DE102016211969B4 - Medizinische Vorrichtung zum Durchführen einer Biopsie und Verfahren zum Herstellen der medizinischen Vorrichtung - Google Patents

Medizinische Vorrichtung zum Durchführen einer Biopsie und Verfahren zum Herstellen der medizinischen Vorrichtung Download PDF

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Abstract

Medizinische Vorrichtung zum Durchführen einer Biopsie an einem Bereich (2) eines zu untersuchenden Körpers (8) mitmindestens drei Anschlusselementen (1) zum Anbringen der Vorrichtung an dem Bereich (2) des Körpers (8) oder zum Anbringen der Vorrichtung an Verankerungselementen, die an dem Bereich (2) des Körpers (8) angeordnet sind,einer Hülse (3) als Führung für ein medizinisches Instrument (6), undstegförmigen Verbindungselementen (4), wobei die Hülse (3) mittels jeweils einem der stegförmigen Verbindungselemente (4) mit einem der mindestens drei Anschlusselemente (1) verbunden ist, wobeizumindest die Verbindungselemente (4) aus einem Leichtbauwerkstoff ausgebildet sind, wobeidie Hülse (3) derart ausgebildet ist, dass ein Eintrittspunkt (5) des medizinischen Instruments in den Bereich (2) des Körpers (8) mit dem Massenschwerpunkt der medizinischen Vorrichtung zusammenfällt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine medizinische Vorrichtung zum Durchführen einer Biopsie und ein Verfahren zum Herstellen der medizinischen Vorrichtung.
  • Hirnbiopsien dienen einer Entnahme von ätiologisch unklarem, geschädigtem Gewebe (Läsion), wenn sonstige diagnostische Maßnahmen erschöpft sind, sich verstärkt Symptome zeigen oder die Läsion in ihrem Wachstum progredient ist. Entnommenes Gewebe wird histopathologisch untersucht und dient nach Abschluss der Biopsie zur weiterführenden Therapie und Prognosea bschätzu ng.
  • Stereotaktische Biopsien werden seit Mitte des vorigen Jahrhunderts in nahezu unveränderter Form angewandt. Mögliche Komplikationen, die während oder nach einer Hirnbiopsie auftreten können, sind unter anderem Einblutungen nahe der Probenentnahmestelle, Wundheilungsstörungen und Wundinfektionen. Außerdem kann es zu Schwellungen bzw. Ödemen kommen, die in der Nähe von eloquenten Zentren des Gehirns (z. B. Sprachzentrum, motorisches Zentrum) zu geringen bis schwerwiegenden neurologischen Beeinträchtigungen führen können. Es ist daher wichtig, ein Biopsiesystem mit einer hohen Genauigkeit bei gleichzeitiger minimalster Traumatisierung des intakten Umgebungsgewebes zu verwenden. Dies trifft ein gleicher Weise auch auf Biopsien an anderen Körperteilen zu. So beschreibt die Druckschrift US 5 387 220 A einen stereotaktischen Rahmen, der während einer Operation natürliche Referenzpunkte benutzt und nicht mittels Stiften am Kopf befestigt werden muss. Druckschrift US 4 613 324 A offenbart eine Vorrichtung zum Einbringen eines Katheters in den menschlichen Körper. Aus der Druckschrift US 2013/0274778 A1 ist ein chirurgisches Element zum Führen eines chirurgischen Instruments bekannt.
  • Ein etabliertes Verfahren zur Entnahme von Gewebeproben in der Neurochirurgie ist gegenwärtig die stereotaktische Hirnbiopsie mit Fixierrahmen. Bei Biopsien mit Fixierrahmen werden präoperativ Planungsdaten erstellt und weiterbearbeitet. Am stereotaktischen Rahmen befinden sich Instrumente, deren Position veränderbar ist. Die Einstellung für eine Position einer Biopsienadel kann so am Rahmen eingestellt werden.
  • Außerdem kann eine Biopsie begleitet von Echtzeit-Magnetresonanztomographie (MRT)-Aufnahmen. Hierbei wird unter ständiger Bildkontrolle der Verlauf der Biopsienadel am Monitor verfolgt und entsprechend eingegriffen. Das Verfahren weist eine hohe Genauigkeit auf, ist allerdings in der Durchführung auch teuer.
  • Bei veterinärmedizinischen Biopsien wird in der Regel freihändig, also ohne stereotaktisches System, gearbeitet. Es können allerdings auch hier Halterungen verwendet werden.
