DE102021215054B3

DE102021215054B3 - Probeentnahmesystem zum Entnehmen wenigstens eines Materialpartikels

Info

Publication number: DE102021215054B3
Application number: DE102021215054.3A
Authority: DE
Inventors: Tobias Lenich; Torsten Niederdränk; Alois Regensburger; Sebastian Schäfer; Michael Wiets
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2021-12-28
Filing date: 2021-12-28
Publication date: 2023-03-16
Anticipated expiration: 2041-12-29

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Probeentnahmesystem (1) zum Entnehmen wenigstens eines Materialpartikels (22). Das Probeentnahmesystem umfasst eine Hohlnadel (11) und eine Ultraschallpulseinheit (12). Dabei umfasst die Hohlnadel (11) eine Öffnung (111). Dabei ist die Ultraschallpulseinheit (12) ausgebildet, einen fokussierten Ultraschallpuls (121) auszusenden. Dabei ist die Ultraschallpulseinheit (12) dazu ausgebildet mittels des Ultraschallpulses (121) das wenigstens eine Materialpartikel (22) aus einem Material (2) herauszulösen. Dabei ist die Hohlnadel (11) dazu ausgebildet das Materialpartikel (22) zu entnehmen. Dabei ist der Ultraschallpuls (121) an einen Innendurchmesser (Nd) der Hohlnadel (11) und/oder eine Position der Öffnung (111) der Hohlnadel (11) und/oder zum Herauslösen (S1) eines Materialpartikels (22) einer Höchstgröße angepasst. Dabei ist die Hohlnadel (11) zum Entnehmen (S2) des Materialpartikels (22) durch die Öffnung (111) ausgebildet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Probeentnahmesystem zum Entnehmen wenigstens eines Materialpartikels. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Entnehmen wenigstens eines Materialpartikels, welches ausgebildet ist, mit dem Probeentnahmesystem ausgeführt zu werden.
Es ist bekannt, eine Materialprobe mittels einer Hohlnadel aus einem Material zu entnehmen. Die Hohlnadel bildet dabei typischerweise einen Kanal aus. Mit anderen Worten bildet das Innere der Hohlnadel einen Kanal aus. Der Kanal ist über eine Öffnung mit einer die Hohlnadel umgebenden Umgebung verbunden. Mit anderen Worten umfasst die Hohlnadel typischerweise eine Öffnung, die den Kanal der Hohlnadel mit der Umgebung verbindet.
Die Materialprobe umfasst typischerweise wenigstens ein Materialpartikel. Das Materialpartikel kann dabei ein fester Bestandteil des Materials sein. Alternativ kann das Materialpartikel ein liquifiziertes Material sein.
Typischerweise wird die Hohlnadel zum Entnehmen des Materialpartikels in das Material eingeführt. Die Öffnung bildet dabei eine Verbindung zwischen dem Material und dem Kanal bzw. dem Inneren der Hohlnadel aus. Das Materialpartikel kann dann insbesondere mechanisch aus dem Material herausgelöst werden. Typischerweise kann das Materialpartikel durch Stochern mit der Hohlnadel in dem Material herausgelöst werden. Das derart herausgelöste Materialpartikel kann dann durch die Öffnung der Hohlnadel mit der Hohlnadel eingesammelt werden und mit der Hohlnadel aus dem Material entfernt bzw. entnommen werden. Mit anderen Worten kann das Materialpartikel durch die Öffnung der Hohlnadel in den Kanal der Hohlnadel aufgenommen werden und in dem oder durch den Kanal aus dem Material entfernt bzw. entnommen werden.
Zum Herauslösen des Materialpartikels ist alternativ bekannt, dass die Hohlnadel als Ultraschallsender fungiert. Dabei sendet die Hohlnadel Ultraschallwellen aus, die das Material im direkten Umfeld der Hohlnadel liquifizieren und/oder feste Materialpartikel aus dem Material herauslösen.
Die beschriebenen Vorgehen sind insbesondere in der Anwendung an einem Patienten, beispielsweise aus der Biopsie bekannt. Bei der Biopsie wird typischerweise eine Gewebeprobe aus einem auffälligen Gewebebereich eines Patienten mittels der Hohlnadel entnommen. Das Material ist also Gewebe und das Materialpartikel ein Gewebepartikel und/oder liquifiziertes Gewebe.
Das mechanische Herauslösen des Materialpartikels kann insbesondere bei der Anwendung am Patienten unangenehm und wenig effektiv sein. Dabei werden dem Patienten unnötige Schmerzen zugefügt. Außerdem kann das mechanische Herauslösen des wenigstens einen Materialpartikels zu einer Entzündungsreaktion bzw. Infektion führen. Zudem können mechanisch unter Umständen nur zu wenige Materialpartikel erzeugt werden und die Probeentnahme muss wiederholt werden, da die entnommene Materialprobe zu klein war. Alternativ oder zusätzlich können mechanisch unter Umständen nur zu große Materialpartikel herausgelöst werden, die zu einem Verstopfen der Hohlnadel führen.
Ein Verstopfen der Hohlnadel durch zu große Materialpartikel kann auch bei einem oben beschriebenen Herauslösen des wenigstens einen Materialpartikels mittels durch die Hohlnadel ausgesendete Ultraschallwellen auftreten. Typischerweise werden die Materialpartikel bei diesem Vorgehen ohne Größenkontrolle herausgelöst, was dazu führen kann, dass ein zu großes Materialpartikel herausgelöst und mit der Hohlnadel eingesammelt wird. Dabei verstopft die Hohlnadel.
Das zu große Materialpartikel lediglich aus der Hohlnadel mittels Überdrucks herauszudrücken kann dazu führen, dass dasselbe Materialpartikel beim Fortsetzen der Probeentnahme erneut von der Hohlnadel eingesammelt wird und diese erneut verstopft. Aus diesem Grund muss die Probeentnahme möglicherweise abgebrochen werden. Da die Probeentnahme in einem solchen Fall erneut durchgeführt werden muss, führt dies zu Unannehmlichkeiten für den Patienten und kann wiederrum ein Infektionsrisiko bzw. Entzündungsrisiko für den Patienten erhöhen.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung ein System bereitzustellen, mit welchem eine Probeentnahme wenigstens eines Materialpartikels aus einem Material möglichst effizient durchgeführt werden kann.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Probeentnahmesystem zum Entnehmen wenigstens eines Materialpartikels und ein Verfahren zum Entnehmen wenigstens eines Materialpartikels 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 das beanspruchte System 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 ein System 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 Probeentnahmesystem zum Entnehmen wenigstens eines Materialpartikels. Das Probeentnahmesystem umfasst eine Hohlnadel, die eine Öffnung umfasst. Das Probeentnahmesystem umfasst außerdem eine Ultraschallpulseinheit. Dabei ist die Ultraschallpulseinheit dazu ausgebildet einen fokussierten Ultraschallpuls auszusenden. Dabei ist die Ultraschallpulseinheit dazu ausgebildet mittels des Ultraschallpulses das wenigstens eine Materialpartikel aus einem Material herauszulösen. Dabei ist die Hohlnadel dazu ausgebbildet, das Materialpartikel zu entnehmen. Dabei ist der Ultraschallpuls an einen Innendurchmesser der Hohlnadel und/oder eine Position der Öffnung der Hohlnadel und/oder zum Herauslösen eines Materialpartikels einer Höchstgröße angepasst. Dabei ist die Hohlnadel zum Entnehmen des Materialpartikels durch die Öffnung ausgebildet.
Das Materialpartikel besteht dabei aus dem Material. Mit anderen Worten ist das Materialpartikel aus dem Material ausgebildet. Das wenigstens eine Materialpartikel ist dabei insbesondere ein festes Stück bzw. Teil aus dem Material. Alternativ kann das Materialpartikel ein liquifiziertes Material umfassen. Insbesondere kann das wenigstens eine Materialpartikel von einer Materialprobe umfasst sein, die mit dem Probeentnahmesystem entnommen wird. Dabei kann die Materialprobe eine Mehrzahl von Materialpartikeln umfassen. Insbesondere kann die Materialprobe nur feste Stücken des Materials oder nur liquifiziertes Material oder eine beliebige Mischung aus festen Stücken und liquifiziertem Material umfassen.
Das Materialpartikel kann insbesondere aus einem Probeentnahmebereich innerhalb des Materials entnommen werden.
Das Material kann insbesondere ein Gewebe, insbesondere ein menschliches oder tierisches Gewebe sein.
Die Probeentnahme kann an einem Patienten angewendet werden. Beispielsweise kann es sich bei der Probeentnahme insbesondere um eine Biopsie handeln. Dabei wird ein Gewebe aus einem Patienten entnommen. Mit anderen Worten ist dabei das Material ein Gewebe. Insbesondere kann das Gewebe ein auffälliges Gewebe, beispielsweise ein Tumorgewebe sein. Alternativ kann es sich bei der Probeentnahme um eine Fettabsaugung oder eine Absaugung von entzündetem bzw. eitrigem Gewebe oder eine Absaugung einer Raumforderung handeln.
Die Hohlnadel ist dazu ausgebildet in das Material eingeführt zu werden. Dafür kann die Hohlnadel eine Spitze und/oder eine Schneidkante umfassen, die das Material durchdringen kann. Die Hohlnadel bildet in ihrem Inneren einen Kanal aus. Der Kanal kann dabei insbesondere einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen und sich entlang der Hohlnadel erstrecken. Die Hohlnadel umfasst außerdem eine Öffnung, mit der sie das Materialpartikel entnehmen bzw. aufsammeln kann. Mit anderen Worten ist die Öffnung dazu ausgebildet, das Materialpartikel aufzunehmen und in das Innere bzw. den Kanal der Hohlnadel zu transportieren. Mit anderen Worten bildet die Öffnung somit einen Ausgang des Kanals aus der Hohlnadel aus. Die Öffnung bildet somit eine Verbindung zwischen dem Kanal und der Umgebung, beispielsweise dem Material aus. Von dem Inneren der Hohlnadel bzw. von dem Kanal kann das Materialpartikel durch einen Unterdruck abgesaugt werden. Alternativ kann das Materialpartikel bei einem Entfernen der Hohlnadel aus dem Material gemeinsam mit der Hohlnadel aus dem Material entfernt und auf diese Weise entnommen werden.
