DE102019214970A1

DE102019214970A1 - Umgebungsbezogenes Einstellen einer Energiemenge eines Energieinstruments

Info

Publication number: DE102019214970A1
Application number: DE102019214970.7A
Authority: DE
Inventors: Alois Regensburger
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2019-09-30
Filing date: 2019-09-30
Publication date: 2021-04-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein medizinisches System (50) zum Einstellen einer Energiemenge umfassend- ein medizinisches Energieinstrument (1),- eine Bildgebungsanlage (19), eingerichtet, Bilddaten darstellend wenigstens die Koagulationseinheit (2) des Energieinstruments umgebendes Gewebe (G) zu erzeugen, und eine Recheneinheit (30), die eingerichtet ist, basierend auf den Bilddaten wenigstens einen ersten Parameter bezüglich des Gewebes abzuleiten.

Description

In der Chirurgie, insbesondere in der Laparoskopie, werden für die Durchtrennung oder Abtragung von Gewebe typischerweise sogenannte „Energie-Instrumente“ verwendet, welche durch Energiezufuhr (z.B. über Mikrowellen oder Ultraschall) zu einer Erhitzung des Instruments und darüber auch des umliegenden Gewebes führen.
Vorteilhaft gegenüber einem „kalten“ Schnitt wie er mit einem klassischen Skalpell durchgeführt werden kann, ist insbesondere, dass kleinere Blutungen direkt durch die durch den Eintrag der (Wärme-)Energie verursachte Koagulation gestoppt werden können. Für die Betätigung eines solchen Energieinstruments benutzt ein Chirurg heutzutage ein Fusspedal, sobald es zu einer Energiezufuhr und damit Erhitzung von Gewebe kommen soll. Der Chirurg betätigt das Fusspedal, sobald er eine Energiezufuhr zum bzw. eine Erhitzung des Gewebes benötigt. Die Hitzewirkung, also die Energiemenge des Energieinstruments ist in Vorbereitung eines Eingriffs auf einen festen Vorgabewert einstellbar, im Verlauf eines Eingriffs aber immer gleich.
Bei der Arbeit mit Energieinstrumenten kann jedoch das Gewebe unnötig in Mitleidenschaft gezogen werden, da die behandelte Gewebeoberfläche verschmort wird. Dies kann zu zusätzlicher post-operativer Belastung des Patienten durch bspw. verzögerte Wundheilung führen. Zudem kann die mittels EnergieInstrument behandelte Oberfläche eine Sicht des Chirurgen auf das gerade bearbeitete Gewebe stören oder erschweren. Weiterhin können unbeabsichtigt größere Gefäße verletzt und zusätzliche Blutungen verursacht werden. Zudem kann die in das Gewebe eingetragene Energiemenge zu klein sein, um Blutungen von Gefäßen mittels Energieinstrument verursachter Erwärmung/Koagulation zu stillen.
Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, alternative Mittel bereit zu stellen, die es erlauben, die am Energieinstrument einstellbare Energiemenge variabel auszugestalten. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Energiemenge automatisch und in Anpassung an umliegendes Gewebe einzustellen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein medizinisches Energieinstrument, ein medizinisches System, ein Verfahren, Computerprogramm und computerlesbares Medium zum Einstellen einer Energiemenge gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Bevorzugte und/oder alternative, vorteilhafte Ausgestaltungsvarianten sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Nachstehend wird die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe in Bezug auf die beanspruchten Vorrichtungen als auch in Bezug auf das beanspruchte Verfahren beschrieben. Hierbei erwähnte Merkmale, Vorteile oder alternative Ausführungsformen sind ebenso auch auf die anderen beanspruchten Gegenstände zu übertragen und umgekehrt. Mit anderen Worten können gegenständliche Ansprüche (die beispielsweise auf ein Verfahren gerichtet sind) auch mit Merkmalen, die in Zusammenhang mit einer der Vorrichtungen beschrieben oder beansprucht sind, weitergebildet sein. Die entsprechenden funktionalen Merkmale des Verfahrens werden dabei durch entsprechende gegenständliche Module oder Einheiten ausgebildet.
Die vorliegende Erfindung betrifft in einem ersten Aspekt ein medizinisches Energieinstrument zum Einstellen einer Energiemenge. Das Energieinstrument umfasst

- eine Koagulationseinheit, die eingerichtet ist, einen Energieeintrag in umliegendes Gewebe zu bewirken, wobei die Koagulationseinheit eine Energieeinheit umfasst, und
- eine Steuereinheit, die eingerichtet ist, ein Steuersignal für die Energieeinheit basierend auf wenigstens einem ersten Parameter bezüglich des umliegenden Gewebes zu erzeugen, wobei der erste Parameter

o basierend auf Bilddaten wenigstens darstellend das umliegende Gewebe ermittelt wird, und
o die einzutragende Energiemenge bestimmt.

