohren, der vorher mit Hilfe der tragbaren Sondeneinheit geplant worden ist. Dadurch können die Zuverlässigkeit und Genauigkeit der Platzierung des Einführkanals wesentlich verbessert werden, und die Gefahren der Fehlplatzierung und der damit verbundenen Schwächung der Gewebestruktur können verringert werden.
Der Ultraschallwandler kann im Sinne der vorliegenden Erfindung jedwede Vorrichtung umfassen, die zum Erzeugen von Ultraschallsignalen geeignet ist.
Der Ultraschallempfänger kann eine Vorrichtung umfassen, die zum Empfangen von Ultraschallsignalen und zum Erzeugen von Ausgangssignalen entsprechend den empfangenen Ultraschallsignalen geeignet ist.
Der Ultraschallwandler und der Ultraschallempfänger können als getrennte Vorrichtungen oder als ein Wandlerempfänger oder Sendeempfänger in ein und demselben Gehäuse implementiert sein.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Verarbeitungseinheit so eingerichtet, dass sie eine Übereinstimmung der zweiten Tracking-Signale mit dem geplanten Einführweg erkennt.
Alternativ oder zusätzlich kann die Verarbeitungseinheit so eingerichtet sein, dass sie eine Abweichung der zweiten Tracking-Signale von dem geplanten Einführweg erkennt.
Somit kann bei einem chirurgischen Eingriff der Chirurg kontrollieren, ob der Einführweg, den er gerade bohrt, dem geplanten Einführweg entspricht. Wenn Abweichungen erkannt werden, kann der Chirurg sofort eine Korrektur vornehmen, wodurch die Gefahren einer Fehlplatzierung vermieden werden.
Insbesondere kann die Verarbeitungseinheit so eingerichtet sein, dass sie Richtungsanweisungen für die Einführeinheit entsprechend dem geplanten Einführweg bereitstellt.
Diese Richtungsanweisungen können die Form eines visuellen Signals oder eines akustischen Signals oder einer anderen Art von Signal haben, das so eingerichtet ist, dass es den Nutzer warnt. Die Richtungsanweisungen können den Nutzer dabei unterstützen, den Einführweg während der Herstellung des Einführwegs den Einführweg rasch zu korrigieren, sodass der endgültige Einführweg mit dem geplanten Einführweg übereinstimmt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist das System weiterhin eine Anzeige-Einheit auf, die mit der Verarbeitungseinheit verbunden ist, wobei die Anzeige-Einheit so eingerichtet ist, dass sie Bilddaten, die zu dem Gewebebereich gehören, entsprechend der räumlichen Position und der Orientierung der Sondeneinheit anzeigt.
Die Anzeige-Einheit kann Bilddaten anzeigen, die von dem Ultraschallempfänger bereitgestellt werden, und kann es somit dem Nutzer gestatten, den Einführweg auf Grund der Ultraschall-Bilddaten zu planen.
Alternativ oder zusätzlich kann die Anzeige-Einheit so eingerichtet sein, dass sie den geplanten Einführweg anzeigt, und/oder kann so eingerichtet sein, dass sie eine Abweichung der zweiten Tracking-Signale von dem geplanten Einführweg anzeigt, und/oder kann so eingerichtet sein, dass sie Richtungsanweisungen für die Einführeinheit entsprechend dem geplanten Einführweg anzeigt.
Somit kann die Anzeige-Einheit die visuellen Informationen anzeigen, die es dem Nutzer oder Chirurgen gestatten können, den geplanten Einführweg zuverlässig einzuhalten, wenn er die Einführeinheit verwendet.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Verarbeitungseinheit so eingerichtet, dass sie Ultraschallsignale verarbeitet, die von dem Wandler empfangen werden, und Bilddaten erzeugt, die so eingerichtet sind, dass sie den Gewebebereich auf Grund der Ultraschallsignale abbilden oder visualisieren.
Insbesondere kann die Verarbeitungseinheit so eingerichtet sein, dass sie den geplanten Einführweg auf Grund der ersten Tracking-Signale und der Ultraschallsignale und/oder der Bilddaten speichert.
Das System gemäß der vorliegenden Erfindung kann zum Festlegen eines Einführwegs für eine breite Palette von chirurgischen Implantaten und insbesondere für die chirurgische Platzierung von Implantaten im Knochen verwendet werden.
Der Gewebebereich kann jede Art von menschlichem oder tierischem Gewebe umfassen, in dem ein Einführkanal hergestellt werden soll. Insbesondere kann das Gewebe Knochengewebe umfassen.
Der Gewebebereich oder eine vorgegebene Position in dem Gewebebereich kann als eine Bezugsposition dienen, in Bezug zu welcher die räumliche Position und die Orientierung der Sondeneinheit und/oder die räumliche Position und die Orientierung der Einführeinheit verfolgt werden kann.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der Gewebebereich eine Grenze zwischen einer Kortikalis und einer Spongiosa auf, insbesondere eine Grenze zwischen einer Kortikalis und einer Spongiosa der Wirbelsäule.