Insbesondere kann an der Hohlnadel ein Unterdruck angelegt werden, mit dem das Materialpartikel zum Entnehmen in die Hohlnadel gezogen bzw. gesaugt wird.
Die Hohlnadel kann insbesondere ein Drainageschlauch oder ein Hohlkatheter oder ein Stent oder eine Biopsienadel etc. sein.
Die Ultraschallpulseinheit umfasst einen Ultraschallsender, der zum Aussenden des fokussierten Ultraschallpulses ausgebildet ist. Der Ultraschallsender kann beim Aussenden des Ultraschallpulses auf das Material aufgelegt werden. Der Fokus des Ultraschallpulses liegt dabei innerhalb des Materials.
Der Ultraschallpuls ist dazu ausgebildet, das Materialpartikel aus dem Material herauszulösen. Dafür kann das Material im Fokus des Ultraschallpulses derart verändert bzw. zerstört werden, dass das Materialpartikel aus dem Material herausgelöst wird. Insbesondere kann der Ultraschallpuls dazu ausgebildet sein, das Materialpartikel aus dem Material herauszuschneiden. Alternativ kann der Ultraschallpuls dazu ausgebildet sein, das Material im Fokus des Ultraschallpulses zu liquifizieren.
Insbesondere kann eine Intensität des Ultraschallpulses variabel sein. Dabei kann die Intensität derart gewählt werden, dass mit dem Ultraschallpuls das Material gezielt verändert werden kann. „Das Material verändern“ kann dabei bedeuten, dass das Material geschnitten und/oder zerstört und/oder liquifiziert etc. wird. Insbesondere kann innerhalb eines ersten Intensitätsbereiches des Ultraschallpulses das Material „geschnitten“ werden. Insbesondere kann innerhalb eines zweiten Intensitätsbereiches des Ultraschallpulses das Material liquifiziert werden. Der erste und der zweite Intensitätsbereich können dabei wenigstens teilweise überlappen.
Insbesondere ist der Ultraschallpuls dazu ausgebildet eine Kavitationsblase in dem Material zu erzeugen. Die Kavitationsblase entsteht dabei durch die große Intensität bzw. Energie, die im Fokus des Ultraschallpulses in das Material eingebracht wird. Die Kavitationsblase ist dabei eine Blase, die ein Vakuum in ihrem Inneren ausbildet. Durch das Ausbilden der Kavitationsblase wird das Material in dem direkten Umfeld der Kavitationsblase durch die Kavitationsblase verdrängt und somit zunächst komprimiert. Diese Kavitationsblase hat nur eine kurze Lebensdauer. Beim Implodieren der Kavitationsblase wird das komprimierte Material plötzlich wieder ausgedehnt bzw. dekomprimiert. Dabei wird das Material zerstört bzw. auseinandergerissen. Auf diese Weise wird somit das Material wie oben beschrieben verändert. Insbesondere kann auf diese Weise das Materialpartikel herausgelöst bzw. herausgeschitten werden.
Das herausgelöste Materialpartikel ist dabei derart ausgebildet, dass es mit der Hohlnadel entnehmbar ist. Mit anderen Worten ist das Materialpartikel derart ausgebildet, dass es durch die Öffnung der Hohlnadel in das Innere der Hohlnadel aufnehmbar ist und auf diese Weise aus dem Probeentnahmebereich mit der Hohlnadel entnehmbar ist. Mit anderen Worten ist das Materialpartikel derart ausgebildet, dass das Materialpartikel mit der Hohlnadel eingesammelt werden kann.
Dafür kann der Ultraschallpuls an einen Innendurchmesser der Hohlnadel angepasst sein. Mit anderen Worten ist der Ultraschallpuls derart ausgebildet, dass das mit dem Ultraschallpuls herausgelöste Materialpartikel an den Innendurchmesser angepasst ist. Insbesondere weist das Materialpartikel dabei maximal einen Durchmesser auf, der dem Innendurchmesser des Materialpartikels entspricht. Mit anderen Worten entspricht der Durchmesser des Materialpartikels an der dicksten bzw. breitesten Stelle des Materialpartikels maximal dem Innendurchmesser der Hohlnadel.
Der Innendurchmesser der Hohlnadel kann durch den Durchmesser der Querschnittsfläche des Kanals der Hohlnadel definiert sein. Wenn die Öffnung der Hohlnadel kleiner als der Durchmesser der Querschnittsfläche des Kanals ist, kann der Innendurchmesser alternativ durch die Größe der Öffnung definiert bzw. vorgegeben sein. Die Größe der Öffnung kann dabei durch den kleinsten Abstand zwischen zwei die Öffnung begrenzenden, gegenüberliegenden Kanten beschrieben werden.
Alternativ oder zusätzlich kann der Ultraschallpuls an eine Position der Öffnung der Hohlnadel angepasst sein. Mit anderen Worten kann eine Position des Fokus' des Ultraschallpulses an die Position der Öffnung der Hohlnadel angepasst sein. Mit anderen Worten kann der Ultraschallpuls derart ausgesendet werden, dass das Materialpartikel in einem Einsaugbereich vor der Öffnung der Hohlnadel aus dem Material herausgelöst wird. Der Einsaugbereich beschreibt dabei den Bereich vor der Öffnung der Hohlnadel, in dem die Hohlnadel das Materialpartikel einfach einsammeln bzw. entnehmen bzw. einsaugen kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Position des Fokus' des Ultraschallpulses in einem bestimmten bzw. vordefinierten Abstand zu der Öffnung der Hohlnadel angeordnet sein. Insbesondere kann auf diese Weise in Ausführungen der Erfindung eine Größe bzw. der Durchmesser des herausgelösten Materialpartikels vorgegeben werden.
Alternativ oder zusätzlich kann der Ultraschallpuls zum Herauslösen eines Materialpartikel einer Höchstgröße angepasst sein. Insbesondere kann dabei der Ultraschallpuls derart ausgebildet sein, dass nur Materialpartikel herausgelöst werden, die kleiner oder gleich der Höchstgröße sind. Die Höchstgröße kann dabei wie oben beschrieben durch den Innendurchmesser der Hohlnadel vorgegeben sein.
Die Erfinder haben erkannt, dass das Materialpartikel mittels des Ultraschallpulses gezielt für die Entnahme mit der Hohlnadel herausgelöst werden kann. Die Erfinder haben erkannt, dass auf diese Weise die Entnahme des Materialpartikels beschleunigt werden kann und ein mechanisches Herauslösen des Materialpartikels nicht notwendig ist. Die Erfinder haben erkannt, dass auf diese Weise eine ausreichende Anzahl bzw. Menge von Materialpartikeln für die Probeentnahme erzeugt werden kann. Die Erfinder haben außerdem erkannt, dass der Ultraschallpuls derart angepasst werden kann, dass ein Materialpartikel mit einer Größe bzw. mit einem Durchmesser herausgelöst wird, welches die Hohlnadel nicht verstopft. Die Erfinder haben erkannt, dass dies erreicht werden kann, indem eine Größe des herausgelösten Materialpartikels an die Abmessungen der Hohlnadel, insbesondere an ihren Innendurchmesser angepasst wird.
Nach einem Aspekt der Erfindung sind die Hohlnadel und die Ultraschallpulseinheit separat voneinander ausgebildet.
Mit anderen Worten bilden die Hohlnadel und die Ultraschallpulseinheit zwei physisch voneinander getrennte Einheiten.
Dabei ist die Ultraschallpulseinheit insbesondere dazu ausgebildet, auf das Material aufgelegt zu werden, während die Hohlnadel dazu ausgebildet ist, in das Material eingeführt zu werden.
Die Erfinder haben erkannt, dass durch die separate Ausgestaltung der Hohlnadel und der Ultraschallpulseinheit der Fokus des Ultraschallpulses getrennt von der Position der Hohlnadel ausgerichtet werden kann. Beispielsweise kann auf diese Weise das Material in einem Bereich liquifiziert werden, bevor die Hohlnadel in den Bereich des liquifizierten Materials eingeführt wird. Außerdem kann durch einen Abstand des Fokus' des Ultraschallpulses zu der Öffnung der Hohlnadel eine Größe des herausgelösten Materialpartikels vorgegeben sein. Insbesondere kann somit die Position des Fokus' derart flexibel angepasst werden, dass ein Materialpartikel der passenden Größe bzw. mit passendem Durchmesser herausgelöst wird. Außerdem ist es mittels der physisch voneinander getrennten Einheiten möglich, das Materialpartikel wie im Folgenden beschrieben gezielt zu bewegen.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Ultraschalleinheit dazu ausgebildet, Materialpartikel mit einem Durchmesser herauszulösen, der maximal dem Innendurchmesser der Hohlnadel entspricht.
Das mit der Ultraschallpulseinheit herausgelöste Materialpartikel ist damit maximal so groß, dass es die Hohlnadel nicht verstopft. Wie oben beschrieben bezeichnet der Durchmesser des Materialpartikels in diesem Zusammenhang den Durchmesser des Materialpartikels an der dicksten bzw. breitesten Stelle des Materialpartikels.
Der Ultraschallpuls wird dabei derart angepasst, dass das mit dem Ultraschallpuls herausgelöste Materialpartikel diese Bedingung erfüllt. Dafür kann beispielsweise eine Position des Fokus' des Ultraschallpulses geeignet gewählt bzw. eingestellt werden.
Beispielsweise kann durch eine geeignete Wahl des Abstands des Fokus` des Ultraschallpulses zu der Öffnung der Hohlnadel die Größe des herausgelösten Materialpartikels vorgegeben werden. Beispielsweise kann die Größe des Materialpartikels bzw. der Durchmesser des Materialpartikels gleich dem Abstand zwischen der Öffnung und dem Fokus sein.
Alternativ oder zusätzlich kann eine Intensität des Ultraschallpulses geeignet gewählt werden.
Alternativ oder zusätzlich kann der der Ultraschallpuls von einer Abfolge von Ultraschallpulsen, von einer sogenannten Pulssequenz umfasst sein. Die Pulssequenz kann derart ausgebildet sein, dass das Materialpartikel in der gewünschten Größe durch Aussenden der Plussequenz aus dem Material herausgeschnitten wird.