Die Bilddaten sind verzugsweise medizinische Bilddaten. Sie stellen eine mittels Energieinstrument zu behandelnde Gewebepartie dar. Das zu behandelnde Gewebe befindet sich in räumlicher Nähe zu der Koagulationseinheit, insbesondere befindet sich das zu behandelnde Gewebe direkt vor der Koagulationseinheit. Das zu behandelnde Gewebe umgibt die Koagulationseinheit bzw. wird diese von dem Gewebe umgeben. Das zu behandelnde Gewebe ist als das umliegende Gewebe zu verstehen. Besonders bevorzugt können die Bilddaten neben dem umliegenden Gewebe auch die Koagulationseinheit selbst abbilden, sodass sich ein Abstand oder eine relative Lage von abgebildeten, anatomischen Strukturen, insbesondere Blutgefäßen, zu der Koagulationseinheit direkt aus den Bilddaten ergibt.
Erfindungsgemäß erfolgt eine Auswertung bzw. Analyse der Bilddaten, also der in den Bilddaten umfassten Information bezgl. der abgebildeten Anatomie. Insbesondere werden anatomische Eigenschaften bzw. Merkmale ermittelt. Die Auswertung bzw. Analyse resultiert in wenigstens einem ersten Parameter. Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine Vielzahl von Parametern, also eine Parametergruppe ermittelt wird.
Basierend auf dem wenigstens einen Parameter, der repräsentativ für wenigstens eine anatomische Eigenschaft bzw. ein Gewebemerkmal ist, wird erfindungsgemäß eine Energiemenge bestimmt, die mittels Koagulationseinheit für eine anstehende Behandlung dem umliegenden Gewebe zugeführt wird. Die derart bestimmte Energiemenge ist also vorteilhaft an wenigstens eine Gewebeeigenschaft angepasst. Mit anderen Worten berücksichtigt die verwendete Energiemenge, die bestimmend ist für den Energieeintrag in das Gewebe, Gewebeeigenschaften des umliegenden Gewebes und ist damit vorteilhaft so ausgebildet, dass der Zweck des Energieeintrags optimal erreicht wird.
Die Bilddaten umfassen bevorzugt medizinische Bilddaten, die mit einer medizinischen Bildgebungsanlage erfasst werden. Die Bilddaten können genau einen Bilddatensatz umfassen, der das umliegende Gewebe in einem Zeitpunkt abbildet. Alternativ kann der Bilddatensatz auch eine Folge mehrerer Bilddatensätze umfassen, die das umliegende Gewebe in einer zeitlichen Abfolge abbilden. In diesem Fall umfasst der Bilddatensatz eine zeitliche Sequenz von Bildern des umliegenden Gewebes, wobei, Einzelbilder einen vorab definierten Abstand zu einander haben können oder kontinuierlich erfasst werden. Insbesondere können die medizinischen Bilddaten einem Benutzer, insbesondere einem Chirurgen auch instantan mittels einer Anzeigeeinheit angezeigt werden. Die medizinischen Bilddaten umfassen bevorzugt zwei-dimensionale Einzelbilder entsprechend zweier räumlicher Dimensionen.
Das erfindungsgemäße Energieinstrument dient einem Einsatz in einem medizinischen Umfeld, insbesondere einem chirurgischen Einsatz. Das Energieinstrument ist ausgebildet, Energie zu produzieren und diese auf umliegendes Gewebe zu übertragen. Insbesondere kann das Energieinstrument die Energiemenge direkt in Form von Wärmeenergie erzeugen und auf das umliegende Gewebe übertragen. Alternativ kann das Energieinstrument eingerichtet sein, Energie in Form von Ultraschallwellen zu erzeugen, wobei die Ultraschallwellen einen Energieeintrag in das umliegende Gewebe bewirken und zu seiner Erhitzung führen.
Die Koagulationseinheit des Energieinstruments ist dazu ausgebildet, den Energieeintrag in Gewebe zu bewirken. Die Koagulationseinheit umfasst eine Energieeinheit. Diese ist ausgebildet, um Energie zu erzeugen. Die Energieeinheit kann ausgebildet sein, um bspw. Energie in Form von Mikrowellen oder Ultraschallwellen zu erzeugen.
Die Koagulationseinheit umfasst in Ausführungen der vorliegenden Erfindung eine Instrumenteinheit. Die Instrumenteinheit kann ausgebildet sein, das umliegende Gewebe mechanisch zu behandeln. Zu diesem Zweck weist die Instrumenteinheit bevorzugt eine längliche, dünne Form auf, an deren Ende ein medizinisches, bevorzugt ein chirurgisches Instrument, angeordnet sein kann. Ein chirurgisches Instrument kann bspw. als Klinge, Skalpell, Schere, als Klemme (grasper), Haken (surgical hook), Pinzette, Aspirator (Ultrasonic Dissector-CUSA) ausgebildet sein. Das Instrument kann aber auch länglich und an seinem Ende stumpf ausgebildet sein. Die Instrumenteinheit kann in Ausführungen der Erfindung ausgebildet sein, die mittels Energieeinheit erzeugte Energiemenge in das umliegende Gewebe einzutragen. Insbesondere kann das endständig angeordnete Instrument ausgebildet sein, die Energiemenge in das umliegende Gewebe einzutragen. Die Instrumenteinheit kann auch ausgebildet sein, auch ohne oder mit nur sehr geringer Energiemenge beaufschlagt Gewebe mechanisch zu behandeln, bspw. zu durchtrennen. Besonders vorteilhaft erfolgt ein Energieeintrag über das Instrument der Instrumenteinheit, was eine exakte Positionierung des Energieeintrags ermöglicht. Die Instrumenteinheit, insbesondere das Instrument, besteht bevorzugt aus einem Metall, insbesondere Stahl.
In Ausführungen der Erfindung sind Energieeinheit und Instrumenteinheit mechanisch gekoppelt bzw. verbunden, sodass sich mittels Energieeinheit erzeugte Mikrowellen oder Ultraschallwellen vorteilhaft auf die Instrumenteinheit übertragen und - zumindest im ersten Fall - diese erhitzen.
In alternativen Ausführungen der Erfindung, insbesondere in Ausführungen, in denen die Energieeinheit zur Erzeugung von Ultraschallwellen ausgebildet ist, kann die Energieeinheit ausgebildet sein, die Ultraschallwellen direkt in das umliegende Gewebe einzutragen. In diesen Ausführungen besteht keine oder nur eine sehr schwache mechanische Kopplung zwischen Energieeinheit und Instrumenteinheit, sofern diese überhaupt von der Koagulationseinheit umfasst ist.
Die Energiemenge, mit welcher die Koagulationseinheit, bevorzugt die Instrumenteinheit, beaufschlagt wird, wird durch die Steuereinheit des Energieinstruments ermittelt, bestimmt bzw. festgelegt. Die Steuereinheit ist ausgebildet, ausgehend von dem bestimmten, wenigstens einen ersten Parameter bezüglich des umliegenden Gewebes eine optimale Energiemenge zu bestimmen. Bevorzugt ist die Steuereinheit auch ausgebildet, mehrere erste Parameter bezüglich des umliegenden Gewebes zu bestimmen und/oder zu verarbeiten. Die Steuereinheit ist ferner ausgebildet entsprechend der bestimmten Energiemenge wenigstens ein Steuersignal für die Energieeinheit zu erzeugen und an die Energieeinheit zu übertragen. Mit anderen Worten ist die Steuereinheit ausgebildet, die Energieeinheit anhand des erfindungsgemäß erzeugten, wenigstens einen Steuersignals zu steuern. Insbesondere kann die Steuereinheit ausgebildet sein, bei Bewegung des Energieinstruments und unter Berücksichtigung des sich dadurch verändernden, umliegenden Gewebes mehrfach, also wiederholt, eine Energiemenge zu ermitteln und entsprechende Steuersignale bzw. Steuersignalfolgen für die Energieeinheit zu erzeugen. Damit ist die Steuereinheit ausgebildet, eine Energieregelung für das Energieinstrument auszuführen.
Vorteilhaft ist die Steuereinheit in das Energieinstrument integriert. Alternativ kann die Steuereinheit auch entfernt bzw. abgelegen angeordnet sein. Die Steuereinheit ist insbesondere als oder als Bestandteil einer Recheneinheit entsprechend dem erfindungsgemäßen System ausgebildet.
In einer Ausführung der Erfindung umfasst das medizinische Energieinstrument eine Bewegungserfassungseinheit, die eingerichtet ist, Bewegungs- und/oder Positionsdaten der Koagulationseinheit zu erfassen, wobei die Steuereinheit ferner eingerichtet ist, Steuersignale für die Energieeinheit basierend auf wenigstens einem zweiten Parameter bezüglich der Bewegung und/oder der Position der Koagulationseinheit zu erzeugen, wobei auch der zweite Parameter die Energiemenge bestimmt, die der Koagulationseinheit zugeführt wird.
In dieser Ausführung wird neben dem anhand des aus Bilddaten ermittelten ersten Parameter wenigstens ein zweiter Parameter bestimmt, welcher repräsentativ für eine Bewegungs- bzw. Positionsinformation bezüglich der Koagulationseinheit ist. Auch der zweite Parameter geht in die Bestimmung der Energiemenge durch die Steuereinheit ein, die anschließend auf die Koagulationseinheit angewandt werden soll. Positions- und/oder Bewegungsdaten umfassen bspw. eine absolute Position der Koagulationseinheit in Bezug auf ein Referenz-Koordinatensystem der Bewegungserfassungseinheit, eine relative Position der Koagulationseinheit in Bezug auf eine Referenzposition, bspw. eine Position einer anatomischen Struktur, insbesondere eines Blutgefäßes. Die Referenzposition kann auch eine Position einer systemgemäßen Bildgebungsanlage sein. Ferner können die Positions- und/oder Bewegungsdaten auch eine Bewegungsgeschwindigkeit der Koagulationseinheit, eine Richtungsänderung, eine Pose oder eine Posenänderung, bspw. Änderung des Neigungswinkels ggü. einer Vertikalen sein. Unter Berücksichtigung einer Bewegungs- und/oder Positionsinformation mittels des zweiten Parameters kann die Energiemenge besonders gut auf die anvisierte Behandlung angepasst werden.
Die Bewegungserfassungseinheit kann als Navigationssystem des Energieinstruments ausgebildet sein, welche bspw. über wenigstens eine, bevorzugt mehrere elektromagnetische oder optische Sensor-Einheiten verfügt, welche eine Position bzw. eine Positionsänderung der Koagulationseinheit im Raum erfassen bzw. nachverfolgen. Alternativ kann das Energieinstrument über Gelenke verfügen, über welche die Koagulationseinheit verstellt werden kann, die mechanische Sensoren umfassen, deren Messsignale eine Positionsbestimmung der Koagulationseinheit erlauben. Vorteilhaft ist die Steuereinheit ausgebildet, die Position bzw. die Bewegungsdaten bezüglich der Koagulationseinheit aus den entsprechenden Sensor-Signalen zu berechnen.
Alternativ kann eine feste, vordefinierte geometrische Relation zwischen Bildgebungsanlage und Koagulationseinheit vorgesehen sein, die in die Ermittlung wenigstens eines der Parameter eingeht.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein medizinisches System zum Einstellen einer Energiemenge umfassend

- ein erfindungsgemäßes medizinisches Energieinstrument,
- eine Bildgebungsanlage, eingerichtet, Bilddaten darstellend wenigstens die Koagulationseinheit des Energieinstruments umgebendes Gewebe zu erzeugen, und
- eine Recheneinheit, die eingerichtet ist, basierend auf den Bilddaten wenigstens einen ersten Parameter bezüglich des Gewebes abzuleiten.

Das erfindungsgemäße System umfasst neben dem erfindungsgemäßen Energieinstrument eine Bildgebungsanlage und eine Recheneinheit. Die Bildgebungsanlage ist eingerichtet, Bilddaten des umliegenden Gewebes zu erzeugen. Insbesondere ist sie eingerichtet, medizinische Bilddaten zu erzeugen. Die Bildgebungsanlage ist in einer Ausführung als medizinische Ultraschallanlage ausgebildet, besonders bevorzugt als chirurgische Ultraschallanlage. Diese zeichnet sich durch einen Ultraschallkopf zur Aussendung und zum Empfang von Ultraschallwellen aus, welcher intraoperativ eingesetzt werden kann. Der Ultraschallkopf kann insbesondere in enger, räumlicher Nähe zu der Koagulationseinheit und/oder dem diese umgebenden Gewebe angeordnet bzw. platziert werden. In dieser Ausführung sind die medizinischen Bilddaten Ultraschallbilder darstellend wenigstens das umliegende Gewebe. In einer alternativen Ausführung der Erfindung kann die Bildgebungsanlage als Kamera, insbesondere 3D-Kamera oder Stereo-Kamera ausgebildet sein, die ebenfalls bevorzugt für einen intraoperativen Einsatz ausgebildet ist. Mittels Stereo- oder 3D-Kamera können vorteilhaft zusätzlich Tiefeninformationen in Bezug auf das umliegende Gewebe erfasst werden.
Die Recheneinheit des erfindungsgemäßen Systems ist dazu ausgebildet, die mittels Bildgebungsanlage erfassten Bilddaten auszuwerten und wenigstens einen ersten Parameter abzuleiten. Die Recheneinheit ist weiter ausgebildet, den wenigstens einen ersten Parameter an die Steuereinheit für eine dortige Weiterverarbeitung zu übertragen. Die Recheneinheit und damit auch ihre Sub-Komponenten, kann in Form von Hard- oder in Form von Software ausgebildet sein, bspw. als FPGA (Akronym für das englischsprachige „Field Programmable Gate Array“) oder sie umfasst eine arithmetische Logikeinheit. Die Recheneinheit, einzelne oder alle Sub-Komponenten können dezentral angeordnet sein, z.B. können einzelne Rechenschritte in einem zentralen Rechenzentrum einer medizinischen Dienstleistungseinrichtung, z.B. ein Krankenhaus, oder in der Cloud ausgeführt werden. Hierbei sind insbesondere Daten- und Patientenschutz beim Datenaustausch zu berücksichtigen. Die Recheneinheit kann auch zumindest teilweise als Cloud-basierter Computer ausgebildet sein.
In einer Ausführung der Erfindung ist die Recheneinheit eingerichtet, basierend auf der erfassten Bewegung und/oder Position den wenigstens einen zweiten Parameter bezüglich der Bewegung und/oder Position abzuleiten. Bevorzugt können eine Vielzahl von zweiten Parametern abgeleitet werden. Mit anderen Worten ist die Recheneinheit ausgebildet, Sensorsignale der Bewegungserfassungseinheit zu erfassen bzw. zu empfangen und daraus wenigstens einen zweiten Parameter bezüglich der Bewegung/Position der Koagulationseinheit zu ermitteln. Die Recheneinheiten ist ausgebildet, nach Empfangen von Sensorsignalen eine den Sensorsignalen entsprechende Rechenvorschrift zur Ermittlung eines zweiten Parameters zu laden und auszuführen. Die Recheneinheit ist ferner ausgebildet, den wenigsten einen zweiten Parameter an die Steuereinheit zu übertragen.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Bildgebungsanlage als Ultraschall-Anlage ausgebildet und eingerichtet, zur Erzeugung von medizinischen Bilddaten ein Verfahren der Doppler-Ultraschall- oder der Elastographie-Bildgebung anzuwenden. Die mittels an sich bekanntem Doppler-Ultraschall erzeugten medizinischen Bilddaten umfassen insbesondere eine zeitliche Abfolge von Einzelbilddatensätzen, wobei die Sequenz Informationen vorteilhaft bzgl. einer Flussrate, bzw. Flussgeschwindigkeit von Blut in einem Blutgefäß umfasst, wobei die diese Information von der Recheneinheit bei der Bestimmung wenigstens eines ersten Parameters berücksichtigen kann. Elastographie-Ultraschall ist ebenfalls eine an sich bekannte Methode zur Erzeugung von medizinischen Bilddaten, die Information über eine räumliche Elastizitätsverteilung des abgebildeten Gewebes umfassen, die ebenfalls in die Berechnung wenigstens eines ersten Parameters einfließen kann.
In einer Ausführung der Erfindung ist die Recheneinheit eingerichtet, den wenigstens einen ersten Parameter basierend auf einer Segmentierung der Bilddaten zu bestimmen. Eine Segmentierung der Bilddaten kann eine Segmentierung aller oder lediglich einzelner Bilddatensätze bzw. Bilder der Bilddaten umfassen. Insbesondere können alle anatomischen Strukturen oder lediglich ausgewählte anatomische Strukturen, bspw. alle in den Bilddaten dargestellten Blutgefäße segmentiert werden. Die Segmentierung kann vorteilhaft basierend auf voreinstellbaren Parametern vollautomatisch, semi-automatisch oder manuell erfolgen. Dier Erfindung greift hierzu auf an sich bekannte Segmentierungsverfahren zurück und wendet diese an. Mit anderen Worten ist die Recheneinheit des erfindungsgemäßen Systems ausgebildet, wenigstens eine Segmentierungsvorschrift aufzurufen und an den Bilddaten durchzuführen. Die Segmentierung kann insbesondere eine Vorschrift zur Kantendetektion oder zum sogenannten ,Region Growing' umfassen. Die Segmentierung ist insbesondere eine zwei-dimensionale Segmentierung.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung ist die Recheneinheit eingerichtet, den wenigstens einen ersten Parameter basierend auf aus den Bilddaten ermittelten Daten umfassend wenigstens ein Element der folgenden Gruppe:

- Lage bzw. Verlauf wenigstens eines Blutgefäßes,
- Lage eines Blutgefäßes relativ zu wenigstens einem weiteren Blutgefäß,
- Durchmesser wenigstens eines Blutgefäßes,
- Blutfluss in einem Blutgefäß (mittels Doppler-Ultraschall oder simulativ ermittelt),
- Art des Blutgefäßes, also Vene, Portalvene oder Arterie,
- Dicke einer Blutgefäßwand,
- Gewebedichte,
- Gewebeart, und
- Wasseranteil eines Gewebes

In einer Ausführung der Erfindung ist die Recheneinheit eingerichtet, den wenigstens einen ersten Parameter basierend auf einer Registrierung der Bilddaten mit Referenzbilddaten zu bestimmen. Diese Ausführung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Bilddaten keine über die mittels Segmentierung ermittelbaren Informationen in Bezug auf das umliegende Gewebe enthalten. Eine Registrierung mittels Referenzbilddaten erschließt über den Informationsgehalt der Referenzbilddaten weitere anatomische Merkmale und macht diese für die vorliegende Erfindung nutzbar. Referenzbilddaten können folglich insbesondere Computertomographie-, Röntgen- oder Magnetresonanz, Positronen-Emissions-Tomographie- oder Einzelphotonen-Emissionscomputertomographie-Bilddaten oder dergleichen umfassen, welche bspw. eine Gewebedichte (bspw. über den dargestellten Röntgenabsorptionskoeffizienten) oder einen Wasseranteil eines Gewebes umfassen. Die von der Recheneinheit abrufbare und durchführbare Registrierungsvorschrift ist eine an sich bekannte Vorschrift, die jedoch in Abhängigkeit der zu registrierenden Körperregion und/oder der Art der Referenzdaten variieren kann. Insbesondere können in einer Speichereinheit der Recheneinheit mehrere Registrierungsalgorithmen vorgesehen und zum Abruf bereitgehalten werden. Die Recheneinheit kann vorteilhaft ausgebildet sein, eine optimale Registrierungsvorschrift auszuwählen. In dieser Ausführung kann die Recheneinheit insbesondere ausgebildet sein, eine Klassifizierung von Gewebetypen basierend auf der in den Referenzbilddaten umfassten anatomischen Information durchzuführen.
In einer anderen, bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Recheneinheit eingerichtet, den wenigstens einen ersten Parameter basierend auf einer Klassifizierung wenigstens eines in den Bilddaten dargestellten Blutgefäßes zu bestimmen. Diese Klassifizierung basiert bevorzugt auf einer zuvor durchgeführten Segmentierung der Blutgefäße. Die Klassifizierung der Blutgefäße kann vorteilhaft umfassen, ein Blutgefäß in eine der folgenden Klassen einzuteilen:

Klasse 1: mittels Energieinstrument sicher durchtrennbare Gefäße,
Klasse 2: mit anderen Methoden zu durchtrennende Gefäße,
Klasse 3: fragliche Gefäße.

Die in Klasse 3 eingruppierten Blutgefäße liefern anhand der anatomischen Merkmale kein eindeutiges Ergebnis, sodass für diese Blutgefäße eine manuelle Beurteilung durch den Chirurgen erforderlich ist. Die Klassifizierung kann bevorzugt anhand vorab festgelegter Kriterien durchgeführt werden. Die Kriterien können bevorzugt durch einen Nutzer verändert bzw. voreingestellt werden, bspw. in Abhängigkeit einer betrachteten Körperregion. Über eine Benutzer-Schnittstelle (user interface) und entsprechende Eingabemittel kann die Option für einen Chirurgen vorgesehen sein, eine automatische Klassifizierung von Blutgefäßen nachträglich zu ändern. Die Kriterien der Klassifizierung können bspw. umfassen: einen definierten Wert für eine Gefäßwanddicke, einen definierten Wert für einen Gefäßdurchmesser, ein vorab definierter Mindestabstand eines Blutgefäßes zu einem weiteren Blutgefäß oder dergleichen.
In einer anderen Ausführung der Erfindung umfasst das System einen Betätigungsschalter, der eingerichtet ist, eine Auswahl eines Betriebsmodus des Energieinstruments aus der folgenden Gruppe von Betriebsmodi: manuell, automatisch, bildbasiert durch einen Benutzer zu ermöglichen. In dieser Ausführung kann die bildbasierte, automatische Anpassung der Energiemenge an den wenigstens einen ersten Parameter auch durch einen Chirurgen abgeschaltet oder aktiviert werden.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen einer Energiemenge an einem erfindungsgemäßen Energieinstrument. Das Verfahren umfasst eine Vielzahl von Schritten. Ein erster Schritt umfasst ein Erzeugen mittels einer Bildgebungsanlage von Bilddaten wenigstens darstellend eine Koagulationseinheit des Energieinstruments umgebendes Gewebe. Ein zweiter Schritt umfasst ein Bestimmen mittels Recheneinheit wenigstens eines ersten Parameters bezüglich des Gewebes basierend auf den Bilddaten. Ein dritter Schritt umfasst ein Bestimmen mittels Steuereinheit einer Energiemenge basierend auf dem wenigstens einen ersten Parameter. Ein weiterer Schritt umfasst ein Einstellen an der Koagulationseinheit der bestimmten Energiemenge. Zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens können eine Vielzahl von Komponenten des erfindungsgemäßen Systems zum Einsatz kommen. Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens wurden bereits mit Bezug zum erfindungsgemäßen Energieinstrument bzw. System beschrieben.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Computerprogramm, welches direkt in eine Speichereinheit einer Recheneinheit ladbar ist, mit Programmabschnitten, um die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen, wenn das Computerprogramm in der Recheneinheit ausgeführt wird.
Ein weiterer Aspekt betrifft ein computerlesbares Medium, auf welchem von einer Recheneinheit einlesbare und ausführbare Programmabschnitte gespeichert sind, um die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen, wenn die Programmabschnitte von der Recheneinheit ausgeführt werden.
Die Ausführung der Erfindung in Form eines Computerprogramms bzw. eines computerlesbaren Mediums bzw. Datenträgers umfassend Programmcode eines erfindungsgemäßen Computerprogramms bietet den Vorteil, dass bestehende Computersysteme bzw. Recheneinheiten leicht durch ein Software-Update angepasst werden können, um eine erfindungsgemäße Funktion zu erzielen.
Das Computerprogramm kann alternativ in Form eines Computerprogrammprodukts ausgebildet sein und zusätzliche Einheiten aufweisen. Diese können als Hardware ausgebildet sein, bspw. als Speichermedium, auf welchem das Computerprogramm gespeichert ist, und/oder ein Hardware Schlüssel, um das Computerprogramm nutzen zu können. Alternativ oder zusätzlich können sie als Software ausgebildet sein, bspw. als eine Programm-Dokumentation oder ein Software Schlüssel, um das Computerprogramm nutzen zu können.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Durch diese Beschreibung erfolgt keine Beschränkung der Erfindung auf diese Ausführungsbeispiele. In verschiedenen Figuren sind gleiche Komponenten mit identischen Bezugszeichen versehen. Die Figuren sind in der Regel nicht maßstäblich. Es zeigen:

1 eine Ansicht eines medizinischen Energieinstruments gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
2 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Systems in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
3 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

1 zeigt eine Ansicht eines medizinischen Energieinstruments 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Energieinstrument 1 ist ein chirurgisches Energieinstrument umfassend eine Koagulationseinheit 2. Die Koagulationseinheit 2 umfasst eine Instrumenteinheit 7 und eine Energieeinheit 3. Die Koagulationseinheit 2, insbesondere die Instrumenteinheit 7, befindet sich in direkter räumlicher Nähe zu einem Gewebe G umfassend eine Gewebeoberfläche GO, die eine Organoberfläche sein kann. Das Gewebe G kann folglich ein Organgewebe, bspw. Lebergewebe, sein. Das Gewebe G umfasst Blutgefäße BG, die verschiedene Formen, Verläufe, Durchmesser oder dergleichen aufweisen können. Das Energieinstrument 1 kann durch oder unterstützt durch Energiezufuhr/Erhitzung das Gewebe G durchtrennen oder abtragen oder kann zur Stillung von Blutungen an Blutgefäßen BG eingesetzt werden. Das Energieinstrument 1 umfasst hierzu eine Steuereinheit 4, die vorliegend entfernt von der Koagulationseinheit 2, bspw. an einem Stativ (nicht dargestellt) des Energieinstrumentes 1 vorgesehen ist. Die Steuervorrichtung 4 ist ausgebildet, basierend auf wenigstens einem ersten Parameter bezüglich des die Koagulationseinheit 2 umgebenden Gewebes G ein bzw. mehrere Steuersignale für die Energieeinheit 3 des Energieinstruments 1 zu erzeugen. Die Steuersignale können bspw. über eine Datenleitung 5 zwischen Steuereinheit 4 und Energieeinheit 3 übertragen werden. Die Datenleitung 5 kann in bekannter Weise kabelgebunden oder kabellos sein. Zum Empfang des wenigstens einen Parameters kann die Steuereinheit 4 mit einer Recheneinheit eines erfindungsgemäßen Systems in Datenaustausch stehen, wie in Bezug zu 2 näher erläutert. Insbesondere kann die Steuereinheit 4 als Komponente der systemgemäßen Recheneinheit ausgebildet sein. Die Energieeinheit 3 kann in Form eines Mikrowellengenerators, bspw. eines Magnetrons, ausgebildet sein, welcher ausgebildet ist, Mikrowellen zu erzeugen. Die Energieeinheit 3 kann alternativ als Ultraschallgenerator, bspw. in Form einer piezoelektrischen Komponente, ausgebildet sein, um Ultraschallwellen zu erzeugen. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Energieeinheit 3 in einem Griffelement des Energieinstruments 1 angeordnet. Sie ist ausgebildet, Mikrowellen entsprechend einem vorab festgelegten Energieband zu erzeugen. Somit bestimmt die Ausgestaltung der Energieeinheit 3 eine maximale und eine minimale Energie, die mittels Koagulationseinheit 2, insbesondere hier Instrumenteinheit 7 in das Gewebe G eingebracht werden kann. Die Mikrowellen wirken aufgrund der räumlichen Anordnung auf das Material der Instrumenteinheit 7 ein und verursachen eine durch Dipol- oder Multipolschwingungen hervorgerufene Erhitzung der Instrumenteinheit 7. Die Instrumenteinheit 7 ist in diesem Ausführungsbeispiel scheren-artig ausgebildet und umfasst an ihrem unteren Ende zwei Schneidblätter, die bspw. mittelt Fusspedal betätigt werden können, um zwischen den Schneidblättern befindliches Gewebe G zu durchtrennen. Die Instrumenteinheit 7 kann alternativ als Klinge, Skalpell, als (Blutgefäß-)Klemme (grasper), Haken (surgical hook), Pinzette oder Aspirator (Ultrasonic Dissector-CUSA) ausgebildet sein. Das Instrument kann aber auch länglich und an seinem Ende stumpf ausgebildet sein.
In einer alternativen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind Instrumenteinheit 7 und Energieeinheit 3 in einer Einheit zusammengefasst und die in das Gewebe einzutragende Energie wird in Form von elektrischem Strom bereitgestellt, welcher direkt durch die Instrumenteinheit7/Energieeinheit 3 fließt und ebenfalls zu einer Erhitzung des umliegenden Gewebes führt. Diese Ausführung kann monopolar oder bipolar ausgebildet sein. In letzterem Fall wird ein Stromkreis in der Koagulationseinheit 2 erst bei mechanischer Betätigung der Instrumenteinheit 7 und dadurch bewirktem Kontaktschluss geschlossen.
Das Maß des Energieeintrags hängt für alle Ausführungen der Koagulationseinheit 2 von der Energiemenge ab, die gemäß erstem Parameter durch die Steuereinheit 4 ermittelt wird. Der wenigstens eine erste Parameter ist kennzeichnend für wenigstens eine Gewebeeigenschaft des umliegenden Gewebes G. Zur Ermittlung der Energiemenge basierend auf dem wenigstens einen ersten Parameter kann die Steuereinheit 4 bspw. auf eine Look-Up Tabelle zugreifen, in welcher für eine Vielzahl von Parameter-Werten jeweils ein Wert für eine Energiemenge hinterlegt ist. Alternativ kann in der Look-Up Tabelle eine Werte-Bereich für den Parameter-Wert einem bestimmten Wert für eine Energiemenge zugeordnet sein.
In 1 ist als weiterer Bestandteil des Energieinstruments 1 eine Bewegungserfassungseinheit 6 gezeigt, die eingerichtet ist, Bewegungs- und/oder Positionsdaten der Koagulationseinheit 2 zu erfassen. Die Bewegungserfassungseinheit 6 ist in diesem Ausführungsbeispiel als optischer Sensor, insbesondere als Stereo-Kamera ausgebildet. Diese ist ausgebildet, eine absolute Position der Koagulationseinheit 2 in Bezug auf ein Referenz-Koordinatensystem REKO der Bewegungserfassungseinheit 2 oder eine relative Position der Koagulationseinheit 2 in Bezug auf eine Referenzposition, bspw. in Bezug auf ein Blutgefäß und/oder eine systemgemäße Bildgebungsanlage 19, wie mit Bezug zu 2 näher erläutert, zu erfassen. Die Stereo-Kamera ist insbesondere ausgebildet, Tiefeninformationen zu erfassen, die es bspw. erlauben, eine Gewebeoberfläche GO räumlich zu rekonstruieren. Die Stereo-Kamera 6 kann ferner ausgebildet sein, eine Bewegungsgeschwindigkeit der Koagulationseinheit 2 zu erfassen. In anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung kann die Bewegungserfassungseinheit 6 auch oder ausschließlich als Bildgebungsanlage 19 fungieren.
Die Steuereinheit 4 ist ferner eingerichtet, Steuersignale für die Energieeinheit 3 zu erzeugen, die basierend auf wenigstens einem zweiten Parameter bezüglich der Bewegung und/oder der Position der Koagulationseinheit 2 ermittelt werden. Zum Empfang des wenigstens einen zweiten Parameters nutzt die Steuereinheit 4 die zur Recheneinheit bestehende Datenverbindung. Mit anderen Worten wird die Bewegungs- und/oder Positionsinformation entsprechend der Sensor-Daten der Bewegungserfassungseinheit 6 bei der Berechnung der Energiemenge für die Energieeinheit 3 berücksichtigt, wodurch die Bestimmung der Energiemenge für die Energieeinheit 3 auch auf die anvisierte Behandlung angepasst werden kann. Die Steuereinheit 4 kann bspw. einen basierend auf dem wenigstens einen ersten Parameter bestimmten Energiemengenwert basierend auf dem wenigstens einen zweiten Parameter anpassen. Alternativ können erste und zweite Parameter zusammengefasst einen bevorzugten Energiemengenwert festlegen. Auch hierfür kann die Steuereinheit 4 wieder auf hinterlegte Look-Up Tabellen zugreifen.
2 zeigt eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Systems 50 in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das System 50 umfasst ein Energieinstrument 1 umfassend Koagulationseinheit 2 samt Energieeinheit 3 und Instrumenteinheit 7, wie schon zu 1 beschrieben. Das Energieinstrument 1 dieser Ausführung umfasst eine Steuereinheit 4, die als SUB-Komponente der systemgemäßen Recheneinheit 30 ausgebildet ist. Das Energieinstrument 1 umfasst hier eine Bewegungserfassungseinheit 6 in Form eines Haltearms 20 umfassend mehrere, hier zwei, in verschiedene Raumrichtungen verstellbare Gelenke 21. Der Haltearm 6 ist an einer Wand eines Behandlungsraumes befestigt und in Bezug auf ein Referenzkoordinatensystem REKO justiert. Jedes der Gelenke 21 verfügt über einen elektro-mechanischen Sensor 22, welche ausgebildet ist, ein Verstellen des Haltearms 20 zu detektieren. Aus den Sensordaten kann die Recheneinheit 30 wenigstens eine Positions- bzw. Bewegungsinformation der Koagulationseinheit 2 ermitteln. Dazu können die Sensoren 22 und die Recheneinheit 30 über die Schnittstelle 31 in Datenaustausch stehen. Insbesondere kann die Positionsinformation eine absolute Lage der Koagulationseinheit 2 in Bezug auf das Referenzkoordinatensystem REKO, oder eine relative Lage der Koagulationseinheit 2 in Bezug auf die systemgemäße Bildgebungsanlage 19 oder Gewebe G umfassen, sofern die Absolutposition von Bildgebungsanlage 19 und/oder Gewebe G in Bezug auf das Referenzkoordinatensystem REKO zuvor bekannt sind.
Das Gewebe G befindet sich in dieser Ausführung im Bauchraum eines Patienten 17, der auf einer systemgemäßen Patientenlagerung 16 positioniert ist. Die Bildgebungsanlage 19 ist in dieser Ausführung als Ultraschall-Anlage ausgebildet, deren Ultraschall-Kopf für eine intra-operative Nutzung ausgebildet ist. Die Ultraschall-Anlage 19 ist ausgebildet, medizinische Bilddaten einer aktuellen Behandlungssituation auf an sich bekannte Weise zu erzeugen. Mit anderen Worten ist die Ultraschall-Anlage ausgebildet, medizinische Bilddaten des die Koagulationseinheit 2 umgebenden Gewebes zu erzeugen. Bevorzugt umfassen die medizinischen Bilddaten auch die Koagulationseinheit 2 selbst zumindest teilweise, insbesondere zumindest teilweise die Instrumenteinheit 7. Am Ultraschall-Kopf erfasste Messsignale werden über eine Datenverbindung und Schnittstelle 31 in eine Ultraschall-Einheit 32 der Recheneinheit übertragen und dort bevorzugt ohne wesentliche Zeitverzögerung in Bilddaten entsprechend den medizinischen Bilddaten umgewandelt. Die Ultraschalleinheit 32 kann insbesondere auch ausgebildet sein, Steuersignale für den Ultraschallkopf zu erzeugen, um diesen für die Bilddatenerfassung und die Erzeugung von Ultraschall-Wellen zu steuern.