Das Implantat kann ein Metall-, Keramik-, biologisches oder Polymer-Implantat sein.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Implantat eine Schraube oder ein Stift.
Die Einführeinheit kann eine Einheit sein, die so eingerichtet ist, dass sie einen Einführweg oder Einführkanal in dem Gewebebereich herstellt.
Die Einführeinheit kann zum Beispiel eine Kanülierungssonde aufweisen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Einführeinheit einen Bohrer auf.
Vorzugsweise ist die Einführeinheit von der Sondeneinheit getrennt und/oder verschieden.
Dadurch kann in einem ersten Schritt der Einführweg mittels der tragbaren Sondeneinheit sondiert und geplant werden, ohne dass die Gefahr besteht, dass der Gewebebereich verletzt wird. In einem nachfolgenden zweiten Schritt wird dann mittels der getrennten Einführeinheit der Einführweg entlang dem geplanten Einführweg hergestellt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Ultraschallwandler so eingerichtet, dass er B-Mode-Ultraschallsignale sendet.
Die Erfinder fanden heraus, dass B-Mode-Ultraschallsignale eine zuverlässige Beurteilung des Gewebebereichs ermöglichen und insbesondere eine sorgfältige und exakte Planung des Einführwegs in dem Gewebebereich auch bei Knochengewebe gestatten.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform basiert der Einführweg auf einer virtuellen Längsachse einer B-Mode-Bildebene von Bilddaten, die mittels der Sondeneinheit erfasst werden, und er kann insbesondere entlang der virtuellen Längsachse verlaufen.
Der Einführweg kann mit einem Schaft der Sondeneinheit gleichgerichtet sein.
Die Erfinder halten B-Mode-Ultraschallsignale für besonders geeignet, um einen Grenzbereich zwischen einer Kortikalis und einer Spongiosa einer Wirbelsäule zu ermitteln.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Ultraschallwandler so eingerichtet, dass er Ultraschallsignale mit einer Frequenz sendet, die nicht höher als 3 MHz, vorzugsweise nicht höher als 2 MHz und insbesondere nicht höher als 1 MHz ist.
Dieser Frequenzbereich ist wesentlich niedriger als die Ultraschallfrequenzen, die herkömmlich zur Gewebeanalyse verwendet werden. Die Erfinder halten Frequenzen in diesem Bereich für besonders geeignet, um die Grenze zwischen einer Kortikalis und einer Spongiosa, insbesondere in den Wirbeln einer Wirbelsäule, zu detektieren.
Gleichzeitig können Frequenzen in diesem niedrigen Bereich mit einer kleinen, kostengünstigen Ultraschallquelle erzeugt werden, und sie können die Komplexität des Signalempfangs und der Signalanalyse verringern.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können mehrere verschieden Arten von Tracking-Verfahren für die erste Tracking-Einheit und die zweite Tracking-Einheit verwendet werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die erste Tracking-Einheit und/oder die zweite Tracking-Einheit so eingerichtet, dass sie die räumliche Position und/oder die Orientierung der Sondeneinheit bzw. der Einführeinheit mittels elektromagnetischer und/oder optischer Signale und/oder akustischer Signale verfolgen.
Die erste Tracking-Einheit kann einen Sensor und/oder einen Sender aufweisen, der an der Sondeneinheit angebracht ist.
Ebenso kann die zweite Tracking-Einheit einen Sensor und/oder einen Sender aufweisen, der an der Einführeinheit angebracht ist.
In dem Fall, dass ein Sensor an der Sondeneinheit bzw. an der Einführeinheit angebracht ist, können die erste Tracking-Einheit und die zweite Tracking-Einheit einen gemeinsamen Sender zum Aussenden von Positionssignalen aufweisen, die von den entsprechenden Sensoren empfangen werden.
Ebenso können, in dem Fall, dass entsprechende Sender an der Sondeneinheit und an der Einführeinheit angebracht sind, die erste Tracking-Einheit und die zweite Tracking-Einheit einen gemeinsamen Sensor zum Empfangen der Positionssignale aufweisen, die von der Sondeneinheit und der Einführeinheit gesendet werden.
Ein Verfahren zum Festlegen eines Einführwegs für ein chirurgisches Implantat gemäß der vorliegenden Erfindung weist die folgenden Schritte auf: einen Schritt des Verfolgens einer räumlichen Position und einer Orientierung einer tragbaren Sondeneinheit relativ zu einem Gewebebereich, wobei die Sondeneinheit einen Ultraschallwandler und einen Ultraschallempfänger aufweist, die so eingerichtet sind, dass sie den Gewebebereich entsprechend der räumlichen Position und der Orientierung der Sondeneinheit sondieren; einen Schritt des Ausgebens entsprechender erster Tracking-Signale und einen Schritt des Aufnehmens eines geplanten Einführwegs auf Grund der ersten Tracking-Signale.
