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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Trokar-Platzierungssystem sowie einen Verfahren zur Platzierung eines Trokars mittels eines Trokar-Platzierungssystems gemäß den Ansprüchen.
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Stand der Technik
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Minimal-invasive Chirurgie (MIC) bezeichnet eine Operationstechnik, bei welcher ein chirurgischer Eingriff mittels chirurgischer Instrumente und Endoskope (Videokameras mit Lichtquelle) durchgeführt wird, welche über Trokare (synonym verwendet: „Ports“) in den Körper eingebracht werden. Die Nachteile der klassischen, offenen Chirurgie, insbesondere die großflächige Eröffnung von Körperhöhlen, werden durch die MIC vermieden. Bei den meisten Interventionen werden die Instrumente durch kleine Hautschnitte in den Körper eingebracht, so dass die mit der Operation verbundenen Traumata für den Patienten so gering wie möglich gehalten werden. Für den Patienten ergeben sich die Vorteile des geringeren Blutverlustes, der Reduzierung von postoperativen Verwachsungen, der schnellen Schmerzfreiheit und einer schnelleren Rekonvaleszenz und Mobilisation.
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Nachteilig sind bei MIC-Verfahren die Wahrnehmungsbeschränkungen für den Chirurgen, welche durch das eingeschränkte Sichtfeld und die verminderte Haptik bedingt sind. Minimal-invasive Operationen erfordern daher besondere Fähigkeiten des jeweiligen Operateurs, insbesondere ein ausgeprägtes räumliches Vorstellungsvermögen, sowie ein besonderes Koordinationsvermögen bedingt durch potentiell voneinander abweichende Arbeits- und Blickrichtungen. Von besonderer Bedeutung ist die Auswahl der Position der Trokare, da diese den Arbeitsbereich vorgeben. Eine ungeeignete Wahl der Trokarplatzierung kann zu geringem Bewegungsfreiraum oder unerreichbaren Zielregionen führen. Der Bewegungsfreiraum hängt dabei auch von der Länge und der Flexibilität der eingesetzten chirurgischen Instrumente ab, sowie von Kollisionen innerhalb und außerhalb des Patienten.
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US 7607440 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren für die verbesserte chirurgische Planung zur Platzierung chirurgischer Ports und/oder zur Platzierung von Operationsrobotern für minimal-invasive Operationsverfahren, insbesondere für laparoskopische Operationsverfahren. Patientenspezifische Daten, beispielsweise Daten aus bildgebenden Verfahren, werden verarbeitet, um ein Modell eines Operationsbereichs herzustellen, welches nachfolgend verwendet wird, um bevorzugte Positionen zur Platzierung von zwei oder mehreren chirurgischen Ports zu errechnen.
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US 2014/0148816 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Platzierung chirurgischer Ports, bevorzugt für den Einsatz in der Roboter-gestützten, minimal-invasiven Chirurgie, unter Berücksichtigung von operationsspezifischen und patientenspezifischen Kriterien. Zu den patientenspezifischen Kriterien gehören dabei die Größe und Gewicht des Patienten, sowie der errechnete BMI; ferner werden Alter und Geschlecht des Patienten berücksichtigt.
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Die vorhandenen Systeme zur Platzierung von chirurgischen Ports erfordern einen relativ hohen Geräte-Aufwand und werden daher bei einer weit überwiegenden Zahl der Eingriffe im stationären Bereich eingesetzt. Sie sind zudem zur Anwendung im Bereich der Roboter-gestützten, minimal-invasiven Chirurgie ausgelegt. Zur Platzierung es Operationssystems sind aufwendige Berechnungen und/oder mehrere Geräte erforderlich; beispielsweise kann die Referenzierung der Roboterarme mindestens zwei Kameras erfordern, die an fixen Positionen im Raum positioniert sein müssen. Die Orientierung der aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen am Patienten kann durch Vermessung anatomischer Referenzpunkte, z. B. knöcherner Vorsprünge, wie der Spina iliaca anterior superior (Darmbeinstachel) oder dem Processus xiphoideus (Schwertfortsatz), erfolgen; diese Bestimmung kann in Abhängigkeit von der Anatomie des Patienten sehr zeitaufwendig sein.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine einfache und kostengünstige Vorrichtung zur Platzierung von chirurgischen Ports bereitzustellen, welche im Bereich der konventionellen MIC eingesetzt werden kann, und welche die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung soll ferner in ein bestehendes OP-System integrierbar sein.