Als Alternative Ausführungsform kann die Bildgebungsanlage 19 als Stereo-Kamera ausgebildet sein, wie mit Bezug zu 1 erläutert. In diesem Fall ist in der Recheneinheit eine Kameraeinheit 32 vorgesehen, die analoge Funktionen zu der Ultraschalleinheit übernimmt.
Die erzeugten Bilddaten können optional auf einem Monitor 41 einer Ausgabe- und Eingabeeinheit 40 dem Benutzer instantan bzw. quasi-instantan angezeigt werden. Mit anderen Worten wird in die dieser Ausführung die Ultraschall-Anlage 19 aus verschiedenen (Sub-)Komponenten des medizinischen Systems 50 gebildet.
Das System umfasst ferner eine Ausgabe- und Eingabeeinheit 40. Diese umfasst eine Anzeigeeinheit 41, beispielsweise zur graphischen Anzeige der erzeugten medizinischen Bilddaten in Form von Ultraschall-Bildern. Ausgabe- und Eingabeeinheit 40 umfasst ferner eine Eingabeeinheit 42, 43, 44, die mit der Anzeigeeinheit 41 verbunden ist. Bei der Anzeigeeinheit 11 kann es sich beispielsweise um einen LCD-, Plasma- oder OLED-Bildschirm handeln. Es kann sich weiterhin um einen berührungsempfindlichen Bildschirm handeln, welcher auch als Eingabeeinheit 42, 43, 44 ausgebildet ist. Ein solcher berührungsempfindlicher Bildschirm kann in der Bildgebungsanlage 19 oder als Teil eines mobilen Geräts ausgebildet sein. Bei der Eingabeeinheit 42, 43, 44 handelt es sich beispielsweise um eine Tastatur, eine Maus, einen sogenannten „Touch-Screen“ oder auch um ein Mikrofon zur Spracheingabe. Die Eingabeeinheit 42, 43, 44 kann auch eingerichtet sein, um Bewegungen eines Nutzers zu erkennen und in entsprechende Befehle zu übersetzen. Mittels Eingabeeinheit 42, 43, 44, insbesondere per Sprache oder Maus, kann beispielsweise ein Benutzer eine manuelle Segmentierung eines in den medizinischen Bilddaten dargestellten Blutgefäßes BG vornehmen oder einen Betriebsmodus des Energieinstruments 1 auswählen. Eingabeeinheit 44 in Form eines Fusspedals ist insbesondere ausgebildet, einen Betrieb des Energieinstruments 1 zu starten oder zu stoppen. Das Fusspedal ermöglicht ein An- bzw. Ausschalten der Energiezufuhr für die Energieeinheit 3. Bevorzugt kann eine Wahl des Betriebsmodus für das Energieinstrument 1 auch über das Fusspedal erfolgen.
Das System umfasst ferner Recheneinheit 30, umfassend eine Vielzahl von Sub-Komponenten, bspw. die Schnittstelle 31, die Steuereinheit 4 oder die Ultraschall-Einheit 32. Die Recheneinheit 30 in Form eines Computers gemäß diesem Ausführungsbeispiel umfasst auch eine Datenverarbeitungseinheit 33. Sie ist insbesondere eingerichtet, alle im Bezug zu dem erfindungsgemäßen Verfahren stehenden Rechenschritte zur Bestimmung wenigstens eines ersten und/oder wenigstens eines zweiten Parameters durchführen, wie mit Bezug zu 3 näher erläutert. Insbesondere ist die Datenverarbeitungseinheit 33 ausgebildet, die von der Ultraschall-Einheit 32 erzeugten medizinischen Bilddaten zu segmentieren, mit Referenzdaten zu registrieren, anatomische Merkmale abzuleiten und/oder daraus wenigstens einen Wert für einen Parameter abzuleiten. Zu diesem Zweck kann die Datenverarbeitungseinheit 33 mit einer Speichereinheit (nicht gezeigt), insbesondere einer externen Speichereinheit in Datenaustausch stehen, bspw. um Referenzbilddaten oder Look-Up Tabellen für eine Ermittlung eines Parameters abzurufen. Die externe Speichereinheit kann bspw. ein PACS-Server, Krankenhaus- oder Radiologieinformationssystem (HIS oder RIS) oder ein Cloud-Speicher sein, der auf an sich bekannte Weise der Recheneinheit 30 insbesondere automatisch bspw. Referenzbilddaten zuführt oder auf Abruf bereitstellt.
Die Subkomponenten 31, 32, 33, 34, 4 der Recheneinheit stehen jeweils in Datenaustausch mit einander. Bspw. sendet die Datenverarbeitungseinheit 33 den wenigstens einen ersten oder wenigstens einen zweiten ermittelten Parameter an die Steuereinheit 4. Die Ultraschalleinheit 32 sendet die medizinischen Bilddaten and die Datenverarbeitungseinheit 33. Über Schnittstelle 31 steht die Recheneinheit 30 mit weiteren Komponenten des erfindungsgemäßen Systems in Verbindung. Ein erfindungsgemäßer Datenaustausch erfolgt bevorzugt über das ,DICOM standard interchange protocol', andere Kommunikationsprotokolle oder ∼standards und Datenformate sind ebenfalls denkbar.
Die Schnittstelle 31 kann als Hardware- oder Software-Schnittstelle ausgebildet sein, bspw. als PCI-Bus, USB oder Firewire. Ein Datenaustausch erfolgt bevorzugt mittels einer Netzwerk-Verbindung. Das Netzwerk kann als local area network (LAN), bspw. Ein Intranet oder ein wide area network (WAN) ausgebildet sein. Die Netzwerkverbindung ist bevorzugt kabellos ausgebildet, bspw. als wireless LAN (WLAN oder WiFi). Das Netzwerk kann eine Kombination aus verschiedenen Netzwerkbeispielen umfassen. Datenübertragung kann basierend auf einer Datenabfrage oder eigeninitiativ erfolgen. Datenübertragung zwischen zwei Einheiten bzw. Systemkomponenten kann bidirektional oder unidirektional erfolgen.
Die Recheneinheit 30 kann mit einem computerlesbaren Datenträger 34 zusammenwirken, insbesondere um durch ein Computerprogramm mit Programmcode ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen. Weiterhin kann das Computerprogramm auf dem maschinenlesbaren Datenträger abrufbar gespeichert sein. Insbesondere kann es sich bei dem maschinenlesbaren Träger um eine CD, DVD, Blu-Ray Disc, einen Memory-Stick oder eine Festplatte handeln. Die Recheneinheit 30, und damit auch ihre Sub-Komponenten, kann in Form von Hard- oder in Form von Software ausgebildet sein. Beispielsweise ist die Recheneinheit 30 als ein sogenanntes FPGA (Akronym für das englischsprachige „Field Programmable Gate Array“) ausgebildet oder umfasst eine arithmetische Logikeinheit. Die Recheneinheit 30, einzelne oder alle ihrer Sub-Komponenten können alternativ dezentral angeordnet sein, z.B. können einzelne Rechenschritte des Verfahrens in einem zentralen Rechenzentrum einer medizinischen Dienstleistungseinrichtung, z.B. ein Krankenhaus, oder in der Cloud ausgeführt werden. Hierbei sind insbesondere Daten- und Patientenschutz beim Datenaustausch zu berücksichtigen. Die Recheneinheit 30 kann auch als Cloud-basierter Computer ausgebildet sein.
In der hier gezeigten Ausführungsform ist in einem Speicher 34 der Recheneinheit 30 wenigstens ein Computerprogramm gespeichert, welches alle Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens durchführt, wenn das Computerprogramm auf dem Computer 30 ausgeführt wird. Das Computerprogramm zur Ausführung der Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst Programmcode. Weiterhin kann das Computerprogramm als ausführbare Datei ausgebildet sein und/oder auf einem anderen Rechensystem als dem Computer 30 gespeichert sein. Beispielsweise kann der Computer 30 so ausgelegt sein, dass er das Computerprogramm zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens über ein Intranet oder über das Internet in seinen internen Arbeitsspeicher lädt. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren umfasst eine Vielzahl von Schritten.
In einem ersten Schritt S1 erfolgt ein Erzeugen mittels einer Bildgebungsanlage 19 von Bilddaten wenigstens darstellend eine Koagulationseinheit 2 des Energieinstruments 1 umgebendes Gewebe G. Die Bilddaten umfassen bevorzugt zweidimensionale oder dreidimensionale Bilddaten, wobei die letztgenannten eine zeitliche Dimension haben. Mit anderen Worten können medizinische Bilddaten Momentaufnahmen eines Gewebes G entsprechend, aber auch eine zeitliche Bildsequenz umfassen. Insbesondere bei Doppler-Ultraschall-Bilddaten liegt eine Bildsequenz um eine Blutflussinformation ableiten zu können. Besonders bevorzugt stellen die medizinischen Bilddaten das Gewebe direkt vor dem Ende der Koagulationseinheit 2 dar, in welches ein Energieeintrag mittels Koagulationseinheit 2 erfolgen soll. Die Bildgebungsanlage 19 kann bevorzugt als intraoperativ einsetzbare, medizinische Ultraschall-Anlage ausgebildet sein, die zudem noch dazu ausgelegt ist, Doppler-Ultraschall oder eine Elastographie-Bildgebung durchzuführen.
Schritt S1 umfasst nicht nur die Erfassung von Ultraschall-Messsignalen, sondern auch das Berechnen von medizinischen Bilddaten in Form von Ultraschallbildern basierend auf den Messsignalen, bspw. mittels Ultraschalleinheit 32. Die Ultraschalleinheit 32 stellt erzeugten Ultraschallbilder per Datenverbindung der Datenverarbeitungseinheit 33 zur Verfügung.