Der geplante Einführweg kann ein Einführweg sein, der auf Grundlage einer Bewegung der tragbaren Sondeneinheit relativ zu dem Gewebebereich ermittelt wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist das Verfahren weiterhin einen Schritt des Anzeigens eines Bilds des Gewebebereichs entsprechend der räumlichen Position und der Orientierung der Sondeneinheit und/oder des Anzeigens des geplanten Einführwegs auf.
Das Verfahren kann weiterhin einen Schritt des Ermittelns einer Grenze zwischen einer Kortikalis und einer Spongiosa auf Grundlage von Bilddaten aufweisen, die von dem Ultraschallempfänger bereitgestellt werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist das Verfahren einen Schritt des Erkennens einer Korrespondenz oder Übereinstimmung der zweiten Tracking-Signale mit dem geplanten Einführweg auf.
Alternativ oder zusätzlich kann das Verfahren einen Schritt des Erkennens einer Abweichung der zweiten Tracking-Signale von dem geplanten Einführweg aufweisen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist das Verfahren einen Schritt des Bereitstellens von Richtungsanweisungen für die Einführeinheit entsprechend dem geplanten Einführweg auf.
Insbesondere kann das Verfahren einen Schritt des Anzeigens einer Abweichung der zweiten Tracking-Signale oder einer Abweichung der Einführeinheit von dem geplanten Einführweg und/oder des Anzeigens von Richtungsanweisungen für die Einführeinheit entsprechend dem geplanten Einführweg aufweisen.
Insbesondere kann der Einführweg in einem Wirbelsäulen-Pediculus entsprechend dem geplanten Einführweg hergestellt werden.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Computerprogramm oder ein Computerprogrammprodukt, das maschinenlesbare Befehle zum Implementieren eines Verfahrens mit einigen oder allen der vorstehend beschriebenen Merkmale auf einem Computer aufweist.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Ausführungsformen der Erfindung und die damit verbundenen vorteilhaften Wirkungen werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.

1 ist eine schematische Darstellung eines Systems zum Festlegen eines Einführwegs für ein chirurgisches Implantat gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
2 zeigt, wie eine Ultraschall-Sondeneinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verwendet werden kann, um Wirbel einer menschlichen Wirbelsäule abzutasten, insbesondere eine Grenze zwischen einer Kortikalis und einer Spongiosa.
3 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Festlegen eines Einführwegs für ein chirurgisches Implantat gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt die Verwendung einer Einführeinheit, die so eingerichtet ist, dass sie einen Einführweg in die vertebralen Pediculi gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung herstellt.
5 ist ein Ablaufdiagramm, das Schritte zum Navigieren einer Einführeinheit, wie sie in 4 gezeigt ist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Die 6a und 6b zeigen Richtungsanweisungen, die für die Einführeinheit entsprechend einem geplanten Einführweg bereitgestellt werden können, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Die 7a und 7b zeigen Anzeige-Bildschirmbilder, die zum Bereitstellen von Richtungsanweisungen gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung verwendet werden können.
Die Erfindung wird nun im Rahmen eines speziellen Beispiels für das Festlegen eines Einführwegs für die Platzierung einer Wirbelsäulen-Pediculus-Schraube beschrieben. Dies ist jedoch nur eines der zahlreichen Anwendungsgebiete und Zusammenhänge, in denen das System und Verfahren zum Festlegen eines Einführwegs verwendet werden kann. Im Allgemeinen kann die Erfindung in allen Anwendungsgebieten verwendet werden, in denen ein Einführweg für ein chirurgisches Implantat in einem Gewebebereich eines menschlichen oder tierischen Körpers geplant werden soll. Zum Beispiel können das erfindungsgemäße System und Verfahren auch zum Festlegen eines Einführwegs in Gelenken verwendet werden, wie etwa beim Implantieren von Gelenkfacettenschrauben, Hüftgelenkstiften usw.
1 zeigt ein System 10 zum Festlegen eines Einführwegs für die Platzierung einer Wirbelsäulen-Pediculus-Schraube gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das System 10 weist zwei tragbare Vorrichtungen auf, und zwar eine Sondeneinheit 12 und eine Einführeinheit 14.
Die Sondeneinheit 12 weist einen länglichen Schaft 16 auf, der von einem Chirurgen gehalten werden kann und mit einem Ultraschall-Sendeempfänger 18 an seinem distalen Ende versehen sein kann.
