DE102021208130B3

DE102021208130B3 - Positionierungsunterstützungssystem zum Positionieren eines medizintechnischen Gerätes

Info

Publication number: DE102021208130B3
Application number: DE102021208130.4A
Authority: DE
Inventors: Arne Hengerer; Florian Maier
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2021-07-28
Filing date: 2021-07-28
Publication date: 2022-12-29
Anticipated expiration: 2041-07-29

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Positionierungsunterstützungssystem (1) zum Positionieren eines medizintechnischen Gerätes (3) in Abhängigkeit wenigstens eines medizinischen Bildes. Dabei wird das wenigstens eine medizinische Bild mit einem Magnet-Resonanz-Tomographie Gerät erfasst. Dabei ist das Positionierungsunterstützungssystem (1) zum Auflegen auf eine Oberfläche (21) ausgebildet. Dabei umfasst das Positionierungsunterstützungssystem (1) wenigstens einen Kanal (11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5, 11.5) für das medizintechnische Gerät (3). Dabei ist der Kanal (11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5, 11.5) in einem spitzen ersten Winkel (21b) zu einer Flächennormalen (21a) der Oberfläche (21) ausgebildet. Dabei ist der Kanal (11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5, 11.5) mit dem medizintechnischen Gerät (3) durchstechbar. Dabei ist der Kanal (11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5, 11.5) mit einem wasserhaltigen Medium (12) gefüllt. Dabei ist das medizintechnische Gerät (3) in dem wasserhaltigen Medium (12) in dem medizinischen Bild darstellbar.

Description

Die Erfindung betrifft ein Positionierungsunterstützungssystem zum Positionieren eines medizintechnischen Gerätes in Abhängigkeit wenigstens eines medizinischen Bildes. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Positionieren eines medizintechnischen Gerätes mit einem Positionierungsunterstützungssystem.
Es ist bekannt, eine minimalinvasive Prozedur in der Medizin bildgestützt durchzuführen. Dabei wird die Prozedur mittels einer Bildgebung, insbesondere mittels Echtzeit-Bildgebung, überwacht. Bei der Bildgebung wird wenigstens ein medizinisches Bild erfasst. Es ist bekannt, die Bildgebung mit einem Magnet-Resonanz-Tomographie Gerät (Akronym: MRT Gerät) durchzuführen. Mit anderen Worten ist bekannt, das medizinische Bild während der minimalinvasiven Prozedur mit einem MRT Gerät zu erfassen.
Die minimalinvasive Prozedur kann beispielsweise eine Biopsie und/oder eine Ablation und/oder eine Katheterisierung und/ oder eine Brachytherapie sein. Bei der minimalinvasiven Prozedur wird ein zum Durchführen der Prozedur geeignetes medizintechnisches Gerät in einen Patienten eingeführt. Das medizintechnische Gerät wird dann entlang eines Pfades zu einer Zielregion geführt, in welcher die Prozedur durchgeführt werden soll. Hierfür ist es notwendig, dass das medizintechnische Gerät präzise positioniert wird. Das Positionieren umfasst dabei das Einführen an einer für die Prozedur geeigneten Position vorzugsweise unter einem vorbestimmten, definierten Winkel. Insbesondere sollte eine nachträgliche Repositionierung des medizintechnischen Gerätes vermieden werden, um zeiteffizient und für den Patienten möglichst schonend und schmerzfrei die Prozedur durchführen zu können.
Es ist bekannt, dass das medizintechnische Gerät in der Magnet-Resonanz-Tomographie Bildgebung (Akronym: MRT Bildgebung) typischerweise, ohne eine Markierung mit einem zusätzlichen Kontrastmittel bzw. einer zusätzlichen Kontrastmittellösung, nicht sichtbar ist. Das medizintechnische Gerät ist somit typischerweise in dem mit dem MRT Gerät erfassten medizinischen Bild erst dann sichtbar, wenn das medizintechnische Gerät in den Patienten eingeführt wurde. In dem Gewebe des Patienten ist das medizintechnische Gerät auf Grund der Verdrängung des Gewebes durch das medizintechnische Gerät als Artefakt in dem medizinischen Bild sichtbar. Zudem erzeugt das medizintechnische Gerät, wenn es ein magnetisierbares Metall umfasst eine lokale Magnetfeldverzerrung in der Umgebung des medizintechnischen Gerätes. Die Magnetfeldverzerrung wird durch einen Signalabfall in der Umgebung des magnetisierbaren Metalls erzeugt. Diese Magnetfeldverzerrung ist als Artefakt in dem medizinischen Bild sichtbar. Insbesondere erzeugt die Magnetfeldverzerrung einen dunklen Bereich um die Position des medizintechnischen Gerätes in dem medizinischen Bild.
Aus diesem Grund ist ein Überprüfen der Positionierung, insbesondere der Position und/oder des Winkels des medizintechnischen Gerätes, vor dem Einführen des medizintechnischen Gerätes in den Patienten mittels der MRT Bildgebung typischerweise nicht möglich.
Es ist bekannt, die Position und/oder den Winkel mit einem Finger zu markieren und auf dem medizinischen Bild zu kontrollieren, ob die markierte Position bzw. der markierte Winkel für die minimalinvasive Prozedur geeignet ist. Dieses Verfahren ist allerdings sehr umständlich und ungenau, da ein Finger typischerweise wesentlich größer als das medizintechnische Gerät ist. Zudem ist es für einen Radiologen umständlich die Position und/oder den Winkel gleichzeitig mit dem Finger zu markieren und auf dem medizinischen Bild zu überprüfen. Eine zusätzliche Person zum Markieren der Position und/oder des Winkels bedeutet zusätzliche Personalkosten.
In einem alternativen Ansatz ist es bekannt, die geplante Position zum Einführen des medizintechnischen Gerätes auf dem Patienten mittels wenigstens eines Lasers zu markieren bzw. zu projizieren. Diese Position kann anschließend mit einem Marker, der in dem medizinischen Bild sichtbar ist, markiert werden und in dem medizintechnischen Bild überprüft werden. Der Winkel, mit dem das medizintechnische Gerät eingeführt werden soll, muss bei diesem Verfahren abgeschätzt werden. Ein Überprüfen des Winkels vor dem Einführen des medizintechnischen Gerätes in den Patienten ist hierbei nicht möglich.
Ein weiterer alternativer Ansatz ist die Verwendung eines Gitters, das relativ zu der Zielregion auf dem Patienten positioniert wird. Das Gitter umfasst dabei eine Vielzahl von Kanälen, die mit einem in dem medizinischen Bild sichtbaren Marker markiert sind. Zum Durchführen der Prozedur kann einer der Kanäle des Gitters ausgewählt werden, und das medizintechnische Gerät durch den ausgewählten Kanal in den Patienten eingeführt werden. Die Kanäle sind dabei typischerweise derart ausgebildet, dass das medizintechnische Gerät senkrecht in den Patienten eingeführt wird. Somit ist die Position und der Winkel des medizintechnischen Gerätes relativ zu dem Patienten durch das diskrete Gitter beschränkt. Zudem ist es notwendig, das Gitter relativ zu einer Lokalspule optimal zu positionieren, um sicherzustellen, dass das Gitter in dem medizinischen Bild sichtbar ist. Die Positionierung des Gitters und der Lokalspule ist mitunter aufwendig und zweitintensiv.
Die Druckschrift US 2020 / 0 121 392 A1 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Planung und Durchführung eines medizinischen Verfahrens (z. B. Nadelführung, Ablation, Biopsie usw.). Die offenbarte Führungsvorrichtung umfasst einen ersten Teil, der eine Öffnung definiert, wobei der erste Teil eine oder mehrere Bezugsmarkierungen enthält, die zum Ausrichten und Bestätigen der Ausrichtung des ersten Teils an einem Patienten über Visualisierung und Manipulation von einem oder mehreren Registrierungsergebnissen der medizinischen Führungsvorrichtung dienen.
Aus der Druckschrift DE 10 2010 025 921 A1 ist ein Verfahren zur stabilen Lagerung einer in einen Patienten einzuführenden Nadel bekannt. Dabei wird ein durch die Nadel zu durchstechender Körper aus einer in ihren mechanischen Eigenschaften einem Körpergewebe entsprechenden, insbesondere in dem viskoelastischen Koeffizienten und der Dichte einem Körpergewebe entsprechenden, und/oder gelartigen Substanz auf dem Patienten angeordnet. Der Körper kann aus einer in der verwendeten Bildaufnahmetechnik sichtbaren Substanz bestehen.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System bereitzustellen, das eine flexible und mittels MRT Bildgebung überwachbare Positionierung eines medizintechnischen Gerätes zum Durchführen einer minimalinvasiven Prozedur hinsichtlich der Position und des Winkels ermöglicht.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Positionierungsunterstützungssystem zum Positionieren eines medizintechnischen Gerätes in Abhängigkeit wenigstens eines medizinischen Bildes und durch ein Verfahren zum Positionieren eines medizintechnischen Gerätes mit einer Positionierungsunterstützungseinheit gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen und in der folgenden Beschreibung aufgeführt.
Nachstehend wird die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe sowohl 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 die gegenständlichen Ansprüche (die beispielsweise auf eine Vorrichtung gerichtet sind) auch mit den Merkmalen, die in Zusammenhang mit einem Verfahren beschrieben oder beansprucht sind, weitergebildet sein. Die entsprechenden funktionalen Merkmale des Verfahrens werden dabei durch entsprechende gegenständliche Module ausgebildet.
Die Erfindung betrifft ein Positionierungsunterstützungssystem zum Positionieren eines medizintechnischen Gerätes in Abhängigkeit wenigstens eines medizinischen Bildes. Dabei ist das medizinische Bild insbesondere ein Magnet-Resonanz-Tomographie Bild. Dabei ist das Positionierungsunterstützungssystem zum Auflegen auf eine Oberfläche ausgebildet. Dabei umfasst das Positionierungsunterstützungssystem wenigstens einen Kanal für das medizintechnische Gerät. Dabei ist der Kanal in einem spitzen ersten Winkel zu einer Flächennormalen der Oberfläche bzw. Oberflächennormalen ausgebildet. Dabei ist der Kanal mit dem medizintechnischen Gerät durchstechbar. Dabei ist der Kanal mit einem wasserhaltigen Medium gefüllt. Dabei ist das medizintechnische Gerät in dem wasserhaltigen Medium in dem medizinischen Bild darstellbar.
Insbesondere ist das medizintechnische Gerät dazu ausgebildet, in ein Objekt eingeführt zu werden. Mit anderen Worten, das medizintechnische Gerät dazu ausgebildet sein, in ein Material, aus welchem das Objekt besteht, eingeführt zu werden. Dabei wird das medizintechnische Gerät durch die Oberfläche in das Material eingeführt. Mit anderen Worten kann das medizintechnische Gerät beim Einführen in das Material die Oberfläche durchstechen. Die Oberfläche bildet dabei eine äußere Hülle des Objektes aus. Das Material kann insbesondere ein Gewebe, insbesondere ein menschliches oder tierisches Gewebe sein. Das Objekt kann dann ein Patient sein. Mit anderen Worten kann das medizintechnische Gerät in den Patienten eingeführt werden. Dabei kann der Patient ein Mensch oder ein Tier sein. Die Oberfläche entspricht dann einer Haut des Patienten.
Das medizintechnische Gerät ist dabei zum Durchführen einer minimalinvasiven Prozedur ausgebildet. Das medizintechnische Gerät kann insbesondere eine Biopsienadel oder ein Katheter oder ein Endoskop oder ein Ablationssystem oder eine Strahlungsquelle für eine Brachytherapie etc. umfassen. Das medizintechnische Gerät kann insbesondere wenigstens teilweise aus einem Metall, beispielsweise Titan, medizinischer Edelstahl etc., und/oder einem Kunststoff sein. Insbesondere kann das medizintechnische Gerät aus einem nicht oder nur schwach magnetisierbaren Material sein.
Beim Einführen des medizintechnischen Gerätes in das Objekt muss das medizintechnische Gerät eine vorbestimmte Positionierung bzw. Ausrichtung aufweisen. Die Positionierung wird dabei durch eine Position des medizintechnischen Gerätes relativ zu dem Objekt und/oder durch einen Winkel des medizintechnischen Gerätes relativ zu der Oberfläche definiert. Optional kann die Positionierung außerdem einen Winkel umfassen, der die Rotation des medizintechnischen Gerätes um die Flächennormale der Oberfläche als Rotationsachse angibt. Mit anderen Worten kann die Positionierung des medizintechnischen Gerätes optional in Kugelkoordinaten angegeben werden. Dabei wird die Rotation um die Flächennormale der Oberfläche als Rotationsachse durch den Azimutwinkel beschrieben. Mit anderen Worten beschreibt der Azimutwinkel einen Winkel der Rotation des medizintechnischen Gerätes um die Flächennormale der Oberfläche als Rotationsachse. Der Winkel relativ zur Oberfläche gibt den Polarwinkel der Kugelkoordinaten an. Die Positionierung kann für die minimalinvasive Prozedur optimal gewählt werden. Insbesondere kann dabei die Positionierung von einer Zielregion des Objektes, in der die Prozedur durchgeführt werden soll, abhängen. Insbesondere kann die Positionierung außerdem von einem oder mehreren möglichen kritischen Bereichen, die das medizintechnische Gerät auf dem Weg von der Oberfläche zu der Zielregion durchquert, abhängen. Ein kritischer Bereich kann beispielsweise ein Bereich mit einem erhöhten Blutungsrisiko und/oder ein Organ etc. sein.
Das medizinische Bild wird mit dem Magnet-Resonanz-Tomographie (Akronym: MRT) Gerät erfasst. Mit anderen Worten ist das medizinische Bild ein Magnet-Resonanz (Akronym: MR) Bild bzw. ein MRT Bild. Insbesondere bildet das MRT Bild eine Kernspindichteverteilung, vorzugsweise von Protonen in Wasser, ab. Das medizinische Bild kann insbesondere wenigstens einen Teil des Objektes abbilden. Insbesondere kann das medizinische Bild den Bereich bzw. Teil des Objektes abbilden, in den das medizintechnische Gerät eingeführt werden soll. Das medizinische Bild kann den wenigstens einen Teil des Objektes zweidimensional oder dreidimensional abbilden. Mit anderen Worten kann das medizinische Bild ein dreidimensionales medizinisches Bild oder ein zweidimensionales medizinisches Schichtbild sein. Das medizinische Bild kann somit eine Mehrzahl von Pixeln oder Voxeln umfassen. Die Mehrzahl von Pixeln kann dabei in einer zweidimensionalen Pixelmatrix angeordnet sein. Die Mehrzahl von Voxeln kann dabei in einer dreidimensionalen Voxelmatrix angeordnet sein.
Das medizintechnische Gerät ist in dem medizinischen Bild nicht oder nur sehr schwach sichtbar. Das medizintechnische Gerät ist insbesondere nur dann indirekt sichtbar, wenn es in einem in dem medizinischen Bild sichtbaren Material eingeführt ist und dieses verdrängt.
Das Positionierungsunterstützungssystem ist dazu ausgebildet auf die Oberfläche aufgelegt zu werden. Dafür kann das Positionierungsunterstützungssystem eine Kontaktfläche umfassen, die dazu ausgebildet ist, mit der Oberfläche in Kontakt zu stehen bzw. auf diese aufgelegt zu werden. Insbesondere kann die Kontaktfläche an eine Form der Oberfläche angepasst bzw. angeformt sein. Mit anderen Worten kann die Kontaktfläche als Negativ der Oberfläche ausgebildet sein. Die Kontaktfläche kann beispielsweise eine Fläche zwischen 4cm^2 und 400cm^2 umfassen. Insbesondere kann die Kontaktfläche eine Fläche von 4cm^2, 25cm^2, 100cm^2, 225cm^2 oder 400cm^2 umfassen. Das Positionierungsunterstützungssystem kann insbesondere senkrecht zu der Kontaktfläche eine Dicke zwischen 0,5cm und 5cm umfassen. Beispielsweise kann das Positionierungsunterstützungssystem eine Dicke von 0,5cm, 1cm, 2cm, 3cm, 4cm oder 5cm senkrecht zu der Kontaktfläche umfassen.