Die Erfinder haben erkannt, dass durch das Anpassen des maximalen Durchmessers des Materialpartikels an den Innendurchmesser der Hohlnadel ein Verstopfen der Hohlnadeln beim Einsammeln und Entnehmen des Materialpartikels verhindert werden kann. Die Erfinder haben erkannt, dass der Durchmesser des Materialpartikels insbesondere durch eine geeignete Wahl des Ultraschallpulses vorgegeben werden kann.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Ultraschallpulseinheit dazu ausgebildet, mittels des Ultraschallpulses ein Raster in das Material zu schneiden, aus welchem das Materialpartikel herauslösbar ist.
Insbesondere kann das Raster mittels einer Pulssequenz, also einer Abfolge von oben beschriebenen Ultraschallpulsen in das Material geschnitten werden. Dabei kann beispielsweise eine Gitterstruktur oder eine alternative rasterartige Struktur des Rasters mittels der Pulssequenz in das Material geschrieben bzw. geschnitten werden. Insbesondere können dabei die Fokusse der Ultraschallpulse der Pulssequenz gemäß der Gitterstruktur oder der alternativen rasterartigen Struktur in dem Material angeordnet sein. Mit anderen Worten können die Fokusse der Ultraschallpulse derart positioniert werden, dass durch sie die Gitterstruktur ausgebildet wird.
Ein Zwischenraum des Rasters kann dabei das Materialpartikel ausbilden. Der Zwischenraum wird dabei von der Gitterstruktur an wenigstens vier Seiten umgrenzt bzw. ausgebildet. Das Raster kann somit Größe und/oder Form des Materialpartikels vorgeben. Insbesondere kann dabei ein maximaler Durchmesser des Zwischenraums maximal dem Innendurchmesser der Hohlnadel entsprechen.
Durch die Anzahl der durch das Raster gebildeten Zwischenräume kann die Anzahl der herausgelösten Materialpartikel vorgegeben werden. Mit anderen Worten können mehr als ein Materialpartikel herausgelöst werden, wenn das Raster mehr als einen Zwischenraum ausbildet.
Die Form des Zwischenraums und damit die Form des Materialpartikels kann durch die Gitterstruktur des Raster bzw. durch die alternative rasterartige Struktur vorgegeben werden. Beispielsweise kann das Raster viereckige, insbesondere quadratische, Zwischenräume ausbilden. Alternativ kann das Raster rautenförmige Zwischenräume ausbilden. Alternativ kann das Raster fünfeckige, sechseckig oder achteckige Zwischenräume bzw. beliebige Polygone ausbilden.
In Ausführungen der Erfindung kann das Raster eine dreidimensionale Struktur ausbilden. Dabei kann wenigstens ein Zwischenraum in Form eines Polyeders ausgebildet werden.
Die Erfinder haben erkannt, dass mittels des Rasters gezielt ein Materialpartikel einer bestimmten Größe bzw. mit einem bestimmten Durchmesser und/oder einer bestimmten Form aus dem Material herausgelöst werden kann. Die Erfinder haben erkannt, dass mittels des Rasters eine Größe bzw. ein Durchmesser und/oder Form des Materialpartikels vorgegeben werden kann.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst das Probeentnahmesystem außerdem eine Ultraschallbildgebungseinheit. Dabei ist die Ultraschallbildgebungseinheit dazu ausgebildet, eine Ultraschallantwort in Abhängigkeit einer Position des Materialpartikels und/oder der Öffnung der Hohlnadel zu empfangen.
Die Ultraschallbildgebungseinheit ist dabei insbesondere dazu ausgebildet wenigstens einen Bildgebungs-Ultraschallpuls auszusenden. Eine Reflektion dieses Bildgebungs-Ultraschallpulses innerhalb des Materials beispielsweise an einer bestimmten Struktur in dem Material wird als Ultraschallantwort bezeichnet. Die Ultraschallbildgebungseinheit ist dazu ausgebildet, diese Ultraschallantwort zu empfangen. Auf diese Weise ist eine Bildgebung des Materials bzw. der Struktur in dem Material möglich. Die Struktur kann dabei beispielsweise durch das Materialpartikel und/oder die Hohlnadel bzw. die Öffnung der Hohlnadel ausgebildet werden. Die Ultraschallantwort kann dabei also insbesondere durch eine Reflexion der Bildgebungs-Ultraschallpulse an dem Materialpartikel und/oder an der Hohlnadel bzw. deren Öffnung erzeugt werden. Die Ultraschallantwort hängt dabei von einer Position des Materialpartikels und/oder der Hohlnadel bzw. deren Öffnung in dem Material ab. Mit anderen Worten kann auf diese Weise das Materialpartikel und/oder die Hohlnadel abgebildet werden. Insbesondere kann die Öffnung der Hohlnadel auf diese Weise abgebildet werden.
Die Abbildung des Materialpartikels und/oder der Hohlnadel bzw. der Öffnung der Hohlnadel wird im Folgenden auch als Ultraschallaufnahme bzw. Ultraschallbild bezeichnet.
Anhand der Abbildung des Materialpartikels und/oder der Öffnung der Hohlnadel kann eine Position des Materialpartikels bzw. der Öffnung der Hohlnadel in dem Material bestimmt werden.
Die Erfinder haben erkannt, dass durch eine zusätzliche Bildgebung die Position des Materialpartikels und/oder die Position der Öffnung der Hohlnadel bestimmt werden kann. Die Erfinder haben erkannt, dass dafür eine Ultraschallbildgebung besonders gut geeignet ist. Die Erfinder haben erkannt, dass die Ultraschallbildgebung auch während der Probeentnahme durchgeführt werden kann, ohne die Probeentnahme zu behindern oder eine unnötige Strahlendosis in das Material zu applizieren. Insbesondere ist die Ultraschallbildgebung auch für die Person, die die Materialprobe entnimmt, ungefährlich, da keine Dosis beispielsweise auf Grund von Röntgenstrahlung appliziert wird.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Ultraschallbildgebungseinheit zum Überwachen des Erzeugens und/oder einer Bewegung des Materialpartikels ausgebildet. Dabei empfängt die Ultraschallbildgebungseinheit dafür insbesondere eine zeitaufgelöste Ultraschallantwort des Materialpartikels in Relation zu der Ultraschallantwort der Öffnung der Hohlnadel.
Mit anderen Worten kann mittels der Ultraschallbildgebungseinheit das Erzeugen und/oder die Bewegung des Materialpartikels abgebildet werden. Insbesondere kann das Erzeugen des Materialpartikels und/oder die Bewegung des Materialpartikels in einer zeitlichen Sequenz von Ultraschallaufnahmen abgebildet werden. Dafür kann eine Mehrzahl von Ultraschallaufnahmen zu verschiedenen Zeitpunkten erfasst werden. Insbesondere können dafür Bildgebungs-Ultraschallpulse zu verschiedenen Zeitpunkten ausgesendet werden. Jeder dieser Bildgebungs-Ultraschallpulse kann eine Ultraschallantwort erzeugen. Die entsprechenden zeitaufgelösten Ultraschallantworten können dann mittels der Ultraschallbildgebungseinheit empfangen werden. In Abhängigkeit der entsprechenden Ultraschallantworten kann dann die Sequenz der Ultraschallaufnahmen erfasst bzw. bestimmt werden.
Insbesondere kann die Ultraschallbildgebungseinheit wenigstens eine Ultraschallaufnahme während des Erzeugens des Materialpartikels erfassen.
Alternativ oder zusätzlich kann die Ultraschallbildgebungseinheit mehr als eine Ultraschallaufnahme des Materialpartikels zu verschiedenen Zeitpunkten nach dem Erzeugen des Materialpartikels erfassen. Dabei kann die Position des Materialpartikels zwischen der Ultraschallaufnahmen variieren.
Insbesondere kann die Position des Materialpartikels relativ zu der Öffnung der Hohlnadel mit der Ultraschallbildgebungseinheit bestimmt werden. Dafür kann wie oben beschrieben eine zeitliche Sequenz von Bildgebungs-Ultraschallpulsen mit der Ultraschallbildgebungseinheit ausgesendet werden. Die zeitaufgelösten Ultraschallantworten des Materialpartikels und der Öffnung der Hohlnadel können dann empfangen werden und eine zeitliche Abfolge bzw. Sequenz von Ultraschallaufnahmen erstellt werden. Die Ultraschallaufnahmen können dabei insbesondere das Materialpartikel und die Öffnung der Hohlnadel abbilden. Basierend auf den Ultraschallaufnahmen kann dann eine Position des Materialpartikels relativ zu der Position der Öffnung der Hohlnadel bestimmt werden. In der zeitlichen Sequenz der Ultraschallaufnahmen kann die Bewegung des Materialpartikels relativ zu der Öffnung der Hohlnadel analysiert bzw. abgebildet werden.
Die Erfinder haben erkannt, dass mit der Ultraschallbildgebung eine zeitaufgelöste Überwachung des Erzeugens des Materialpartikels sowie des Entnehmen des Materialpartikels möglich ist. Das Entnehmen des Materialpartikels kann dabei insbesondere basierend auf der Bewegung des Materialpartikels koordiniert und überwacht werden. Außerdem kann das Entnehmen des Materialpartikels durch die Position des Materialpartikels relativ zu der Öffnung der Hohlnadel koordiniert werden.
Nach einem optionalen Aspekt der Erfindung kann eine Geschwindigkeit, mit der Materialpartikel herausgelöst werden, von einer Geschwindigkeit abhängen, mit der die Materialpartikel entnommen bzw. mit der Hohlnadel eingesammelt werden können.
Insbesondere kann dafür mit der Ultraschallbildgebungseinheit eine Ultraschallantwort der bereits erzeugten Materialpartikel empfangen werden. Auf diese Weise kann bestimmt werden, wie viele Materialpartikel noch nicht durch die Öffnung in das Innere der Hohlnadel eingesammelt bzw. eingesaugt wurden. Nur wenn die Anzahl dieser noch nicht eingesammelten Materialpartikel ausreichend klein ist, kann erneut wenigstens ein weiteres Materialpartikel wie oben beschrieben mit dem Ultraschallpuls aus dem Material herausgelöst werden.