Der Ultraschall-Sendeempfänger 18 kann im Sinne dieser Ausführungsform als ein integrierter Baustein oder Schaltkreis aufgefasst werden, der die Funktionalitäten eines Ultraschallwandlers zum Senden von Ultraschallwellen und eines Ultraschallempfängers zum Empfangen von reflektierten Ultraschallsignalen vereint. Das ist jedoch lediglich ein Beispiel, und die Sondeneinheit 12 kann ebenso den Ultraschallwandler und den Ultraschallempfänger als getrennte funktionale Elemente oder Einheiten aufweisen.
Der Ultraschall-Sendeempfänger 18 kann eine Vielzahl von piezoelektrischen Kristallen aufweisen, wie etwa 16 oder 32 Kristalle, die in einem krummlinigen Array oder in einem Sektor-Array angeordnet sind. Der Ultraschall-Sendeempfänger 18 kann so eingerichtet sein, dass er B-Mode-Ultraschall-Signale sendet, die gelegentlich auch als 2D-Mode-Ultraschallsignale bezeichnet werden. Diese Signale sind so eingerichtet, dass sie eine Ebene durch das zu untersuchende Gewebe abtasten. Es können aber auch andere Arten von Moden verwendet werden, wie etwa A- oder Doppler-Moden.
Der Sendeempfänger 18 ist (mittels einer Kabelverbindung oder einer drahtlosen Verbindung) mit einer Verarbeitungseinheit 20 verbunden, die Funktionalitäten zum Erzeugen von Ultraschallstrahlen und zur Signalanalyse der ankommenden Ultraschallsignale vereinen kann. Diese Funktionalitäten werden nachstehend näher beschrieben.
Die Sondeneinheit 12 weist weiterhin mindestens eine elektromagnetische Sensoreinheit 22 auf, die so eingerichtet ist, dass sie elektromagnetische Signale detektiert, die von einer stationären Sende-Einheit 24 gesendet werden, die mit der Verarbeitungseinheit 20 verbunden ist. Die elektromagnetische Sensoreinheit 22 kann Sensor-Signale ausgeben und sie mit einer drahtlosen oder Kabel-Verbindung (in 1 nicht dargestellt) an die Verarbeitungseinheit 20 senden. Auf Grundlage der von der elektromagnetischen Sende-Einheit 24 gesendeten Signale und der von der elektromagnetischen Sensoreinheit 22 empfangenen Sensor-Signale kann die Verarbeitungseinheit eine räumliche Position und eine Orientierung der Sondeneinheit 12 relativ zu einem festen räumlichen Bezugspunkt ermitteln. Dadurch wird eine erste Tracking-Einheit für die Sondeneinheit 12 festgelegt, mit der die räumliche Position und die Orientierung der Sondeneinheit 12 in Bezug zu einem festen Bezugspunkt ermittelt werden kann. Die Verarbeitungseinheit 20 kann die relative Position und Orientierung in Form einer Gruppe von drei räumlichen Koordinaten, die die Position (des Mittelpunkts) der elektrischen Sensoreinheit 22 im Raum angeben, sowie von drei Richtungswinkeln ausgeben, die die räumliche Orientierung des länglichen Schafts 16 angeben. Da die Abmessungen der Sondeneinheit 12 bekannt sind, legen diese Koordinaten auch die Position und Orientierung des Ultraschall-Sendeempfängers 18 in Bezug zu dem räumlichen Bezugspunkt oder in Bezug zu dem zu sondierenden Gewebebereich fest.
1 zeigt eine Konfiguration, bei der die elektromagnetische Sende-Einheit 24 stationär ist und die elektromagnetische Sensoreinheit 22 in der Sondeneinheit 12 untergebracht ist. Das ist jedoch lediglich ein Beispiel, und die Erfindung kann auch mit einer stationären Sensoreinheit und einer elektromagnetischen Sende-Einheit implementiert werden, die an dem distalen Ende der Sondeneinheit 12 angeordnet ist.
Darüber hinaus können auch andere Arten der Verfolgung verwendet werden, wie etwa optische Verfolgung oder Verfolgung auf Grund von akustischen Signalen.
Die Verarbeitungseinheit 20 kann sowohl die Ultraschallsignale, die von dem Ultraschall-Sendeempfänger 18 empfangen werden, als auch die Tracking-Signale verarbeiten, die sich auf die Position und räumliche Orientierung der Sondeneinheit 12 beziehen, und kann diese Ergebnisse an einer Anzeige-Einheit 26 anzeigen. Auf Grundlage des Ultraschallbilds, das der Chirurg an der Anzeige-Einheit 26 sieht, kann er einen geeigneten Einführweg durch den Gewebebereich wählen und kann den Schaft 16 entlang des geplanten Einführwegs navigieren. Insbesondere kann der Chirurg den Einführweg auf Grund der virtuellen Längsachse der B-Mode-Bildebene bestimmen. Dieser Einführweg kann mit dem Schaft 16 der Sondeneinheit 12 gleichgerichtet sein und kann sich in der Mitte des Bilds befinden. Die Kombination aus dem B-Mode-Bild der Knochenanatomie und der virtuellen Längsachse wird zum Planen der optimalen Trajektorie verwendet.