Das Auflegen auf die Oberfläche kann insbesondere beschreiben, dass das Positionierungsunterstützungssystem auf die Oberfläche gelegt wird. In alternativen Ausführungen kann das Auflegen des Positionierungsunterstützungssystems zusätzlich ein Befestigen des Positionierungsunterstützungssystems an dem Objekt mit Gurten umfassen. In alternativen Ausführungen kann das Auflegen des Positionierungsunterstützungssystems zusätzlich ein Aufkleben des Positionierungsunterstützungssystems an dem Objekt bzw. auf dessen Oberfläche umfassen. In alternativen Ausführungen kann das Auflegen des Positionierungsunterstützungssystems zusätzlich ein Befestigen des Positionierungsunterstützungssystem an der Oberfläche mit einem Saugsystem insbesondere mit einem Saugnapf umfassen.
Das Positionierungsunterstützungssystem umfasst wenigstens einen Kanal. Der Kanal kann dabei eine kreisförmige oder quadratische oder ovale oder elliptische oder rechteckige Querschnittsfläche umfassen. Mit anderen Worten kann der Kanal einen kreisförmigen oder quadratischen oder ovalen oder elliptischen oder rechteckigen Querschnitt aufweisen. Alternativ kann die Querschnittsfläche des Kanals ein beliebiges Polygon ausbilden. Der Kanal ist insbesondere länglich bzw. röhrenförmig ausgebildet. Vorzugsweise erstreckt sich der Kanal bzw. verläuft der Kanal entlang einer geradlinigen Achse bzw. Mittellinie. Die Mittellinie beschreibt einen Verlauf des Zentrums des Kanals. Mit anderen Worten kann ein Verlauf des Kanals durch seine geradlinige Mittellinie definiert werden. Der Kanal verläuft dabei in dem spitzen ersten Winkel zu der Flächennormalen der Oberfläche. Die Flächennormale ist dabei senkrecht zu der Oberfläche angeordnet. Insbesondere ist die Flächennormale senkrecht zu der Kontaktfläche des Positionierungsunterstützungssystems angeordnet. Die Flächennormale zur Oberfläche wird im Folgenden auch als Oberflächennormale bezeichnet. Der spitze erste Winkel wird von der Flächennormalen und dem Kanal eingeschlossen. Der Kanal kann dabei durch die Mittellinie durch das Zentrum des Kanals repräsentiert werden. Mit anderen Worten schließen die Flächennormale und die Mittellinie den spitzen ersten Winkel ein.
Der spitze erste Winkel liegt dabei zwischen 0° und 90°. Im Folgenden kann der spitze erste Winkel auch 0° sein. Alternativ kann der spitze erste Winkel beispielsweise 1°, 3°, 5°, 10°, 20°, 25° oder 50° sein. Eine Ausrichtung des Kanals bzw. der Mittellinie kann optional außerdem durch eine Rotation des Kanals bzw. der Mittellinie um die Flächennormale der Oberfläche als Rotationsachse beschrieben werden. Die Rotation kann dabei als Winkel parallel zu der Oberfläche angegeben werden. In diesem Fall kann die Ausrichtung des Kanals in Kugelkoordinaten angegeben werden. Dabei beschreibt der spitze erste Winkel den Polarwinkel der Kugelkoordinaten. Die Rotation um die Flächennormale als Rotationsachse wird durch den Azimutwinkel beschrieben.
Der Kanal ist dazu ausgebildet, dass das medizintechnische Gerät das Positionierungsunterstützungssystem an der Stelle des Kanals durchdringen bzw. durchstechen kann. Mit anderen Worten, das medizintechnische Gerät kann durch den Kanal zu der Oberfläche gelangen bzw. geführt werden. Mit anderen Worten, das medizintechnische Gerät kann, bevor es in die Oberfläche bzw. in das durch die Oberfläche begrenzte Material eingeführt wird, durch den Kanal geführt werden bzw. diesen durchstechen. Die Position des medizintechnischen Gerätes kann dabei die Position sein, an der das medizintechnische Gerät die Kontaktfläche durchsticht oder an der das medizintechnische Gerät die der Kontaktfläche gegenüberliegende Fläche des Positionierungsunterstützungssystems durchsticht. Dabei kann die der Kontaktfläche gegenüberliegende Fläche parallel zu der Kontaktfläche ausgerichtet sein. Alternativ kann die der Kontaktfläche gegenüberliegende Fläche schräg zu der Kontaktfläche ausgerichtet sein.
Der Kanal ist dabei mit einem wasserhaltigen Medium gefüllt. Das wasserhaltige Medium kann dabei insbesondere ein gallertartige, bzw. geleeartige Konsistenz aufweisen. Mit anderen Worten, das wasserhaltige Medium kann derart ausgebildet sein, dass es in dem Kanal verbleibt und nicht aus diesem herausläuft. Insbesondere kann die Konsistenz des wasserhaltigen Mediums derart ausgebildet sein, dass das wasserhaltige Medium mit dem medizintechnischen Gerät durchstochen werden kann. Insbesondere kann die Konsistenz des wasserhaltigen Mediums derart ausgebildet sein, dass es die Positionierung des medizintechnischen Gerätes nach dem Durchstechen stabilisiert. Dann kann die Positionierung nur durch Ausüben einer Kraft verändert werden. Das wasserhaltige Medium kann insbesondere ein Gel sein. Mit anderen Worten kann das wasserhaltige Medium eine Konsistenz von Gel aufweisen. Insbesondere kann das Gel ein disperses System sein. Das Gel kann dabei wenigstens zwei Komponenten umfassen. Die zwei Komponenten können eine feste und eine wässrige Komponente sein. Die feste Komponente kann dabei ein schwammartiges, dreidimensionales Netzwerk bilden. Die Poren dieses Netzwerkes können durch die wässrige Komponente ausgefüllt sein. Ein solches Gel kann als Hydrogel bezeichnet werden. Mit anderen Worten kann das wasserhaltige Medium ein Hydrogel sein. Das wasserhaltige Medium ist dabei in dem medizinischen Bild darstellbar. Mit anderen Worten ist das wasserhaltige Medium mit der MRT Bildgebung darstellbar. Mit anderen Worten erzeugt das wasserhaltige Medium in der MRT Bildgebung ein Signal, welches erfasst und in dem medizinischen Bild dargestellt werden kann.
„Durchstechen“ bedeutet in diesem Fall, dass das medizintechnische Gerät das wasserhaltige Medium durchstechen kann und auf diese Weise durch den Kanal geführt werden kann. Mit anderen Worten kann das medizintechnische Gerät das wasserhaltige Medium wenigstens teilweise derart verdrängen und/oder komprimieren, dass das medizintechnische Gerät durch den Kanal hindurchgeführt werden kann bzw. diesen durchqueren kann bzw. diesen durchstechen kann.
Das Verdrängen des wasserhaltigen Mediums durch das medizintechnische Gerät ist in dem medizinischen Bild sichtbar bzw. darstellbar. Zudem ist wie oben beschrieben eine durch einen Signalabfall hervorgerufene Magnetfeldverzerrung in der Umgebung des medizintechnischen Gerätes in dem medizinischen Bild sichtbar. Der Signalabfall erfolgt, wenn das medizintechnische Gerät ein magnetisierbares Metall umfasst. Auf diese Weise ist das medizintechnische Gerät in dem wenigstens einen Kanal indirekt in dem medizinischen Bild darstellbar.
Die Erfinder haben erkannt, dass auf diese Weise das medizintechnische Gerät in dem medizinischen Bild bereits vor dem Durchstechen der Oberfläche bzw. vor dem Einführen in das Material sichtbar ist. Das medizintechnische Gerät kann somit in den Kanal eingeführt werden und die Positionierung, also insbesondere die Position des medizintechnischen Gerätes sowie sein Winkel, relativ zu der Oberfläche kann in dem Kanal kontrolliert bzw. analysiert werden. Die Position und/oder der Winkel kann somit korrigiert werden, ohne dass das medizintechnische Gerät in das Material bzw. Objekt bzw. in den Patienten eingeführt werden muss. Ein Repositionieren ist somit möglich, ohne dass der Patient mehrfach gestochen werden muss. Ein mehrfaches Desinfizieren des medizintechnischen Gerätes auf Grund eines mehrfachen Einführens in das Material kann dadurch vermieden werden. Dies führt im Fall einer medizinischen Anwendung zu einer Verbesserung des Patientenkomfort und zu einer Beschleunigung bzw. Zeiteinsparung beim Durchführen der minimalinvasiven Prozedur.
Nach einem Aspekt der Erfindung ist das medizintechnische Gerät eine Biopsienadel.
Die Biopsienadel kann für eine Gewebeentnahme ausgebildet sein. Dabei kann das Material ein Gewebe, insbesondere ein menschliches oder tierisches Gewebe sein. Die Biopsienadel kann beispielsweise eine Hohlnadel sein. Die Biopsienadel kann starr oder flexibel ausgebildet sein. Die Biopsienadel kann eine scharfe oder eine stumpfe Spitze umfassen. In Ausführungen der Erfindung kann die Biopsienadel an einem Führungsdraht angeordnet sein.
Die Erfinder haben erkannt, dass eine Biopsienadel mit Hilfe des Positionierungsunterstützungssystem bereits vor dem Einführen bzw. Eindringen der Biopsienadel durch die Oberfläche in den Patienten optimal positionierbar ist. Die Erfinder haben erkannt, dass auf diese Weise insbesondere der Patientenkomfort verbessert bzw. optimiert werden kann. Zudem kann Zeit eingespart werden, da ein mehrfaches Stechen des Patienten mit der Biopsienadel auf Grund einer Repositionierung möglicherweise ein mehrfaches Desinfizieren der Biopsienadel zur Folge hat. Außerdem kann der Materialverbrauch reduziert werden, da eine bereits in den Patienten eingeführte Biopsienadel möglicherweise nicht nochmals verwendet werden kann. Durch die Kontrolle der Positionierung insbesondere der Position und/oder des Winkels der Biopsienadel in dem Kanal kann vermieden werden, dass die Biopsienadel mehrfach in den Patienten eingeführt werden muss.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst das wasserhaltige Medium wenigstens eines der folgenden Materialien: Pektin, Gelatine Agarose, Polyacryamid, Polyurethan-Polymer.
Die genannten Materialien können dazu ausgebildet sein das wasserhaltige Medium mit der gewünschten Konsistenz zu bilden.
Insbesondere kann die oben beschriebene feste Komponente des wasserhaltigen Mediums wenigstens eines der genannten Materialien umfassen. Insbesondere können die genannten Materialien dazu ausgebildet sein, eine flüssige Komponente zu binden, bzw. diese in ihren Poren, wie oben beschrieben, einzuschlie-ßen. Die flüssige Komponente kann dabei insbesondere Wasser, insbesondere destilliertes Wasser sein.
Die Erfinder haben erkannt, dass die genannten Materialien dazu geeignet sind, ein wasserhaltiges Medium mit der gewünschten Konsistenz zu bilden. Die Erfinder haben erkannt, dass die genannten Materialien eine flüssige Komponente binden können. Die Erfinder haben außerdem erkannt, dass die genannten Materialien auch für die medizinische Anwendung geeignet insbesondere zugelassen sind. Die Erfinder haben erkannt, dass die genannten Materialien alleine oder in Kombination mit der flüssigen Komponente in dem medizinischen Bild sichtbar sind. Mit anderen Worten haben die Erfinder erkannt, dass die genannten Materialien alleine oder in Kombination mit der flüssigen Komponente durch die MRT Bildgebung darstellbar sind. Somit ist das medizintechnische Gerät in dem MRT Bild sichtbar, wenn es in das wasserhaltige Medium, welches wenigstens eines der oben genannten Materialien umfasst, eingeführt wird.
Gemäß der Erfindung ist das medizintechnische Gerät mit einem Polymerisationskatalysator beschichtet. Dabei umfasst das wasserhaltige Medium wenigstens eine polymerisierbare Komponente. Dabei härtet das wasserhaltige Medium nach dem Durchstechen mit dem medizintechnischen Gerät aus.
Das wasserhaltige Medium härtet durch eine Polymerisation des wasserhaltigen Mediums bzw. der polymerisierbaren Komponente des wasserhaltigen Mediums aus. Mit anderen Worten polymerisiert das wasserhaltige Medium nach dem Durchstechen mit dem medizintechnischen Gerät aus. Mit anderen Worten polymerisiert die polymerisierbare Komponente des wasserhaltigen Mediums durch den Kontakt mit dem Polymerisationskatalysator aus. Insbesondere startet das Durchstechen des Kanals bzw. des wasserhaltigen Mediums die Polymerisation des wasserhaltigen Mediums. Mit anderen Worten startet der Kontakt des wasserhaltigen Mediums mit dem Polymerisationskatalysator die Polymerisation des wasserhaltigen Mediums.
Der Polymerisationskatalysator kann insbesondere ein Radikalstarter bzw. ein radikalbildender Initiator sein. Beispielsweise kann der Polymerisationskatalysator Polyacrylamid oder Ammoniumpersulfat (Akronym: APS) oder ein Peroxid oder eine Azoverbindung sein. Alternativ kann der Polymerisationskatalysator ein ionischer Initiator sein.
Die polymerisierbare Komponente umfasst dabei insbesondere Monomere des Polymers, zu dem die polymerisierbare Komponente bzw. das wasserhaltige Medium aushärtet. Die Monomere sind dabei insbesondere durch wenigstens eine Doppelbindung charakterisiert. Die polymerisierbare Komponente kann insbesondere Dicarbonsäure und mehrwertige Alkohole (bspw. Glycerin) oder Diphenylcarbonat und aromatische Diole oder Vinylchlorid oder Ethylen umfassen.
„Nach dem Durchstechen“ bedeutet in diesem Fall, dass die Polymerisation insbesondere derart langsam abläuft, dass das medizintechnische Gerät noch vor dem kompletten Aushärten durch den Kanal gestochen bzw. geführt werden kann. Mit anderen Worten kann das medizintechnische Gerät noch vor dem Aushärten in dem Kanal positioniert werden.
Im ausgehärteten Zustand kann das wasserhaltige Medium derart ausgebildet sein, dass zumindest der Winkel des medizintechnischen Gerätes in dem Kanal fest ist. Mit anderen Worten ist der Winkel nicht mehr veränderbar. Der Winkel des medizintechnischen Gerätes beschreibt den Winkel, den das medizintechnische Gerät relativ zu der Oberfläche einnimmt. Insbesondere ist auch die Position des medizintechnischen Gerätes relativ zu dem Positionierungsunterstützungssystem im komplett ausgehärteten Zustand fest bzw. unveränderlich. Wenn das Positionierungsunterstützungssystem relativ zu der Oberfläche nicht bewegt wird, ist somit auch die Position des medizintechnischen Gerätes relativ zu der Oberfläche im komplett ausgehärteten Zustand fest. Mit anderen Worten kann im komplett ausgehärteten Zustand die Positionierung des medizintechnischen Gerätes fixiert sein. Im ausgehärteten Zustand kann das medizintechnische Gerät somit insbesondere nur noch vorwärts und rückwärts bewegt werden. Insbesondere kann das medizintechnische Gerät dann mit dem festen Winkel und an der festen Position in das Objekt durch die Oberfläche eingeführt werden.
Die Erfinder haben erkannt, dass durch das Aushärten verhindert werden kann, dass das medizintechnische Gerät nach dem Durchstechen und der damit verbundenen Positionierung des medizintechnischen Gerätes in dem Kanal nochmals verrutscht. Mit anderen Worten kann eine Führung des medizintechnischen Gerätes in dem Kanal durch das Aushärten bereitgestellt werden. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass das medizintechnische Gerät dauerhaft die gewünschte Positionierung bzw. die gewünschte Position und/oder den gewünschten Winkel beibehält. Mit anderen Worten haben die Erfinder erkannt, dass das Positionierungsunterstützungssystem auf diese Weise eine Möglichkeit bereitstellt, dass nach zunächst möglichst flexibler Positionierung des medizintechnischen Gerätes in dem Kanal eine Führung für die gewünschte Positionierung bereitgestellt werden kann. Dabei ist die Führung individuell für die Positionierung des medizintechnischen Gerätes.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst das Positionierungsunterstützungssystem eine Haltevorrichtung für das medizintechnische Gerät. Dabei ist die Haltevorrichtung dazu ausgebildet das medizintechnische Gerät in einem zweiten Winkel relativ zu der Flächennormalen der Oberfläche zu stabilisieren.
Der zweite Winkel definiert dabei wie oben bezüglich des „Winkels“ beschrieben die Ausrichtung bzw. Positionierung des medizintechnischen Gerätes relativ zu der Oberfläche. Der zweite Winkel wird von der Flächennormalen der Oberfläche und dem medizintechnischen Gerät eingeschlossen. Der zweite Winkel kann insbesondere ein spitzer Winkel sein. Der zweite Winkel kann insbesondere 0° sein.