Die Erfinder haben erkannt, dass auf diese Weise ein Verstopfen der Hohlnadel durch eine Akkumulation an Materialpartikeln verhindert werden kann. Die Erfinder haben erkannt, dass die Materialpartikel für die Materialprobe gezielt herausgelöst werden können. Außerdem werden nicht zu viele Materialpartikel herausgelöst, sodass das Material so wenig wie möglich beschädigt wird.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist aus der Ultraschallantwort des Materialpartikels ein Durchmesser des Materialpartikels bestimmbar. Dabei ist die Ultraschallpulseinheit dazu ausgebildet, den Ultraschallpuls auf das Materialpartikel auszusenden, wenn der Durchmesser des Materialpartikels größer als der Innendurchmesser der Hohlnadel ist.
Mit anderen Worten kann aus der Ultraschallaufnahme des Materialpartikels bestimmt werden, wie groß das Materialpartikel ist bzw. welchen Durchmesser das Materialpartikel umfasst. Dabei beschreibt der Durchmesser des Materialpartikels vorteilhafterweise die größte Weite bzw. Dicke des Materialpartikels. Mit anderen Worten beschreibt der Durchmesser des Materialpartikels eine Dicke des Materialpartikels an seiner dicksten Stelle.
Der Durchmesser des Materialpartikels kann mit dem Innendurchmesser der Hohlnadel abgeglichen werden. Wenn der Durchmesser des Materialpartikels kleiner als der Innendurchmesser der Hohlnadel ist, ist keine weitere Handlung erforderlich. Wenn der Durchmesser des Materialpartikels größer als der Innendurchmesser der Hohlnadel ist, kann das Materialpartikel zu einem Verstopfen der Hohlnadel führen. In Ausführungen der Erfindung kann dies auch der Fall sein, wenn der Durchmesser des Materialpartikels gleich dem Innendurchmesser der Hohlnadel ist. Um dies zu verhindern kann der Ultraschallpuls in diesem Fall auf das Materialpartikel ausgesendet werden und das Materialpartikel zerkleinern. Insbesondere kann dafür die Position des Fokus' des Ultraschallpulses gleich der Position des Materialpartikels sein. Dabei kann das Materialpartikel insbesondere derart zerkleinert werden, dass sein Durchmesser kleiner als der Innendurchmesser der Hohlnadel ist.
Insbesondere kann die Position des Materialpartikels ebenfalls aus der Ultraschallaufnahme bekannt sein. Die Ultraschallpulseinheit kann dann, den Ultraschallpuls auf die derart bestimmte Position des Materialpartikels aussenden. Mit anderen Worten kann der Ultraschallpuls derart ausgebildet sein, dass sein Fokus auf der Position des Materialpartikels liegt. Mit anderen Worten ist der Ultraschallpuls an die Position des Materialpartikels angepasst. Dafür kann die Ultraschallpulseinheit mit der Ultraschallbildgebungseinheit räumlich registriert sein. Mit anderen Worten können die Ultraschallpulseinheit und die Ultraschallbildgebungseinheit in demselben Koordinatensystem orientiert sein.
Der auf das Materialpartikel ausgesendete Ultraschallpuls kann außerdem an eine Größe bzw. den Durchmesser des Materialpartikels angepasst sein.
Die Erfinder haben erkannt, dass mit Hilfe der Ultraschallbildgebungseinheit erkannt werden kann, wenn der Durchmesser des Materialpartikels größer als der Innendurchmesser der Hohlnadel ist. Auf diese Weise kann erkannt werden, ob das Materialpartikel möglicherweise zu einer Verstopfung der Hohlnadel führen kann, wenn die Hohlnadel das Materialpartikel einsammelt. Die Erfinder haben außerdem erkannt, dass mittels des Ultraschallpulses, das zu große Materialpartikel gezielt zerkleinert werden kann. Auf diese Weise kann das Materialpartikel derart zerkleinert werden, dass ein Verstopfen der Hohlnadel beim Einsammeln des Materialpartikels durch die Öffnung vermieden werden kann. Die Erfinder haben erkannt, dass anhand der Ultraschallaufnahme des Materialpartikels die Position des Materialpartikels bestimmt werden kann und der Fokus des Ultraschallpulses gezielt in dem Materialpartikel bzw. an der Position des Materialpartikels positioniert werden kann.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist aus der Ultraschallantwort der Öffnung der Hohlnadel erkennbar, wenn die Hohlnadel durch wenigstens ein Materialpartikel verstopft ist. Dabei ist die Ultraschallpulseinheit dazu ausgebildet das verstopfende Materialpartikel mittels des Ultraschallpulses zu zerkleinern.
Mit anderen Worten kann in der Ultraschallaufnahme der Hohlnadel bzw. der Öffnung der Hohlnadel erkannt werden, wenn die Hohlnadel durch ein Materialpartikel verstopft ist. Insbesondere kann dies manuell oder automatisch mittels einer Bilderkennungssoftware bzw. einer Bildanalysesoftware erkannt werden.
Alternativ kann mittels einer Druckmessung beim Anlegen eines Unter- oder Überdrucks an der Hohlnadel bzw. an dem Kanal der Hohlnadel erkannt werden, ob die Hohlnadel durch ein Materialpartikel verstopft ist.
Alternativ kann mittels einer Durchflussmessung bzw. Materialflussbestimmung mittels einer im Folgenden beschriebenen Absaugeinheit bestimmt werden, ob die Hohlnadel durch ein Materialpartikel verstopft ist.
Das Materialpartikel kann dann mittels eines Überdrucks wieder aus der Hohlnadel durch die Öffnung entfernt werden. Die Position des Materialpartikels kann dabei in einer weiteren Ultraschallaufnahme des Materialpartikels basierend auf der Ultraschallantwort des Materialpartikels bestimmt werden. Der Ultraschallpuls kann dann gezielt auf das Materialpartikel ausgesendet werden und das Materialpartikel durch den Ultraschallpuls zerkleinert werden. Dafür kann insbesondere der Fokus des Ultraschallpulses in der Position des Materialpartikels angeordnet sein. Dafür kann die Ultraschallpulseinheit mit der Ultraschallbildgebungseinheit wie oben beschrieben räumlich registriert sein.
Die Erfinder haben erkannt, dass die Probeentnahme mit der Ultraschallbildgebungseinheit überwacht und eine eventuelle Verstopfung der Hohlnadel durch ein Materialpartikel erkannt werden kann. Die Erfinder haben erkannt, dass das Materialpartikel gezielt mit dem Ultraschallpuls zerkleinert werden kann, insbesondere basierend auf der Position des Materialpartikels, die basierend auf der Ultraschallaufnahme des Materialpartikels bestimmt wurde. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass das zu große Materialpartikel nach einem Entfernen aus der Hohlnadel erneut aufgesammelt wird und die Hohlnadel erneut verstopft. Das zu große Materialpartikel kann effizient und ohne weiteren Schaden in dem Material anzurichten zerkleinert werden. Insbesondere muss auf diese Weise dabei bei der Anwendung am Patienten, insbesondere bei der Biopsie kein erhöhtes Infektionsrisiko in Kauf genommen werden.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist aus der Ultraschallantwort der Öffnung der Hohlnadel eine Position der Öffnung der Hohlnadel bestimmbar. Dabei sind die Ultraschallbildgebungseinheit und die Ultraschallpulseinheit zueinander räumlich registriert. Dabei ist die Position der Öffnung der Hohlnadel an eine Position des Fokus' des von der Ultraschallpulseinheit ausgesendeten Ultraschallpulses basierend auf der räumlichen Registrierung anpassbar. Dabei ist alternativ eine Position des Fokus' des von der Ultraschallpulseinheit ausgesendeten Ultraschallpulses an die Position der Öffnung der Hohlnadel basierend auf der räumlichen Registrierung anpassbar.
Mit anderen Worten kann aus der Ultraschallaufnahme der Öffnung der Hohlnadel die Position der Öffnung der Hohlnadel bestimmt werden. Die Ultraschallaufnahme wird dabei wie oben beschrieben basierend auf der Ultraschallantwort der Öffnung der Hohlnadel erstellt bzw. erfasst bzw. bestimmt. Die Position der Öffnung der Hohlnadel beschreibt die Position der Öffnung der Hohlnadel innerhalb des Materials, nachdem die Hohlnadel in das Material eingeführt wurde.
Durch eine zeitlich aufgelöste Ultraschallantwort und damit wie oben beschrieben durch eine zeitlich aufgelöste Sequenz von Ultraschallaufnahmen kann eine Bewegung bzw. eine Veränderung der Position der Öffnung der Hohlnadel in dem Material beobachtet bzw. bestimmt werden.
Die Ultraschallbildgebungseinheit und die Ultraschallpulseinheit sind räumlich zueinander registriert. Mit anderen Worten sind die Ultraschallbildgebungseinheit und die Ultraschallpulseinheit in einem gemeinsamen Koordinatensystem angeordnet. Das bedeutet, dass eine Richtung und/oder die Position des Fokus' des von der Ultraschallpulseinheit ausgesendeten Ultraschallpulses in demselben Koordinatensystem beschrieben werden kann wie ein Bereich des Materials, aus welchem die Ultraschallantwort mit der Ultraschallbildgebungseinheit empfangen werden kann. Auf diese Weise ist es möglich den Bereich, aus welchem die Ultraschallantwort empfangen werden kann, automatisch derart anzupassen, dass der Fokus des Ultraschallpulses innerhalb dieses Bereiches liegt. Alternativ kann die Position des Fokus' an den Bereich, aus welchem die Ultraschallantwort empfangen werden kann, automatisch angepasst werden.
Insbesondere kann innerhalb des Bereiches, innerhalb dessen die Ultraschallantwort empfangen werden kann, die Position der Öffnung der Hohlnadel basierend auf der Ultraschallantwort der Öffnung der Hohlnadel bestimmt werden. Die Position der Öffnung der Hohlnadel wird innerhalb des Koordinatensystems der Ultraschallbildgebungseinheit bestimmt. Auf Grund der räumlichen Registrierung der Ultraschallbildgebungseinheit und der Ultraschallpulseinheit ist die Position der Öffnung der Hohlnadel somit auch in dem Koordinatensystem der Ultraschallpulseinheit bekannt. Insbesondere ist somit die Position der Öffnung der Hohlnadel in dem gemeinsamen Koordinatensystem der Ultraschallbildgebungseinheit und der Ultraschallpulseinheit bekannt.