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Beschreibung der Erfindung
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In einem ersten Gegenstand betrifft die Erfindung ein Trokar-Platzierungssystem, umfassend eine Vorrichtung zur Platzierung mindestens eines chirurgischen Trokars in einem Operationsbereich. Die Vorrichtung weist folgendes auf: Speichermittel zum Speichern einer Vielzahl von Parametersätzen, die jeweils mit einer Vielzahl von chirurgischen Verfahren assoziiert sind, Einlesemittel zum Einlesen von mindestens einem Datensatz für ein chirurgisches Verfahren für einen Patienten, wobei der Datensatz mindestens eine physische Größe des Patienten umfasst, Auswahlmittel zum Auswählen eines Parametersatzes aus der Vielzahl von Parametersätzen für das chirurgische Verfahren, Berechnungsmittel zum Berechnen mindestens einer Position zur Platzierung mindestens eines chirurgischen Trokars basierend auf dem ausgewählten Parametersatz und dem eingelesenen Datensatz für das chirurgische Verfahren für den Patienten, sowie Ausgabemittel zum Anzeigen der mindestens einen berechneten Position zur Platzierung eines chirurgischen Trokars am Patienten. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst zusätzlich Erfassungsmittel zum Ausführen einer Objekterkennung, wobei die Erfassungsmittel mittels der Objekterkennung Positionen mindestens zweier unterschiedlicher, vorbestimmter, patientenspezifischer Referenzpunkte erfassen und die Berechnungsmittel die mindestens eine berechnete Position zur Platzierung des mindestens einen chirurgischen Trokars bezüglich der erfassten Positionen korrigieren, wobei die Erfassungsmittel und/oder die Ausgabemittel relativ zum Operationsbereich bewegbar sind.
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Das erfindungsgemäße Trokar-Platzierungssystem ist einsetzbar in Operationsräumen für die minimal-invasive Chirurgie. Ein Trokar (oder auch synonym als „Port“) bezeichnet dabei ein medizinisches Gerät, welches aus einem Obturator (aus Metall oder Plastik mit und ohne Schneidespitze), einem Tubus (einem Rohr) und einer Dichtung besteht. Mittels der Erfassungsmittel zum Ausführen einer Objekterkennung werden Positionen mindestens zweier unterschiedlicher, vorbestimmter, patientenspezifischer Referenzpunkte erfasst. Ein patientenspezifischer Referenzpunkt stellt ein vorzugsweise äußerlich ohne weiteres erkennbares, topographisches Orientierungselement am Patienten dar. Ein patientenspezifischer Referenzpunkt wird also vorzugsweise visuell definiert; ein derartiger Punkt ist beispielsweise der Umbilicus oder eine Mamille. Referenzpunkte sind auch knöcherne Vorsprünge, deren Lage durch entweder visuell oder einfaches Tasten bestimmt werden kann (zum Beispiel die Lage der Spina iliaca anterior superior, des Darmbeinstachels, oder des Processus xiphoideus, des Brustbeins). Die Auswahl der Art und Anzahl der patientenspezifischen Referenzpunkte richtet sich nach dem Operationsgebiet. Die Erfassung erfolgt mittels Objekterkennung, wobei der Begriff „Objekterkennung“ generell Verfahren zum Identifizieren eines bekannten Objektes innerhalb eines Objektraums mittels Erkennungsverfahren zumeist optischer Art beschreibt. Erfindungsgemäß wird eine optische Objekterkennung durchgeführt, nämlich durch Ausführen einer Registrierung über Ermittlung einer mathematischen Transformation, die das aktuelle Bild mit einem in dem Erfassungssystem abgespeicherten Datensatz in eine größstmöglichen Übereinstimmung bringt. Der abgespeicherte Datensatz variiert dabei in Abhängigkeit vom jeweiligen Operationsbereich. Für spezifische Operationsbereiche kann eine spezifische Anzahl von Referenzpunkten erforderlich sein, z. B. für laparoskopische Operationen eine höhere Anzahl von Referenzpunkten im Vergleich zu den erforderlichen Referenzpunkten für Eingriffe an den Extremitäten, zum Beispiel am Knie. Nach erfolgter Erkennung der Referenzpunkte und der Korrektur der errechneten Position zur Trokarplatzierung hinsichtlich der erfassten Positionen mindestens zweier unterschiedlicher, vorbestimmter, patientenspezifischer Referenzpunkte erfolgt durch die Ausgabemittel das Anzeigen der mindestens einen berechneten Position zur Platzierung eines chirurgischen Trokars am Patienten. Die Bewegbarkeit der Erfassungsmittel und/oder Ausgabemittel relativ zum Operationsbereich kann dabei auf verschiedene Art und Weise realisiert werden. Beispielsweise können diese Mittel von einer relativ zum Operationsbereich bewegbaren Vorrichtung umfasst sein, aber auch innerhalb einer relativ zum Operationsbereich nichtbewegbaren Vorrichtung bewegbar sein. Die Bewegbarkeit der Erfassungsmittel und/oder der Ausgabemittel ist vorteilhaft, da dadurch ein System bereit gestellt wird, welches für unterschiedlichste minimal-invasive, chirurgische Verfahren mit jeweils unterschiedlicher Lagerung des Patienten eingesetzt werden kann (z.B. Rückenlage für eine Vielzahl von Operationen im Bauchraum, Seitenlage für Operationen im Thoraxraum). Durch die Bewegbarkeit der Erfassungs- und Ausgabemittel wird eine optimale Orientierung des Patienten hinsichtlich der durchzuführenden Operation und der Objekterkennung ermöglicht.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Trokar-Platzierungssystems können die Erfassungsmittel in eine Reinraumbeleuchtungsvorrichtung integrierbar sein. In Operationssälen, die hohen Anforderungen an die Keimarmut unterliegen (Reinraumtechnik), wird die Beleuchtung üblicherweise durch Deckenlampen realisiert, welche seitlich neben Laminarisatoren (zur Homogenisierung der Luftströmung) angeordnet sind, sowie durch schwenkbare OP-Leuchten, welche gemäß der jeweiligen Beleuchtungsanforderung positioniert und verschwenkt werden können. Vorteilhaft können die Erfassungsmittel in herkömmliche OP-Leuchten integrierbar sein; dadurch wird eine zusätzliche Vorrichtung vermieden, welche in der Lage ist, die im Bereich des Operationsgebiets erforderliche, turbulenzarme Luftströmung zu unterbrechen. Ferner ist die Bewegbarkeit der Erfassungsmittel über eine derartige Integration auf einfache Art und Weise zu erreichen.