Der zweite Winkel kann dabei gleich dem spitzen ersten Winkel sein. Mit anderen Worten kann der Betrag des zweiten Winkels gleich dem Betrag des spitzen ersten Winkels sein. Insbesondere kann dann das medizintechnische Gerät parallel zu der Mittellinie des Kanals ausgerichtet sein. Alternativ kann das medizintechnische Gerät relativ zu der Mittellinie um einen Winkel zwischen 0° und 360° parallel zu der Oberfläche rotiert sein. Mit anderen Worten können das medizintechnische Gerät und die Mittellinie um die Flächennormale der Oberfläche zueinander rotiert sein.
Alternativ kann der zweite Winkel von dem spitzen ersten Winkel verschieden sein. Insbesondere ist das medizintechnische Gerät relativ zu dem Kanal bzw. in dem Kanal in diesem Fall auch dann schräg ausgerichtet, wenn das medizintechnische Gerät und die Mittellinie relativ zu der Flächennormalen der Oberfläche gleich rotiert sind. Insbesondere weist dabei der Kanal einen größeren Durchmesser auf als das medizintechnische Gerät.
Die Ausrichtung bzw. Positionierung des medizintechnischen Gerätes und der Mittellinie kann wie oben beschrieben in Polarkoordinaten angegeben werden. Dabei entsprechen der spitze erste Winkel und der zweite Winkel jeweils dem Polarwinkel bzw. dem Poldistanzwinkel der Ausrichtung in Kugelkoordinaten. Die Rotation um die Flächennormale der Oberfläche als Rotationsachse kann durch den Azimutwinkel beschrieben werden. Wenn das medizintechnische Gerät und die Mittellinie parallel zueinander ausgerichtet sind, ist der spitze erste Winkel gleich dem zweiten Winkel und die entsprechenden Azimutwinkel sind ebenfalls gleich.
Die Haltevorrichtung ist dazu ausgebildet das medizintechnische Gerät in dem zweiten Winkel zu stabilisieren. Dafür kann die Haltevorrichtung eine Stütze zwischen dem medizintechnischen Gerät und dem Positionierungsunterstützungssystem ausbilden. Insbesondere bildet die Haltevorrichtung dann eine Stütze zwischen dem medizintechnischen Gerät und einer der Kontaktfläche des Positionierungsunterstützungssystems gegenüberliegenden Fläche aus.
Insbesondere kann die Haltevorrichtung dabei derart ausgebildet sein, dass das medizintechnische Gerät auf der Stütze abgelegt werden kann. Insbesondere kann die Stütze derart verstellbar ausgebildet sein, dass sie das medizintechnische Gerät mit einem Winkel, der 90° abzüglich des zweiten Winkels entspricht, gegenüber dem Positionierungsunterstützungssystem abstützen kann. Die Haltevorrichtung kann dabei insbesondere mittels eines Spannsystems oder eines Schraubsystems verstellbar sein. Mittels des Schraubsystems kann die Stütze der Haltevorrichtung mehr oder weniger weit ausgefahren werden. Dadurch kann der Winkel zu dem Positionierungsunterstützungssystems variiert werden. Alternativ kann die Stütze mit einer Feder gespannt sein. Durch Anpassen der Spannung der Feder kann der Winkel, den die Stütze abstützt angepasst werden. Die Feder kann dabei beispielsweise eine Blattfeder oder eine Spiralfeder sein. In Ausführungen der Erfindung kann die Haltevorrichtung automatisiert verstellbar sein. Insbesondere kann die Haltevorrichtung dabei einen Motor umfassen, der ausgebildet ist, den spitzen ersten Winkel automatisiert mit der Haltevorrichtung einzustellen. Insbesondere kann dafür die Stütze automatisiert verstellt werden. Insbesondere kann die Stütze automatisiert mehr oder weniger weit ausgefahren und damit der spitze erste Winkel angepasst werden. Insbesondere kann die Stütze mit dem Motor ausgefahren werden.
Die Erfinder haben erkannt, dass mittels der Haltevorrichtung die Ausrichtung bzw. Positionierung des medizintechnischen Gerätes in dem Kanal stabilisiert werden kann. Die Erfinder haben erkannt, dass bei einem manuellen Halten des medizintechnischen Gerätes die Ausrichtung bzw. Positionierung möglicherweise ungewollt weniger stabil ist. Außerdem haben die Erfinder erkannt, dass durch die Haltevorrichtung ein Bediener, der das medizintechnische Gerät führt, das medizintechnische Gerät ablegen kann und somit beide Hände frei hat. Der Bediener kann dabei insbesondere ein Mediziner oder eine medizinische Assistenz sein.
Gemäß der Erfindung umfasst das Positionierungsunterstützungssystem eine Platte. Dabei ist der Kanal als Bohrung in der Platte ausgebildet.
Die Platte kann insbesondere eine Kunststoffplatte sein. Mit anderen Worten kann die Platte aus einem Kunststoff sein.
Die Bohrung kann zwei Öffnungen in der Platte aufweisen. Mit anderen Worten kann die Bohrung einmal quer durch die Platte verlaufen. Die Bohrung bildet insbesondere eine Öffnung in der Kontaktfläche des Positionierungsunterstützungssystems und eine Öffnung in der Fläche, die der Kontaktfläche des Positionierungsunterstützungssystems gegenüber liegt. Die Bohrung kann dabei wie oben bezüglich des Kanals beschrieben in dem spitzen ersten Winkel zu der Flächennormalen der Oberfläche verlaufen. Insbesondere kann die Mittellinie der Bohrung den spitzen ersten Winkel mit der Flächennormalen der Oberfläche ausbilden. Optional kann die Ausrichtung der Bohrung wie oben beschrieben durch Kugelkoordinaten beschrieben werden. Insbesondere kann die Bohrung parallel zu der Flächennormalen zu der Oberfläche verlaufen.
Die Erfinder haben erkannt, dass der Kanal als Bohrung in einer Platte leicht realisierbar ist. Die Erfinder haben erkannt, dass die Platte einen stabilen Rahmen für den Kanal bzw. die Bohrung bietet. Die Erfinder haben erkannt, dass die Platte einfach und schnell auf die Oberfläche auflegbar ist.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung weist der Kanal eine größere Weite auf als das medizintechnische Gerät. Dabei ist der Kanal unter einem zweiten Winkel zu der Flächennormalen der Oberfläche durchstechbar.
Insbesondere wird die Weite des Kanals durch die Querschnittsfläche bzw. den Querschnitt des Kanals definiert. Insbesondere wird die Weite des medizintechnischen Gerätes durch die Weite einer Querschnittsfläche bzw. eines Querschnitts des medizintechnischen Gerätes definiert. Insbesondere kann die Weite der Querschnittsfläche des Kanals bzw. der Bohrung größer sein als die Weite der Querschnittsfläche des medizintechnischen Gerätes. Die Weite beschreibt dabei insbesondere eine lichte Weite der entsprechenden Querschnittsfläche. Die Weite wird durch einen kürzesten Abstand von zwei gegenüberliegenden Wänden der Querschnittsfläche definiert. Die Wände bilden dabei den Kanal aus bzw. beschreiben eine Oberfläche des medizintechnischen Gerätes. Wenn der Kanal bzw. das medizintechnische Gerät einen kreisförmigen Querschnitt umfasst, kann die Weite durch den Durchmesser des Querschnitts definiert sein. Wenn der Kanal bzw. das medizintechnische Gerät einen quadratischen Querschnitt umfasst, kann die Weite durch die Kantenlänge des Querschnitts definiert sein. Insbesondere kann die Weite des Kanals ein Zweifaches oder Dreifaches oder Vierfaches oder Zehnfaches oder Zwanzigfaches der Weite des medizintechnischen Gerätes sein.
Der zweite Winkel ist dabei insbesondere wie oben beschrieben ausgebildet. Dabei gilt: je größer die Weite des Kanals bzw. der Bohrung relativ zu der Weite des medizintechnischen Gerätes, desto größer kann der zweite Winkel sein.
Insbesondere kann der zweite Winkel gleich dem spitzen ersten Winkel sein. Mit anderen Worten kann der Betrag des zweiten Winkels gleich dem Betrag des spitzen ersten Winkels sein.
Alternativ kann der zweite Winkel von dem spitzen ersten Winkel verschieden sein. Mit anderen Worten kann der Betrag des zweiten Winkels von dem Betrag des spitzen ersten Winkels verschieden sein. Insbesondere kann dann das medizintechnische Gerät schräg in dem Kanal ausgerichtet sein. Mit anderen Worten ist das medizintechnische Gerät dann in jeder Rotation um die Flächennormale der Oberfläche als Rotationsachse schräg bzw. in einem Winkel zu der Mittellinie des Kanals ausgerichtet. Der größtmögliche Unterschied zwischen dem zweiten Winkel und dem spitzen ersten Winkel ist durch das Verhältnis der Weite des Kanals zu der Weite des medizintechnischen Gerätes und durch die Dicke des Positionierungsunterstützungssystems vorgegeben.
Die Erfinder haben erkannt, dass mittels der Weite der Bohrung bzw. des Kanals die Flexibilität bei der Positionierung des medizintechnischen Gerätes innerhalb des Kanals vorgegeben werden kann. Je größer die Weite des Kanals im Verhältnis zu der Weite des medizintechnischen Gerätes, desto flexibler kann die Position und/oder der zweite Winkel des medizintechnischen Gerätes in dem Kanal gewählt bzw. eingestellt werden.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der Kanal an beiden Öffnungen mit einer Folie versiegelt. Dabei ist die Folie mit dem medizintechnischen Gerät durchstechbar.
Die Öffnungen werden dabei insbesondere wie oben beschrieben durch die Bohrung ausgebildet. Jede der Öffnungen ist dabei mit der Folie versiegelt bzw. verschlossen.
Die Folie kann insbesondere eine Kunststofffolie sein. Die Folie kann mit der Platte wenigstens teilweise verbunden sein. Die Folie kann insbesondere mit der Platte wenigstens teilweise bzw. abschnittsweise verschmolzen sein. Die Folie kann insbesondere am Rand der Öffnung mit der Platte wenigstens teilweise verbunden sein.
Die Folie kann insbesondere derart dünn ausgebildet sein, dass sie mit dem medizintechnischen Gerät durchstechbar ist. Die Folie kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass sie beim Durchstechen mit dem medizintechnischen Gerät nur ein Loch an der Einstichstelle ausbildet. Mit anderen Worten kann die Folie derart ausgebildet sein, dass sie beim Durchstechen mit dem medizintechnischen Gerät nicht einreißt.
Insbesondere kann die Folie derart ausgebildet sein, dass sie bei dem Durchstechen mit dem medizintechnischen Gerät derart dicht mit dem medizintechnischen Gerät abschließt, dass das wasserhaltige Medium nicht an der Einstichstelle herausflie-ßen kann. Insbesondere kann die Folie dafür gummiartig und/oder flexibel ausgebildet sein.
Die Folie, die die Öffnung des Kanals in der Kontaktfläche des Positionierungsunterstützungssystems versiegelt, bildet dabei wenigstens einen Teil der Kontaktfläche des Positionierungsunterstützungssystems mit der Oberfläche aus.
Die Folie ist derart ausgebildet, dass sie ein Herauslaufen bzw. Herausfließen des wasserhaltigen Mediums aus dem Kanal verhindert. Alternativ oder zusätzlich verhindert die Folie ein Verschmutzen und/oder ein Kontaminieren des wasserhaltigen Mediums.
Die Folie kann insbesondere aus Polyester (Akronym: PET) oder Polycarbonat (Akronym: PC) oder Polyvinylchlorid (Akronym: PVC) oder Polyethylen (Akronym: PE) sein.
Die Erfinder haben erkannt, dass durch die Folie ein Verschmutzen und/oder Kontaminieren und/oder Herausfließen des wasserhaltigen Mediums aus dem Kanal verhindert werden kann. Die Erfinder haben erkannt, dass auf diese Weise eine Sterilität des Positionierungsunterstützungssystems sichergestellt werden kann.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst das Positionierungsunterstützungssystem eine Mehrzahl von Kanälen. Dabei ist die Mehrzahl von Kanälen gitterförmig in der Platte angeordnet.
Jeder Kanal der Mehrzahl von Kanälen kann wie der oben beschriebene Kanal bzw. gemäß einem der oben beschriebenen Aspekte ausgebildet sein.
„Gitterförmig“ kann dabei insbesondere schachbrettartig oder wabenartig bedeuten.
Insbesondere sind dabei jeweils zwei Kanäle durch eine Wand voneinander getrennt. Die Wand wird dabei durch die Platte ausgebildet. Die Wand kann dabei beliebig dick sein. Die Wand kann insbesondere dicker bzw. stärker als 0,1mm sein. Die Wand kann insbesondere dünner als 2cm sein. Die Wand kann beispielsweise 0,1mm oder 0,5mm oder 1mm oder 1,5mm oder 2mm oder 5mm oder 1cm oder 2cm dick sein.
Die Kanäle können alle denselben spitzen ersten Winkel zu der Flächennormalen der Oberfläche ausbilden. Alternativ können wenigstens zwei Kanäle der Mehrzahl von Kanälen verschiedene spitze erste Winkel zu der Flächennormalen der Oberfläche ausbilden. Insbesondere können die Kanäle am Rand der Platte einen größeren spitzen ersten Winkel mit der Flächennormalen der Oberfläche ausbilden als die Kanäle, die zentraler auf der Platte angeordnet sind. Insbesondere kann sich die Ausrichtung der verschiedenen Kanäle wenigstens teilweise bezüglich ihrer Rotation bezüglich der Flächennormalen der Oberfläche als Rotationsachse unterscheiden. Mit anderen Worten kann der Azimutwinkel der Ausrichtung der verschiedenen Kanäle wenigstens teilweise verschieden sein. Insbesondere können beispielsweise alle Kanäle auf einen Punkt unterhalb der Kontaktfläche des Positionierungsunterstützungssystems ausgerichtet sein. Insbesondere kann dann wenigstens ein Kanal im Zentrum der Platte einen spitzen ersten Winkel von 0° ausbilden.
In Ausführungen der Erfindung können die Kanäle im Zentrum der Platte durch eine dünnere Wand voneinander getrennt sein als die Kanäle, die näher zum Rand der Platte angeordnet sind.
Die Erfinder haben erkannt, dass durch die Mehrzahl von Kanälen die Positionierung des medizintechnischen Gerätes auf der Oberfläche flexibler ist. Insbesondere ist die Position flexibler wählbar. Insbesondere kann auf diese Weise die Weite des einzelnen Kanals ausreichend klein gewählt werden, um eine Stabilität der Platte zu gewährleisten, ohne, dass die Wahl der Position des medizintechnischen Gerätes zu sehr eingeschränkt wird.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst die Platte eine Koppelvorrichtung zum Koppeln der Platte mit einer Lokalspule, insbesondere einer Loop Spule oder einer Butterfly Spule. Dabei umfasst die Lokalspule ein Gegenstück zu der Koppelvorrichtung.
Insbesondere kann die Platte mit der Lokalspule lösbar gekoppelt werden. Dabei kann die Koppelvorrichtung und ihr Gegenstück eine Steck- und/oder eine Klippvorrichtung bzw. Klickvorrichtung und/oder eine Schraubvorrichtung umfassen. Insbesondere kann die Koppelvorrichtung mit dem Gegenstück zusammengesteckt und/oder zusammengeklickt oder verschraubt werden. Die Platte kann derart mit der Lokalspule gekoppelt werden, dass die Platte eine Öffnung der Lokalspule ausfüllt. Dabei ist die Lokalspule insbesondere als Loop Spule oder als Butterfly Spule ausgebildet.
Die Erfinder haben erkannt, dass durch das Koppeln der Platte direkt mit der Lokalspule ein aufwendiges Positionieren der Lokalspule relativ zu der Platte vermieden werden kann. Insbesondere kann somit beim Durchführen bzw. Vorbereiten der minimalinvasiven Prozedur Zeit eingespart werden. Die Erfinder haben erkannt, dass durch das Koppeln eine optimale Ausrichtung der Lokalspule zu der Platte sichergestellt werden kann und somit die Platte bzw. der wenigstens eine Kanal in der Platte optimal in dem medizinischen Bild dargestellt werden. Dies ermöglicht eine vereinfachte Positionierung des medizintechnischen Gerätes basierend auf dem medizinischen Bild mit Hilfe des Positionierungsunterstützungssystems. Außerdem haben die Erfinder erkannt, dass die Platte nach Gebrauch entsorgt werden kann, während die Lokalspule mehrfach verwendet werden kann. Dies kann unter Umständen zum Erfüllen von medizinischen Hygiene-Standards notwendig sein.