  • Nachteilig an den beschriebenen rahmenbasierten Verfahren ist jedoch, dass die Größe des Rahmens die Handhabbarkeit während der Operation beeinflusst. Außerdem kann der Rahmen zu Schmerzen beim Patienten führen. Durch die Befestigung kann es postoperativ zu Infektionen kommen und die Operationszeiten von Operationen mit Biopsierahmen sind im Allgemeinen knapp doppelt so hoch wie bei rahmenloser Gewebeentnahme.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstiges, einfaches und für Fehler unanfälliges System für eine Biopsie zu entwickeln.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine medizinische Vorrichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren zum Herstellen der medizinischen Vorrichtung nach Anspruch 5. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Eine medizinische Vorrichtung zum Durchführen einer Biopsie an einem Bereich eines zu untersuchenden Körpers weist mindestens drei Anschlusselemente auf, mittels derer die Vorrichtung an den Bereich des Körpers angebracht werden kann bzw. die an Verankerungselemente, die an dem Bereich des Körpers angeordnet sind, angebracht werden kann. Außerdem sind eine Hülse, die als Führung für ein medizinisches Instrument dient, und stegförmige Verbindungselemente vorgesehen, wobei die Hülse mittels jeweils einem der stegförmigen Verbindungselemente mit einem der mindestens drei Verankerungselemente verbunden ist. Zumindest das Verbindungselement ist hierbei aus einem Leichtbauwerkstoff ausgebildet.
  • Durch die Anschlusselemente kann die medizinische Vorrichtung an den zu untersuchenden Bereich des Körpers zuverlässig haltend angeordnet werden. Während eines operativen Eingriffs besteht eine uneingeschränkte Beweglichkeit des zu untersuchenden Bereichs, beispielsweise eines Kopfs eines Menschen oder eines Tiers. Gleichzeitig ist eine sehr hohe Positioniergenauigkeit erreichbar. Durch Umsetzen eines Leichtbaukonzepts mit dem Leichtbauwerkstoff ist die medizinische Vorrichtung sehr leicht, was den Tragekomfort erhöht. Zudem kann auch mit gegenüber konventionellen Systemen geringeren Abmessungen gearbeitet werden. Vorzugsweise sind auch die mindestens drei Anschlusselemente und die Hülse aus dem Leichtbauwerkstoff ausgebildet.
  • Die Hülse ist derart ausgebildet, dass ein Eintrittspunkt bzw. Zielpunkt des medizinischen Instruments in den Bereich des Körpers mit dem Massenschwerpunkt der medizinischen Vorrichtung zusammenfällt. Hierdurch ergibt sich eine besonders stabile Anordnung, die eine Tragebelastung des Patienten minimiert.
  • Die mindestens drei Anschlusselemente können zum Befestigen an Knochenankern, die als Verankerungselemente dienen, ausgebildet sein. Durch Knochenanker kann ein feststehender Befestigungspunkt an einem Knochen ausgewählt werden, so dass eine Positionierung der medizinischen Vorrichtung vereinfacht wird.
  • Die medizinische Vorrichtung kann als das medizinische Instrument einen Bohrer zum Erzeugen einer geeigneten Eindringöffnung, eine Biopsienadel zum Durchführen der Biopsie, mindestens eine Elektrode für eine Tiefenhirnstimulation, mindestens ein Endoskop samt einem Lichtleitkabel für eine photodynamische Therapie und/oder einen Ultraschallkopf umfassen, der typischerweise dazu eingerichtet ist, gepulste Ultraschallwellen zu emittieren. Das Verbindungselement ist stegförmig ausgebildet, weist also insbesondere eine Länge auf, die um mindestens 10 Prozent größer als seine Breite und bzw. oder seine Dicke ist.
  • Der Leichtbauwerkstoff ist typischerweise ausgewählt aus Kunststoff, vorzugsweise einem Polycarbonat (PC), einem Polyamid (PA) und/oder Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Aluminium, Titan, einer Legierung der genannten Elemente oder einem Faserverbundwerkstoff, der bevorzugt einen oder mehrere der genannten Werkstoffe aufweist. Diese Werkstoffe sind einfach zu verarbeiten und bieten gleichzeitig die Möglichkeit, eine mechanisch stabile Vorrichtung zum Durchführen der Biopsie zu schaffen.