In einem zweiten Schritt S2 erfolgt ein Bestimmen mittels Recheneinheit wenigstens eines ersten Parameters bezüglich des Gewebes basierend auf den Bilddaten. Schritt S2 wird bspw. von der Datenverarbeitungseinheit 33 ausgeführt. Bevorzugt wird eine Vielzahl von ersten Parametern bestimmt, die gemeinsam eine erste Parametergruppe bilden. Alternativ können alle ersten Parameter auch in einen, bspw. mittels Mittelwertbildung errechneten globalen ersten Parameter eingehen. Allen Ausführungen des wenigstens einen ersten Parameters ist gemein, dass der erste Parameter spezifisch ist für das mittels Bilddaten dargestellte Gewebe G, welches die Koagulationseinheit 2 umgibt bzw. umlagert. Mit anderen Worten, die Datenverarbeitungseinheit 33 führt eine Analyse der medizinischen Bilddaten durch, um zunächst anatomische Merkmale des Gewebes G zu ermitteln. Die anatomischen Merkmale können wenigstens ein Merkmal aus der folgenden Gruppe von Daten umfassen, bevorzugt werden mehrere anatomische Merkmale bzw. Eigenschaften analysiert: Lage wenigstens eines Blutgefäßes BG, Lage/Abstand eines Blutgefäßes relativ zu wenigstens einem weiteren Blutgefäß BG, Durchmesser wenigstens eines Blutgefäßes BG, Blutfluss (Rate oder Geschwindigkeit) in einem Blutgefäß BG, Art des Blutgefäßes (Arterie, Vene, Portalvene, etc.), Dicke einer Blutgefäßwand, Gewebedichte, Gewebeart (i.S.v. Organart), Wasseranteil eines Gewebes G. Andere anatomische Merkmale oder Eigenschaften sind gleichfalls möglich. Mit anderen Worten, werden in diesem Schritt Bildinformationen auf Pixel- bzw. Bildelementebene ausgewertet. Einige der oben genannten anatomischen Merkmale werden ermittelt basierend auf einer Segmentierung der medizinischen Bilddaten. Mit anderen Worten wird der wenigstens eine erste Parameter bestimmt basierend auf einer Segmentierung der medizinischen Bilddaten. Mit anderen Worten umfasst Schritt S2 die Anwendung eines Segmentierungsalgorithmus auf die medizinischen Bilddaten. Dieser kann bspw. eine Gradientenbetrachtung zwischen benachbarten Bildelementen umfassen, um Strukturgrenzen, bspw. Gewebeoberflächen GO oder Blutgefäßwände zu identifizieren. Die Segmentierung kann spezifisch für eine Auswahl von Gewebearten oder Strukturen sein, bspw. können selektiv nur Blutgefäße BG, also längliche, röhrenförmige Formen, segmentiert bzw. erkannt werden. Alternativ zu einer vollautomatischen Segmentierung kann eine manuelle oder semiautomische Segmentierung vorgesehen sein, für welche die Datenverarbeitungseinheit 33 eingerichtet ist, Input-Signale, die via Ausgabe- und Eingabeeinheit 40 empfangen werden. Insbesondere anatomische Merkmale umfassend Größen- Längen-, Abstands-, Volumen-, Durchmesser- oder Dickeangaben können vorteilhaft auf einer Segmentierung der medizinischen Bilddaten des umgebenden Gewebes G bestimmt werden.
Einige der oben genannten anatomischen Merkmale können ermittelt werden durch eine Registrierung der Bilddaten mit Referenzbilddaten. Mit anderen Worten wird der wenigstens eine erste Parameter bestimmt basierend auf einer Registrierung der medizinischen Bilddaten. Mit anderen Worten umfasst Schritt S2 die Anwendung eines Registrierungsalgorithmus auf die medizinischen Bilddaten. Referenzbilddaten können insbesondere Magnetresonanzbilddaten oder Computertomographiebilddaten oder Röntgenbilddaten sein, die von dem Gewebe G erfasst wurden. Die Referenzbilddaten können zu einem früheren Zeitpunkt erfasst worden sein, bspw. im Rahmen einer früheren Studie, sie können aber auch in zeitlicher Nähe zu, also in Vorbereitung der erfindungsgemäßen Bilddatenerfassung erfasst worden sein. Die Referenzbilddaten können bspw. von der Datenverarbeitungseinheit 33 von einer externen Datenquelle, insbesondere einem Krankenhaus-PACS-Server abgerufen werden.
Eine Bildregistrierung beschreibt allgemein die Ausrichtung zweier Bilder, wobei Abweichungen in den Bildern verursacht sein können durch abweichende Blickrichtungen, Verschiedene, eingesetzte Bildgebungsanlagen, Patientenbewegung, zeitliche anatomische Veränderungen, etc. Die Ausrichtung beider Bilder kompensiert diese Unterschiede und bildet dargestellte anatomische Strukturen auf einander ab. Dazu umfasst ein Registrierungsalgorithmus eine Auswahl mathematischer, geometrischer und/oder spezifischer Transformationen, die, wenn sie auf die Referenzbilddaten angewandt werden, anatomische Strukturen desselben bestmöglich auf die entsprechenden Strukturen des Zieldatensatzes, hier die medizinischen Bilddaten, abbilden oder anders herum. Der Registrierungsalgorithmus kann bevorzugt eine intensitätsbasierte, starre Transformationsvorschrift umfassen, die allgemein auf lineare Transformationen wir Rotation, Translation, Skalierung oder dergleichen beschränkt ist. Mit der Registrierung der medizinischen Bilddaten des umliegenden Gewebes G können durch die Datenverarbeitungseinheit 33 weitere anatomische Merkmale des Gewebes G abgeleitet werden, die sich aus den Referenzbilddaten ergeben.
Werden verschiedene anatomische Merkmale eines Blutgefäßes BG innerhalb des umliegenden Gewebes G aus den medizinischen Bilddaten extrahiert, kann Schritt S2 umfassen, eine Klassifizierung des Blutgefäßes vorzunehmen. Hier berücksichtigte anatomische Merkmale sind bspw. Blutgefäßwanddicke, Durchmesser, Lage relativ zu einem weiteren Blutgefäß oder dergleichen. Vorteilhaft wird nicht nur eines, sondern mehrere Blutgefäße BG klassifiziert. Mit anderen Worten basiert die Bestimmung des wenigstens einen ersten Parameters auf einer Klassifizierung wenigstens eines in den Bilddaten dargestellten Blutgefäßes BG. Mögliche Blutgefäßklassen können sein: Klasse 1: „mittels Energieinstrument sicher durchtrennbare Gefäße“, Klasse 2: „mit anderen Methoden zu durchtrennende Gefäße“ oder Klasse 3: „fragliche Gefäße“. Bspw. wird ein Blutgefäß in Klasse 1 klassifiziert, welches einen vorab definierten Schwellwert für den Gefäßdurchmesser und/oder die Gefäßwanddicke nicht überschreitet. Der jeweilige Schwellwert hängt insbesondere von der einstellbaren Energiemenge des Energieinstruments ab. Ein Blutgefäß wird hingegen in Klasse 2 klassifiziert, wenn es bspw. den vorab definierten Schwellwert für den Gefäßdurchmesser und/oder die Gefäßwanddicke überschreitet oder eine direkte räumliche Nähe zu einem weiteren Blutgefäß besteht. In Klasse 3 werden insbesondere diejenigen Blutgefäße klassifiziert, deren anatomische Merkmale uneindeutig sind, sodass eine individuelle Beurteilung durch einen Benutzer erforderlich ist. Weitere Klassen zur Einteilung von Blutgefäßen natürlich möglich. Sowohl die segmentierten Blutgefäße als auch die Klassifizierungen derselben können dem Benutzer mittels Anzeigeeinheit 41 angezeigt werden. Zum Beispiel können hier Techniken der ,Augmented Reality' zum Einsatz kommen, die die Zusatzinformationen auf einem über die Anzeigeeinheit dargestellten Endoskopvideo oder in Form eines anatomischen dreidimensionalen Modells veranschaulichen. O die Zusatzinformationen werden als Überlagerung zu dem Ultraschallbild für den Chirurgen dargestellt.
Basierend auf dem wenigstens einen anatomischen Merkmal des umliegenden Gewebes G wird nun in Schritt S2 wenigstens ein erster Parameter bestimmt. Dazu kann bevorzugt eine vorab definierte Look-Up Tabelle zum Einsatz kommen, die die Werte der einzelnen anatomischen Merkmale auf jeweils einen ersten Parameter abbildet. Alternativ werden alle erfassten anatomischen Merkmale konzertiert betrachtet und dafür ein erster „globaler‟ Parameter mittels Look-Up Tabelle ermittelt. Alternativ können verschiedene, merkmalsspezifische erste Parameter bspw. durch Mittelwertbildung, in einen ,globalen` ersten Parameter einfließen.
In einer besonders bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung umfasst Schritt S1 auch eine Erfassung mittels einer Bewegungserfassungseinheit 6 Bewegungs- und/oder Positionsdaten der Koagulationseinheit 2. Hier wird insbesondere eine Absolutposition oder eine Relativposition der Koagulationseinheit 2 erfasst. In dieser bevorzugten Ausführungsform wird in Schritt S2 basierend auf den erfassten Bewegungs- und/oder Positionsdaten wenigstens ein zweiter Parameter bezüglich der Bewegung und/oder Position abgeleitet.
Sowohl der wenigstens eine erste und der wenigstens eine zweite Parameter werden von der Datenverarbeitungseinheit 33 an die Steuereinheit 4 zur Weiterverarbeitung übermittelt.
In einem dritten Schritt S3 erfolgt ein Bestimmen mittels Steuereinheit 4 einer auf die Koagulationseinheit 2 anzuwendenden Energiemenge basierend auf dem wenigstens einen ersten Parameter. Mit anderen Worten wird basierend auf dem wenigstens einen ersten Parameter, der kennzeichnend für wenigstens ein anatomisches Merkmal des umliegenden Gewebes G ist, eine einzustellende Energiemenge ermittelt. Dazu greift auch die Steuereinheit auf eine vorab definierte Look-Up Tabelle zu, die die Werte des ersten Parameters auf Energiemengen abbildet. Werden individuell mehrere erste Parameter mittels Look-UP Tabelle abgebildet, kann sich der einzustellende Energiewert bspw. als Mittelwert der individuellen Energiewerte ergeben. Die vorab definierte Look-Up Tabelle kann insbesondere auf das im Einsatz befindliche Energieinstrument angepasst sein.
In der besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung kann in Schritt S3 auch mittels Steuereinheit basierend auf wenigstens einem zweiten Parameter bezüglich der Bewegung und/oder der Position eine einzustellende Energiemenge bzw. ein Energiewert ermittelt werden, und zwar analog zu der vorab beschriebenen Vorgehensweise.
Die wenigstens zwei derart ermittelten Energiewerte können nun erneut einer Mittelung unterzogen werden.
Basierend auf dem finalen, einzustellenden Energiewert wird anschließend wenigstens ein Steuersignal erzeugt, welches die einzustellende Energiemenge repräsentiert.
In einem vierten Schritt S4 erfolgt ein Einstellen an der Koagulationseinheit 2 der zuvor bestimmten Energiemenge. Dazu wird das Steuersignal an die Energieeinheit 3 des Energieinstruments 1 übertragen. Dies passiert bevorzugt, wenn der Benutzer das Fusspedal 44 betätigt. Das Steuersignal bewirkt eine Erzeugung der gewünschten Energiemenge durch die Energieeinheit 3, die wiederum eine Erhitzung der Koagulationseinheit 2 auf eine gewünschte Temperatur hervorruft.
Das Verfahren mit seinen Schritten S1 bis S4 kann insbesondere in allen Schritten wiederholt ausgeführt werden. Dann erreicht das erfindungsgemäße Verfahren eine Energieregelung für das Energieinstrument. Insbesondere kann die Energiemenge in Abhängigkeit eines verbleibenden Blutflusses eines gerade durchtrennten Gefäßes geregelt werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand verschiedener Beispiele verdeutlicht:

1. Ausführungsbeispiel mit einer Ultraschall-Bildgebungsanlage In einem ersten Schritt nimmt die Ultraschall-Anlage ein medizinisches Ultraschallbild des Gewebes auf, das direkt vor dem bzw. im Wirkbereich des Energieinstruments liegt. In einem zweiten Schritt werden in einer ersten Variante aus dem Ultraschallbild mindestens Lage- und/oder Größendaten von Blutgefäßen im Gewebe abgeleitet. Insbesondere werden alle im Ultraschallbild erkannten Gefäße segmentiert. Weiterhin wird über eine zusätzliche Doppler-Ultraschall-Untersuchung die Blutflussrate in den erkannten Blutgefäßen ermittelt. Optional können zusätzliche Gewebemerkmale abgeleitet werden, wie bspw. die Dichte und Art des die Blutgefäße umgebenden Gewebes bzw. dessen Wasseranteil, bspw. unter Anwendung einer Elastographie-Funktion der Ultraschall-Anlage. In einer Alternative des Beispiels erfolgt anstelle von oder zusätzlich zu einer Segmentierung des Ultraschallbilds eine Registrierung desselben zu einer präoperativen bzw. vorherigen Bildaufnahme (z.B. Computertomographie (CT), DynaCT oder Magnetresonanz (MR) -Aufnahme), aus welcher sich entsprechende Blutgefäß- und/oder Gewebemerkmale ergeben. Die ermittelten anatomischen Gewebemerkmale werden nun zur Klassifizierung der Blutgefäße verwendet. Insbesondere für in 3 Klasse klassifizierte Gefäße sieht diese Ausführung die Option vor, dass der Benutzer bzw. der Chirurg eine manuelle Beurteilung des Gefäßes über die Ausgabe- und Eingabe-Einheit vornimmt und ggf. manuell eine Klassifizierung von Gefäßen anpasst. Dabei können dieselben anatomischen Merkmale wie oben genannt als Klassifizierungskriterien berücksichtigt werden. Basierend auf der Menge der abgeleiteten anatomischen Merkmale des Gewebes im Wirkbereich des Energieinstruments wird nun wenigstens ein erster Parameter, nämlich ein Steuerparameter ermittelt, der kennzeichnend ist für die anatomische Situation des Gewebes. In einem vierten Schritt wird basierend auf dem (Steuer-)Paramater eine Regelung/Steuerung der Energiezufuhr/Hitzewirkung des Energieinstruments durchgeführt. Besonders bevorzugt berücksichtigt die Regelung/Steuerung des Energieinstruments eine Bewegungsgeschwindigkeit des Energieinstruments, welche zuvor über eine Bewegungserfassungseinheit ermittelt wurde. Wenigstens ein zweiter (Steuer-)Parameter kann auf der Bewegungsinformation beruhen, welcher ebenfalls in die Regelung/Steuerung eingeht. Beispielsweise wird bei langsamer Bewegung/Vortrieb des Energieinstruments eine geringere Energiemenge zugeführt als bei schneller Bewegung des Energieinstruments. Der bzw. die abgeleiteten erste(n)/zweite(n) Parameter können in verschiedene Betriebsmodi des Energieinstruments mit jeweils einer anderen eingestellten Energiemenge resultieren, wobei ein Betriebsmodus automatisch ausgewählt und mit Einstellen der ermittelten Energiemenge eingestellt wird.
- • Modus 1: Kein oder nur wenige, kleine Blutgefäße befinden sich im Wirkbereich des Energieinstruments. Es wird keine oder eine niedrige, sprich Gewebe-schonende Energiemenge gewählt und eingestellt. Modus 1 eignet sich insbesondere für spitze/Skalpell-artige Instrumenteinheiten, die auch ohne Energiezufuhr Gewebe durchtrennen können. Starke „Verschmorung“ von Gewebe wird verhindert, was die Sicht des Chirurgen auf das Gewebe verbessert.
- • Modus 2: Es befinden sich kleine in Klasse 1 („mittels Energie sicher durchtrennbare Gefäße“) klassifizierte Blutgefäße im Wirkbereich des Energieinstruments. In diesem Fall wird die Energiemenge derart erhöht, dass die Gefäße sicher durchtrennt und die auftretende Blutung durch Koagulation sicher gestillt werden kann.
- • Modus 3: Es befinden sich große in Klasse 2 („mit anderen Methoden zu durchtrennende Gefäße“) klassifizierte Gefäße im Wirkbereich des Energieinstruments. Hier erfolgt eine visuelle oder akustische Warnung des Benutzers mittels Ausgabe-/Eingabeeinheit.
- • Modus 4: Es befindet sich wenigstens ein großes, in Klasse 2 („mit anderen Methoden zu durchtrennende Gefäße“) klassifiziertes Gefäß im Wirkbereich des Energieinstruments. Die Energiemenge eines hier vorzugsweise stumpfen Energieinstruments wird derart geregelt, dass das an das Gefäß angrenzende Gewebe schonend abgetragen wird, während das Gefäß bzw. die Gefäßwand selbst nicht oder nur geringfügig verletzt werden. Eine aus einem Doppler-Ultraschallsignal abgeleitete Blutflussrate im Gefäß kann berücksichtigt werden, um eine Kühlung der Gefäßwand durch den Blutfluss abzuschätzen. Das freiliegende Gefäß kann anschließend vom Chirurgen mit einem anderen Verfahren (z.B. Setzen von Clips und Durchschneiden) durchtrennt werden. Dieser Modus kann automatisch oder auf Nutzeranforderung aktiviert werden.
2. Ausführungsbeispiel mit einer optischen Bildgebungsanlage Anstelle einer Ultraschall-Anlage umfasst dieses Ausführungsbeispiel eine optische Kamera, bspw. in Form eines Mikroskops, die nahe des Wirkbereichs des Energieinstruments variabel positionierbar ausgebildet ist. Die optische Kamera ist insbesondere ausgebildet, eine Stereo-Rekonstruktion von Gewebe-(Ober-)Flächen zu erzeugen. Eine weitere Bildgebungsanlage, insbesondere eine Ultraschallanlage ist hier optional. Die Funktionalität dieser erfindungsgemäßen Ausführung entspricht derjenigen des ersten Ausführungsbeispiels. Jedoch ermöglicht sie insbesondere für Modus 4 eine Energieregelung, die (zusätzlich) auf einer optischen Bildgebung basiert. Das freizulegende Gefäß wird in Bildern der Kamera erkannt und/oder seine Lage durch ein Ultraschallbild definiert bzw. durch eine Positionserkennung der Kamera bestimmt. Eine Gefäßwand (weiß) unterscheidet sich typischerweise farblich vom umliegenden Gewebe (rötlich), sodass eine optische Differenzierung möglich ist. Erfindungsgemäß wird die Energiemenge für das Energieinstrument anhand von Farbinformation so geregelt, dass umliegendes Gewebe abgetragen wird und die Gefäßwand intakt bleibt. Für diese Regelung ist insbesondere eine Stereo-Rekonstruktion eines Kamera-Bilds vorteilhaft, da Abständen zwischen Instrument und Gefäßoberfläche bzw. umliegenden Gewebeteilen abgeleitet werden können.
3. Ausführungsbeispiel umfassend nur eine Bewegungserfassungseinheit Lage und Größe von Blutgefäßen bzw. eine räumliche Verteilung verschiedener Gewebearten wird mittels Bewegungserfassungseinheit/Navigationssystem bestimmt. Es erfolgt eine an sich bekannte Registrierung eines präoperativen Referenzdatensatzes zur Lage des/der Organ(e). Der Referenzdatensatz kann auch in einer früheren Phase desselben medizinischen Eingriffs entstanden sein. Anschließend regelt das erfindungsgemäße System die Energiemenge des vom Navigationssystem getrackten Energieinstruments auf Basis seiner relativen Position zu Blutgefäßen bzw. Gewebestrukturen entsprechend der präoperativen Bildgebung.
4. Ausführungsbeispiel umfassend eine Bildgebungsanlage und einen chirurgischen Roboter Bezogen auf Modus 4) erfolgt hier die Freilegung des Gefäßes (teilweise) automatisiert basierend auf einer Ultraschallbildgebung (oder anderer Bildgebung) durch gekoppelte Steuerung der robotischen Bewegung des Energieinstruments um das freizulegende Gefäß herum und gleichzeitiger Regelung der Energiemenge.
5. Ausführungsbeispiel zum kontrollierten Verschluss von tieferliegenden Gefäßen Energieinstrumente mit kleineren Koagulationseinheiten können eingesetzt werden, um unter der Organoberfläche liegende Gefäße vorab per Energieeintrag zu verschließen, bevor sie chirurgisch freigelegt werden. Nachteilig ist, dass ein gewisses Gewebevolumen um das Gefäß herum mit ablatiert wird. Mit dem hier vorgestellten Ansatz einer Ultraschallregelung kann auch ein tieferliegendes, nicht verletztes Gefäß gezielt per Energieeintrag verschlossen werden. Dazu erfolgt eine Ermittlung einer Überlappung von Wirkungsbereich des Energieinstruments mit dem Gefäß und eine davon abhängige Energieregelung. Mit anderen Worten wird die Energiezufuhr erst aktiviert, sobald der optimale Überlapp erreicht ist. Das zu verschließende Gefäß kann z.B. per Nutzereingabe auf einem Ultraschallbild oder auf einem dazu registrierten (präoperativen) 3D-Gefäßbaum selektiert werden. Alternativ kann das Gefäß automatisch in dem Ultraschallbild erkannt werden. Auch die relative Lage der Koagulationseinheit zu einem Gefäß kann erkannt werden (z.B. alle Gefäße, die einen vorab festgelegten Abstandswert unterschreiten und einen vorab festgelegten Durchmesserwert aufweisen, werden mittels geregelter Energiezufuhr verschlossen.