Nach einem optionalen Aspekt der Erfindung umfasst das Positionierungsunterstützungssystem ein Markierelement. Das Markierelement ist an dem medizintechnischen Gerät befestigbar. Dabei ist das Markierelement in dem medizinischen Bild sichtbar.
Das Markierelement kann insbesondere ein Gefäß mit einem Kontrastmittel bzw. einer Kontrastmittellösung sein. Das Kontrastmittel ist dabei insbesondere ein MRT Kontrastmittel.
Mit anderen Worten ist das Kontrastmittel insbesondere für die MRT Bildgebung geeignet. Mit anderen Worten ist das Kontrastmittel in dem medizinischen Bild sichtbar. Das Kontrastmittel ist dabei insbesondere gelöst. Das Kontrastmittel ist insbesondere in Wasser gelöst. Mit anderen Worten kann das Kontrastmittel von einer Kontrastmittellösung umfasst sein. Das Markierelement kann an dem medizintechnischen Gerät befestigt werden. Das Markierelement wird dabei insbesondere derart befestigt, dass es die Verwendung des medizintechnischen Gerätes für die minimalinvasive Prozedur nicht behindert. Das Markierelement kann insbesondere in einer Aussparung des medizintechnischen Gerätes angeordnet werden.
Die Erfinder haben erkannt, dass das medizintechnische Gerät mit Hilfe des Markierelements in dem medizinischen Bild sichtbar ist. Die Erfinder haben erkannt, dass dies die Positionierung des medizintechnischen Gerätes weiter erleichtert. Insbesondere kann das medizintechnische Gerät auf diese Weise auch dann in dem medizinischen Bild dargestellt werden, wenn der Kanal nicht mit dem wasserhaltigen Medium gefüllt ist.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das wasserhaltige Medium mit einem Kontrastmittel dotiert. Dabei umfasst das Kontrastmittel insbesondere Gadolinium und/oder ein Eisenoxid.
Das Kontrastmittel ist dabei derart ausgebildet, dass es in dem medizinischen Bild sichtbar ist. Mit anderen Worten ist das Kontrastmittel ein MR Kontrastmittel bzw. ein MRT Kontrastmittel. Insbesondere ist das Kontrastmittel in dem wasserhaltigen Medium gelöst. Insbesondere erzeugt das Kontrastmittel bzw. die Kontrastmittellösung ein Signal, welches erfasst und in dem medizinischen Bild dargestellt werden kann.
Die Erfinder haben erkannt, dass auf diese Weise der wenigstens eine Kanal bzw. die Mehrzahl von Kanälen noch deutlicher in dem medizinischen Bild darstellbar ist. Die Erfinder haben außerdem erkannt, dass dann auch das Verdrängen des wasserhaltigen Mediums in dem Kanal bzw. die lokale Verzerrung des Magnetfeldes durch das medizintechnische Gerät, wenn das medizintechnische Gerät in den Kanal eingeführt wird bzw. dieser mit dem medizintechnischen Gerät durchstochen wird, in dem medizinischen Bild deutlicher erkennbar ist, wenn das wasserhaltige Medium dotiert ist. Mit anderen Worten kann mittels des Kontrastmittels das medizintechnische Gerät in dem Kanal optimiert in dem medizinischen Bild indirekt dargestellt werden.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Positionieren eines medizintechnischen Gerätes mit einem oben beschriebenen Positionierungsunterstützungssystem. Das Verfahren umfasst einen Verfahrensschritt eines Auflegens des Positionierungsunterstützungssystems auf der Oberfläche. Das Verfahren umfasst außerdem einen Verfahrensschritt eines Erfassens eines ersten medizinischen Bildes mit einem Magnet-Resonanz-Tomographie Gerät. Das Verfahren umfasst außerdem einen Verfahrensschritt eines Bestimmens einer Position des wenigstens einen Kanals und einer Zielposition in einer Zielregion in dem ersten medizinischen Bild. Das Verfahren umfasst außerdem einen Verfahrensschritt eines Bestimmens eines Pfades des medizintechnischen Gerätes von der Position des wenigstens einen Kanals zu der Zielposition. Das Verfahren umfasst außerdem einen Verfahrensschritt eines Bestimmens eines zweiten Winkels relativ zu der Flächennormalen der Oberfläche, mit dem das medizintechnische Gerät den wenigstens einen Kanal durchstechen soll, um dem Pfad zu folgen. Das Verfahren umfasst außerdem einen Verfahrensschritt eines Durchstechens des Kanals mit dem medizintechnischen Gerät in dem zweiten Winkel. Das Verfahren umfasst außerdem einen Verfahrensschritt eines Erfassens eines zweiten medizinischen Bildes mit dem Magnet-Resonanz-Tomographie Gerät. Dabei ist das medizintechnische Gerät in dem zweiten medizinischen Bild innerhalb des wasserhaltigen Mediums sichtbar. Das Verfahren umfasst außerdem einen Verfahrensschritt eines Überprüfens in dem zweiten medizinischen Bild, ob die Positionierung des medizintechnischen Gerätes derart ausgebildet ist, dass das medizintechnische Gerät dem Pfad folgen kann.
Das Positionierungsunterstützungssystem ist dabei wie oben beschrieben ausgebildet. Insbesondere kann das Positionierungsunterstützungssystem gemäß einem der beschriebenen Aspekte ausgebildet sein.
In dem Verfahrensschritt des Auflegens des Positionierungsunterstützungssystem auf der Oberfläche wird das Positionierungsunterstützungssystem relativ zu der Oberfläche positioniert. Die Oberfläche ist dabei wie oben beschrieben ausgebildet. Insbesondere bildet die Oberfläche eine Oberfläche eines Objektes insbesondere eines Patienten aus. Das Auflegen kann insbesondere ein reines Auflegen und/oder ein Befestigen umfassen. Insbesondere kann in dem Verfahrensschritt des Auflegens das Positionierungsunterstützungssystem mit Gurten an dem Objekt befestigt bzw. fixiert werden. Alternativ oder zusätzlich kann in dem Verfahrensschritt des Auflegens das Positionierungsunterstützungssystem mit einer Klebevorrichtung an der Oberfläche befestigt bzw. fixiert werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Positionierungsunterstützungssystem in dem Verfahrensschritt des Auflegens mit einem Saugsystem insbesondere mit wenigstens einem Saugnapf an der Oberfläche befestigt bzw. fixiert werden. Insbesondere kann das Positionierungsunterstützungssystem gemeinsam mit der Lokalspule aufgelegt werden. Dafür kann das Positionierungsunterstützungssystem mit der Koppelvorrichtung mit der Lokalspule gekoppelt werden. Die Lokalspule kann wie bekannt auf die Oberfläche aufgelegt werden.
In dem Verfahrensschritt des Erfassens des ersten medizinischen Bildes wird das erste medizinische Bild mit dem MRT Gerät erfasst.
Insbesondere ist das erste medizinische Bild wie oben beschrieben ein MRT Bild. In dem ersten medizinischen Bild ist der wenigstens eine Kanal sichtbar. Dabei ist der Kanal wie oben beschrieben ausgebildet. Insbesondere ist der Kanal wie oben beschrieben mit dem wasserhaltigen Medium gefüllt. Insbesondere ist somit das wasserhaltige Medium in dem wenigstens einen Kanal in dem medizinischen Bild sichtbar bzw. abgebildet. Das wasserhaltige Medium ist dabei wie oben beschrieben ausgebildet. Das wasserhaltige Medium kann dabei wie oben beschrieben mit einem Kontrastmittel dotiert sein.
In dem Verfahrensschritt des Bestimmens der Position des wenigstens einen Kanals und der Zielposition in der Zielregion werden die Position des wenigstens einen Kanals und die Zielposition in dem ersten medizinischen Bild bestimmt.
Die Position des wenigstens einen Kanals und der Zielposition kann dabei mit dem MRT Gerät bestimmt werden. Alternativ kann die Position des wenigstens einen Kanals und der Zielposition mit einem Computersystem bzw. einer Recheneinheit insbesondere einem Auswertesystem bestimmt werden. Insbesondere können die Position des wenigstens einen Kanals und die Zielposition mittels Bildverarbeitung aus dem medizinischen Bild bestimmt werden. Die Position des wenigstens einen Kanals und die Zielposition können einem Bediener mittels einer Anzeigeeinheit angezeigt bzw. bereitgestellt werden. Der Bediener kann dabei ein Mediziner oder eine medizinische Assistenz sein. Die Anzeigeeinheit kann insbesondere ein Bildschirm bzw. ein Monitor sein.
Die Position des wenigstens einen Kanals gibt insbesondere an, wo der wenigstens eine Kanal in dem ersten medizinischen Bild abgebildet ist. Die Position des wenigstens einen Kanals kann durch seine Mittellinie vorgegeben sein. Insbesondere kann die Position des wenigstens einen Kanals als die Position definiert sein, bei der die Mittellinie des Kanals die Kontaktfläche des Positionierungsunterstützungssystems schneidet. Alternativ kann die Position des Kanals die gesamte Fläche der Öffnung des Kanals in der Kontaktfläche angeben bzw. beschreiben.
Wenn das Positionierungsunterstützungssystem eine Mehrzahl von Kanälen umfasst, wird für jeden Kanal die Position in dem ersten medizinischen Bild bestimmt.
Die Zielposition ist die Position, an der das medizintechnische Gerät die minimalinvasive Prozedur durchführen soll. Die Zielposition liegt dabei innerhalb der oben beschriebenen Zielregion. Das medizintechnische Gerät und die minimalinvasive Prozedur sind dabei wie oben beschrieben ausgebildet.
In dem Verfahrensschritt des Bestimmens des Pfades des medizintechnischen Gerätes wird der Pfad des medizintechnischen Gerätes von der Position des wenigstens einen Kanals zu der Zielposition bestimmt.
Der Pfad kann dabei mit dem MRT Gerät bestimmt werden. Alternativ kann der Pfad mit dem Computersystem bzw. der Recheneinheit insbesondere dem Auswertesystem bestimmt werden. Der Pfad kann dem Bediener mittels der Anzeigeeinheit angezeigt bzw. bereitgestellt werden.
Der Pfad gibt an, wie bzw. auf welchen Weg bzw. Pfad das medizintechnische Gerät nach dem Eintritt durch die Oberfläche zu der Zielposition bewegt bzw. geführt werden soll. Dabei kann der Pfad einen oder mehrere kritische Bereiche berücksichtigen, die das medizintechnische Gerät nicht durchqueren soll. Mit anderen Worten kann der Pfad derart ausgebildet sein, dass er möglichst direkt unter Berücksichtigung möglicher kritischer Bereiche von der Position des Kanals zu der Zielposition führt. Dafür kann mit dem MRT Gerät oder dem Computersystem bzw. der Recheneinheit oder dem Auswertesystem überprüft werden, ob der Pfad eine Schnittmenge mit einem kritischen Bereich aufweist. Diese Überprüfung kann auf dem medizinischen Bild basieren. Mit anderen Worten kann in dem medizinischen Bild überprüft werden, ob der Pfad eine Schnittmenge mit wenigstens einem kritischen Bereich aufweist. Insbesondere kann der Pfad angepasst werden, wenn er eine Schnittmenge mit einem kritischen Bereich aufweist. Insbesondere kann der Pfad dann derart angepasst werden, dass er keine Schnittmenge mit einem kritischen Bereich aufweist.
Der Pfad kann insbesondere angeben, an welchem Punkt das medizintechnische Gerät den Kanal durchstechen soll, wenn der Kanal eine größere Weite aufweist als das medizintechnische Gerät. Mit anderen Worten kann der Pfad die Position des medizintechnischen Gerätes vorgeben. Insbesondere kann der Kanal die Position des medizintechnischen Gerätes vorgeben, wenn die Position des wenigstens einen Kanals der gesamten Fläche der Öffnung des Kanals in der Kontaktfläche entspricht. Insbesondere gibt die Position des medizintechnischen Gerätes dann an, wo das medizintechnische Gerät den Kanal durchstechen soll.
In dem Verfahrensschritt des Bestimmens des zweiten Winkels relativ zu der Flächennormalen der Oberfläche wird der zweite Winkel bestimmt, mit dem das medizintechnische Gerät den wenigstens einen Kanal durchstechen soll, um dem Pfad zu folgen.
Der zweite Winkel kann dabei mit dem MRT Gerät bestimmt werden. Alternativ kann der zweite Winkel mit dem Computersystem bzw. der Recheneinheit insbesondere dem Auswertesystem bestimmt werden. Der zweite Winkel kann dem Bediener mittels der Anzeigeeinheit angezeigt bzw. bereitgestellt werden.
Der zweite Winkel ist dabei wie oben beschrieben ausgebildet. Der zweite Winkel gibt dabei an, unter welchem Winkel das medizintechnische Gerät den Kanal durchstechen sollte, damit es dem Pfad folgen kann.
Optional kann außerdem der Azimutwinkel der Ausrichtung des medizintechnischen Gerätes für die Positionierung des medizintechnischen Gerätes bestimmt werden. Der Azimutwinkel ist dabei wie oben beschrieben ausgebildet. Der Azimutwinkel ist derart ausgebildet, dass das medizintechnische Gerät dem Pfad folgen kann. Der Azimutwinkel gibt an, wie das medizintechnische Gerät relativ zu der Flächennormalen der Oberfläche rotiert sein soll, um dem Pfad folgen zu können.
In dem Verfahrensschritt des Durchstechens des Kanals wird der Kanal mit dem medizintechnischen Gerät in dem zweiten Winkel durchstochen bzw. eingeführt.
Insbesondere kann das medizintechnische Gerät unter Berücksichtigung des Azimutwinkels in den Kanal eingeführt werden. Mit anderen Worten kann die Ausrichtung bzw. Positionierung des medizintechnischen Gerätes beim Einführen bzw. Durchstechen des Kanals durch den zweiten Winkel und optional durch den Azimutwinkel vorgegeben bzw. definiert sein.
Beim Durchstechen des Kanals wird das medizintechnische Gerät wenigstens teilweise in den Kanal eingeführt. Insbesondere durchsticht das medizintechnische Gerät dabei in diesem Verfahrensschritt vorteilhafterweise die Oberfläche nicht. Das medizintechnische Gerät wird dabei an der Position gemäß dem Pfad und in dem zweiten Winkel in den Kanal eingeführt. Die Position und/oder der zweite Winkel definieren dabei die Positionierung des medizintechnischen Gerätes.
In dem Verfahrensschritt des Erfassens des zweiten medizinischen Bildes wird das zweite medizinische Bild mit dem MRT Gerät erfasst.
Insbesondere ist das zweite medizinische Bild ebenso wie das erste medizinische Bild ein MRT Bild. In dem zweiten medizinischen Bild ist das medizintechnische Gerät innerhalb des wasserhaltigen Mediums sichtbar. Insbesondere ist das medizintechnische Gerät in dem wasserhaltigen Medium wenigstens indirekt sichtbar. Mit anderen Worten ist die Verdrängung des wasserhaltigen Mediums in dem Kanal durch das medizintechnische Gerät in dem zweiten medizinischen Bild sichtbar bzw. abgebildet. Insbesondere ist das medizintechnische Gerät auch durch die durch das medizintechnische Gerät erzeugte Magnetfeldverzerrung, welche zu einem Artefakt in dem medizinischen Bild führt, indirekt in dem medizinischen Bild sichtbar. Insbesondere kann das zweite medizinische Bild einen identischen Bildausschnitt abbilden wie das erste medizinischen Bild.
In dem Verfahrensschritt des Überprüfens der Positionierung des medizintechnischen Gerätes wird die Positionierung des medizintechnischen Gerätes in dem zweiten Bild überprüft.
Insbesondere wird überprüft, ob das zweite medizintechnische Gerät derart positioniert ist, dass es dem vorher bestimmten Pfad folgen kann. Insbesondere kann überprüft werden, ob die Position und der zweite Winkel und optional der Azimutwinkel des medizintechnischen Gerätes derart ausgebildet sind, dass das medizintechnische Gerät auf dem Pfad zu der Zielposition geführt bzw. bewegt werden kann. Insbesondere wird beim Überprüfen die Positionierung des medizintechnischen Gerätes basierend auf dem zweiten medizinischen Bild bestimmt bzw. überprüft.
Insbesondere kann das Überprüfen mittels Bildverarbeitung erfolgen. Beispielsweise können das medizintechnische Gerät, der Kanal und die Zielposition und ggf. ein oder mehrere kritische Bereiche in dem zweiten medizinischen Bild segmentiert werden und die Positionierung basierend auf dieser Segmentierung überprüft werden.