  • Ein Verfahren zum Herstellen der beschriebenen medizinischen Vorrichtung weist einen Schritt auf, in dem eine Aufnahme des Bereichs des Körpers mittels Magnetresonanztomographie, mittels Computertomographie und/oder mittels Ultraschallaufnahmen erstellt wird. Nachfolgend wird die medizinische Vorrichtung generiert, indem Koordinaten von Verankerungselementen, die an dem Bereich des Körpers angeordnet wurden, oder Koordinaten von Befestigungspunkten in dem Bereich des Körpers für Anschlusselemente in der Aufnahme ermittelt und die entsprechenden Anschlusselemente konstruiert werden sowie ein Zielpunkt bzw. Eintrittspunkt als Auftreffpunkt des medizinischen Instruments definiert wird und eine Position der Hülse festgelegt und mindestens ein Verbindungselement vorgesehen wird. Abschließend wird die zuvor definierte Vorrichtung durch ein Rapid-Prototyping-Verfahren, ein Computer-aided design (CAD) und/oder ein Computer-aided manufacturing (CAM)-Verfahren gefertigt.
  • Durch Verwenden eines Rapid-Prototyping-Verfahrens, eines CAD- bzw. eines CAM-Verfahrens ist die beschriebene medizinische Vorrichtung schnell und kostengünstig herstellbar, zudem ist aufgrund der Anpassung an den jeweiligen Patienten keine Sterilisation nach der Operation nötig. Typischerweise ist die medizinische Vorrichtung zum Einmalgebrauch ausgelegt, so dass keine Nutzungsbeschränkungen bei besonderen Krankheiten wie der Creutzfeldt-Jacob-Krankheit oder Slow-Virus-Infektionen/Prionen bestehen.
  • Vorzugsweise wird jeweils eine Aufnahme mittels Magnetresonanztomographie und mittels Computertomographie von dem Bereich des Körpers gemacht, wobei die beiden Aufnahmen nachfolgend miteinander fusioniert werden. Die fusionierte Aufnahme dient dann zum Generieren der Vorrichtung. Durch Magnetresonanztomographie können beispielsweise Zielpunkte im Gehirn festgelegt werden, außerdem ermöglicht dieses Verfahren eine sehr gute Weichteilerkennung und eine sehr gute Abgrenzung zu intaktem Gewebe. Die Computertomographie erlaubt es wiederum, knöcherne Landmarken sowie die Knochenanker zu detektieren.
  • Das Fusionieren kann anhand anatomischer und bzw. oder vorgebbarer, typischerweise artifizieller bzw. künstlicher Referenzpunkte durchgeführt werden. Die Referenzpunkte, beispielsweise die Knochenanker, sind oder werden an dem Bereich des Körpers, der näher untersucht werden soll, angeordnet.
  • Vor dem Fertigen durch das Rapid-Prototyping-Verfahren bzw. das Computer-aided design/Computer-aided manufacturing-Verfahren kann eine Verrundung beim Generieren der medizinischen Vorrichtung anhand der Aufnahme vorgesehen werden, um die Handhabung der medizinischen Vorrichtung zu vereinfachen. Alternativ oder zusätzlich wird mindestens eine Gewindebohrung zum Befestigung weiterer Halterungen oder Geräte vorgesehen.
  • Für das Rapid-Prototyping-Verfahren sollte, je nach verwendetem Material, Polyamidguss, Binder Jetting, Stereolithographie, Fused Deposition Modeling, Multi Jet Modeling, Selektives Laserschmelzen oder Selektives Lasersintern verwendet werden.
  • Ein Computerprogrammprodukt kann ein Computerprogramm umfassen, das Softwaremittel zum Durchführen des beschriebenen Verfahrens aufweist, wenn das Computerprogramm in einem Automatisierungssystem durchgeführt wird.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend anhand von 1 erläutert.
  • Es zeigt:
    • 1 eine perspektivische Ansicht eines Kopfs mit der medizinischen Vorrichtung für eine Biopsie.
