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Die Erfindung betrifft ein Adaptersystem für Instrumente für minimal-invasive medizinische Eingriffe, das eine einfache Anbringung von zusätzlichen Einrichtungen (z.B. Marker für Trackingverfahren, Führungshilfen, Messsysteme...) an diesen Instrumenten ermöglicht.
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Bei minimal-invasiven medizinischen Eingriffen werden verschiedene Instrumente eingesetzt, die dem Operateur die den Zugang zur Zielstruktur und die Behandlung derselben oder eine Probenentnahme ermöglichen. Diese Instrumente, wie z.B. Nadeln, Kanülen, Bohrer, Katheter usw., haben häufig unterschiedliche Geometrien der jeweiligen Handstücke. Es ist wünschenswert, an diese Instrumente einfach und schnell zusätzliches Zubehör zur Unterstützung der Intervention, wie Marker für Trackingsysteme oder für die medizinische Bildgebung oder Führungshilfen zur leichteren Platzierung zu montieren.
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So sind heute verschiedene röntgenstrahl-, magnetresonanz- oder ultraschallbasierte Verfahren bekannt, die eine Lagebestimmung des eingesetzten Instruments vor allem innerhalb des Körpers des Patienten ermöglichen. Eine zunehmende Bedeutung erfahren derzeit Trackingverfahren, die die Lage des Instruments außerhalb des Körpers des Patienten auswerten, um beispielsweise den optimalen Einstichwinkel einer Biopsienadel oder einer sonstigen endoskopischen Vorrichtung zu bestimmen oder gegebenenfalls auszuführen.
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Ein Adaptersystem muss derart am Instrument außerhalb des Körpers des Patienten anbringbar sein, dass eine optische und/oder sonstige sensorische Auswertung eines daran angebrachten Markers zuverlässig über die gesamte Dauer der Intervention möglich ist. Dies erfordert einerseits, dass das Adaptersystem an sich eine solche optische und/oder sensorische Auswertung ermöglicht und/oder dass das Adaptersystem sonstige Möglichkeiten - beispielsweise in Form eines Trägerelements - zur Anbringung eines entsprechenden Markers zur optischen und/oder sensorischen Lageauswertung vorsieht.
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Zum anderen muss das Adaptersystem über ein Mittel zu Festlegung verfügen, das einen sicheren Halt des Markers und/oder des Trägerelements über die gesamte Interventionsdauer hinweg garantiert. Solch ein sicherer Halt -im Sinne einer definierten oder beispielsweise verdrehungssteifen Position des Markers relativ zum Instrument - ist wesentlich, da nur so eine konsistente Bewertung der Instrumentenlage über die gesamte Interventionsdauer hinweg überhaupt möglich ist. Nur eine definierte Position des Markers schafft Sicherheit darüber, dass über den Marker tatsächlich die Bewegung des Instruments bestimmt werden kann und diese nicht durch ungewollte Eigenbewegungen des Markers beziehungsweise auch des Trägerelements beeinflusst werden.
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Da sich die Instrumente herstellerabhängig und je nach Behandlungszweck und Ziel unterscheiden, muss ein Adaptersystem flexibel an die geometrische Form des jeweiligen Instrumentes anpassbar sein und sich schnell montieren lassen. Zudem darf es die Funktion des Instrumentes nicht einschränken.
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Im Stand der Technik sind verschiedene Adaptersysteme bekannt. So offenbart die
US 2001/0039416 A1 ein modular aufgebautes System mit einer Biopsie-und Ablationsnadel, wobei beide Nadeln durch eine hohle Zuführnadel in den Patienten einführbar sind. Die
EP 2 974 667 A1 beschreibt ein Messinstrument zur Dickenmessung von Geweben, wobei eine Messnadel beweglich in einem Hohlkörper angeordnet ist. Die
US 2013/0317338 A1 offenbart ein System zur Lagebestimmung von medizinischen Geräten in einem Patienten mittels magnetischer Elemente. Die
US 2006/0276838 A1 beschreibt Systeme zum Verschluss von Punktionswunden. Die
US 2003/0114778 A1 offenbart ein System zur Nachverfolgung eines Katheters im menschlichen Körper mittels magnetischer Verfahren.