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In einer weiteren Implementierung des erfindungsgemäßen Trokar-Platzierungssystems können die Ausgabemittel in eine Reinraumbeleuchtungsvorrichtung integrierbar sein. Vorteilhaft sind sowohl Erfassungsmittel als auch Ausgabemittel in einer herkömmlichen OP-Leuchte integrierbar; so kann die durch Vorrichtungen im Arbeitsbereich bedingte Störung der laminaren Luftströmung weitgehend herabgesetzt oder vermieden und die Bewegbarkeit der jeweiligen Mitte auf einfache Art und Weise realisiert werden. Alternativ können lediglich die Ausgabemittel in eine entsprechende Reinraumbeleuchtungsvorrichtung integrierbar sein, während die Erfassungsmittel in einer separaten Vorrichtung bewegbar sein können. Vorteilhaft können so die Anforderungen verschiedenster integrierter OP-Systeme berücksichtigt werden.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform können die Ausgabemittel dazu angepasst sein, die Anzeige der mindestens einen berechneten Position zur Platzierung eines chirurgischen Trokars bei Überschreitung einer vordefinierten Abweichung der angezeigten Position von der berechneten Position mittels eines Regelalgorithmus zu korrigieren. Unter einem Regelalgorithmus wird dabei eine Vorschrift zur Berechnung der Werte einer oder mehrerer Stellgrößen aus dem Wert einer oder mehrerer Regeldifferenzen verstanden. Er wird durch die mathematische Beziehung zwischen Eingangsgröße, d.h. hier der berechneten und gegebenenfalls korrigierten Position zur Platzierung eines chirurgischen Trokars, und Ausgangsgröße, der angezeigten Position, beschrieben (bzw. er kann daraus bestimmt werden). Eine Korrektur auf der Ebene der Ausgabemittel mittels eines Regelalgorithmus ist insbesondere vorteilhaft, um automatisch eine genaue Übereinstimmung zwischen der berechneten und der angezeigten Position bei bewegbaren Ausgabemitteln zu gewährleisten und eröffnet eine weitere Ebene der Überprüfbarkeit des Trokar-Platzierungssystems.
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In einer besonders bevorzugten Weiterbildung können die Ausgabemittel dazu angepasst sein, die Überschreitung einer vordefinierten Abweichung der angezeigten Position von der berechneten Position mittels eines Signals zu signalisieren, und eine Richtung zur Bewegung der Ausgabemittel anzuzeigen, um die Abweichung der angezeigten Position von der berechneten Position zu minimieren. Bei dem Signal kann es sich vorzugsweise um ein akustisches Signal handeln. Alternativ kann das Signal visuell oder taktil erfassbar sein. Durch die Signalisierung der Überschreitung der vordefinierten Abweichung, hervorgerufen zum Beispiel durch unbeabsichtigte Bewegung der Ausgabemittel, kann der Verwender des erfindungsgemäßen Trokar-Platzierungssystems auf einfache Art und Weise informiert werden, dass ein Projektionsfehler besteht. Die Überschreitung kann auf einfache Art und Weise minimiert werden, indem die Ausgabemittel in eine hinsichtlich der Überschreitung der Abweichung verbesserte Position bewegt werden. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Ausgabemittel eine Richtung für diese Bewegung anzeigen. Diese Anzeige kann vorteilhaft visuell erfolgen, die Ausgabemittel können aber auch dazu angepasst sein, die Bewegungsrichtung mittels Richtungshinweisen akustischer Art anzuzeigen. Eine Korrektur von Projektionsfehlern der Ausgabemittel kann durch den Verwender vorgenommen werden, beispielsweise durch Verschwenken von in einer OP-Leuchte integrierten Ausgabemitteln.
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Ein „Verwender“ im Sinne der Erfindung bezeichnet die Person, welche das Trokar-Plazierungssystem anwendet, korrigiert und/oder korrigert. Dies sind beispielsweise der Operateur, insbesondere ein Chirurg, sowie das Assistenzpersonal.
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In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Trokar-Platzierungssystems können die Erfassungsmittel dazu ausgebildet sein, die Überschreitung einer vordefinierten Abweichung der Erfassung der Positionen mindestens zweier unterschiedlicher, vorbestimmter, patientenspezifischer Referenzpunkte von entsprechenden gespeicherten Erfassungen mit der größtmöglichen Übereinstimmung mittels eines Signals zu signalisieren; auch hierbei kann es sich vorzugsweise um ein akustisches Signal handeln. Die Signalisierung einer Abweichungsüberschreitung der mittels Objekterkennung vorgenommenen Erfassung ist insbesondere bei beweglichen Erfassungsmitteln vorteilhaft, da sie die Notwendigkeit einer Korrektur der Abweichungsüberschreitung an den Verwender signalisiert. Dieser kann wiederum durch einfaches Bewegen der bewegbaren Erfassungsmittel die Abweichung zwischen den erfassten Positionen und den entsprechend gespeicherten Erfassungen minimieren. Dadurch wird eine genaue Übereinstimmung zwischen der erfassten und der gespeicherten Position gewährleistet. Die Toleranz der Abweichung kann dabei dem Operationsgebiet bzw. patientenspezifischen Daten angepasst werden.