  • In 1 ist in einer perspektivischen Ansicht ein Kopf 2 als zu untersuchender Bereich eines Körpers 8 dargestellt. In weiteren Ausführungsbeispielen kann jedoch auch ein anderes Körperteil für eine Biopsie mittels der noch näher beschriebenen Vorrichtung vorgesehen sein. Am Kopf 2 bzw. Schädel wurden als Teil des durchzuführenden Biopsieverfahrens oder vor dem durchzuführenden Biopsieverfahren bereits drei Knochenanker zum Fixieren einer herzustellenden Zielvorrichtung angebracht. Die drei Knochenanker wurden in die Tabula externa des knöchernen Schädels (Occiput, Schläfe bzw. Jochbein beidseitig) eingebracht und dienen sowohl als artifizielle Landmarken als auch als Kontaktpunkte. Eine Anzahl zu verwendender Knochenanker, die auch als Fixierungsanker bezeichnet werden, ergibt sich aus einem Kompromiss zwischen Befestigungsstabilität und Gewicht der medizinischen Vorrichtung. Die Anzahl sollte jedoch mindestens drei sein, um eine ausreichende Stabilität zu gewährleisten. Typischerweise werden genau drei Knochenanker gesetzt. Zu wenige Befestigungspunkte führen zu einer instabilen Verbindung während zu viele Befestigungspunkte das Gewicht erhöhen und die Komplexität der medizinischen Vorrichtung erhöhen, was sich nachteilig auf deren Genauigkeit auswirkt. Es kann auch vorgesehen sein, Verankerungselemente oder Anschlusselemente 1 nichtinvasiv lediglich an dem Bereich anzubringen.
  • Nach gründlicher Planung durch einen Operateur wurden die Knochenanker an den in 1 dargestellten Positionen in den Schädel eingeschraubt. Die Platzierung richtet sich nach der Lokalisation des Tumors im Gehirn. Es wird allerdings versucht, standardisierte Punkte für die typischen Tumorlokalitäten festzulegen. Durch eine anschließende präoperative Datenerhebung mittels Computertomographie (CT) und bzw. oder Magnetresonanztomographie (MRT) sind die Referenzpunkte für die Konstruktion der Zielvorrichtung zum geplanten Ziel- und Eintrittspunkt 5 bekannt. Alternativ kann auch nur eine CT-Aufnahme oder nur eine MRT-Aufnahme erstellt werden.
  • Die in der CT-Aufnahme und der MRT-Aufnahme enthaltenen Daten können durch anatomische und bzw. oder artifizielle Landmarken miteinander fusioniert werden. In der einzelnen Aufnahme oder in der fusionierten Aufnahme erfolgt eine Festlegung von Ziel- und Eintrittskoordinaten, die den Eintrittspunkt 5 des medizinischen Instruments 6, beispielsweise eines medizinischen Bohrers oder einer Biopsienadel, bestimmen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel stimmt der Eintrittspunkt 5 mit dem Massenschwerpunkt der fertiggestellten medizinischen Vorrichtung überein. Schließlich erfolgt eine Lokalisation der Biopsie unter Schonung von eloquenten Regionen und Risikostrukturen.
  • An die gegebenen Parameter wie Koordinaten der Anschlusselemente 1 bzw. Verankerungselemente und des Eintrittspunkts 5 wird schließlich eine Konstruktion der medizinischen Vorrichtung angefertigt. Dies kann automatisiert erfolgen. Zunächst wird hierzu, beispielsweise durch ein geeignetes Computerprogramm, im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Biopsienadel aus den Koordinaten von Zielpunkt und Eintrittspunkt 5 erstellt. Nachfolgend werden die Anschlusselemente 1 hinzugefügt. Die Zielvorrichtung, im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Hülse 3 für einen Bohrer oder die Biopsienadel, ist im gezeigten Ausführungsbeispiel mittig zwischen den Anschlusselementen 1 angeordnet und mittels jeweils einem stegförmigen Verbindungselement 4 mit den Anschlusselementen 1 verbunden. Die Hülse 3 wird als Nadelführung mit definierter Länge konstruiert und die genau drei Anschlusselemente 1 werden konstruktiv mit der Hülse 3 als Nadelführungselement durch die Verbindungselemente 4 verbunden. Abschließend werden noch Verrundungen 7 und Gewindebohrungen hinzugefügt, beispielsweise um die Verbindungselemente 4 in ihrer Form an die Kopfform anzupassen und somit eine möglichst kompakte medizinische Vorrichtung zu erhalten.