In Abhängigkeit davon ist es möglich, die Position des Fokus' des Ultraschallpulses an die Position der Öffnung der Hohlnadel anzupassen. Mit anderen Worten kann der Ultraschallpuls derart fokussiert werden, dass der Fokus in einem bestimmten Abstand bzw. in einer bestimmten räumlichen Relation zu der Öffnung der Hohlnadel positioniert ist. Dafür kann die Position des Fokus' in Abhängigkeit der Position der Öffnung der Hohlnadel in dem gemeinsamen Koordinatensystem bestimmt werden.
Alternativ kann die Position der Öffnung der Hohlnadel an die Position des Fokus' in dem gemeinsamen Koordinatensystem angepasst werden. Mit anderen Worten kann die Öffnung der Hohlnadel derart positioniert werden, dass sie in einem bestimmten Abstand bzw. in einer bestimmten Relation zu dem Fokus angeordnet ist. Dafür kann die Position der Öffnung der Hohlnadel insbesondere aus einer zeitlich aufgelösten Ultraschallantwort der Öffnung der Hohlnadel bzw. aus einer zeitlichen Sequenz von Ultraschallaufnahmen zeitaufgelöst bestimmt werden. Mit anderen Worten kann aus jeder Ultraschallaufnahme der zeitlichen Sequenz eine aktuelle Position der Öffnung der Hohlnadel in dem gemeinsamen Koordinatensystem bestimmt werden. Da bekannt ist, an welcher Position des gemeinsamen Koordinatensystems die Position des Fokus' des Ultraschallpulses geplant ist, kann anhand der zeitlichen Sequenz eine Bewegung der Öffnung der Hohlnadel hin zu dem Fokus kontrolliert werden.
Die Erfinder haben erkannt, dass mittels der räumlichen Registrierung zwischen der Ultraschallbildgebungseinheit und der Ultraschallpulseinheit die Position des Fokus' des Ultraschallpulses automatisch an die mit der Ultraschallbildgebungseinheit bestimmte Position der Öffnung der Hohlnadel angepasst werden kann bzw. andersherum. Die Erfinder haben erkannt, dass auf diese Weise sichergestellt werden kann, dass das Materialpartikel in dem Einsaugbereich der Hohlnadel herausgelöst wird. Außerdem haben die Erfinder erkannt, dass durch die räumliche Relation, insbesondere durch den Abstand, zwischen der Position der Öffnung der Hohlnadel und der Position des Fokus' des Ultraschallpulses die Größe bzw. der Durchmesser des Materialpartikels vorgegeben werden kann.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung bildet der Fokus des Ultraschallpulses einen Ellipsoiden aus. Dabei ist die Hohlnadel derart relativ zu dem Fokus angeordnet, dass sie parallel zu einer langen Achse des Ellipsoiden ausgerichtet ist.
Insbesondere ist die Hohlnadel derart ausgerichtet, dass sie entlang der langen Achse durch den Fokus verläuft bzw. durch die lange Achse des Fokus' verläuft.
Insbesondere ist die Öffnung der Hohlnadel dabei im Fokus des Ultraschallpulses angeordnet.
Dafür kann die Hohlnadel parallel zu der Richtung des Ultraschallpulses ausgerichtet sein. Die Längsachse des Ellipsoiden, der den Fokus ausbildet erstreckt sich dabei entlang der Richtung des Ultraschallpulses.
Die Erfinder haben erkannt, dass der Fokus eines Ultraschallpulses häufig die Form eines Ellipsoiden ausbildet bzw. aufweist. Die Erfinder haben erkannt, dass eine Ausbeute beim Einsammeln des Materialpartikels besonders groß ist, wenn ein möglichst großer Bereich der Hohlnadel im Fokus des Ultraschallpulses angeordnet ist. Die Erfinder haben erkannt, dass dies der Fall ist, wenn die Hohlnadel parallel zu der langen Achse des Ellipsoiden des Fokus' ausgerichtet ist. Insbesondere sollte dabei die Öffnung der Hohlnadel im Fokus des Ultraschallpulses angeordnet sein. Eine große Ausbeute bedeutet in diesem Zusammenhang, dass möglichst viele Materialpartikel bzw. möglichst viel liquifiziertes Material, das in dem Fokus erzeugt wurde auf einmal eingesammelt werden kann. Die Erfinder haben erkannt, dass bei einer Ausrichtung der Hohlnadel senkrecht zu der langen Achse des Ellipsoiden des Fokus' möglicherweise ein mehrfaches Umpositionieren der Hohlnadel notwendig ist, um alle Materialpartikel aus dem Fokus einzusammeln und zu entnehmen. Alternativ kann es in diesem Fall sein, dass die entnommene Materialprobe nicht so groß ist, wie es bei einer geeigneten Ausrichtung der Hohlnadel relativ zu dem Fokus möglich wäre.
Nach einem optionalen Aspekt der Erfindung ist die Ultraschallpulseinheit dazu ausgebildet, mittels eines alternativen Ultraschallpulses einen Unterdruck in dem Material zu erzeugen. Dabei ist der Ultraschallpuls dazu ausgebildet, das Materialpartikel in den Bereich des Unterdrucks zu saugen. Dabei ist die Hohlnadel dazu ausgebildet, das Materialpartikel aus dem Bereich des Unterdrucks zu entnehmen.
Insbesondere können beispielsweise in Laboraufbauten durch eine stehende Ultraschallwelle in dem Material Bereiche des Über- und des Unterdrucks erzeugt werden. Mit anderen Worten kann der alternative Ultraschallpuls zum Erzeugen des Unterdrucks als stehende Welle ausgebildet sein. Dabei kann der alternative Ultraschallpuls unfokussiert bzw. nicht fokussiert sein.
Eine alternative Möglichkeit einen Unterdruck beispielsweise in einem Laboraufbau zu erzeugen, wird von E. Vlaisavljevich et. al. in „The role of positive and negative pressure on cavitation nucleation in nanodroplet-mediated histotrispie“, Phys. Med. Biol. 61 (2016) 663-682 beschrieben. Dabei kann der Bereich des Unterdrucks als Fokus des alternativen Ultraschallpulses bezeichnet werden.
Durch den alternativen Ultraschallpuls wird in einem oder mehreren Bereichen des Materials ein Unterdruck erzeugt.
Die Ultraschallpulseinheit kann dazu ausgebildet sein sowohl wenigstens einen fokussierten Ultraschallpuls zum Erzeugen des Materialpartikels als auch wenigstens einen alternativen Ultraschallpuls zum Erzeugen des Unterdrucks auszusenden. Dafür können Parameter an der Ultraschallpulseinheit entsprechend angepasst werden.
Insbesondere kann die Ultraschallpulseinheit eine Pulssequenz aussenden. Die Pulssequenz kann dabei Ultraschallpulse mit verschiedenen Intensitäten und/oder Fokussierungen und/oder Polaritäten und/oder ggf. Positionen des Fokus' umfassen.
Durch den Unterdruck wird eine Sogwirkung erzeugt. Auf diese Weise wird das herausgelöste Materialpartikel in den Bereich des Unterdrucks des alternativen Ultraschallpulses gesaugt bzw. gezogen. Wenn mehr als ein Bereich des Unterdrucks erzeugt wird, wird das Materialpartikel in den nächstliegenden Bereich des Unterdrucks oder abhängig vom Abstand zu dem Materialpartikel in den Bereich mit dem größten Unterdruck gesaugt. Wenn mehr als ein Materialpartikel erzeugt wird, werden mehr als ein Materialpartikel durch den Unterdruck in den Bereich des Unterdrucks gesaugt. Wenn das Materialpartikel ein liquifiziertes Material ist, wird das liquifizierte Material in den Bereich des Unterdrucks gesaugt.
Insbesondere ist der Bereich des Unterdrucks dafür in einem direkten Umfeld des Materialpartikels angeordnet, sodass die Sogwirkung des Unterdrucks auf das Materialpartikel wirken kann. Mit anderen Worten muss der Bereich des Unterdrucks derart nah an dem Materialpartikel positioniert sein, dass die Sogwirkung an der Position des Materialpartikels ausreichend groß ist, um das Materialpartikel in den Bereich des Unterdrucks zu saugen.
Mit der Hohlnadel kann dann das Materialpartikel aus dem Bereich des Unterdrucks des alternativen Ultraschallpulses entnommen werden. Dafür kann das Materialpartikel in dem Bereich des Unterdrucks mit der Öffnung der Hohlnadel eingesammelt werden und anschließend mit der Hohlnadel entnommen werden. Zum Einsammeln kann insbesondere ein Unterdruck an der Hohlnadel erzeugt werden, der das Materialpartikel durch die Öffnung in die Hohlnadel zieht bzw. saugt.
Vorteilhafterweise ist die Öffnung der Hohlnadel zum Einsammeln des Materialpartikels im Bereich des Unterdrucks des Unterdruck erzeugenden alternativen Ultraschallpulses angeordnet. Dafür kann die Öffnung der Hohlnadel wie oben beschrieben basierend auf der Registrierung zwischen der Ultraschallbildgebungseinheit und der Ultraschallpulseinheit im Bereich des Unterdrucks des alternativen Ultraschallpulses positioniert werden. Dafür kann die Ultraschallbildgebungseinheit eine Ultraschallantwort der Öffnung der Hohlnadel erfassen und eine Ultraschallaufnahme erstellen.
Die Erfinder haben erkannt, dass mit einem geeigneten zu dem fokussierten Ultraschallpuls alternativen Ultraschallpuls das Materialpartikel an eine vorbestimmte Position „gesaugt“ werden kann. Insbesondere können bei einer Mehrzahl von Materialpartikel alle Materialpartikel in den Bereich des Unterdrucks des alternativen Ultraschallpulses gesaugt werden. Auf diese Weise ist es möglich die Öffnung der Hohlnadel einmalig zu positionieren und alle Materialpartikel, also die gesamte Materialprobe, in dieser Position zu entnehmen bzw. einzusammeln. Im Falle einer Biopsie kann auf diese Weise ein „Stochern“ im Gewebe vermieden werden und ein Infektionsrisiko reduziert werden. Zudem kann auf diese Weise ein Patientenkomfort erhöht werden, da durch das einfache Entnehmen mit der Hohlnadel aus dem Fokus kein mehrfaches Einstechen bzw.