Der geplante Einführweg kann an der Anzeige-Einheit 26 als eine Einführtrajektorie angezeigt werden, die das Ultraschallbild überlagert. Um einen Einführweg, der für den späteren operativen Eingriff gespeichert werden soll, zu speichern, kann der Chirurg eine Aufzeichnungstaste 28 drücken, die an dem länglichen Schaft 16 angebracht ist, um den Beginn und das Ende des Einführwegs zu markieren.
In 1 ist die Einführeinheit 14 eine Vorrichtung, wie etwa eine Kanülierungssonde, zum Herstellen eines Einführwegs in dem Gewebebereich. Die Einführeinheit 14 kann eine hohle Bohrerführung 30 zum Aufnehmen eines Bohrers eines Bohrermotors (in 1 nicht dargestellt, vgl. 4) sowie eine Griff-Einheit 32 aufweisen, die mit der Bohrerführung 30 verbunden ist. An der Griff-Einheit 32 ist eine elektromagnetische Sensoreinheit 34 angebracht. Die elektromagnetische Sensoreinheit 34 ist im Großen und Ganzen der elektromagnetischen Sensoreinheit 22 der Sondeneinheit 12 ähnlich und dient zum Detektieren von elektromagnetischen Signalen, die von der elektromagnetischen Sende-Einheit 24 gesendet werden. Die Sensor-Signale, die von der elektromagnetischen Sensoreinheit 34 ausgegeben werden, können über eine Kabel- oder drahtlose Verbindung an die Verarbeitungseinheit 20 gesendet werden. So wie es vorstehend für die Sondeneinheit 12 beschrieben worden ist, kann die Verarbeitungseinheit 20 mit diesen Sensor-Signalen die räumliche Position und die räumliche Orientierung der Einführeinheit 14 in Bezug zu einem festen Bezugspunkt ermitteln. Wie später näher beschrieben wird, kann die Verarbeitungseinheit 20 mit den Sensor-Signalen, die von der elektromagnetischen Sensoreinheit 34 empfangen werden, insbesondere ermitteln, ob die Bohrerführung 30 entlang einer Trajektorie bewegt wird, die dem geplanten Einführweg entspricht, der vorher mittels der Sondeneinheit 12 aufgezeichnet worden ist.
1 zeigt die elektromagnetische Sensoreinheit 34, die an der Einführeinheit 14 angebracht ist, während die elektromagnetische Sende-Einheit 24 stationär ist. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt und umfasst auch Konfigurationen, bei denen die elektromagnetische Sende-Einheit an der Griff-Einheit 32 der Einführeinheit 14 angeordnet ist und die elektromagnetische Sensoreinheit stationär ist. Bei Konfigurationen, bei denen sowohl die Sondeneinheit 12 als auch die Einführeinheit 14 mit elektromagnetischen Sendern versehen sind, können ihre Frequenzen unterschiedlich gewählt werden, sodass die stationäre Sensoreinheit zwischen den Signalen unterscheiden kann, die von diesen beiden Einheiten empfangen werden.
Die elektromagnetische Sensoreinheit 34 und die elektromagnetische Sende-Einheit 24 sind Teil einer zweiten Tracking-Einheit, die so eingerichtet ist, dass sie die räumliche Position und die räumliche Orientierung der Einführeinheit 14 ermittelt. Das vorstehend beschriebene Beispiel beruht auf der elektromagnetischen Detektion. Alternative Tracking-Einheiten verwenden jedoch optische Signale oder akustische Signale.
2 zeigt, wie die Sondeneinheit 12 zum Erkennen eines Einführwegs für die Platzierung einer Pediculus-Schraube in einem Wirbelkörper 36 einer menschlichen Wirbelsäule verwendet werden kann. Die Pediculus-Schraube (nicht dargestellt) wird normalerweise durch den Wirbelsäulen-Pediculus 38 und durch den kortikalen Rand 40 in die weiche Spongiosa 42 im Inneren des Wirbelkörpers 36 eingeführt. Der Einführweg und die Pediculus-Schraube können zwar in den kortikalen Rand 40 gegenüber dem Wirbelsäulen-Pediculus 38 hinein reichen, aber ein Durchdringen dieses kortikalen Rands sollte vermieden werden, um den angrenzenden Gewebebereich nicht zu schädigen oder keine neurologischen Verletzungen zu verursachen. In Anbetracht der anatomischen Schwankungen der Form und Dicke des kortikalen Rands ist das eine anspruchsvolle Aufgabe selbst für erfahrene Wirbelsäulen-Chirurgen, insbesondere bei kleineren Wirbeln, wie etwa Brust- und Halswirbeln.