Insbesondere kann das Überprüfen mit dem MRT Gerät oder mit dem Computersystem bzw. der Recheneinheit insbesondere dem Auswertesystem durchgeführt werden. Insbesondere kann dem Bediener anschließend mittels der Anzeigeeinheit angezeigt werden, ob die Positionierung des medizintechnischen Gerätes korrekt ist oder ob eine Repositionierung notwendig ist.
Insbesondere ist beim Überprüfen der Positionierung des medizintechnischen Gerätes das medizintechnische Gerät nicht in das Objekt eingeführt. Mit anderen Worten hat zu diesem Zeitpunkt das medizintechnische Gerät die Oberfläche noch nicht durchstochen.
Die Erfinder haben erkannt, dass eine Pfadplanung basierend auf dem ersten medizinischen Bild möglich ist. Die Erfinder haben erkannt, dass der wenigstens eine Kanal auf dem ersten medizinischen Bild sichtbar bzw. abgebildet ist. Auf diese Weise kann der Pfad von dem Kanal zu der Zielposition geplant werden. Die Erfinder haben außerdem erkannt, dass das medizintechnische Gerät nach dem Einführen bzw. Durchstechen des Kanals in dem zweiten medizinischen Bild sichtbar ist. Die Erfinder haben erkannt, dass somit ein Überprüfen der Positionierung des medizintechnischen Gerätes bereits vor dem Einführen des medizintechnischen Gerätes in das Objekt möglich ist. Auf diese Weise kann ein Repositionieren des medizintechnischen Gerätes nach dem Einführen des medizintechnischen Gerätes in das Objekt vermieden werden. Die kann insbesondere zu einem Zeit- und einem Kostenersparnis führen und einen Patientenkomfort erhöhen.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren außerdem einen Verfahrensschritt eines Einstellens des zweiten Winkels mit der Haltevorrichtung.
Die Haltevorrichtung ist dabei wie oben beschrieben ausgebildet.
Der zweite Winkel kann insbesondere vor oder nach dem Durchstechen oder bei dem Durchstechen des Kanals eingestellt werden. Der zweite Winkel kann insbesondere in Abhängigkeit des Pfades eingestellt werden. Mit anderen Worten kann der zweite Winkel derart eingestellt werden, dass das medizintechnische Gerät dem Pfad folgen kann. Insbesondere kann der zweite Winkel mit der Haltevorrichtung automatisch eingestellt werden. Mit anderen Worten kann die Haltevorrichtung nach dem Bestimmen des zweiten Winkels derart eingestellt werden, dass das medizintechnische Gerät in dem zweiten Winkel durch die Haltevorrichtung stabilisiert wird.
Die Erfinder haben erkannt, dass der zweite Winkel mit der Haltevorrichtung stabilisiert werden kann. Insbesondere kann mit der Haltevorrichtung eine ungewollte Veränderung des zweiten Winkels verhindert werden. Außerdem ist das präzise Einstellen des vorher bestimmten zweiten Winkels mit der Haltevorrichtung möglich. Außerdem hat der Bediener durch Ablegen des medizintechnischen Gerätes auf der Haltevorrichtung beide Hände frei.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung härtet das wasserhaltige Medium nach dem Durchstechen des Kanals mit dem medizintechnischen Gerät aus. Dabei wird durch das Aushärten das medizintechnische Gerät in dem zweiten Winkel fixiert.
Das Aushärten erfolgt dabei wie oben beschrieben. Insbesondere erfolgt das Aushärten in Form einer Polymerisation des wasserhaltigen Mediums. Das medizintechnische Gerät ist wenigstens teilweise mit einem Polymerisationskatalysator beschichtet. Der Polymerisationskatalysator kann die Polymerisation bei Kontakt mit dem wasserhaltigen Medium starten. Das wasserhaltige Medium sowie der Polymerisationskatalysator können dabei wie oben beschrieben ausgebildet sein.
Durch die Geschwindigkeit der Polymerisation kann festgelegt werden, wie lange das medizintechnische Gerät in dem Kanal nach dem Durchstechen noch beweglich bzw. positionierbar ist.
Durch das Aushärten wird der zweite Winkel und die Position des medizintechnischen Gerätes fixiert. Insbesondere ist somit die Positionierung des medizintechnischen Gerätes in dem Kanal fixiert. Das medizintechnische Gerät kann dann nur noch vorwärts und rückwärts bewegt werden. Durch eine Vorwärtsbewegung kann das medizintechnische Gerät beispielsweise durch die Oberfläche in das Objekt eingeführt werden.
Die Erfinder haben erkannt, dass durch das Aushärten das medizintechnische Gerät in dem Kanal fixiert wird. Insbesondere wird die Positionierung des medizintechnischen Gerätes fixiert. Auf diese Weise kann eine ungewollte Veränderung der Positionierung verhindert werden.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird in dem Verfahrensschritt des Bestimmens eines Pfades jeweils ein Pfad von der Position von mehr als einem Kanal der Mehrzahl von Kanälen zu der Zielposition bestimmt. Dabei wird in dem Verfahrensschritt des Bestimmens eines zweiten Winkels der zweite Winkel für jeden Pfad bestimmt. Das Verfahren umfasst dabei außerdem einen Verfahrensschritt eines Klassifizierens der Pfade in Abhängigkeit ihres Verlaufs und/oder ihrer mechanischen Realisierbarkeit.
Wenn das Positionierungsunterstützungssystem eine Mehrzahl von Kanälen umfasst, kann insbesondere die Position mehr als eines Kanals, insbesondere jedes Kanals, in dem ersten medizinischen Bild bestimmt werden.
Insbesondere kann dann ein Pfad von der Position von mehr als einem Kanal zu der Zielposition bestimmt werden. Insbesondere kann von jeder Position also von jedem Kanal ein Pfad zu der Zielposition bestimmt werden. Somit wird eine Mehrzahl von Pfaden bestimmt. Jeder Pfad kann dabei wie oben beschrieben ausgebildet sein.
Für jeden bestimmten Pfad kann der zweite Winkel bestimmt werden, mit dem das medizintechnische Gerät in den entsprechenden Kanal eingeführt werden soll bzw. mit dem es den entsprechenden Kanal durchstechen soll, damit es dem entsprechenden Pfad folgen kann.
In dem Verfahrensschritt des Klassifizierens der Pfade, werden die zuvor bestimmten Pfade klassifiziert.
Die Pfade werden beim Klassifizieren in wenigstens zwei Klassen eingeteilt. Die Pfade werden dabei in Abhängigkeit ihres Verlaufs und/oder ihrer mechanischen Realisierbarkeit klassifiziert. Eine der Klassen kann beispielsweise „gut“ bzw. „geeignet“, eine andere „schlecht“ bzw. „ungeeignet“ sein. Feinere Abstufungen sind bei der Klassifizierung möglich.
Bei einer Klassifikation basierend auf dem Verlauf kann beispielsweise ein Pfad, der durch einen kritischen Bereich verläuft oder sehr nah an einem kritischen Bereich verläuft als „schlecht“ klassifiziert werden. Ein Pfad, der mögliche kritische Bereiche umgeht bzw. eine Verletzung in einem kritischen Bereich ausschließt bzw. reduziert, kann als „gut“ klassifiziert werden.
Bei einer Klassifikation basierend auf der mechanischen Realisierbarkeit kann beispielsweise der räumliche Verlauf des Pfades berücksichtigt werden. Ein Pfad, der beispielsweise derart stark gekrümmt ist, dass das medizintechnische Gerät dieser Krümmung nicht folgen kann, kann beispielsweise als „schlecht“ klassifiziert werden. Ein Pfad, der nahezu geradlinig zu der Zielposition verläuft, wird dabei als „gut“ klassifiziert. Alternativ oder zusätzlich kann bei der Klassifikation basierend auf der mechanischen Realisierbarkeit die Realisierbarkeit des zuvor bestimmten zweiten Winkels für den Pfad berücksichtigt werden. Beispielsweise kann ein zweiter Winkel unter Umständen nicht realisiert werden, da er zu groß ist und auf Grund der begrenzten Weite des entsprechenden Kanals und/oder die Dicke des Positionierungsunterstützungssystems nicht realisierbar ist. Mit anderen Worten kann es unter Umständen nicht möglich sein, dass das medizintechnische Gerät unter dem zweiten Winkel den Kanal durchsticht, wenn der zweite Winkel zu groß ist. Ein Pfad, für den ein derartiger, nicht realisierbarer zweiter Winkel bestimmt wurde, kann als „schlecht“ klassifiziert werden. Insbesondere kann für die Klassifikation die Weite des entsprechenden Kanals und/oder der spitze erste Winkel, den der entsprechende Kanal mit der Flächennormalen zur Oberfläche einschließt, und/oder die Dicke des Positionierungsunterstützungssystems bekannt sein.
Die beiden Klassifikationen bzw. Klassifizierungen können kombiniert ausgewertete werden und eine kombinierte Klassifikation erstellt werden. Beispielsweise kann ein Pfad nur dann als „gut“ klassifiziert werden, wenn er sowohl basierend auf seinem Verlauf als auch basierend auf der mechanischen Realisierbarkeit als „gut“ klassifiziert ist.
Das Klassifizieren kann dabei mit dem MRT Gerät erfolgen. Alternativ kann das Klassifizieren mit dem Computersystem bzw. der Recheneinheit insbesondere dem Auswertesystem erfolgen. Das Ergebnis der Klassifizierung kann dem Bediener auf der Anzeigeeinheit bereitgestellt bzw. angezeigt werden. Insbesondere können die Pfade dem Bediener überlagert auf dem medizinischen Bild angezeigt bzw. dargestellt bzw. bereitgestellt werden. Dabei können beispielsweise als „gut“ klassifizierte Pfade in Grün und als „schlecht“ klassifizierte Pfade in Rot dargestellt werden. Alternative Farben sind bei der Darstellung der Klassifizierung möglich. Insbesondere können die Farben bei einer feineren Klassifizierung feiner abgestimmt sein. Alternativ können nur als „gut“ klassifizierte Pfade angezeigt werden.
Der Bediener kann insbesondere basierend auf der Klassifikation einen Pfad auswählen, mittels welchem die minimalinvasive Prozedur durchgeführt werden soll. Mit anderen Worten kann der Bediener auswählen, welcher der Pfade realisiert werden soll. Insbesondere soll dann das medizintechnische Gerät an der dem ausgewählten Pfad entsprechenden Position und unter dem entsprechend bestimmten zweiten Winkel den zu dem ausgewählten Pfad gehörenden Kanal durchstechen. Die Haltevorrichtung kann automatisiert derart eingestellt werden, dass das medizintechnische Gerät beim oder nach dem Durchstechen des Kanals in dem entsprechenden zweiten Winkel stabilisiert wird. Alternativ kann das Auswählen des Pfades automatisiert, basierend auf der Klassifikation erfolgen.
Die Erfinder haben erkannt, dass die Mehrzahl von Kanälen verschiedene Ausgangspunkte bzw. Startpunkte zum Ausführen der minimalinvasiven Prozedur darstellen. Die Erfinder haben erkannt, dass die Kanäle dabei unterschiedlich gut, in Abhängigkeit ihrer Position und/oder ihrer Weite und/oder des ihres entsprechenden spitzen ersten Winkels, als Ausgangspunkt geeignet sind. Die Erfinder haben erkannt, dass dies mittels der Klassifizierung bzw. Klassifikation der Pfade berücksichtigt werden kann. Der Bediener kann dann basierend auf der Klassifikation den geeignetsten Pfad auswählen.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden klarer und verständlicher im Zusammenhang mit folgenden Figuren und ihren Beschreibungen. Dabei sollen die Figuren und Beschreibungen die Erfindung und ihre Ausführungsformen in keiner Weise einschränken.
In verschiedenen Figuren sind gleiche Komponenten mit korrespondierenden Bezugszeichen versehen. Die Figuren sind in der Regel nicht maßstabsgetreu.
Es zeigen:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Positionierungsunterstützungssystems,
2 das erste Ausführungsbeispiel des Positionierungsunterstützungssystems mit Pfaden,
3 eine Draufsicht auf das erste Ausführungsbeispiel des Positionierungsunterstützungssystems,
4 eine Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel des Positionierungsunterstützungssystems,
5 ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Positionieren eines medizintechnischen Gerätes mit einem Positionierungsunterstützungssystem.

1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Positionierungsunterstützungssystems 1.
Das Positionierungsunterstützungssystem 1 ist dazu ausgebildet, auf eine Oberfläche 21 aufgelegt zu werden. Die Oberfläche 21 kann insbesondere ein Objekt 2 begrenzen. Mit anderen Worten ist die Oberfläche 21 die Oberfläche des Objektes 2. Das Objekt 2 kann aus einem Material 22 sein, in das ein medizintechnisches Gerät 3 eingeführt werden soll. Das Positionierungsunterstützungssystem 1 ist dazu ausgebildet, eine Positionierung des medizintechnischen Gerätes 3 relativ zu dem Objekt 2 zu unterstützen. Das Objekt 2 kann insbesondere ein Patient, insbesondere ein Mensch oder ein Tier sein. Dann kann das Material 22 ein menschliches oder tierisches Gewebe sein. Dann kann die Oberfläche 21 insbesondere die Haut des Patienten sein.
Das medizintechnische Gerät 3 ist dazu ausgebildet, eine minimalinvasive Prozedur durchzuführen. Die minimalinvasive Prozedur wird in einer Zielregion 23 in dem Objekt 2 durchgeführt. Das medizintechnische Gerät 3 kann dabei in Ausführungen der Erfindung eine Biopsienadel sein. Alternativ kann das medizintechnische Gerät 3 beispielsweise ein Katheter, eine Strahlungsquelle für eine Brachytherapie, ein Endoskop oder ein Ablationssystem etc. sein. Die minimalinvasive Prozedur kann beispielsweise eine Gewebeentnahme, eine Brachytherapie, ein Setzen eines Stents, eine Ablation oder eine Drainage etc. sein. Für die minimalinvasive Prozedur soll das medizintechnische Gerät 3 in die Oberfläche 21 eingeführt werden und durch das Material 22 zu einer Zielposition 24 in der Zielregion 23 geführt werden. Dabei wird das medizintechnische Gerät 3 entlang eines Pfades 4.2, 4.3, 4.3 zu der Zielposition 24 bewegt. Auf dem Pfad 4.1, 4.2, 4.3 sollte das medizintechnische Gerät 3 möglichst keinen kritischen Bereich 25 durchqueren und/oder verletzen. Ein kritischer Bereich 25 des Objektes 2 ist beispielsweise ein Bereich mit einem erhöhten Blutungsrisiko und/oder ein Organ. Um dem Pfad 4.1, 4.2, 4.3 folgen zu können, muss das medizintechnische Gerät 3 mit einer geeigneten Positionierung in das Objekt 2 durch die Oberfläche 21 eingeführt werden. Die Positionierung ist dabei durch die Position des medizintechnischen Gerätes 3 relativ zu dem Objekt 2 bzw. zu der Oberfläche 21 und/oder durch einen zweiten Winkel 21c definiert. Der zweite Winkel 21c beschreibt den Winkel, den das medizintechnische Gerät 3 mit der Flächennormalen 21a der Oberfläche 21 ausbildet. Der zweite Winkel 21c kann dabei insbesondere ein spitzer Winkel, also ein Winkel zwischen 0° und 90° sein. Alternativ kann der zweite Winkel 0° sein. Optional kann die Positionierung zusätzlich durch eine Rotation des medizintechnischen Gerätes 3 um die Flächennormale 21a der Oberfläche 21 als Rotationsachse definiert werden. Dafür kann die Positionierung in Kugelkoordinaten angegeben werden. Der zweite Winkel 21c entspricht dabei dem Polarwinkel der Kugelkoordinaten. Die Rotation des medizintechnischen Gerätes um die Flächennormale 21a der Oberfläche 21 kann durch den Azimutwinkel der Kugelkoordinaten beschrieben werden.
Das medizintechnische Gerät 3 ist in einem medizinischen Bild, welches mit einem Magnet-Resonanz-Tomographie (Akronym: MRT) Gerät erfasst wurde, nicht oder nur sehr schwach zu sehen bzw. sichtbar bzw. abbildbar. Mit anderen Worten wird das medizintechnische Gerät 3 in dem medizinischen Bild nicht oder nur sehr schwach direkt abgebildet. Das medizintechnische Gerät 3 ist in dem medizinischen Bild indirekt sichtbar bzw. abgebildet, wenn es Material, welches in dem medizinischen Bild sichtbar ist, verdrängt. Beispielsweise kann das medizintechnische Gerät 3 in dem medizinischen Bild indirekt abgebildet werden, wenn es durch die Oberfläche 21 in das Material 22 eingeführt ist. Das medizinische Bild ist dabei vorteilhafterweise ein MRT Bild bzw. ein MR Bild.