  • Die so virtuell konstruierte medizinische Vorrichtung wird nun mittels eines Rapid-Prototying-Verfahrens hergestellt. Hierzu kann die virtuell mittels eines Computerprogramms konstruierte medizinische Vorrichtung als Datensatz an eine Recheneinheit, beispielsweise einen Computer übertragen werden, wobei das Computerprogramm Softwaremittel zum Durchführen des beschriebenen Verfahrens aufweist, wenn das Computerprogramm in dem Computer als Automatisierungssystem durchgeführt wird. Der Computer steuert dann eine Vorrichtung zum Durchführen des Rapid-Prototyping-Verfahrens, des CAD-Verfahrens und bzw. oder das CAM-Verfahrens an. Insbesondere können für das Rapid-Prototyping-Verfahren Polyamidguss, Binder Jetting, Stereolithographie, Fused Deposition Modeling, Multi Jet Modeling, Selektives Laserschmelzen oder Selektives Lasersintern verwendet werden, die je nach verwendetem Verfahren mit einem Kunststoff, Aluminium, Magnesium, Titan, einer Legierung, die Aluminium, Magnesium oder Titan aufweist, oder einem Faserverbundwerkstoff durchgeführt wird. Zumindest die Verbindungselemente 4 sind hierbei durch einen Leichtbauwerkstoff realisiert, während in weiteren Ausführungsbeispielen die Hülse 3 und bzw. oder die Anschlusselemente 4 auch durch Werkstoffe mit hohem Gewicht realisiert sein können. Vorzugsweise sind jedoch auch die Hülse 3 und die Anschlusselemente 4 aus dem gleichen Werkstoff wie die Verbindungselemente 4 ausgebildet. Durch das derart verwirklichte Leichtbaukonzept wird beispielsweise eine Kunststoffhalterung als medizinische Vorrichtung erhalten, die mit einem Gewicht zwischen 200 g und 250 g, typischerweise 300 g sehr leicht ist und deutlich leichter als ein vergleichbarer stereotaktischer Rahmen, der üblicherweise 3 kg wiegt.
  • Eine Tragepflicht sollte hierbei nur während des operativen Eingriffs bestehen, wobei sich die Operationszeit ebenfalls aufgrund der vereinfachten Handhabung verkürzt. Alle Einstellungen sind bereits durch die Rapid-Prototype-Fertigung implementiert und es entfallen zeitaufwändige Justierungen.
  • Alternativ oder zusätzlich zu der Führung der Biopsienadel kann die Vorrichtung auch zum Einbringen von mindetens einer, vorzugsweise mindestens zwei Elektroden zur Tiefenhirnstimulation, für eine Photodynamische Therapie, bei der ein Endoskop samt einem Lichtwellenleiter eingebracht werden und bzw. oder zum Durchführen einer Behandlung mittels gepulsten Ultraschalls benutzt werden.

Claims (9)

  1. Medizinische Vorrichtung zum Durchführen einer Biopsie an einem Bereich (2) eines zu untersuchenden Körpers (8) mit mindestens drei Anschlusselementen (1) zum Anbringen der Vorrichtung an dem Bereich (2) des Körpers (8) oder zum Anbringen der Vorrichtung an Verankerungselementen, die an dem Bereich (2) des Körpers (8) angeordnet sind, einer Hülse (3) als Führung für ein medizinisches Instrument (6), und stegförmigen Verbindungselementen (4), wobei die Hülse (3) mittels jeweils einem der stegförmigen Verbindungselemente (4) mit einem der mindestens drei Anschlusselemente (1) verbunden ist, wobei zumindest die Verbindungselemente (4) aus einem Leichtbauwerkstoff ausgebildet sind, wobei die Hülse (3) derart ausgebildet ist, dass ein Eintrittspunkt (5) des medizinischen Instruments in den Bereich (2) des Körpers (8) mit dem Massenschwerpunkt der medizinischen Vorrichtung zusammenfällt.
  2. Medizinische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens drei Anschlusselemente (1) zum Befestigen an Knochenankern als Verankerungselemente ausgebildet sind.
  3. Medizinische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Bohrer, eine Biopsienadel, mindestens eine Elektrode für eine Tiefenhirnstimulation, mindestens ein Endoskop samt einem Lichtleitkabel für eine photodynamische Therapie und/oder einen Ultraschallkopf als das medizinische Instrument (6) aufweist.
  4. Medizinische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leichtbauwerkstoff ausgewählt ist aus Kunststoff, vorzugsweise einem Polycarbonat, einem Polyamid und/oder Acrylnitril-Butadien-Styrol, Aluminium, Titan, einer Legierung dieser Elemente oder einem Faserverbundwerkstoff.