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Unter „größtmöglicher Übereinstimmung“ im Sinne der Erfindung bezeichnet eine 100%ige Übereinstimmung, vorzugsweise eine 98-%ige Übereinstimmung, ebenfalls bevorzugt eine 95%ige Übereinstimmung, weiterhin bevorzugt eine 90%ige Übereinstimmung, noch weiter bevorzugt eine 85%ige bis 98%ige Übereinstimmung zwischen der erfassten und der gespeicherten Position.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Trokar-Platzierungssystems können die Erfassungsmittel zusätzlich mittels Objekterkennung eine Position des Operationsbereichs in einem Raum erfassen. Damit kann zunächst die Position der Vorrichtung relativ zum Operationsbereich bestimmt werden. Dies ist wichtig, um eine akkurate Objekterkennung für die vorbestimmten, patientenspezifischen Referenzpunkte durchzuführen. Die Erfassung einer Position des Operationsbereichs in einem Raum ist insbesondere vorteilhaft bei nur gering dimensionierten Operationsbereichen, zum Beispiel an Extremitäten (Operationen am Knie oder Sprunggelenk). Der Operationsbereich muss in Bezug auf die Operationsumgebung so orientiert werden, dass sowohl die Erfassung der Positionen mindestens zweier unterschiedlicher, vorbestimmter, patientenspezifischer Referenzpunkte mittels Objekterkennung als auch die Anzeige der mindestens einen berechneten Position zur Platzierung eines chirurgischen Trokars am Patienten durch die Ausgabemittel zeiteffizient und genau durchgeführt werden können. Über einen Algorithmus kann eine im Hinblick auf eine bestimmte Operationsart nicht optimale Orientierung des Operationsbereichs im Raum bestimmt und dem Verwender angezeigt werden, so dass die Positionierung des Operationsbereichs entsprechend korrigiert werden kann. Eine optimale Orientierung des Operationsbereichs im Raum kann die für die Erfassung der Positionen der patientenspezifischen Referenzpunkte und die für die Korrektur der mindestens einen berechneten Trokar-Position erforderliche Zeit vorteilhaft signifikant verkürzen. Unter dem Betriff „optimal“ im Sinne der Erfindung wird eine des Operationsbereichs im Raum verstanden, die dem Verwender ermöglicht, den chirurgischen Eingriff störungsfrei und ziel- und zweckgerichtet durchführen kann.
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In einer besonders bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Trokar-Platzierungssystems können die Erfassungsmittel die Position des Operationsbereichs im Hinblick auf einen Operationstisch erfassen. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn für eine spezifische Operation nur wenige patientenspezifischer Referenzpunkte zur Verfügung stehen. Die Erfassung des Operationsbereichs des in korrekter Lagerung befindlichen Patienten in Relation zum Operationstisch bietet eine einfache und effiziente Möglichkeit, die Erfassung der Position der mindestens zwei patientenspezifischen Referenzpunkte zu optimieren und die für die Korrektur der berechneten Trokar-Position erforderliche Zeit zu verkürzen.
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In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Trokar-Platzierungssystems kann die Vorrichtung senkrecht relativ zur Körperoberfläche eines auf dem Operationstisch liegenden Patienten angeordnet sein. Bei einer derartigen Anordnung kann die Interferenz mit anderen im Operationssaal befindlichen Geräten, Vorrichtungen und Personen minimiert werden. Da sich ein Patient in der überwiegenden Zahl der Eingriffe mittels minimal-invasiver Chirurgie in Rückenlage auf einem Operationstisch mit parallel zur Decke des Operationssaales angeordneter Tischfläche befindet, ist eine Anordnung der Vorrichtung an der dem Operationsbereich am Patienten gegenüberliegenden Decke des Operationssaals besonders vorteilhaft.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Vorrichtung zusätzlich Anzeigemittel umfassen. Die Anzeigemittel können zur Anzeige der zur Trokar-Platzierung erforderlichen Daten dienen und ermöglichen eine Überwachung durch den Verwender der verwendeten Daten und Parametersätze.