Das Positionierungsunterstützungssystem 1 liegt nach dem Auflegen des Positionierungsunterstützungssystems 1 auf die Oberfläche 21 mit einer Kontaktfläche 13 auf der Oberfläche 21 auf. Die Kontaktfläche 13 kann eine beliebige Größe, beispielsweise 2cm^2 oder 4cm^2 oder 9cm^2 oder 25cm^2, umfassen. Das Positionierungsunterstützungssystem 1 kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass es stabil auf der Oberfläche 21 aufliegt. Insbesondere kann das Positionierungsunterstützungssystem 1 an die Oberfläche 21 angepasst bzw. angeformt sein. In Ausführungen der Erfindung kann das Positionierungsunterstützungssystem 1 wenigstens annähernd ein Negativ der Oberfläche 21 abbilden.
Das Positionierungsunterstützungssystem 1 kann optional beim Auflegen an der Oberfläche 21 bzw. an dem Objekt 2 befestigt werden. In Ausführungen der Erfindung kann das Positionierungsunterstützungssystem 1 dafür eine Klebevorrichtung umfassen. Die Klebevorrichtung ist dabei insbesondere an der Kontaktfläche 13 angeordnet. Die Klebevorrichtung ist dazu ausgebildet, das Positionierungsunterstützungssystem 1 wenigstens punktweise an der Oberfläche 21 lösbar festzukleben. Insbesondere kann die gesamte Kontaktfläche 13 klebbar ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Positionierungsunterstützungssystem 1 beim Auflegen mit wenigstens einem Gurt an dem Objekt 2 befestigt bzw. fixiert werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Positionierungsunterstützungssystem 1 mit einem Saugsystem an der Oberfläche 21 befestigt werden. Das Saugsystem kann wenigstens einen Saugnapf umfassen, mit dem das Positionierungsunterstützungssystem 1 lösbar an der Oberfläche 21 befestigbar bzw. fixierbar ist.
Das Positionierungsunterstützungssystem 1 umfasst wenigstens einen Kanal 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5, der mit dem medizintechnischen Gerät 3 durchstochen werden kann. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst das Positionierungsunterstützungssystem 1 im Querschnitt wenigstens drei Kanäle 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5. Insbesondere kann das Positionierungsunterstützungssystem 1 eine Mehrzahl von Kanälen 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 umfassen. Die Mehrzahl von Kanälen 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 kann insbesondere gitterförmig in einer Platte 16 angeordnet sein.
Im Folgenden können Beschreibungen und Definitionen für „den Kanal“ bzw. „den wenigstens einen Kanal“ auf alle Kanäle 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 der Mehrzahl von Kanälen 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 übertragen werden.
Der wenigstens eine Kanal 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 kann dabei als Bohrung in der Platte 16 ausgebildet sein. Die Bohrung kann dabei zwei Öffnungen in der Platte 16 ausbilden. Eine der beiden Öffnungen kann dabei in der Kontaktfläche 13 angeordnet sein. Die Bohrung kann eine beliebig geformte Querschnittsfläche aufweisen. Beispielsweise kann die Querschnittsfläche der Bohrung ein Polygon oder ein Kreis oder eine Ellipse umfassen.
In Ausführungsformen der Erfindung kann eine Weite des Kanals 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 und damit der Bohrung größer sein als eine Weite des medizintechnischen Gerätes 3, das den Kanal 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 durchstechen soll. Die Weite des Kanals 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 ist dabei durch die lichte Weite definiert. Die lichte Weite beschreibt den kürzesten Abstand zwischen zwei gegenüberliegenden Wänden. Wenn die Querschnittsfläche des Kanals 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 einen Kreis umfasst, ist die Weite der Durchmesser dieses Kreises. Wenn die Querschnittsfläche des Kanals 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 ein Quadrat umfasst, ist die Weite eine Seitenlänge dieses Quadrates. Die Weite des medizintechnischen Gerätes 3 ist durch eine Querschnittsfläche des medizintechnischen Gerätes 3 definiert. Die Weite bzw. lichte Weite beschreibt hier den kürzesten Abstand zwischen zwei gegenüberliegenden Punkten auf der Oberfläche des medizintechnischen Gerätes 3. Die Weite des Kanals 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 kann insbesondere ein Zweifaches oder ein Vierfaches oder ein Zehnfaches oder ein Zwanzigfaches der Weite des medizintechnischen Gerätes 3 sein.
Der Kanal 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 kann durch eine Mittellinie 111.1, 111.2 definiert werden. Die Mittellinie 111.1, 111.2 verläuft dabei durch das Zentrum des Kanal 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5. Insbesondere kann mit der Mittellinie 111.1, 111.2 eine Ausrichtung des Kanals 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 relativ zu der Oberfläche 21 angegeben werden. Der Kanal 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 verläuft insbesondere in einem spitzen ersten Winkel 21b zu einer Flächennormal 21a zu der Oberfläche 21. Mit anderen Worten schließt die Mittellinie 111.1, 111.2 des Kanals 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 mit der Flächennormalen 21a der Oberfläche 21 den spitzen ersten Winkel 21b ein. Der spitze erste Winkel 21b ist dabei 0° oder zwischen 0° und 90°. Der spitze erste Winkel 21b von verschiedenen Kanälen 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 kann insbesondere verschieden sein. Beispielsweise können alle Kanäle 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 derart ausgerichtet sein, dass sich ihre Mittellinien 111.1, 111.2 in einem Punkt in dem Objekt 2 treffen. Insbesondere kann die Ausrichtung eines Kanals 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 bzw. der Mittellinie 111.1, 111.2 eines Kanals 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 außerdem durch eine Rotation bzw. einen Rotationswinkel um die Flächennormale 21a der Oberfläche 21 als Rotationsachse beschrieben werden. Dafür kann die Ausrichtung des Kanals 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 bzw. der Mittellinie 111.1, 111.2 des Kanals 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 in Kugelkoordinaten angegeben werden. Dabei entspricht der spitze erste Winkel 21b dem Polarwinkel der Kugelkoordinaten und die Rotation um die Flächennormale 21a der Oberfläche 21 als Rotationsachse wird durch den Azimutwinkel der Kugelkoordinaten beschrieben.
Der Betrag des zweiten Winkels 21c, in dem der Kanal 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 mit dem medizintechnischen Gerät 3 durchstochen wird, kann gleich oder verschieden zu dem Betrag des spitzen ersten Winkels 21b sein. Insbesondere kann das medizintechnische Gerät 3 beim Durchstechen des Kanals 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 parallel zu dessen Mittellinie 111.1, 111.2 oder schräg zu dessen Mittellinie 111.1, 111.2 oder rotiert zu dessen Mittellinie 111.1, 111.2 ausgerichtet bzw. positioniert sein. Insbesondere kann die Ausrichtung des medizintechnischen Gerätes 3 relativ zu der Mittellinie 111.1, 111.2 um die Flächennormale 21a der Oberfläche 21 rotiert sein. Insbesondere kann die Ausrichtung bzw. Positionierung des medizintechnischen Gerätes 3 bzw. die Ausrichtung der Mittellinie 111.1, 111.2 wie oben beschrieben in Kugelkoordinaten angegeben werden. Dabei kann der spitze erste Winkel 21b bzw. der zweite Winkel 21c jeweils dem Polarwinkel entsprechen. Die Rotation der Ausrichtung um die Flächennormale 21a der Oberfläche 21 als Rotationsachse kann dann durch einen entsprechenden Azimutwinkel beschrieben werden. Wenn die beiden Polarwinkel und die beiden Azimutwinkel der Ausrichtung des medizintechnischen Gerätes 3 und der Mittellinie 111.1, 111.2 gleich sind, sind das medizintechnische Gerät 3 und die Mittellinie 111.1, 111.2 parallel ausgerichtet. Alternativ kann die Ausrichtung des medizintechnischen Gerätes 3 relativ zu der Mittellinie 111.1, 111.2 rotiert sein.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Platte 16 über eine Koppelvorrichtung mit einer Lokalspule 17 lösbar gekoppelt. Die Lokalspule 17 kann dabei insbesondere eine Loop Spule oder eine Butterfly Spule sein. Die Platte 16 ist dabei insbesondere in einer Öffnung der Lokalspule 17 angeordnet. Die Platte 16 umfasst dabei die Koppelvorrichtung. Die Lokalspule 17 umfasst dabei ein Gegenstück der Koppelvorrichtung. Die Koppelvorrichtung kann insbesondere eine Steckvorrichtung und/oder eine Klippvorrichtung bzw. eine Klickvorrichtung und/oder eine Schraubvorrichtung umfassen. Insbesondere kann die Koppelvorrichtung mit dem Gegenstück zusammengesteckt und/oder zusammengeklickt oder verschraubt werden.
Der wenigstens eine Kanal 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 ist mit einem wasserhaltigen Medium 12 gefüllt. Das wasserhaltige Medium 12 kann insbesondere flüssig oder geleeartig bzw. gelartig ausgebildet sein. Insbesondere kann das wasserhaltige Medium 12 derart ausgebildet sein, dass es nicht aus dem Kanal 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 herausläuft. Insbesondere kann das wasserhaltige Medium 12 derart ausgebildet sein, dass es das medizintechnische Gerät 3, wenn es in den Kanal 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 eingeführt wird bzw. diesen durchsticht, in dem wasserhaltigen Medium 12 stabilisiert wird. Mit anderen Worten kann die Positionierung des medizintechnischen Gerätes 3 in dem derart ausgebildeten wasserhaltigen Medium 12 nur durch Ausüben einer (leichten) Kraft bzw. eines Drucks verändert werden. Wird keine Kraft auf das medizintechnische Gerät 3 ausgeübt, steckt es in diesem Ausführungsbeispiel in dem wasserhaltigen Medium 12 in der entsprechenden Positionierung fest bzw. wird stabilisiert.
In Ausführungen der Erfindung kann das wasserhaltige Medium 12 wenigstens eines der folgenden Materialien umfassen: Pektin, Galantine, Agarose, Polyacryamid, Polyurethan-Polymer. Insbesondere kann das wasserhaltige Medium 12 zwei Komponenten umfassen. Dabei kann eine der beiden Komponenten eine feste Komponente ausbilden und die andere Komponente kann eine flüssige Komponente ausbilden. Die feste Komponente kann dabei insbesondere durch eines der oben genannten Materialien ausgebildet werden. Die feste Komponente kann insbesondere eine dreidimensionale Gitterstruktur bzw. ein dreidimensionales Netzwerk ausbilden. Die flüssige Komponente kann in Poren dieses Netzwerkes eingeschlossen sein. Die flüssige Komponente kann dabei beispielsweise Wasser, insbesondere destilliertes Wasser, sein.
Das wasserhaltige Medium 12 ist derart ausgebildet, dass es in dem medizinischen Bild sichtbar ist. Mit anderen Worten erzeugt das wasserhaltige Medium 12 bei der Magnet-Resonanz-Tomographie ein Signal, welches erfasst und in dem medizinischen Bild abgebildet werden kann. Wenn das medizintechnische Gerät 3 in das wasserhaltige Medium 12, also in den Kanal 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 eingeführt wird, verdrängt es das wasserhaltige Medium 12 an der Stelle. Auf diese Weise kann das medizintechnische Gerät 3 indirekt in dem medizinischen Bild sichtbar gemacht werden. Insbesondere ist somit das medizintechnische Gerät 3 in dem medizinischen Bild sichtbar, bevor es durch die Oberfläche 21 in das Objekt 2 eingeführt wird.
Auf diese Weise kann in dem medizinischen Bild eine Positionierung des medizintechnischen Gerätes 3 überprüft werden. Insbesondere kann überprüft werden, ob die Positionierung des medizintechnischen Gerätes 3 dazu geeignet ist, das medizintechnische Gerät 3 bis zu der Zielposition 24 zu bewegen. Dabei kann insbesondere überprüft werden, dass das medizintechnische Gerät 3 auf dem Pfad 4.1, 4.2, 4.3 zu der Zielposition 24 keinen kritischen Bereich 25 durchquert und/oder verletzt. Die Positionierung kann somit vor dem Einführen des medizintechnischen Gerätes 3 in das Objekt 2 überprüft und gegebenenfalls korrigiert werden.
In Ausführungsformen der Erfindung kann das wasserhaltige Medium 12 nach dem Durchstechen mit dem medizintechnischen Gerät 3 aushärten. Insbesondere kann das wasserhaltige Medium 12 polymerisieren. Dafür kann das medizintechnische Gerät 3 wenigstens teilweise mit einem Polymerisationskatalysator beschichtet sein. Der Polymerisationskatalysator kann insbesondere ein Radikalstarter bzw. ein radikalbildender Initiator sein. Beispielsweise kann der Polymerisationskatalysator Polyacrylamid oder Ammoniumpersulfat (Akronym: APS) oder ein Peroxid oder eine Azoverbindung sein. Alternativ kann der Polymerisationskatalysator ein ionischer Initiator sein. Insbesondere umfasst das wasserhaltige Medium 12 in diesem Fall wenigstens eine polymerisierbare Komponente. Die polymerisierbare Komponente umfasst dabei insbesondere Monomere des Polymers, zu dem die polymerisierbare Komponente bzw. das wasserhaltige Medium aushärtet. Die Monomere sind dabei insbesondere durch wenigstens eine Doppelbindung charakterisiert. Die polymerisierbare Komponente kann insbesondere Dicarbonsäure und mehrwertige Alkohole (bspw. Glycerin) oder Diphenylcarbonat und aromatische Diole oder Vinylchlorid oder Ethylen umfassen. Wenn das wasserhaltige Medium 12 mit dem Polymerisationskatalysator in Berührung kommt, wird die Polymerisation der polymerisierbaren Komponente, die zum Aushärten des wasserhaltigen Mediums 12 führt, aktiviert. Durch das Aushärten wird die Positionierung des medizintechnischen Gerätes 3 nach dem Aushärten fixiert. Insbesondere kann nach dem Aushärten die Position und der zweite Winkel 21c des medizintechnischen Gerätes 3 nicht mehr verändert werden. Das medizintechnische Gerät 2 kann dann insbesondere nur noch vorwärts und rückwärts bewegt werden. Durch eine Vorwärtsbewegung wird das medizintechnische Gerät 3 in das Objekt 2 eingeführt.
In einer alternativen, hier dargestellten, Ausführungsform kann das medizintechnische Gerät 3 mit einer Haltevorrichtung 14 in dem zweiten Winkel 21c fixiert werden. Die Haltevorrichtung 14 kann dafür eine Stütze 14c umfassen, mit der das medizintechnische Gerät 3 gegenüber der Oberfläche 21 abgestützt werden kann. Die Stütze 14c kann dafür einen Winkel von 90° abzüglich dem zweiten Winkel 21c zwischen zwei Schenkeln 14a, 14b der Haltevorrichtung 14 aufspannen. Der Winkel kann durch ein „Aus- und Einfahren“ der Stütze 14c variiert werden. Zum „Aus- und Einfahren“ der Stütze 14c kann die Länge der Stütze 14c variiert werden. Dafür kann die Stütze 14c mit einer Schraubvorrichtung mehr oder weniger weit herausgedreht werden. Alternativ kann die Stütze 14c als Feder ausgebildet sein, die mehr oder weniger stark gespannt wird. Das medizintechnische Gerät 3 kann auf einem der Schenkel 14a abgelegt werden und derart in dem zweiten Winkel 21c stabilisiert werden.
In einer Ausführungsform der Erfindung können die Öffnungen des Kanals 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 bzw. der Bohrung, die den Kanal 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 ausbildet, mit einer Folie versiegelt sein. Die Folie ist dabei derart ausgebildet, dass sie mit dem medizintechnischen Gerät 3 durchstechbar ist. Die Folie kann dabei insbesondere eine Kunststofffolie sein. Die Folie kann dabei ein Herausfließen des wasserhaltigen Mediums 12 aus dem Kanal 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 und/oder ein Verschmutzen bzw. Kontaminieren des wasserhaltigen Mediums 12 verhindern.