In 2 ist ein Ultraschall-Sehfeld schematisch dargestellt und mit dem Bezugssymbol 44 bezeichnet. Das Ultraschall-Sehfeld 44 erstreckt sich über den gesamten Bereich, in dem ein Einführweg hergestellt werden könnte, der die kortikalen Ränder 40 an gegenüberliegenden Enden des Wirbelkörpers 36 umfasst. Die Erfinder fanden heraus, dass mit den Ultraschallsignalen, die von der Sondeneinheit 12 erfasst werden, die innere Struktur des Wirbelkörpers 36 und insbesondere die Grenzen oder Grenzflächen zwischen dem kortikalen Rand 40 und der inneren Spongiosa 42 zuverlässig detektiert und visualisiert werden können.
Die Grenzen zwischen dem kortikalen Rand 40 und der inneren Spongiosa 42 können mit B-Mode-Ultraschallsignalen mit einer Frequenz von nicht mehr als 3 MHz, vorzugsweise nicht mehr als 2 MHz und insbesondere nicht mehr als 1 MHz, besonders zuverlässig detektiert werden. Diese Frequenzen sind wesentlich niedriger als die Frequenzen, die herkömmlich bei der Ultraschall-Analyse von Weichgewebe verwendet werden. Sie liefern zwar nicht immer ein vollständiges und lückenloses Bild der Anatomie, sind aber ausreichend, um die Strukturen zu erkennen, die für die Platzierung von Pediculus-Schrauben relevant sind. Gleichzeitig vereinfachen Frequenzen im niedrigen Bereich die Konfiguration des Ultraschallwandlers und -empfängers. Dadurch kann die Erfindung mit einer kleinen und besonders handlichen und kostengünstigen Sondeneinheit 12 implementiert werden.
Die Schaltung für die Erzeugung des Ultraschallstrahls und die Ultraschall-Analyse kann in die Verarbeitungseinheit 20 integriert werden, kann aber auch als eine gesonderte Einheit vorgesehen werden, die mit der Verarbeitungseinheit 20 verbunden ist, und sie kann auch teilweise in die Sondeneinheit 12 integriert werden.
3 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens, das die Schritte zum Festlegen eines Einführwegs mittels der Sondeneinheit 12 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
In einem ersten Schritt S10 werden eine räumliche Position und eine Orientierung der tragbaren Sondeneinheit 12 relativ zu einem Gewebebereich, wie etwa dem Wirbelkörper 36, verfolgt. Wie vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 und 2 dargelegt worden ist, kann die Verfolgung mittels einer ersten Tracking-Einheit realisiert werden, die sowohl die elektromagnetische Sensoreinheit 22 der Sondeneinheit 12 als auch eine stationäre elektromagnetische Sende-Einheit 24 aufweist.
In einem zweiten Schritt S12 werden entsprechende erste Tracking-Signale ausgegeben und an die Verarbeitungseinheit 20 gesendet, insbesondere während der Chirurg die Sondeneinheit 12 in Bezug zu dem Wirbelkörper 36 bewegt.
Auf Grundlage des Ultraschallbilds, das mit der Sondeneinheit 12 aufgenommen wird und an der Anzeige-Einheit 26 angezeigt wird, kann der Chirurg einen geeigneten Einführweg durch den Wirbelsäulen-Pediculus 38 und den kortikalen Rand 40 in die Spongiosa 42 wählen. In einem dritten Schritt S14 wird der geplante Einführweg auf Grundlage der ersten Tracking-Signale aufgenommen. Zu diesem Zweck kann der Chirurg den länglichen Schaft 16 der Sondeneinheit 12 so bewegen, als ob der Schaft eine Kanülierungssonde oder ein Bohrer zum Herstellen eines Einführkanals wäre. Er kann die Speichertaste 28 an dem länglichen Schaft 16 drücken, um den Beginn der Speicherung zu markieren, den länglichen Schaft 16 entlang dem geplanten Weg bewegen und die Speichertaste 28 erneut drücken, um das Ende des Wegs anzugeben. Der resultierende Weg kann an der Anzeige-Einheit 26 so dargestellt werden, dass er das Ultraschallbild überlagert.
Anschließend kann der Chirurg einen Einführkanal entlang des geplanten Einführwegs mittels der Einführeinheit 14 bohren, wie nun unter Bezugnahme auf 4 näher beschrieben wird.
4 zeigt die Einführeinheit 14, die die Bohrerführung 30, die Griff-Einheit 32 und einen Bohrer 46 aufweist, der mit einem Bohrermotor 48 verbunden ist. Der Bohrer 46 wird in die Bohrerführung 30 eingesetzt, die zum Führen des Bohrers 46 dient, wenn der Bohrer 46 den Kanal durch den Wirbelsäulen-Pediculus 38 bohrt.
Die Schritte, die mit der Bedienung der Einführeinheit 14 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verbunden sein können, werden unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm von 5 beschrieben.