Umpositionieren der Hohlnadel in dem Material bzw. in dem Gewebe notwendig ist. Somit können Schmerzen für den Patienten bei der Entnahme der Materialprobe bzw. des Materialpartikels reduziert werden.
Nach einem weiteren optionalen Aspekt der Erfindung ist die Ultraschallpulseinheit dazu ausgebildet, eine Mehrzahl von alternativen Ultraschallpulsen auszusenden, die jeweils wenigstens einen Bereich eines Unterdrucks ausbilden und deren Bereiche de Unterdrucks eine Trajektorie von dem Materialpartikel zu einem Zielort ausbilden. Dabei ist der Unterdruck jeweils dazu ausgebildet, das Materialpartikel in den Bereich des Unterdrucks zu saugen.
Die alternativen Ultraschallpulse der Mehrzahl von alternativen Ultraschallpulsen zum Erzeugen der Trajektorie von Unterdrucken kann dabei wie oben beschrieben ausgebildet sein.
Wenn die alternativen Ultraschallpulse wie oben beschrieben als stehende Welle ausgebildet sind, kann die Trajektorie ausgebildet werden, indem die Resonanzlängen des verschiedenen alternativen Ultraschallpulse passend variiert werden. Alternativ oder zusätzlich können die Wellenlängen der verschiedenen alternativen Ultraschallpulse variiert werden. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass die Bereiche des Unterdrucks an verschiedenen Orten bzw. Positionen in dem Material angeordnet sind und somit die Trajektorie ausbilden. Die alternativen Ultraschallpulse können dabei entsprechend zeitlich variiert werden.
Alternativ können die alternativen Ultraschallpulse wie oben beschrieben gemäß der Offenbarung von Vlaisavljevich et. al. ausgebildet sein. Die Ultraschallpulseinheit sendet dabei eine zeitliche Sequenz solcher alternativen Ultraschallpulse aus, deren Fokusse in bzw. auf der Trajektorie angeordnet sind.
Die Trajektorie kann dabei bei dem Materialpartikel bzw. in der unmittelbaren Umgebung des Materialpartikels starten. Insbesondere ist der Bereich des Unterdrucks des ersten alternativen Ultraschallpulses der zeitlichen Sequenz relativ zu dem Materialpartikel derart positioniert, dass das Materialpartikel in den Bereich des Unterdrucks des ersten alternativen Ultraschallpulses gesaugt werden kann.
Die Bereiche des Unterdrucks der zeitlich auf den ersten alternativen Ultraschallpuls folgenden alternativen Ultraschallpulse sind derart entlang bzw. auf der Trajektorie angeordnet, dass das Materialpartikel immer in den Bereich des Unterdrucks des zeitlich nächsten alternativen Ultraschallpulses gesaugt werden kann.
Der Zielort der Trajektorie kann beispielsweise die Position der Öffnung der Hohlnadel sein. Auf diese Weise kann das Materialpartikel über eine längere Strecke zu der Öffnung der Hohlnadel transportiert bzw. bewegt werden.
Alternativ kann der Zielort, insbesondere, wenn die Probeentnahme bzw. die Entnahme des Materialpartikels eine Anwendung an einem Patienten, beispielsweise eine Biopsie, ist, ein gesundes Gewebe sein. Das Gewebe kann dazu ausgebildet sein, das Materialpartikel, welches entlang der Trajektorie gesaugt wurde, zu resorbieren. Dabei kann das Gewebe, welches das Materialpartikel resorbieren kann, gesund sein. Auf diese Weise kann das Materialpartikel aus dem Bereich, aus dem die Materialprobe entnommen werden soll, entfernt werden.
Die Erfinder haben erkannt, mithilfe einer Trajektorie von Bereichen von Unterdruck von einer Mehrzahl von alternativen Ultraschallpulsen das Materialpartikel an einen gewünschten Zielort transportiert werden kann. Die Erfinder haben erkannt, dass auf diese Weise das Materialpartikel auch über eine etwas längere Strecke transportiert werden kann. Die Erfinder haben erkannt, dass auf diese Weise Materialpartikeln, die aus verschiedenen Bereichen des Materials herausgelöst wurden, zu einem gemeinsamen Zielort transportiert werden können. Auf diese Weise kann die Materialprobe Materialpartikel aus mehr als einem Bereich des Materials umfassen, ohne, dass die Hohlnadel mehrfach in die verschiedenen Bereiche eingeführt werden muss. Wenn es sich bei der Probeentnahme um eine Biopsie handelt, kann auf diese Weise ein Patientenkomfort erhöht und eine Infektionsgefahr reduziert werden. Außerdem kann ein Resorbieren eines „überschüssigen“ Materialpartikels unterstützt werden, indem das Materialpartikel zu einem gesunden Gewebe transportiert werden kann.
Nach einem weiteren optionalen Aspekt der Erfindung ist die Ultraschallpulseinheit dazu ausgebildet, mittels des alternativen Ultraschallpulses einen Überdruck zu erzeugen. Dabei ist der Überdruck dazu ausgebildet, das Materialpartikel in Richtung der Öffnung der Hohlnadel zu bewegen.
Der Überdruck kann analog zu dem Unterdruck mittels einer stehenden Ultraschallwelle oder wie gemäß Vlaisavljevich et. al. beschrieben erzeugt werden. Mit anderen Worten kann der alternative Ultraschallpuls wie oben bezüglich des Unterdrucks beschrieben ausgebildet sein.
Bei der stehenden Ultraschallwelle bilden genau die Bereiche zwischen den Bereichen des Unterdrucks einen Überdruck aus.
Durch den Überdruck kann das Materialpartikel aus dem Fokus herausgeschoben werden.
Insbesondere kann analog wie oben beschrieben, eine zeitliche Sequenz von alternativen Ultraschallpulsen mit der Ultraschallpulseinheit ausgesendet werden, deren Bereiche des Überdrucks eine Trajektorie von dem Materialpartikel zu einem Zielort ausbilden. Dabei kann das Materialpartikel vor den Fokussen „hergeschoben“ werden.
Insbesondere kann das Materialpartikel durch den alternativen Ultraschallpuls bzw. durch den Überdruck zu der Öffnung der Hohlnadel bewegt bzw. transportiert werden. Alternativ kann das Materialpartikel wie oben beschrieben zu einem Gewebe transportiert werden, welches in der Lage ist, das Materialpartikel zu resorbieren.
Die Erfinder haben erkannt, dass als Alternative zum Unterdruck das Materialpartikel auch durch einen Überdruck, der durch einen geeigneten alternativen Ultraschallpuls ausgebildet werden kann, bewegt bzw. transportiert werden kann. Die Erfinder haben erkannt, dass dafür dieselben wie oben für den Unterdruck beschriebenen Vorteile der Effizienz gelten. Insbesondere führt auch dies zu einem verbesserten Patientenkomfort und einer reduzierten Infektionsgefahr, wenn die Probeentnahme eine Anwendung an einem Patienten, insbesondere eine Biopsie ist.
Nach einem weiteren optionalen Aspekt der Erfindung ist die Ultraschallpulseinheit dazu ausgebildet, eine Bläschenwolke im Fokus des Ultraschallpulses zu erzeugen. Dabei ist die Bläschenwolke dazu ausgebildet, das Materialpartikel zu der Öffnung der Hohlnadel zu bewegen.
Die Bläschenwolke wird aus einer Mehrzahl von oben beschriebenen Kavitationsblasen in dem Material gebildet. Durch eine geeignete Wahl der Amplitude, der Intensität, der Frequenz und des Duty Cycles des Ultraschallpulses kann eine erhöhte Bläschenbildung erzielt werden. Insbesondere kann ein stabiler Zustand der Bläschenwolke erreicht werden, bei welchem die Kavitationsblasen nicht oder erst zeitlich verzögert implodieren. Dabei bildet die Mehrzahl der Bläschen eine Art Konglomerat. Mit anderen Worten ist die Mehrzahl von Kavitationsblasen wie Schaum miteinander verbunden bzw. stehen in Kontakt zueinander. Die Bläschenwolke bildet eine Gesamtoberfläche aus, die durch die äußersten Kavitationsblasen der Bläschenwolke ausgebildet wird. Die Bläschen können insbesondere ein Vakuum umschließen.
Das Materialpartikel kann auf der Bläschenwolke „aufschwimmen“. Mit anderen Worten kann das Materialpartikel wie auf einem Schaum auf der Gesamtoberfläche der Bläschenwolke aufliegen. Die Bläschenwolke weist also aufgrund ihrer Oberflächenspannung eine gewisse mechanische Verdrängungswirkung auf leichte bzw. bewegliche Materialpartikel auf.
Durch eine Bewegung der Bläschenwolke wird das Materialpartikel mit der Bläschenwolke mitbewegt. Dafür kann insbesondere eine Trajektorie von Unter- oder Überdrucken wie oben beschrieben erzeugt werden. Die Bläschenwolke kann dann mittels des Unter- oder Überdrucks wie oben für das Materialpartikel beschrieben bewegt werden.
Die Erfinder haben erkannt, dass das Materialpartikel wie auch mit dem Unter- oder Überdruck mittels der Bläschenwolke bewegt werden kann. Insbesondere kann das Materialpartikel mit der Bläschenwolke zu der Öffnung der Hohlnadel bewegt werden, wodurch eine Effizienz des Entnehmens der Materialprobe bzw. des Materialpartikels erhöht werden kann. Mit anderen Worten können aller Materialpartikel, die entnommen werden sollen, auf diese Weise zu der Öffnung der Hohlnadel transportiert werden. Somit ist es nicht notwendig, die Materialpartikel einzeln mit der Hohlnadel aufwendig einzusammeln. Insbesondere haben die Erfinder erkannt, dass, wenn es sich bei der Probeentnahme um eine Anwendung an einem Pateinten, beispielsweise eine Biopsie, handelt, ein Patientenkomfort und eine Infektionsgefahr reduziert werden, wenn das Materialpartikel zu der Öffnung der Hohlnadel transportiert werden kann und auf diese Weise ein mehrfaches Einführen bzw. Einstechen der Hohlnadel in das Material vermieden werden kann.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das Material in einem Bereich der Probeentnahme liquifiziert. Dabei ist die Ultraschallpulseinheit dazu ausgebildet, mittels eines weiteren Ultraschallpulses eine Strömung in dem liquifizierten Material zu erzeugen, die das Materialpartikel zu der Öffnung der Hohlnadel beweget.