In einer Ausführungsform der Erfindung kann das wasserhaltige Medium 12 mit einem Kontrastmittel dotiert sein. Das Kontrastmittel ist dabei derart ausgebildet, dass es in dem medizinischen Bild darstellbar ist. Insbesondere ist das mit dem Kontrastmittel dotierte wasserhaltige Medium 12 in dem medizinischen Bild darstellbar. Das Kontrastmittel ist somit ein MRT Kontrastmittel. Das Kontrastmittel umfasst dabei insbesondere Gadolinium und/oder ein Eisenoxid.
2 zeigt das erste Ausführungsbeispiel des Positionierungsunterstützungssystems 1 mit Pfaden 4.1, 4.2, 4.3.
In der Abbildung sind beispielhaft Pfade 4.1, 4.2, 4.3 von jedem der drei dargestellten Kanäle 11.1, 11.2, 11.3 zu der Zielposition 24 in der Zielregion 23 dargestellt. Das medizintechnische Gerät 3 kann entlang einer der Pfade 4.1, 4.2, 4.3 zu der Zielposition 24 bewegt werden. Dafür sollte der entsprechende Kanal 11.1, 11.2, 11.3 in einer geeigneten Positionierung wie oben beschrieben mit dem medizintechnischen Gerät 3 durchstochen werden. Die geeignete Positionierung kann in dem medizinischen Bild wie oben beschrieben überprüft werden, bevor das medizintechnische Gerät 3 die Oberfläche 21 durchsticht.
Die Pfade 4.1, 4.2, 4.3 können derart ausgebildet sein, dass sie einen kritischen Bereich 25 umgehen. Mit anderen Worten sind die Pfade 4.1, 4.2, 4.3 derart ausgebildet, dass das medizintechnische Gerät 3, wenn es entlang einem der Pfade 4.1, 4.2, 4.3 geführt wird, den kritischen Bereich 25 nicht durchquert oder verletzt. Die Pfade 4.1, 4.2, 4.3 können insbesondere mit dem MRT Gerät oder mit einem Computersystem bzw. einer Recheneinheit insbesondere einem Auswertesystem bestimmt werden. Insbesondere können die Pfade 4.1, 4.2, 4.3 basierend auf einer Bildverarbeitung des medizinischen Bildes bestimmt werden.
Die Pfade 4.1, 4.2, 4.3 können klassifiziert sein. Insbesondere können die Pfade 4.1, 4.2, 4.3 basierend auf ihrem Verlauf und/oder ihrer mechanischen Realisierbarkeit klassifiziert sein. Insbesondere können die Pfade 4.1, 4.2, 4.3 in wenigstens zwei Klassen bzw. Kategorien klassifiziert sein. Beispielsweise können die Klassen mit „gut“ bzw. „geeignet“ und „schlecht“ bzw. „ungeeignet“ klassifiziert sein.
Wenn die Pfade 4.1, 4.2, 4.3 anhand ihres Verlaufs klassifiziert werden, können die Pfade 4.1, 4.2, 4.3, die durch einen kritischen Bereich 25 verlaufen oder sehr nah an einem kritischen Bereich 25 entlang verlaufen als „schlecht“ bzw. „ungeeignet“ klassifiziert werden.
Wenn die Pfade 4.1, 4.2, 4.3 anhand ihrer mechanischen Realisierbarkeit klassifiziert werden, kann berücksichtigt werden, ob das medizintechnische Gerät 3 dem zu klassifizierenden Pfad 4.1, 4.2, 4.3 folgen kann und/oder ob eine geeignete Positionierung des medizintechnischen Gerätes 3 mit der Positionierungsunterstützungssystem 1 realisierbar ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der linke Pfad 4.1 stark gekrümmt, um den kritischen Bereich 25 zu umgehen. Es ist möglich, dass das medizintechnische Gerät 3 dem Pfad 4.1 auf Grund der starken Krümmung nicht folgen kann. Mit anderen Worten kann das medizintechnische Gerät 3 zu steif sein, um dem Pfad 4.1 zu folgen. Aus diesem Grund kann der Pfad 4.1 mechanisch nicht realisierbar sein und als „schlecht“ bzw. „ungeeignet“ klassifiziert werden. Der rechte Pfad 4.3 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel verläuft in einem flachen Winkel zur Oberfläche direkt zu der Zielposition 24. Mit anderen Worten ist der zweite Winkel des rechten Pfades 4.3 relativ groß. Allerdings ist auf Grund der Weite des Kanals 11.3 und der Dicke der Platte 16 bzw. des Positionierungsunterstützungssystems 1 eine geeignete Positionierung des medizintechnischen Gerätes 3, um dem Pfad 4.3 zu folgen, nicht möglich bzw. realisierbar. Der zweite Winkel 21c, mit dem das medizintechnische Gerät 3 in den Kanal 11.3 in Verlängerung zu dem Pfad 4.3 eingeführt werden müsste, ist zu groß. Aus diesem Grund kann dieser Pfad 4.3 ebenfalls als „schlecht“ bzw. „ungeeignet“ klassifiziert werden.
Der mittlere Pfad 4.2 scheint mechanisch realisierbar zu sein und keinen kritischen Bereich 25 zu verletzen. Dieser Pfad 4.2 kann somit der Klasse „gut“ bzw. „geeignet“ zugeordnet werden.
Um aus den beiden beschriebenen Klassifikationen eine Gesamtklassifikation der Pfade 4.1, 4.2, 4.3 zu erstellen, können alle Pfade 4.1, 4.2, 4.3, die bei beiden Klassifikationen als „gut“ bzw. „geeignet“ klassifiziert wurden auch in der Gesamtklassifikation als „gut“ bzw. „geeignet“ klassifiziert werden. Pfade 4.1, 4.2, 4.3, die bei wenigstens einer der oben beschriebenen Klassifikationen als „schlecht“ bzw. „ungeeignet“ klassifiziert wurden, können auch in der Gesamtklassifikation als „schlecht“ bzw. „ungeeignet“ klassifiziert werden.
Die Klasse eines Pfades 4.1, 4.2, 4.3 bzw. die Klassifizierung bzw. die Klassifikation kann einem Bediener bereitgestellt werden. Der Bediener kann dabei insbesondere die Person sein, die die minimalinvasive Prozedur durchführt und/oder vorbereitet. Der Bediener kann insbesondere ein Mediziner oder eine medizinische Assistenz sein. Die Pfade 4.1, 4.2, 4.3 können dem Bediener dem medizinischen Bild überlagert mit einer Anzeigeeinheit dargestellt werden. Die Anzeigeeinheit kann dabei insbesondere ein Bildschirm bzw. ein Monitor sein. Dabei können Pfade 4.1, 4.2, 4.3 verschiedener Klassen in verschiedenen Farben dargestellt werden. Beispielsweise können Pfade 4.1, 4.3 der Klasse „schlecht“ bzw. „ungeeignet“ in Rot und Pfade 4.2 der Klasse „gut“ bzw. „geeignet“ in Grün dargestellt werden. Alternative Farben oder Strukturen der verschiedenen Klassen bei der Darstellung der Pfade 4.1, 4.2, 4.3 sind denkbar. Alternativ können dem Bediener auch nur die Pfade 4.2, die als „gut“ bzw. „geeignet“ klassifiziert sind, dargestellt werden.
3 zeigt eine Draufsicht auf das erste Ausführungsbeispiel des Positionierungsunterstützungssystems 1.
Das Positionierungsunterstützungssystem 1 umfasst in dem dargestellten Ausführungsbeispiel fünf Kanäle 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5. Alternativ kann das Positionierungsunterstützungssystem 1 auch mehr oder weniger als fünf Kanäle 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 umfassen. Mit anderen Worten umfasst das Positionierungsunterstützungssystem 1 eine Mehrzahl von Kanälen 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5.
Die Kanäle 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 können dabei wie oben beschrieben als Bohrungen in der Platte 16 ausgebildet sein. Die Kanäle 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 sind gitterförmig in der Platte 16 angeordnet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Kanäle 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 einen kreisförmigen Querschnitt bzw. eine kreisförmige Querschnittsfläche auf. In alternativen Ausführungsbeispielen kann die Querschnittsfläche wenigstens eines Kanals 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 eine alternative Form umfassen, beispielsweise ein beliebiges Polygon oder eine Ellipse.
4 zeigt eine Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel des Positionierungsunterstützungssystems 1.
Das Positionierungsunterstützungssystem 1 zeigt eine alternative Ausführungsform zu dem in den 1 bis 3 beschriebenen Positionierungsunterstützungssystem 1. Das hier dargestellte Positionierungsunterstützungssystem 1 unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel hinsichtlich der Querschnittsfläche der Kanäle 11 und der Anzahl der Kanäle 11. Die restliche Beschreibung zu den 1 bis 3 kann analog auf das hier dargestellt Positionierungsunterstützungssystem 1 übertragen werden.
Das Positionierungsunterstützungssystem 1 umfasst eine Mehrzahl von Kanälen 11, die alle mit dem oben beschriebenen wasserhaltigen Medium 12 gefüllt sind. Der Übersicht halber ist in der Abbildung nur ein Kanal 11 mit dem Bezugszeichen versehen. Die Kanäle 11 sind wabenförmig ausgebildet und gitterförmig angeordnet.
Die Wände zwischen den Kanälen 11 können ausreichend dick ausgebildet sein, um eine Stabilität der Platte 16 zu gewährleisten. Die Wände zwischen den Kanälen 11 können derart dünn ausgebildet sein, dass eine möglichst große Flexibilität bei der Wahl der Position, bei der das medizintechnische Gerät einen der Kanäle 11 durchstechen soll, bereitgestellt werden kann. Die Wände können beispielsweise 0,1mm oder 0,5mm oder 1mm oder 0,5cm oder 1cm dick sein. Die Wände können variabel in ihrer Dicke sein, insbesondere wenn die Kanäle 11 einen spitzen ersten Winkel 21b ungleich 0° mit der Flächennormalen 21a zu der Oberfläche 21 ausbilden. Mit anderen Worten kann die Dicke einer Wand zwischen zwei Kanäle über die Dicke des Positionierungsunterstützungssystems 1 variieren, wenn sich die spitzen ersten Winkel der Kanäle und/oder ihr Azimutwinkel unterscheiden. Mit anderen Worten kann die Dicke der Wand in Richtung der Flächennormalen 21a der Oberfläche 21 variabel ausgebildet sein.
5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Positionieren eines medizintechnischen Gerätes 3 mit einem Positionierungsunterstützungssystem 1.
Das Positionierungsunterstützungssystem 1 zum Ausführen des Verfahrens ist gemäß einem der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele gemäß den 1 bis 4 ausgebildet.
In einem Verfahrensschritt eines Auflegens S1 des Positionierungsunterstützungssystems 1 wird das Positionierungsunterstützungssystem 1 auf der Oberfläche 21 aufgelegt. Dabei kann das Auflegen S1 wie oben beschrieben ein Befestigen bzw. Fixieren des Positionierungsunterstützungssystems 1 auf der Oberfläche 21 bzw. auf/an dem Objekt 2 umfassen. Insbesondere kann vor dem Auflegen die Platte 16 des Positionierungsunterstützungssystems 1 mit einer Lokalspule 17 mit der Koppelvorrichtung wie oben beschrieben gekoppelt werden.
In einem Verfahrensschritt eines Erfassens S2 eines ersten medizinischen Bildes wird das erste medizinische Bild mit einem MRT Gerät erfasst. Mit anderen Worten ist das erste medizinische Bild somit ein MRT Bild. In dem ersten medizinischen Bild ist insbesondere das Positionierungsunterstützungssystem 1 auf der Oberfläche 21 abgebildet. Insbesondere kann in dem ersten medizinischen Bild außerdem die Zielregion 23 und die Zielposition 24 abgebildet sein. Insbesondere können auch ein oder mehrere kritische Bereiche 25 in dem ersten medizinischen Bild abgebildet sein.
In einem Verfahrensschritt eines Bestimmens S3 einer Position wenigstens eines Kanals 11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 und der Zielposition 24 in der Zielregion 23 werden die Position des wenigstens einen Kanals 11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 und der Zielposition 24 in dem ersten medizinischen Bild bestimmt. Der Verfahrensschritt kann insbesondere mit dem MRT Gerät und/oder mit einem Computersystem bzw. einer Recheneinheit insbesondere einem Auswertesystem ausgeführt werden. Die Position des wenigstens einen Kanals 11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 kann durch einen Schnittpunkt der Mittellinie 111.1, 111.2 des wenigstens einen Kanals 11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 mit der Kontaktfläche 13 definiert sein. Alternativ kann die Position des wenigstens einen Kanals 11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 die gesamte Öffnung des Kanals 11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 in der Kontaktfläche umfassen. Wenn das Positionierungsunterstützungssystem 1 eine Mehrzahl von Kanälen 11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 umfasst, kann die Position von mehr als einem Kanal 11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5, insbesondere von allen Kanälen 11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 bestimmt werden.
In einem Verfahrensschritt eines Bestimmens S4 eines Pfades 4.1, 4.2, 4.3 wird ein Pfad 4.1, 4.2, 4.3 für das medizintechnische Gerät 3 von der Position des Kanals 11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 zu der Zielposition 24 bestimmt. Der Verfahrensschritt kann insbesondere mit dem MRT Gerät und/ oder mit dem Computersystem bzw. der Recheneinheit insbesondere dem Auswertesystem ausgeführt werden. Insbesondere kann für mehr als einen Kanal 11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5, insbesondere für alle Kanäle 11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 ein Pfad 4.1, 4.2, 4.3 für das medizintechnische Gerät 3 bestimmt werden. Der Pfad 4.1, 4.2, 4.3 kann derart ausgebildet sein, dass er einen möglichst kurzen Weg von der Position des entsprechenden Kanals 11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 zu der Zielposition 24 ausbildet, ohne einen kritischen Bereich 24 zu durchqueren. Beim Bestimmen S4 des Pfades 4.1, 4.2, 4.3 kann insbesondere die Position des medizintechnischen Gerätes 3 bestimmt werden, an der das medizintechnische Gerät 3 den Kanal 11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 durchstechen soll.
In einem Verfahrensschritt eines Bestimmens S5 eines zweiten Winkels 21c wird der Winkel relativ zu der Flächennormalen 21a der Oberfläche 21 bestimmt, mit dem das medizintechnische Gerät 3 den wenigstens einen Kanal 11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 durchstechen soll, um dem entsprechenden Pfad 4.1, 4.2, 4.3 zu folgen. Der Verfahrensschritt kann insbesondere mit dem MRT Gerät und/oder mit dem Computersystem bzw. der Recheneinheit insbesondere dem Auswertesystem ausgeführt werden. Insbesondere kann der zweite Winkel 21c für mehr als einen Kanal 11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5, insbesondere für jeden Kanal 11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5, für den auch ein Pfad 4.1, 4.2, 4.3 bestimmt wurde, bestimmt werden.
Optional kann außerdem ein Azimutwinkel für die Ausrichtung bzw. Positionierung des medizintechnischen Gerätes 3 bestimmt werden. Der Azimutwinkel gibt dabei eine Rotation des medizintechnischen Gerätes 3 um die Flächennormale 21a zu der Oberfläche 21 als Rotationsachse an. Der Azimutwinkel wird derart bestimmt, dass das medizintechnische Gerät 3 dem Pfad 4.1, 4.2, 4.3 folgen kann. Insbesondere kann dann die Ausrichtung bzw. Positionierung des medizintechnischen Gerätes 3 beim Durchstechen des Kanals 11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 in Kugelkoordinaten angegeben werden.
In einem optionalen Verfahrensschritt eines Klassifizierens 02 wird der in dem Verfahrensschritt des Bestimmens S4 des Pfades 4.1, 4.2, 4.3 bestimmte Pfad 4.1, 4.2, 4.3 klassifiziert. Der Verfahrensschritt kann insbesondere mit dem MRT Gerät und/oder mit dem Computersystem bzw. der Recheneinheit insbesondere dem Auswertesystem ausgeführt werden. Insbesondere werden alle Pfade 4.1, 4.2, 4.3 in dem Verfahrensschritt des Klassifizierens 02 klassifiziert, wenn mehr als ein Pfad 4.1, 4.2, 4.3 bestimmt wurde. Das in dem Verfahrensschritt des Klassifizierens 02 bestimmte Klassifikation der Pfade 4.1, 4.2, 4.3 kann insbesondere wie bezüglich 2 beschrieben ausgebildet werden.
Insbesondere kann das Klassifizieren 02 auf einer Bildverarbeitung des ersten medizinischen Bildes basierend. Alternativ oder zusätzlich kann das Klassifizieren 02 durch Anwenden einer trainierten Funktion auf die Pfade 4.1, 4.2, 4.3 und/oder das erste medizinische Bild erfolgen. Die trainierte Funktion kann insbesondere auf einem maschinellen Lernen (engl.: Machine Leraning) bzw. einem tiefen Lernen (engl.: Deep Learning) basieren.