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Diese vorbekannten Systeme umfassen zwar grundsätzlich auch einen Trägerkörper, der zur Aufnahme eines weiteren Instruments geeignet ist und in einem gewissen Maße eine Lagebestimmung dieses Instruments zulässt, diese Systeme sind jedoch in der Regel nicht universell mit unterschiedlichen Instrumenten einsetzbar, sondern stellen vielmehr herstellerspezifische Einzellösungen dar. Diese ermöglichen es vor allem nicht, beliebige Instrumente mit einem entsprechenden Adaptersystem aus- oder nachzurüsten. Zudem ist es bei den bekannten Systemen häufig auch nicht der Trägerkörper an sich, der die Lagebestimmung des Instruments ermöglicht, sondern es ist das eingeführte Instrument an sich. Dies gilt insbesondere für die bekannten Systeme mit ferromagnetischen Teilen.
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Ebenso sind bei derzeit bekannten Systemen in aller Regel keine Möglichkeiten implementiert, die die wahlweise Verwendung des Adapters für optische und/oder sonstige sensorische Trackingverfahren oder auch Führungshilfen oder Messvorrichtungen erlauben.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es somit, ein Adaptersystem zur Verfügung zu stellen, das eine universelle Anbringung an verschiedensten Instrumenten für minimal-invasive medizinische Eingriffe ermöglicht.
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Weiterhin ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Adaptersystem zur Verfügung zu stellen, das sowohl für optische als auch für sonstige sensorische Trackingverfahren ausgerüstet ist beziehungsweise ausgerüstet werden kann.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Adaptersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale auch in beliebiger und technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und somit weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen.
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Ein erfindungsgemäßes Adaptersystem umfasst ein Trägerelement, ein Verbindungselement und ein Befestigungselement.
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Das Trägerelement ist bevorzugt im Wesentlichen rechteckig, es sind jedoch je nach Einsatzzweck auch sonstige dreidimensionale Körper denkbar. Soll das Trägerelement selbst als Marker dienen, wird die Form eines Parallelepipeds bevorzugt, da sich diese als vorteilhaft für eine optische Lagebestimmung des Markers im Raum herausgestellt hat.
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Das Trägerelement kann selbst Träger weiterer Marker sein, insbesondere dann, wenn die Lagebestimmung besondere optische Marker erfordert oder über sensorische Trackingverfahren beispielsweise mittels radio-frequency identification (RFID) erfolgen soll. Hierfür kann das Trägerelement über zusätzliche Aufnahmen für Sensoren, über sonstige Marker oder über weitere Halter mit individueller Ausrichtungsmöglichkeit verfügen.
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Das Trägerelement weist einen von proximal nach distal durchgängigen Kanal auf, durch den der distale Anteil eines Instruments geführt werden kann. Sofern in dieser Anmeldung die Begriffe proximal und distal verwendet werden, dann immer aus Sicht des Operateurs. Distal meint somit den dem Operateur abgewandten Teil, proximal den dem Operateur zugewandten Teil eines Elements. Der Kanal kann, um sich besser an den jeweiligen Instrumentendurchmesser anpassen zu können, über seine gesamte Länge oder in seinem distalen und/oder proximalen Abschnitt mit einem flexiblen Material, beispielsweise einem Silikon oder einem thermoplastischem Elastomer (TPE), ausgekleidet sein.
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Die distale Seite des Trägerelements kann mit einer weichen Schicht bedeckt sein, beispielsweise mit einem Polyethylenschaum.
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Das Befestigungselement ist über ein im proximalen Bereich des Trägerelements befindliches Verbindungselement am Trägerelement festlegbar. Die Verbindung ist so ausgelegt, dass eine ungewollte Verschiebung und Verdrehung zwischen Trägerelement und Befestigungselement nicht möglich ist. Hierzu kann das Verbindungselement vorzugsweise im proximalen Abschnitt eine Wulst aufweisen, über die das Befestigungselement führbar ist. Der durch das Trägerelement geführte Kanal setzt sich durch das Verbindungselement fort.
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Das Befestigungselement ist schlauchförmig und besteht aus einem weichen, verformbaren Material, vorzugsweise einem Silikon oder einem thermoplastischem Elastomer (TPE).
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Das Adaptersystem (Trägerelement) kann mit Hilfe des Befestigungselements am proximalen Abschnitt des Instrumentes befestigt werden. Hierzu wird das Adaptersystem auf den distalen Abschnitt des Instruments und dann soweit nach proximal geschoben, bis das Befestigungselement strumpfartig über den proximalen Abschnitt des Instrumentes gestülpt werden kann. Im Falle einer Biopsienadel kann die Festlegung über das Befestigungselement beispielsweise am Nadelgriff erfolgen. Um hier einen bestmöglichen Sitz zu gewährleisten, kann das Befestigungselement in seiner Länge individuell durch Zuschneiden oder herstellerseitig skaliert werden.