Das Material im Bereich der Probeentnahme kann im Vorfeld mittels wenigstens einem entsprechend, wie oben beschrieben ausgebildeten Ultraschallpuls liquifiziert werden.
Der weitere Ultraschallpuls zum Erzeugen der Strömung kann insbesondere nicht fokussiert sein.
Der weitere Ultraschallpuls zum Erzeugen der Strömung kann dabei einen Druck bzw. Schalldruck erzeugen, der die Strömung in dem liquifizierten Material bewirkt bzw. erzeugt. Durch die Strömung in dem liquifizierten Material kann das Materialpartikel entlang der Strömung bewegt werden. Mit anderen Worten kann das Materialpartikel mit der Ausbreitung des weiteren Ultraschallpulses in dem Material mitbewegt werden. Die Strömung kann dabei derart ausgebildet sein, dass das Materialpartikel zu der Öffnung der Hohlnadel bewegt bzw. transportiert wird. Die Strömung kann dabei beispielsweise als lineare Strömung oder als Wirbel ausgebildet sein.
Die Erfinder haben erkannt, dass mittels der Strömung die Effizienz beim Entnehmen des Materialpartikel verbessert werden kann. Die Erfinder haben erkannt, dass eine solche Strömung durch einen weiteren Ultraschallpuls erzeugt werden kann. Insbesondere kann das Materialpartikel durch die Strömung direkt zu der Öffnung der Hohlnadel transportiert bzw. bewegt werden, sodass die Hohlnadel zum Einsammeln des Materialpartikels nicht in dem Material bewegt werden muss. Die Erfinder haben erkannt, dass durch die Strömung auch großräumiger, innerhalb des gesamten liquifizierten Bereiches der Probeentnahme Materialpartikel „eingesammelt“ und zu der Öffnung der Hohlnadel bewegt werden können. Es muss also nicht jedes Materialpartikel einzeln zu der Öffnung der Hohlnadel bewegt werden. Es können mehrere Materialpartikel gemeinsam durch die Strömung zu der Öffnung der Hohlnadel bewegt werden. Die Erfinder haben erkannt, dass auf diese Weise, wenn die Probeentnahme eine Anwendung an einem Patienten, insbesondere eine Biopsie, ist, ein Patientenkomfort verbessert und ein Infektionsrisiko reduziert werden kann. Insbesondere muss die Hohlnadel dann nur einmal in das Material eingeführt werden und nicht in dem Material repositioniert werden. Dies führt zum einen zu einer Beschleunigung der Probeentnahme, zum anderen wird der Patient bei der Biopsie weniger verletzt, was zu weniger Schmerzen und einem geringeren Infektionsrisiko führt.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Hohlnadel dazu ausgebildet, eine Spülflüssigkeit in den Probeentnahmebereich einzubringen. Dabei wird die Strömung in der Spülflüssigkeit erzeugt.
Der Probeentnahmebereich beschreibt den Bereich in dem Material, aus dem die Materialprobe, insbesondere das Materialpartikel, entnommen werden soll. Der Probeentnahmebereich kann durch eine besondere Struktur des Materials in diesem Bereich gekennzeichnet sein. Beispielsweise bei einer Biopsie kann der Probeentnahmebereich insbesondere durch eine Veränderung des Gewebes in diesem Probeentnahmebereich gekennzeichnet sein. Das entnommene Materialpartikel soll dann aus diesem veränderten Gewebe bestehen bzw. dieses umfassen.
Die Spülflüssigkeit kann insbesondere eine Kochsalzlösung sein. Insbesondere kann die Spülflüssigkeit, wenn es sich bei der Probeentnahme um eine Biopsie handelt, eine Flüssigkeit sein, die für einen menschlichen Körper verträglich ist und problemlos resorbiert werden kann.
Zum Einbringen der Spülflüssigkeit kann die Hohlnadel einen zweiten Kanal, einen Spülkanal, umfassen. Der zweite Kanal kann parallel zu dem Kanal ausgerichtet sein, der die Öffnung zum Einsammeln des Materialpartikels umfasst. Die Hohlnadel kann außerdem eine zweite Öffnung umfassen, durch die die Spülflüssigkeit aus dem Kanal bzw. aus der Hohlnadel in das Material austreten kann.
Alternativ kann die Hohlnadel wie oben beschrieben einen Kanal und eine Öffnung umfassen. Die Spülflüssigkeit wird dabei durch denselben Kanal und dieselbe Öffnung in das Material bzw. in den Probeentnahmebereich eingebracht, wie das Material entnommen wird. Dafür kann die Spülflüssigkeit vor dem Entnehmen des Materialpartikels eingebracht werden, sodass der Kanal nacheinander für verschiedene Verwendungen zu Verfügung steht.
Zum Einbringen der Spülflüssigkeit kann ein Überdruck in der Hohlnadel erzeugt werden. Der Überdruck kann dabei manuell, beispielsweise mit einer Spritze, oder automatisch erzeugt werden.
Die Spülflüssigkeit ersetzt dabei das oben beschriebene liquifizierte Material in dem Probeentnahmebereich. Die Strömung wird somit stattdessen in der Spülflüssigkeit erzeugt. Dabei wird die Strömung wie oben beschrieben mittels des weiteren Ultraschallpulses erzeugt. Das Materialpartikel kann dabei wie oben beschrieben mittels der Strömung insbesondere zu der Öffnung der Hohlnadel bewegt werden.
Die Erfinder haben erkannt, dass, statt liquifiziertes Material zu erzeugen, auch eine Spülflüssigkeit eingebracht werden kann, in der die Strömung erzeugt werden kann. Die Erfinder haben erkannt, dass auf diese Weise das Material noch weniger beschädigt wird. Die Erfinder haben außerdem erkannt, dass insbesondere, wenn die Probeentnahme eine Anwendung an einem Patienten, beispielsweise eine Biopsie, ist, das Infektionsrisiko durch das Einbringen der Spülflüssigkeit anstelle des Liquifizierens des Materials weiter reduziert werden kann und der Patientenkomfort weiter erhöht werden kann, da weniger Material, insbesondere Gewebe, beschädigt werden muss.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst das Probeentnahmesystem eine Absaugeinheit. Dabei ist die Absaugeinheit dazu ausgebildet, das Materialpartikel durch die Hohlnadel abzusaugen. Dabei ist die Absaugeinheit dazu ausgebildet, zu erkennen, wenn die Hohlnadel durch das Materialpartikel verstopft ist. Wobei die Ultraschallpulseinheit dazu ausgebildet ist, das verstopfende Materialpartikel mittels des Ultraschallpulses zu zerkleinern.
Die Absaugeinheit ist insbesondere dazu ausgebildet, einen Unterdruck an der Hohlnadel zu erzeugen. Die Absaugeinheit kann dabei den Unterdruck manuell oder automatisch erzeugen.
Durch den mit der Absaugeinheit erzeugten Unterdruck wird das Materialpartikel durch die Öffnung in die Hohlnadel gesaugt.
In Ausführungen der Erfindung kann die Hohlnadel eine zweite Öffnung umfassen, die mit der Absaugeinheit verbunden bzw. gekoppelt ist. Die Öffnung zum Einsammeln des Materialpartikels und die zweite Öffnung können dabei fluidisch miteinander verbunden sein. Das Materialpartikel kann somit durch die Absaugeinheit durch die Hohlnadel hindurch abgesaugt werden. Mit anderen Worten kann das Materialpartikel durch ein Absaugen entnommen werden.
Wenn das Materialpartikel die Hohlnadel verstopft, kann kein weiteres Materialpartikel in die Hohlnadel gesaugt werden und es baut sich ein immer größer werdender Unterdruck in der Hohlnadel auf. Dies kann die Absaugeinheit erkennen.
Wenn die Absaugeinheit erkennt, dass das Materialpartikel die Hohlnadel verstopft, kann sie, in Ausführungen der Erfindung, einen kurzzeitigen Überdruck erzeugen. Durch den Überdruck kann das Materialpartikel durch die Öffnung aus der Hohlnadel herausgedrückt werden.
Die Ultraschallpulseinheit kann einen Ultraschallpuls auf das verstopfende Materialpartikel aussenden, der dazu ausgebildet ist, das Materialpartikel zu zerkleinern. Dafür kann der Fokus des Ultraschallpulses an der Position des Materialpartikels angeordnet sein. Der Ultraschallpuls kann dazu ausgebildet sein, das Materialpartikel derart zu zerkleinern, dass es die Hohlnadel nicht mehr verstopfen kann. Mit anderen Worten kann das Materialpartikel durch den Ultraschallpuls derart zerkleinert werden, dass der Durchmesser des Materialpartikels nach dem Zerkleinern kleiner als der Innendurchmesser der Hohlnadel ist.
Insbesondere können dafür die Ultraschallpulseinheit und die Ultraschallbildgebungseinheit wie oben beschrieben räumlich registriert sein. Auf diese Weise kann aus der Ultraschallantwort des Materialpartikels die Position des Materialpartikels bestimmt werden. Der Ultraschallpuls kann dann basierend auf der Registrierung mit der Ultraschallpulseinheit auf die Position des Materialpartikels fokussiert werden.
Alternativ oder zusätzlich können die Hohlnadel und die Ultraschallpulseinheit räumlich zueinander registriert sein. Insbesondere kann eine Einheit, welche zum Führen bzw. Positionieren der Hohlnadel ausgebildet ist, mit der Ultraschallpulseinheit räumlich registriert sein. Auf diese Weise ist die Position der Öffnung der Hohlnadel relativ zu der Ultraschallpulseinheit bekannt. Dann kann angenommen werden, dass die Position des Materialpartikels wenigstens annähernd gleich der Position der Öffnung der Hohlnadel ist. Der Ultraschallpuls kann dann auf die Position der Öffnung der Hohlnadel oder direkt neben die Position der Öffnung der Hohlnadel fokussiert werden.