Für ein Training der trainierten Funktion kann die trainierte Funktion auf eine Mehrzahl von vorklassifizierten Pfaden und ersten medizinischen Bildern angewendet werden. Dabei klassifiziert die trainierte Funktion die Pfade der Mehrzahl von Pfaden. Die durch die trainierte Funktion bestimmte Klassifikation jedes Pfades wird mit der vorbestimmten Klassifikation des entsprechenden Pfades verglichen. Die trainierte Funktion wird dann derart angepasst, dass in einem wiederholten Anwenden der trainierten Funktion auf die Pfade die durch die trainierte Funktion bestimmte Klassifikation der vorbestimmten Klassifikation besser entspricht. Das Training wird iterativ so lange wiederholt, bis ein Abbruchkriterium erfüllt ist. Das Abbruchkriterium kann insbesondere eine minimale Ähnlichkeit zwischen der von der trainierten Funktion bestimmten Klassifikation und der vorbestimmten Klassifikation umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann das Abbruchkriterium eine maximale Anzahl an Iterationen bzw. Anpassungen der trainierten Funktion sein.
In einem optionalen Verfahrensschritt eines Einstellens O1 des zweiten Winkels 21c wird der zweite Winkel 21c mit der Haltevorrichtung 14 eingestellt. Wenn mehr als ein Pfad 4.1, 4.2, 4.3 und damit mehr als ein zweiter Winkel 21c bestimmt wurde, wird der zweite Winkel 21c eines ausgewählten Pfades 4.1, 4.2, 4.3 mit der Haltevorrichtung 14 eingestellt. Insbesondere kann der Pfad 4.1, 4.2, 4.3 basierend auf der Klassifizierung ausgewählt werden. Alternativ oder zusätzlich oder zusätzlich kann der Pfad 4.1, 4.2, 4.3 basierend auf einer persönlichen Vorliebe des Bedieners ausgewählt werden. Das Auswählen kann insbesondere automatisiert oder durch den Bediener manuell erfolgen.
Die Haltevorrichtung 14 kann dabei wie bezüglich 1 beschrieben ausgebildet sein. Der Winkel, der mit der Haltevorrichtung 14 eingestellt wird, entspricht dabei insbesondere 90° abzüglich dem zweiten Winkel 21c. Insbesondere kann die Haltevorrichtung 14 automatisiert derart eingestellt werden, dass die Haltevorrichtung 14 das medizintechnische Gerät 3 in dem zuvor bestimmten zweiten Winkel 21c stabilisiert.
In einem Verfahrensschritt eines Durchstechens S6 des Kanals 11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 wird das medizintechnische Gerät 3 in den Kanal 11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 eingeführt. Insbesondere wird das medizintechnische Gerät 3 dabei unter dem zweiten Winkel 21c zu der Flächennormalen 21a der Oberfläche 21 in den Kanal 11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 eingeführt. Insbesondere kann das medizintechnische Gerät 3 an einer für die minimalinvasive Prozedur geeigneten Position und/oder in einem geeigneten zweiten Winkel 21c und/oder unter einem geeigneten, oben beschriebenen, Azimutwinkel in den Kanal 11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 eingeführt werden. Dabei beschreibt das Einführen in den Kanal 11 das Durchstechen S2 des Kanals 11. Insbesondere kann das medizintechnische Gerät 3 in diesem Verfahrensschritt derart den Kanal 11 durchstechen, dass es die Oberfläche 21 nicht verletzt. Insbesondere wird, wenn eine Mehrzahl von Pfaden 4.1, 4.2, 4.3 bestimmt wurde, das medizintechnische Gerät 3 in den dem ausgewählten Pfad 4.1, 4.2, 4.3 entsprechenden Kanal 11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 eingeführt. Der Verfahrensschritt des Durchstechens S6 des Kanals 11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 kann insbesondere auch vor dem optionalen Einstellen O1 des zweiten Winkels 21c ausgeführt werden.
In Ausführungsformen der Erfindung kann das wasserhaltige Medium 12, mit dem der Kanal 11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 gefüllt ist, nach dem Durchstechen S2 des Kanals mit dem medizintechnischen Gerät 3 wie oben beschrieben aushärten. Dabei wird das medizintechnische Gerät 3 durch das Aushärten in dem zweiten Winkel 21c fixiert. Insbesondere wird das medizintechnische Gerät 3 an der Position, an der es in den Kanal 11 eingeführt wurde, fixiert. Mit anderen Worten wird die Positionierung des medizintechnischen Gerätes 3 durch das Aushärten fixiert.
In einem Verfahrensschritt eines Erfassens S7 eines zweiten medizinischen Bildes wird das zweite medizinische Bild mit dem MRT Gerät erfasst. Dabei ist in dem zweiten medizinischen Bild das medizintechnische Gerät 3 in dem wasserhaltigen Medium 12 abgebildet bzw. sichtbar. Insbesondere ist in dem medizinischen Bild sichtbar, dass das medizintechnische Gerät 3 das wasserhaltige Medium 12, 12a, 12b in dem Kanal verdrängt. Insbesondere kann das medizintechnische Gerät 3 außerdem in dem medizinischen Bild durch Artefakte indirekt abgebildet werden. Die Artefakte werden dabei durch eine Magnetfeldverzerrung, welche das medizintechnische Gerät 3 verursacht, erzeugt bzw. bewirkt. Das medizintechnische Gerät 3 erzeugt eine derartige Magnetfeldverzerrung, wenn es wenigstens teilweise aus einem Metall insbesondere einem magnetisierbaren Metall besteht. Mit anderen Worten ist das medizintechnische Gerät 3 durch das Verdrängen und/oder die Magnetfeldverzerrung in dem medizinischen Bild wenigstens indirekt sichtbar bzw. abgebildet. Insbesondere kann in dem zweiten medizinischen Bild außerdem die Zielposition 24 und/oder ein oder mehr kritische Bereiche 25 abgebildet sein. Insbesondere kann ein in dem zweiten medizinischen Bild abgebildeter Bildausschnitt einem in dem ersten medizinischen Bild abgebildeten Bildausschnitt entsprechen. Mit anderen Worten können in dem ersten und zweiten medizinischen Bild die gleichen Ausschnitte bzw. Teile bzw. Bereiche des Objektes 2 und/oder des Positionierungsunterstützungssystems 1 abgebildet sein.
In einem Verfahrensschritt eines Überprüfens S8 wird in dem zweiten medizinischen Bild überprüft, ob die Positionierung des medizintechnischen Gerätes 3 derart ausgebildet ist, dass es dem entsprechenden Pfad 4.1, 4.2, 4.3 folgen kann. Insbesondere kann überprüft werden, ob die Positionierung des medizintechnischen Gerätes 3 zum Durchführen der minimalinvasiven Prozedur geeignet ist. Insbesondere kann überprüft werden, ob das medizintechnische Gerät 3 derart positioniert ist, dass es in das Objekt 2 zur Zielposition 24 entlang eines bestimmten und ausgewählten Pfades 4.1, 4.2, 4.3 geführt werden kann. Dabei beschreibt die Positionierung die Position und/oder den zweiten Winkel 21c des medizintechnischen Gerätes 3. Optional kann die Positionierung außerdem den Azimutwinkel des medizintechnischen Gerätes 3 beschreiben.
Das Überprüfen S8 kann manuell, beispielsweise durch den Bediener, ausgeführt werden. Alternativ kann das Überprüfen S8 insbesondere mit dem MRT Gerät und/oder mit einem Computersystem bzw. einer Recheneinheit insbesondere einem Auswertesystem ausgeführt werden. Insbesondere kann das Überprüfen S8 auf einer Bildverarbeitung des zweiten medizinischen Bildes, insbesondere einer Segmentierung, basieren. Zum Überprüfen S8 kann insbesondere das medizintechnische Gerät 3, der Kanal 11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 und/oder die Zielposition 24 in dem zweiten medizinischen Bild segmentiert werden. Zusätzlich kann außerdem noch ein oder mehrere kritische Bereiche 25 in dem zweiten medizinischen Bild segmentiert werden.
Das medizintechnische Gerät 3 kann gegebenenfalls repositioniert werden, wenn auf dem medizinischen Bild erkennbar ist, dass die Positionierung des medizintechnischen Gerätes 3 nicht geeignet bzw. nicht optimal ist, um dem ausgewählten Pfad 4.1, 4.2, 4.3 zu folgen. Dafür können die oben genannten Verfahrensschritte wenigstens teilweise beliebig oft wiederholt werden. Insbesondere können die Verfahrensschritte des Durchstechens S6 des Kanals 11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5, des Erfassens S7 des zweiten medizinischen Bildes und des Überprüfens S8 der Positionierung des medizintechnischen Gerätes 3 in dem Kanal 11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 in Abhängigkeit des zweiten medizinischen Bildes iterativ solange ausgeführt werden, bis die Positionierung des medizintechnischen Gerätes 3 zum Durchführen der minimalinvasiven Prozedur geeignet ist. Insbesondere ist somit ein Repositionieren möglich, ohne dass das medizintechnische Gerät 3 wiederholt durch die Oberfläche 21 in das Objekt 2 eingeführt werden muss.
Wo noch nicht explizit geschehen, jedoch sinnvoll und im Sinne der Erfindung, können einzelne Ausführungsbeispiele, einzelne ihrer Teilaspekte oder Merkmale miteinander 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

Positionierungsunterstützungssystem (1) zum Positionieren eines medizintechnischen Gerätes (3) in Abhängigkeit wenigstens eines medizinischen Bildes, wobei das wenigstens eine medizinische Bild insbesondere ein Magnet-Resonanz-Tomographie Bild ist, wobei das Positionierungsunterstützungssystem (1) zum Auflegen auf eine Oberfläche (21) ausgebildet ist, wobei das Positionierungsunterstützungssystem (1) wenigstens einen Kanal (11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5, 11.5) für das medizintechnische Gerät (3) umfasst, wobei der Kanal (11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5, 11.5) in einem spitzen ersten Winkel (21b) zu einer Flächennormalen (21a) der Oberfläche (21) ausgebildet ist, wobei der Kanal (11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5, 11.5) mit dem medizintechnischen Gerät (3) durchstechbar ist, wobei der Kanal (11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5, 11.5) mit einem wasserhaltigen Medium (12) gefüllt ist, wobei das medizintechnische Gerät (3) in dem wasserhaltigen Medium (12) in dem medizinischen Bild darstellbar ist, wobei das Positionierungsunterstützungssystem (1) eine Platte (16) umfasst, wobei der Kanal (11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5, 11.5) als Bohrung in der Platte (16) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das medizintechnische Gerät (3) mit einem Polymerisationskatalysator beschichtet ist, wobei das wasserhaltige Medium (12) wenigstens eine polymerisierbare Komponente umfasst, wobei das wasserhaltige Medium (12) nach dem Durchstechen mit dem medizintechnischen Gerät (3) aushärtet.
Positionierungsunterstützungssystem (1) nach Anspruch 1, wobei das medizintechnische Gerät (3) eine Biopsienadel ist.
Positionierungsunterstützungssystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das wasserhaltige Medium (12) wenigstens eines der folgenden Materialien umfasst: Pektin, Gelatine, Agarose, Polyacryamid, Polyurethan-Polymer.
Positionierungsunterstützungssystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend eine Haltevorrichtung (14) für das medizintechnische Gerät (3), wobei die Haltevorrichtung (14) dazu ausgebildet ist, das medizintechnische Gerät (3) in einem zweiten Winkel (21c) relativ zu der Flächennormalen (21a) der Oberfläche (21) zu stabilisieren.
Positionierungsunterstützungssystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Kanal (11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5, 11.5) eine größere Weite aufweist als das medizintechnische Gerät (3), wobei der Kanal (11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5, 11.5) mit dem medizintechnischen Gerät (3) unter einem zweiten Winkel (21c) zu der Flächennormalen (21a) der Oberfläche (21) durchstechbar ist.
Positionierungsunterstützungssystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Kanal (11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5, 11.5) an beiden Öffnungen mit einer Folie versiegelt ist, wobei die Folie mit dem medizintechnischen Gerät (3) durchstechbar ist.
Positionierungsunterstützungssystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Positionierungsunterstützungssystem (1) eine Mehrzahl von Kanälen (11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5, 11.5) umfasst, wobei die Mehrzahl von Kanälen (11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5, 11.5) gitterförmig in der Platte (16) angeordnet sind.
Positionierungsunterstützungssystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Platte (16) eine Koppelvorrichtung zum Koppeln der Platte mit einer Lokalspule (17), insbesondere einer Loop Spule oder einer Butterfly Spule, umfasst, wobei die Lokalspule (17) ein Gegenstück zu der Koppelvorrichtung umfasst.
Positionierungsunterstützungssystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das wasserhaltige Medium (12) mit einem Kontrastmittel dotiert ist, wobei das Kontrastmittel insbesondere Gadolinium und/oder ein Eisenoxid umfasst.
Verfahren zum Positionieren eines medizintechnischen Gerätes (3) mit einem Positionierungsunterstützungssystem (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 umfassend folgende Verfahrensschritte: - Auflegen (S1) des Positionierungsunterstützungssystems (1) auf der Oberfläche (21), - Erfassen (S2) eines ersten medizinischen Bildes mit einem Magnet-Resonanz-Tomographie Gerät, - Bestimmen (S3) einer Position des wenigstens einen Kanals (11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5, 11.5) und einer Zielposition (24) in einer Zielregion (23) in dem ersten medizinischen Bild, - Bestimmen (S4) eines Pfades (4.1, 4.2, 4.3) des medizintechnischen Gerätes (3) von der Position des wenigstens einen Kanals (11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5, 11.5) zu der Zielposition (24), - Bestimmen (S5) eines zweiten Winkels (21c) relativ zu der Flächennormalen (21a) der Oberfläche (21), mit dem das medizintechnische Gerät (3) den wenigstens einen Kanal (11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5, 11.5) durchstechen soll, um dem Pfad (4.1, 4.2, 4.3) zu folgen, - Durchstechen (S6) des Kanals (11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5, 11.5) mit dem medizintechnischen Gerät (3) in dem zweiten Winkel (21c), - Erfassen (S7) eines zweiten medizinischen Bildes mit dem Magnet-Resonanz-Tomographie Gerät, wobei das medizintechnische Gerät (3) in dem zweiten medizinischen Bild innerhalb des wasserhaltigen Mediums (12) sichtbar ist, - Überprüfen (S8) in dem zweiten medizinischen Bild, ob die Positionierung des medizintechnischen Gerätes (3) in dem Kanal (11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5, 11.5) derart ausgebildet ist, dass das medizintechnische Gerät (3) dem Pfad (4.1, 4.2, 4.3) folgen kann.
Verfahren nach Anspruch 10 zum Positionieren eines medizintechnischen Gerätes (3) mit einem Positionierungsunterstützungssystem (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 in Kombination mit Anspruch 4 außerdem umfassend folgenden Verfahrensschritt: - Einstellen (O1) des zweiten Winkels (21c) mit der Haltevorrichtung (14).
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11 zum Positionieren eines medizintechnischen Gerätes (3) mit einem Positionierungsunterstützungssystem (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das wasserhaltige Medium (12) nach dem Durchstechen des Kanals (11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5, 11.5) mit dem medizintechnischen Gerät (3) aushärtet, wobei durch das Aushärten ein zweiter Winkel (21c) des medizintechnischen Gerätes (3) fixiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12 zum Positionieren eines medizintechnischen Gerätes (3) mit einem Positionierungsunterstützungssystem (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 in Kombination mit Anspruch 7, wobei in dem Verfahrensschritt des Bestimmens (S4) eines Pfades (4.1, 4.2, 4.3) jeweils ein Pfad (4.1, 4.2, 4.3) von der Position von mehr als einem Kanal (11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5, 11.5) der Mehrzahl von Kanälen (11, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5, 11.5) zu der Zielposition (24) bestimmt wird, wobei in dem Verfahrensschritt des Bestimmens (S5) des zweiten Winkels (21c) der Winkel für jeden Pfad (4.1, 4.2, 4.3) bestimmt wird, wobei das Verfahren außerdem folgenden Verfahrensschritt umfasst: - Klassifizieren (02) der Pfade (4.1, 4.2, 4.3) in Abhängigkeit ihres Verlaufs und/oder ihrer mechanischen Realisierbarkeit.