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In einer weiteren Implementierung des Trokar-Platzierungssystems können die Einlesemittel mit einem computergestützten Informationssystem zum Abrufen von Patienten-Informationen verbindbar sein. Derartig gestaltete Einlesemittel ermöglichen zum einen das Einlesen von mindestens einem Datensatz für ein chirurgisches Verfahren für einen Patienten, wobei der Datensatz mindestens eine physische Größe des Patienten umfasst. Beispielsweise können vom Verwender über eine entsprechende Vorrichtung im Operationssaal eingegebene Daten eingelesen werden; dies ermöglicht eine bedarfsangepasste, kurzfristige Anpassung des Datensatzes für die gewählte Operation für den Patienten. Zum anderen können über die Einlesemittel auf einfache Art und Weise Patienten-Informationen aus einem computergestützten Informationssystem abgerufen werden, beispielsweise Daten aus verschiedenen bildgebenden Verfahren oder aus der Patientenakte, ohne die in einem Operationssaal erforderlichen Reinraum-Bedingungen zu beeinträchtigen.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems kann die Vorrichtung in ein integriertes OP-System integrierbar sein. Unter einem integrierten OP-System wird dabei ein System verstanden, bei dem einzelne OP-Komponenten (u.a. medizinisch-technische Geräte) unterschiedlicher Hersteller zu einem System zusammengesetzt werden. Diese Systeme haben den Vorteil, dass der Verwender alle medizintechnischen Geräte im OP zentral steuern und kontrollieren kann, wodurch ein einfacheres und ergonomisches Arbeiten ermöglicht wird. Die in derartigen Systemen aufeinander abgestimmten Komponenten tragen dazu bei, OP Zeiten zu verkürzen. Diese Verkürzung kann durch zusätzliche Integration der erfindungsgemäßen Vorrichtung signifikant verbessert werden.
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In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Trokar-Platzierungssystems können die Positionen mindestens zweier unterschiedlicher, vorbestimmter, patientenspezifischer Referenzpunkte über die Einlesemittel von einem Operateur auswählbar oder von dem integrierten OP System vorgegeben sein. Das derartig gestaltete System ermöglicht eine große, bedarfsangepasste Flexibilität hinsichtlich der Auswahlmöglichkeiten bezüglich der Positionen der Referenzpunkte. Während es im Hinblick auf die Standardisierung von Operationen vorteilhaft ist, wenn die Positionen der patientenspezifischen Referenzpunkte über das integrierte OP-System vorgegeben sind, können kurzfristige Änderungen des geplanten Operationsablaufes (beispielsweise unterschiedliche bevorzugte Referenzpunkte für eine bestimmten Operation/Operateur) auf einfache Art und Weise berücksichtigt werden, indem die Referenzpunkte über die Einlesemittel von dem jeweiligen Operateur individuell auswählbar sind.
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In einer weiteren Implementierung des Trokar-Platzierungssystems kann der Datensatz für das chirurgische Verfahren für den Patienten Daten umfassen in Bezug auf die Größe, das Gewicht, den BMI, das Alter, das Geschlecht des und/oder die Anatomie des Patienten. Mittels der anatomischen Daten können Patienten-spezifische anatomische Besonderheiten, wie z.B. abweichende Gefäßverläufe, akzessorische Gefäße und/oder die Stärke sowie die Lage von Faszien berücksichtigt werden. Der Parametersatz kann weiterhin Daten umfassen bezüglich der vorzunehmenden Operation, in der Nähe des Operationsgebietes in der Vergangenheit stattgefundener Operationen, des Kenntnisstandes des Operateurs, der verfügbaren Instrumente und/oder der Präferenzeinstellungen des Operateurs. Die für eine bestimmte Operationsart erforderlichen patientenspezifischen Daten sowie die operationsspezifischen Parameter sind genau an die Erfordernisse der am spezifischen Patienten vorzunehmenden Operation insbesondere im Hinblick auf den Operateur anpassbar und ermöglichen so eine größtmögliche Standardisierung und Reproduzierbarkeit der betreffenden Operation.