Zusammenfassend basiert die Erfindung auf einer Regelung der zugeführten Energiemenge bzw. Hitzewirkung von Energieinstrumenten, wobei die Regelung auf einer Bildgebung und/oder Navigation basiert. Bildbasiert kann keine automatische Erkennung oder Segmentierung von Gefäßen erfolgen. Es kann eine automatische Klassifizierung der Gefäße erfolgen, woraus sich eine Regelung der Energiezufuhr des Energieinstruments ableitet. Die Erfindung ermöglicht insbesondere den Modus 4 für ein Energieinstrument, welcher eine automatische Freilegung von größeren Gefäßen realisiert.
Wo noch nicht explizit geschehen, jedoch sinnvoll und im Sinne der Erfindung, können einzelne Ausführungsbeispiele, einzelne ihrer Teilaspekte oder Merkmale mit einander kombiniert bzw. ausgetauscht werden, ohne den Rahmen der hiesigen Erfindung zu verlassen. Mit Bezug zu einem Ausführungsbeispiel beschriebene Vorteile der Erfindung treffen ohne explizite Nennung, wo übertragbar, auch auf andere Ausführungsbeispiele zu.

Claims

Medizinisches Energieinstrument (1) zum Einstellen einer Energiemenge umfassend - eine Koagulationseinheit (2), die eingerichtet ist, einen Energieeintrag in umliegendes Gewebe (G) zu bewirken, wobei die Koagulationseinheit eine Energieeinheit (3) umfasst, und - eine Steuereinheit (4), die eingerichtet ist, ein Steuersignal für die Energieeinheit basierend auf wenigstens einem ersten Parameter bezüglich des umliegenden Gewebes zu erzeugen, wobei der erste Parameter o basierend auf Bilddaten wenigstens darstellend das umliegende Gewebe ermittelt wird, und o die einzutragende Energiemenge bestimmt, wobei die Energieeinheit eingerichtet ist, die bestimmte, einzutragende Energiemenge zu erzeugen.
Medizinisches Energieinstrument nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Bewegungserfassungseinheit (6), die eingerichtet ist, Bewegungs- und/oder Positionsdaten der Koagulationseinheit zu erfassen, wobei die Steuereinheit ferner eingerichtet ist, Steuersignale für die Energieeinheit basierend auf wenigstens einem zweiten Parameter bezüglich der Bewegung und/oder der Position der Koagulationseinheit zu erzeugen, wobei auch der zweite Parameter die Energiemenge bestimmt, die der Koagulationseinheit zugeführt wird.
Medizinisches System (50) zum Einstellen einer Energiemenge umfassend - ein medizinisches Energieinstrument (1) nach Anspruch 1 oder 2, - eine Bildgebungsanlage (19), eingerichtet, Bilddaten darstellend wenigstens die Koagulationseinheit (2) des Energieinstruments umgebendes Gewebe (G) zu erzeugen, und - eine Recheneinheit (30), die eingerichtet ist, basierend auf den Bilddaten wenigstens einen ersten Parameter bezüglich des Gewebes abzuleiten.
System nach Anspruch 2 und 3, wobei die Recheneinheit eingerichtet ist, basierend auf der erfassten Bewegung und/oder Position den wenigstens einen zweiten Parameter bezüglich der Bewegung und/oder Position abzuleiten.
System nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Bildgebungsanlage eine medizinische Ultraschall-Anlage ist.
System nach Anspruch 5, wobei die Ultraschall-Anlage eingerichtet ist, zur Erzeugung von medizinischen Bilddaten ein Verfahren der Doppler-Ultraschall- oder der Elastographie-Bildgebung anzuwenden.
System nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei die Recheneinheit eingerichtet ist, den wenigstens einen ersten Parameter basierend auf einer Segmentierung der Bilddaten zu bestimmen.
System nach Anspruch 7, wobei die Recheneinheit eingerichtet ist, den wenigstens einen ersten Parameter basierend auf aus den Bilddaten ermittelten Daten umfassend wenigstens ein Element der folgenden Gruppe: - Lage wenigstens eines Blutgefäßes, - Lage eines Blutgefäßes relativ zu wenigstens einem weiteren Blutgefäß, - Durchmesser wenigstens eines Blutgefäßes, - Blutfluss in einem Blutgefäß, - Art des Blutgefäßes, - Dicke einer Blutgefäßwand, - Gewebedichte, - Gewebeart, - Wasseranteil eines Gewebes, zu bestimmen.
System nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei die Recheneinheit eingerichtet ist, den wenigstens einen ersten Parameter basierend auf einer Registrierung der Bilddaten mit Referenzbilddaten zu bestimmen.
System nach einem der Ansprüche 3 bis 9, wobei die Recheneinheit eingerichtet ist, den wenigstens einen ersten Parameter basierend auf einer Klassifizierung wenigstens eines in den Bilddaten dargestellten Blutgefäßes zu bestimmen.
System nach einem der Ansprüche 3 bis 10, umfassend einen Betätigungsschalter, der eingerichtet ist, eine Auswahl eines Betriebsmodus des Energieinstruments aus der folgenden Gruppe von Betriebsmodi: manuell, automatisch, bildbasiert durch einen Benutzer zu ermöglichen.
Verfahren zum Einstellen einer Energiemenge an einem Energieinstrument (1) nach Anspruch 1 oder 2, umfassend die Schritte - Erzeugen (S1) mittels einer Bildgebungsanlage (19) von Bilddaten wenigstens darstellend eine Koagulationseinheit (2) des Energieinstruments umgebendes Gewebe (G), - Bestimmen (S2) mittels Recheneinheit (30) wenigstens eines ersten Parameters bezüglich des Gewebes basierend auf den Bilddaten, - Bestimmen (S3) mittels Steuereinheit (4) einer Energiemenge basierend auf dem wenigstens einen ersten Parameter, und - Einstellen (S4) an der Koagulationseinheit der bestimmten Energiemenge.
Computerprogramm, welches direkt in eine Speichereinheit (34) einer Recheneinheit (30) ladbar ist, mit Programmabschnitten, um Schritte des Verfahrens nach Anspruch 12 auszuführen, wenn das Computerprogramm in der Recheneinheit ausgeführt wird.
Computerlesbares Medium, auf welchem von einer Recheneinheit (30) einlesbare und ausführbare Programmabschnitte gespeichert sind, um Schritte des Verfahrens nach Anspruch 12 auszuführen, wenn die Programmabschnitte von der Recheneinheit ausgeführt werden.