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Das erfindungsgemäße Adaptersystem weist gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil auf, dass es durch das flexible Befestigungselement an einer Vielzahl gängiger Instrumente angebracht werden kann. So sind auch Instrumente, die herstellerseitig nicht für das Tracking vorbereitetet waren, preiswert nachrüstbar.
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Das Trägerelement des erfindungsgemäßen Systems hat gegenüber bekannter Technik den Vorteil, dass es einerseits an sich als Marker für optische TrackingSysteme dienen kann, andererseits durch seine individuelle Nach- und Aufrüstbarkeit mit Sensoren einfach an nahezu alle denkbaren optischen und sensorischen Trackingsysteme angepasst werden kann.
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Sämtliche Materialien des Adaptersystems sind bevorzugt für den Einsatz in der Magnetresonanztomographie geeignet (d.h. MRT kompatibel).
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Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung zeigen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die gezeigte Ausführungsvariante beschränkt. Insbesondere umfasst die Erfindung, soweit es technisch sinnvoll ist, beliebige Kombinationen der technischen Merkmale, die in den Ansprüchen aufgeführt und in der Beschreibung und den dazugehörigen Abbildungen als erfindungsrelevant beschrieben sind.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Ansicht des Trägerelements mit Verbindungselement eines erfindungsgemäßen Adaptersystems
- 2 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Adaptersystems mit Trägerelement, Verbindungselement und Befestigungselement
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Das Adaptersystem 1 umfassend ein Trägerelement 2, ein am Trägerelement 2 befestigtes Verbindungselement 3 und ein an dem Verbindungselement 3 festlegbares Befestigungselement 7. Ein nicht unterbrochener Kanal 5 führt durch das Trägerelement 2 und das Verbindungselement 3. Der Kanal 5 ist bevorzugt im distalen und/oder proximalen Abschnitt oder über seine gesamte Länge mit einem flexiblem Material ausgekleidet. Bei dem flexiblen Material handelt es sich bevorzugt um ein Silikon oder ein thermoplastisches Elastomer (TPE).
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Das Befestigungselement 7 ist schlauchförmig und besteht bevorzugt aus einem Silikon oder einem thermoplastischen Elastomer (TPE). Das Trägerelement 2 kann über zusätzliche Aufnahmen für Sensoren, über Marker oder über Halter verfügen. Soll das Trägerelement 2 selbst als optischer Marker dienen, so ist seine bevorzugte Form die eines Parallelepipeds. Das Verbindungselement 3 kann zur Festlegung des Befestigungselements 7 eine Wulst 4 aufweisen.
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1 zeigt das Trägerelement 2 des erfindungsgemäßen Adaptersystems in einer bevorzugten Ausführungsform als Parallelepiped mit dem daran befindlichen Verbindungselement 3. Auf der distalen Seite D des Trägerelements 2 befindet sich eine weiche Schicht 6. Die Seitenflächen 2a-e des Trägerelements 2 können zur Aufnahme von Markern oder Fixierungen dienen. Das Verbindungselement 3 umfasst an seinem proximalen Ende eine Wulst 4 zur Festlegung des Befestigungselements 7. Ein Kanal 5 durchzieht insgesamt das Trägerelement 2 und das Verbindungselement 3.
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2 zeigt die bevorzugte Ausführungsform aus 1 erweitert um das Befestigungselement 7, so dass 2 nun eine bevorzugte Ausführungsform des gesamten erfindungsgemäßen Adaptersystems 1 zeigt. Das Befestigungselement 7 wird mit seinem distalen Abschnitt 7a über die Wulst 4 des Verbindungselements 3 gezogen und hierüber an dem Trägerelement 2 festgelegt. Der proximale Abschnitt 7b des Befestigungselements 7 wird über eine geeignete Struktur des endoskopischen Instruments gezogen, beispielsweise über den Nadelgriff.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Adaptersystem
- 2
- Trägerelement (a bis e = Seitenflächen des Trägerelements)
- 3
- Verbindungselement
- 4
- Wulst
- 5
- Kanal
- 6
- Weiche Schicht
- 7
- Befestigungselement (a = distaler Abschnitt, b = proximaler Abschnitt)
- P
- Proximal
- D
- Distal