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In einem zweiten Gegenstand betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Platzierung eines chirurgischen Trokars in einem Operationsbereich. Das Verfahren umfasst die Schritte des Einlesens von wenigstens einem Datensatz für ein chirurgisches Verfahren für einen Patienten, wobei der Datensatz mindestens eine physische Größe des Patienten umfasst, des Auswählens eines Parametersatzes aus einer Vielzahl von gespeicherten Parametersätzen, welche jeweils mit einer Vielzahl von chirurgischen Verfahren assoziiert sind, für das chirurgische Verfahren, des nachfolgenden Berechnens mindestens einer Position zur Platzierung eines chirurgischen Ports basierend auf dem ausgewählten Parametersatz und dem eingelesenen Datensatz für das chirurgische Verfahren für den Patienten, und des Anzeigens der mindestens einen berechneten Position zur Platzierung eines chirurgischen Trokars am Patienten. Insbesondere umfasst das Verfahren das Erfassen mittels Objekterkennung von Positionen mindestens zweier unterschiedlicher, vorbestimmter, patientenspezifischer Referenzpunkte, und das Korrigieren der mindestens einen, berechneten Position zur Platzierung eines chirurgischen Trokars bezüglich der erfassten Positionen der mindestens zwei unterschiedlichen, vorbestimmten, patientenspezifischen Referenzpunkte.
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Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens, welches auf der Verwendung des vorstehend beschriebenen Trokar-Platzierungsystems beruht, ermöglicht eine Zeit-effiziente und genaue Platzierung von mindestens einem chirurgischen Trokar im jeweiligen Operationsgebiet.
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In einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann dieses zusätzlich die Schritte umfassen: des Signalisierens durch die Ausgabemittel einer Überschreitung einer vordefinierten Abweichung der angezeigten Position von der berechneten Position mittels eines Signals, und des Anzeigens einer Richtung zur Bewegung der Ausgabemittel, um die Abweichung der angezeigten Position von der berechneten Position zu minimieren. Mittels der zusätzlichen Schritte können etwaige Projektionsfehler der Ausgabemittel auf einfache Art und Weise dem Verwender mitgeteilt und entsprechend korrigiert werden.
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In einer weiteren Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann dieses den weiteren Schritt des Signalisierens durch die Erfassungsmittel einer Überschreitung einer vordefinierten Abweichung der Erfassung der Positionen mindestens zweier unterschiedlicher, vorbestimmter, patientenspezifischer Referenzpunkte von entsprechenden gespeicherten Erfassungen mit der größtmöglichen Übereinstimmung umfassen. Mittels des zusätzlichen Schrittes können etwaige Erfassungsfehler der Erfassungsmittel bei der Bestimmung der patientenspezifischen Referenzpunkte dem Verwender mitgeteilt und entsprechend korrigiert werden.
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Figurenliste
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Im Folgenden wird beispielhaft und nicht abschließend eine besondere, bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Figur beschrieben. Die besondere Ausführungsform dient nur zur Erläuterung des allgemeinen erfinderischen Gedankens und beschränkt die Erfindung nicht.
- 1 zeigt das erfindungsgemäße Trokar-Platzierungssystem in einem Operationssaal.