In einem ersten Schritt S20 navigiert der Chirurg die Einführeinheit 14 relativ zu dem Wirbelkörper 36. Dabei werden die räumliche Position und Orientierung der Einführeinheit 14 relativ zu dem Gewebebereich mittels der elektromagnetischen Sensoreinheit 34 verfolgt (Schritt S22), und entsprechende zweite Tracking-Signale werden an die Verarbeitungseinheit 20 ausgegeben (Schritt S24).
Die Verarbeitungseinheit 20 vergleicht die zweiten Tracking-Signale, die von der Einführeinheit 14 bereitgestellt werden, mit dem geplanten Einführweg, der zuvor mittels der Sondeneinheit 12 festgelegt worden ist (Schritt S26). Dadurch kann der Chirurg prüfen, ob er entlang des geplanten Einführwegs bohrt, und sofort Korrekturen vornehmen, sobald er von dem geplanten Einführweg abweicht.
Zum Beispiel kann der tatsächliche Weg des Bohrers 46 an der Anzeige-Einheit 26 zusammen mit dem geplanten Einführweg angezeigt werden, und der Chirurg kann Korrekturen vornehmen, wenn er erkennt, dass er von dem geplanten Einführweg abweicht.
Die 6a und 6b zeigen eine Konfiguration, bei der eine Übereinstimmung zwischen dem tatsächlichen Einführweg, der mittels der Einführeinheit 14 gebohrt wird, und dem geplanten Einführweg, der mittels der Sondeneinheit 12 ermittelt wird, durch drei Kreise dargestellt wird. Die Kreise sind isozentrisch, wie in 6a gezeigt ist, solange der Chirurg dem geplanten Einführweg folgt. Wenn der Chirurg von dem geplanten Einführweg abweicht, sind die drei Kreise nicht mehr isozentrisch, wie in 6b gezeigt ist, und der Chirurg muss eine Korrektur an der Position und/oder Orientierung des Bohrers 46 vornehmen, um die konzentrische Konfiguration von 6a wieder herzustellen.
Eine andere Konfiguration zum Führen des Chirurgen bei der Herstellung des Einführwegs entsprechend dem geplanten Weg ist in den 7a und 7b gezeigt. Bei dieser Ausführungsform werden dem Chirurgen zwei Bildschirmbilder gezeigt, um ihn mit Positions- und Richtungsinformationen zu versorgen. Das erste Bildschirmbild ist in 7a dargestellt und zeigt die relative Position der Einführeinheit 14 in Bezug zu dem geplanten Einführweg in der xy-Ebene. In einem zweiten Bildschirmbild, das in 7b dargestellt ist, werden entsprechende Informationen für die xz-Ebene gezeigt. Wenn für den Chirurgen sowohl die Vorderansicht von 7a als auch die Seitenansicht von 7b bereitgestellt werden, kann er problemlos dem geplanten Einführweg folgen und kann sofort Abweichungen von dem geplanten Einführweg in einer Weise korrigieren, die der ähnlich ist, die vorstehend unter Bezugnahme auf die 6a und 6b beschrieben worden ist.
Das Zwei-Schritt-Verfahren der vorstehend beschriebenen Ausführungsform umfasst zwei getrennte Vorrichtungen, und zwar die tragbare Sondeneinheit 12 zum Sondieren eines Gewebebereichs und zum Speichern eines optimalen Einführwegs und die gesonderte Einführeinheit 14, die so eingerichtet ist, dass sie einen Einführweg in dem Gewebebereich entlang der gespeicherten Trajektorie herstellt. Auf Grund der Verfolgung der räumlichen Position und Orientierung können Abweichungen des tatsächlichen Einführwegs von dem geplanten (gespeicherten) Einführweg sofort erkannt werden, und somit kann der Chirurg sofort Korrekturen vornehmen, während er den Einführweg bohrt. Dadurch wird vermieden, dass suboptimale Einführwege gebohrt werden, die das umgebende Gewebe schädigen können oder die Unversehrtheit der Struktur des Wirbelkörpers gefährden können.
Die Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen und die Zeichnungen dienen lediglich der Erläuterung der Erfindung und dürfen nicht so verstanden werden, als ob sie eine Beschränkung implizieren würden. Der Schutzumfang der Erfindung soll ausschließlich von den beigefügten Ansprüchen bestimmt werden.