  5. Verfahren zum Herstellen einer medizinischen Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem eine Aufnahme des Bereichs (2) des Körpers (8) mittels Magnetresonanztomographie, mittels Computertomographie und/oder mittels Ultraschallaufnahmen gemacht wird, die Vorrichtung generiert wird, indem Koordinaten von Verankerungselementen, die an dem Bereich (2) des Körpers (8) angeordnet wurden, oder Koordinaten von Befestigungspunkten in dem Bereich (2) des Körpers (8) für Anschlusselemente (1) in der Aufnahme ermittelt und die Anschlusselemente (1) konstruiert werden sowie ein Eintrittspunkt und Zielpunkt (5) als Auftreffpunkt des medizinischen Instruments (6) definiert wird, eine Position der Hülse (3) festgelegt und mindestens drei Verbindungselemente (4) vorgesehen werden und abschließend die zuvor definierte Vorrichtung durch ein Rapid-Prototyping-Verfahren und/oder ein Computer-aided design/Computer-aided manufacturing-Verfahren gefertigt wird wobei ein Eintrittspunkt (5) des medizinischen Instruments in den Bereich (2) des Körpers (8) mit dem Massenschwerpunkt der medizinischen Vorrichtung zusammenfällt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine Aufnahme mittels Magnetresonanztomographie und mittels Computertomographie des Bereichs (2) des Körpers (8) gemacht wird und die beiden Aufnahmen nachfolgend fusioniert werden.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Fusionieren anhand anatomischer und/oder vorgebbarer, an dem Bereich (2) des Körpers (8) angeordneter Referenzpunkte durchgeführt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Fertigen durch das Rapid-Prototyping-Verfahren und/oder das Computer-aided design/Computer-aided manufacturing-Verfahren mindestens eine Verrundung (7) und/oder mindestens eine Gewindebohrung vorgesehen wird/werden.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass für das Rapid-Prototyping-Verfahren Polyamidguss, Binder Jetting, Stereolithographie, Fused Deposition Modeling, Multi Jet Modeling, Selektives Laserschmelzen oder Selektives Lasersintern verwendet wird.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3831281A1 (de) 2016-08-30 2021-06-09 The Regents of The University of California Verfahren für biomedizinisches targeting und freisetzung sowie vorrichtungen und systeme zur ausführung davon
WO2019018342A1 (en) 2017-07-17 2019-01-24 Voyager Therapeutics, Inc. NETWORK EQUIPMENT TRACK GUIDE SYSTEM
CN110141318B (zh) * 2019-05-29 2020-10-02 北京万特福医疗器械有限公司 一种神经外科微创手术无框架定位仪
CN110432957B (zh) * 2019-08-13 2021-01-26 无锡圣诺亚科技有限公司 头部穿刺定位方法及装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4613324A (en) * 1985-06-17 1986-09-23 Ghajar Jamshid B G Method and apparatus for guiding catheter into ventricular system of human brain
US20070106305A1 (en) * 2005-11-07 2007-05-10 Vanderbilt University Adjustable universal surgical platform
US20130274778A1 (en) * 2012-04-16 2013-10-17 Orthosoft Inc. Patient specific surgical guide

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5387220A (en) 1993-06-15 1995-02-07 Pisharodi; Maohaven Stereotactic frame and localization method
US7651506B2 (en) * 2003-10-02 2010-01-26 University Of Florida Research Foundation, Inc. Frameless stereotactic guidance of medical procedures
US7981122B2 (en) * 2006-07-24 2011-07-19 Vanderbilt University Adjustable surgical platform and surgical instrument using same
US20080171930A1 (en) * 2007-01-16 2008-07-17 Ar2 Partners, Inc. Method and apparatus for positioning an instrument in a predetermined region within a patient's body
US8617180B2 (en) * 2007-11-05 2013-12-31 Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) Adjustable stereotactic device and method for frameless neurosurgical stereotaxy
US20110071432A1 (en) * 2009-09-24 2011-03-24 Carrillo Jr Oscar R Fine Needle Aspiration Device with Distal Anchor
CN103281950B (zh) * 2010-06-13 2016-10-19 Omeq医疗有限公司 具有可扩张装置的解剖定位设备
WO2014097301A1 (en) * 2012-12-22 2014-06-26 Omeq Medical Ltd. Positioning and tissue sensing devices and methods
CN204951152U (zh) * 2015-09-23 2016-01-13 自贡市第四人民医院 一种胸腰椎畸形经后路个体化截骨导航模板
CN105640629A (zh) * 2016-03-17 2016-06-08 欧阳晓 用于骨质疏松性股骨近端骨折灌注式生物型髓内固定装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4613324A (en) * 1985-06-17 1986-09-23 Ghajar Jamshid B G Method and apparatus for guiding catheter into ventricular system of human brain
US20070106305A1 (en) * 2005-11-07 2007-05-10 Vanderbilt University Adjustable universal surgical platform
US20130274778A1 (en) * 2012-04-16 2013-10-17 Orthosoft Inc. Patient specific surgical guide

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