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In 1 ist das erfindungsgemäße Trokar-Platzierungssystem (1) in einem Operationsaal dargestellt. Ein auf dem Rücken für eine laparoskopische Operation auf einem Operationstisch (6) gelagerter Patient (3) ist im Schema dargestellt. Die in eine Reinraumbeleuchtung (7) integrierte Vorrichtung (2) zur Platzierung mindestens eines chirurgischen Trokars umfasst dabei Speichermittel (nicht dargestellt) zum Speichern einer Vielzahl von Parametersätzen, die jeweils mit einer Vielzahl von chirurgischen Verfahren assoziiert sind. Sie umfasst ferner Einlesemittel (nicht dargestellt) zum Einlesen von mindestens einem Datensatz für ein chirurgisches Verfahren für einen Patienten, wobei der Datensatz mindestens eine physische Größe des Patienten umfasst. Die Einlesemittel können mit einem computergestützten Informationssystem zum Abrufen von Patientendaten verbunden sein; damit können auf einfache Art und Weise Patientendaten aus verschiedenen bildgebenden Verfahren, aus der Patientenakte usw. abgerufen werden, ohne die in einem Operationssaal erforderlichen Reinraumbedingungen zu beeinträchtigen. Alternativ können die Einlesemittel vom Verwender über eine entsprechende Vorrichtung im Operationssaal eingegebene Daten einlesen. Ferner umfasst die Vorrichtung (2) Auswahlmittel (nicht gezeigt) zum Auswählen eines Parametersatzes aus der Vielzahl von Parametersätzen für das chirurgische Verfahren. Mittels der von der Vorrichtung (2) umfassten Berechnungsmittel (nicht gezeigt) wird mindestens eine Position zur Platzierung mindestens eines chirurgischen Trokars basierend auf dem ausgewählten Parametersatz und dem eingelesenen Datensatz für das chirurgische Verfahren für den Patienten berechnet. Die weiterhin umfassten Ausgabemittel (5) dienen zum Anzeigen der mindestens einer berechneten Position zur Platzierung eines chirurgischen Trokars am Patienten. Vorliegend werden beim Patienten (3) im Bereich des Abdomens drei verschiedene Trokar Positionen (Kreuze) in der Nähe des Operationsortes (grau eingefärbter Punkt) mittels der Ausgabemittel (5) angezeigt. Weitere Informationen, beispielsweise betreffend das Operationsverfahren oder den Patienten, können ebenfalls von den Ausgabemitteln (5) angezeigt werden (abgebildete Ziffernfolge). Zur Orientierung der Ausgabemittel (5) am Patienten (3) umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung (2) zusätzlich Erfassungsmittel (4) zum Ausführen einer Objekterkennung, wobei die Erfassungsmittel (4) mittels der Objekterkennung Positionen mindestens zweier unterschiedlicher, vorbestimmter, patientenspezifischer Referenzpunkte erfassen. Nach erfolgreicher Erfassung korrigieren die Berechnungsmittel die mindestens eine berechnete Position zur Platzierung des chirurgischen Trokars bezüglich der erfassten Positionen. Die Erfassungsmittel (4) und die Ausgabemittel (5) r sind elativ zum Operationsbereich bewegbar. Vorliegend ist die Vorrichtung (2) in eine Reinraumbeleuchtung (7), nämlich die über dem Operationsbereich an einer schwenkbaren Aufhängung (8) angebrachte OP-Leuchte integriert. Infolge der relativ zum Operationsbereich bewegbaren Erfassungs- (4) und Ausgabemittel (5) ist der Einsatz des erfindungsgemäßen Systems für unterschiedlichste minimal-invasive chirurgische Verfahren mit jeweils unterschiedlicher Lagerung des Patienten einsetzbar.
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Durch die Bewegbarkeit der Erfassungs- (4) und Ausgabemittel (5) wird eine optimale Orientierung des Patienten hinsichtlich der durchzuführenden Operation und der Objekterkennung ermöglicht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Trokar-Platzierungssystem
- 2
- Vorrichtung zur Platzierung eines chirurgischen Trokars
- 3
- Patient
- 4
- Erfassungsmittel
- 5
- Ausgabemittel
- 6
- Operationstisch
- 7
- Reinraumbeleuchtung
- 8
- Aufhängung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 7607440 [0004]
- US 2014/0148816 [0005]