Claims

System (10) zum Festlegen eines Einführwegs für ein chirurgisches Implantat mit: einer tragbaren Sondeneinheit (12), die einen Ultraschallwandler und einen Ultraschallempfänger aufweist, die so eingerichtet sind, dass sie einen Gewebebereich (36) sondieren; einer ersten Tracking-Einheit, die so eingerichtet ist, dass sie eine räumliche Position und eine Orientierung der Sondeneinheit (12) relativ zu dem Gewebebereich (36) detektiert und der räumlichen Position und der Orientierung der Sondeneinheit (12) entsprechende erste Tracking-Signale ausgibt; einer Einführeinheit (14), die so eingerichtet ist, dass sie einen Einführweg in dem Gewebebereich (36) herstellt; einer zweiten Tracking-Einheit, die so eingerichtet ist, dass sie eine räumliche Position und eine Orientierung der Einführeinheit (14) in Bezug zu dem Gewebebereich (36) detektiert und der räumlichen Position und der Orientierung der Einführeinheit (14) entsprechende zweite Tracking-Signale ausgibt; und einer Verarbeitungseinheit (20), die so eingerichtet ist, dass sie einen geplanten Einführweg auf Grundlage der ersten Tracking-Signale aufnimmt, wobei die Verarbeitungseinheit (20) weiterhin so eingerichtet ist, dass sie die zweiten Tracking-Signale mit dem geplanten Einführweg vergleicht.
System (10) nach Anspruch 1, wobei die Verarbeitungseinheit (20) so eingerichtet ist, dass sie eine Übereinstimmung der zweiten Tracking-Signale mit dem geplanten Einführweg und/oder eine Abweichung der zweiten Tracking-Signale von dem geplanten Einführweg erkennt.
System (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Verarbeitungseinheit (20) so eingerichtet ist, dass sie Richtungsanweisungen für die Einführeinheit (14) entsprechend dem geplanten Einführweg bereitstellt.
System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das weiterhin eine Anzeige-Einheit (26) aufweist, die mit der Verarbeitungseinheit (20) verbunden ist, wobei die Anzeige-Einheit (26) so eingerichtet ist, dass sie Bilddaten, die zu dem Gewebebereich (36) gehören, entsprechend der räumlichen Position und/oder der Orientierung der Sondeneinheit (12) anzeigt, und/oder so eingerichtet ist, dass sie den geplanten Einführweg anzeigt, und/oder so eingerichtet ist, dass sie eine Abweichung der zweiten Tracking-Signale von dem geplanten Einführweg anzeigt, und/oder so eingerichtet ist, dass sie Richtungsanweisungen für die Einführeinheit (14) entsprechend dem geplanten Einführweg anzeigt.
System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einführeinheit (14) von der Sondeneinheit (12) getrennt und/oder verschieden ist.
System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ultraschallwandler so eingerichtet ist, dass er B-Moden-Ultraschallsignale aussendet.
System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ultraschallwandler so eingerichtet ist, dass er Ultraschallsignale mit einer Frequenz sendet, die nicht höher als 3 MHz, vorzugsweise nicht höher als 2 MHz und insbesondere nicht höher als 1 MHz ist.
System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Tracking-Einheit und/oder die zweite Tracking-Einheit so eingerichtet sind, dass sie die räumliche Position und die Orientierung der Sondeneinheit (12) bzw. der Einführeinheit (14) mittels elektromagnetischer und/oder optischer Signale und/oder akustischer Signale verfolgen.
Verfahren zum Festlegen eines Einführwegs für ein chirurgisches Implantat mit den folgenden Schritten: Verfolgen einer räumlichen Position und einer Orientierung einer tragbaren Sondeneinheit (12) relativ zu einem Gewebebereich (36), wobei die Sondeneinheit (12) einen Ultraschallwandler und einen Ultraschallempfänger aufweist, die so eingerichtet sind, dass sie den Gewebebereich (36) entsprechend der räumlichen Position und der Orientierung der Sondeneinheit (12) sondieren; Ausgeben der räumlichen Position und der Orientierung der Sondeneinheit (12) entsprechender erster Tracking-Signale; und Aufnehmen eines geplanten Einführwegs auf Grundlage der ersten Tracking-Signale.
Verfahren nach Anspruch 9, das weiterhin einen Schritt des Anzeigens eines Bilds des Gewebebereichs (36) entsprechend der räumlichen Position und/oder der Orientierung der Sondeneinheit (12) und/oder des Anzeigens des geplanten Einführwegs aufweist.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, das weiterhin einen Schritt des Erkennens einer Übereinstimmung von zweiten Tracking-Signalen, die einer räumlichen Position und einer Orientierung einer Einführeinheit (14) in Bezug zu dem Gewebebereich (36) entsprechen, mit dem geplanten Einführweg und/oder des Erkennens einer Abweichung von zweiten Tracking-Signalen, die einer räumlichen Position und einer Orientierung einer Einführeinheit (14) in Bezug zu dem Gewebebereich (36) entsprechen, von dem geplanten Einführweg aufweist.
Verfahren nach Anspruch 11, das weiterhin einen Schritt des Bereitstellens von Richtungsanweisungen für die Einführeinheit (14) entsprechend dem geplanten Einführweg aufweist.
Computerprogramm mit maschinenlesbaren Befehlen zum Implementieren eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 9 bis 12 auf einem Computer.