Die Erfinder haben erkannt, dass das Entnehmen des Materialpartikels mit der Absaugeinheit vereinfacht und beschleunigt werden kann. Insbesondere kann dabei das Materialpartikel effizient durch die Öffnung in die Hohlnadel gesaugt werden und mit der Hohlnadel aus dem Material entnommen werden. Die Erfinder haben außerdem erkannt, dass ein Verstopfen der Hohlnadel mit der Absaugeinrichtung erkannt werden kann. Durch das gezielte Zerkleinern des verstopfenden Materialpartikels mit dem Ultraschallpuls kann ein erneutes Verstopfen verhindert werden und das Entnehmen des Materialpartikels beschleunigt bzw. effizienter gestaltet werden.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Entnehmen wenigstens einer Materialpartikels mit einem oben beschriebenen Probeentnahmesystem. Das Verfahren umfasst einen Verfahrensschritt eines Herauslösens wenigstens eines Materialpartikels aus einem Material mittels eines mit einer Ultraschallpulseinheit ausgesendeten fokussierten Ultraschallpulses. Dabei ist der Ultraschallpuls an einen Innendurchmesser der Hohlnadel und/oder eine Position der Öffnung der Hohlnadel und/oder zum Herauslösen einer Materialpartikels einer maximalen Höchstgröße angepasst. Das Verfahren umfasst außerdem einen Verfahrensschritt eines Entnehmens des Materialpartikels mit einer Hohlnadel.
Die einzelnen Verfahrensschritte sind dazu ausgebildet, wie oben beschrieben mit dem Probeentnahmesystem ausgeführt zu werden. Das Probeentnahmesystem ist dabei gemäß einem der beschriebenen Aspekt ausgebildet. Insbesondere kann das Verfahren weitere Verfahrensschritte umfassen, in welchen die verschiedenen oben beschriebenen Eigenschaften des Probeentnahmesystems zum Herauslösen und/oder zum Entnehmen des Materialpartikels zum Steigern der Effizienz des Entnehmens der Materialprobe bzw. des Materialpartikels insbesondere durch ein gezieltes Bewegen des Materialpartikels zu der Öffnung der Hohlnadel angewendet werden.
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 Probeentnahmesystems,
2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Probeentnahmesystems,
3 ein drittes Ausführungsbeispiel eines Probeentnahmesystems,
4 ein viertes Ausführungsbeispiel eines Probeentnahmesystems,
5 ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Entnehmen wenigstens eines Materialpartikels mit einem Probeentnahmesystem.

1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Probeentnahmesystems 1.
Das Probeentnahmesystem 1 umfasst eine Hohlnadel 11 und eine Ultraschallpulseinheit 12.
Die Ultraschallpulseinheit 12 ist auf einer Materialoberfläche 21 eines Materials 2 angeordnet. Dabei steht die Ultraschallpulseinheit 12 über die Materialoberfläche 21 mit dem Material 2 in Kontakt. Zwischen der Ultraschallpulseinheit 12 und der Materialoberfläche 21 ist ein Kontaktmedium angeordnet, welches ein Einkoppeln eines von der Ultraschallpulseinheit 12 ausgesendeten Ultraschallpulses 121 in das Material 2 verbessert. Das Kontaktmedium kann dabei insbesondere auf einer Wasserbasis sein. Beispielsweise kann das Kontaktmedium ein Ultraschallgel oder ein Wasserbad sein.
Die Ultraschallpulseinheit 12 ist dazu ausgebildet, einen fokussierten Ultraschallpuls 121 auszusenden. Der Fokus 122 des Ultraschallpulses 121 kann dabei abhängig von einer räumlichen Ausrichtung der Ultraschallpulseinheit 12 und von der Fokussierung des Ultraschallpulses 121 in dem Material 2 angeordnet sein. Mit anderen Worten hängt eine Position des Fokus` 122 in dem Material 2 von der Ausrichtung der Ultraschallpulseinheit 12 und der Fokussierung ab.
Die Ultraschallpulseinheit 12 ist dazu ausgebildet, mit dem Ultraschallpuls 121 wenigstens ein Materialpartikel 22 aus dem Material 2 herauszulösen. Das Materialpartikel 22 kann dabei ein festes Stück bzw. Teil des Materials 2 umfassen. Alternativ kann das Materialpartikel 22 ein liquifiziertes Material 2 umfassen.
Insbesondere kann das Material 2 ein Gewebe, insbesondere ein menschliches Gewebe sein. Dabei kann die Materialoberfläche 21 aus Haut ausgebildet sein.
Die Hohlnadel 11 ist dazu ausgebildet, in das Material 2 durch die Materialoberfläche 21 hindurch eingeführt zu werden. Die Hohlnadel 11 kann dabei beispielsweise ein Drainageschlauch, ein Hohlkatheter, ein Stent, eine Biopsienadel etc. sein. Die Hohlnadel 11 bildet einen Kanal bzw. ein Rohr aus, welcher durch einen Innendurchmesser Nd gekennzeichnet ist. Die Hohlnadel 11 umfasst eine Öffnung 111. Durch die Öffnung kann die Hohlnadel 11 das Materialpartikel 22 in das Innere, also den Kanal, der Hohlnadel 11 aufnehmen. Die Öffnung 111 kann an einer Spitze der Hohlnadel 11 angeordnet sein. Alternativ kann die Öffnung 111 an einer Seite der Hohlnadel angeordnet sein.
In Ausführungen der Erfindung kann die Hohlnadel 11 mit einer Absaugeinheit 14 verbunden sein, welche dazu ausgebildet ist, das Materialpartikel 22 durch die Öffnung 111 in die Hohlnadel 11 zu saugen. Außerdem kann die Absaugeinheit 14 dazu ausgebildet sein, das Materialpartikel 22 durch die Hohlnadel 11 hindurchzusaugen. Die Absaugeinheit 14 ist dazu ausgebildet einen Unterduck in der Hohlnadel 11 zu erzeugen, der das Materialpartikel 22 in die Hohlnadel 11 hineinsaugt. Die Absaugeinheit 14 kann dabei insbesondere automatisch, beispielsweise mit einem Kompressor und/oder einer Pumpe, den Unterdruck in der Hohlnadel 11 erzeugen. Alternativ kann die Absaugeinheit 14 manuell bedient werden. Beispielsweise kann die Absaugeinheit 14 wie der Kolben bei einer Spritze ausgebildet sein.
Mit dem Probeentnahmesystem 1 kann insbesondere eine Materialprobe entnommen werden. Die Materialprobe kann dabei das wenigstens eine Materialpartikel 22 umfassen. Insbesondere kann die Materialprobe mehr als ein Materialpartikel 22 umfassen. Insbesondere kann die Materialprobe eine Mischung aus festen Stücken bzw. Teilen des Materials 2 und liquifiziertem Material 2 umfassen.
Der Ultraschallpuls 121 zum Herauslösen des Materialpartikels 22 ist an den Innendurchmesser Nd der Hohlnadel 11 angepasst. Mit anderen Worten ist das Materialpartikel 22, das mit dem Ultraschallpuls 121 aus dem Material 2 gelöst wird, maximal so groß, wie der Innendurchmesser Nd der Hohlnadel 11. Mit anderen Worten ist ein Durchmesser Pd des Materialpartikels 22, das mit dem Ultraschallpuls 121 aus dem Material 2 herausgelöst wird, maximal so groß, wie der Innendurchmesser Nd der Hohlnadel 11. Der Durchmesser Pd des Materialpartikels 22 beschreibt dabei eine Dicke des Materialpartikels 22 an seiner dicksten Stelle.
Alternativ oder zusätzlich ist der Ultraschallpuls 121 an eine Position der Öffnung 111 der Hohlnadel 11 angepasst. Dabei wird das Materialpartikel 22 durch den Ultraschallpuls 121 insbesondere in einem Einsaugbereich 3 vor der Hohlnadel 11 erzeugt. Der Einsaugbereich 3 beschreibt den Bereich vor der Hohlnadel 11, innerhalb welchem die Hohlnadel 11 das Materialpartikel 22, ohne umpositioniert zu werden, einsaugen bzw. einsammeln bzw. entnehmen kann. Insbesondere kann durch einen Abstand zwischen dem Fokus 122 des Ultraschallpulses 121 und der Öffnung 111 der Hohlnadel 11 eine Größe des herausgelösten Materialpartikels 22 vorgegeben werden. Beispielsweise kann der maximale Durchmesser Pd maximal dem Abstand zwischen der Öffnung 111 der Hohlnadel 11 und dem Fokus 122 des Ultraschallpulses 121 entsprechen.
Alternativ oder zusätzlich ist der Ultraschallpuls zum Herauslösen S1 eines Materialpartikels 22 einer Höchstgröße angepasst. Die Höchstgröße kann dabei durch den oben beschriebenen Durchmesser Pd des Materialpartikels 22 beschrieben werden. Insbesondere kann die Höchstgröße wie oben beschrieben durch den Innendurchmesser Nd der Hohlnadel 11 vorgegeben sein. Alternativ kann die Höchstgröße des Materialpartikels 22 durch eine weitere Verwendung des Materialpartikels 22 vorgegeben sein. Wenn die Probeentnahme beispielsweise eine Biopsie ist, kann die Höchstgröße des Materialpartikels 22 durch eine weitere Verwendung des Materialpartikels 22 zur Analyse vorgeben sein.
Gemäß einer Ausführung der Erfindung sind die Hohlnadel 11 und die Ultraschallpulseinheit 12 getrennt bzw. separat voneinander ausgebildet. Mit anderen Worten sind die Hohlnadel 11 und die Ultraschallpulseinheit 12 physisch voneinander getrennte Einheiten.
In Ausführungen der Erfindung, ist die Ultraschallpulseinheit 12 dazu ausgebildet, mittels des Ultraschallpulses 121 ein Raster in das Material 2 zu schneiden. Das Materialpartikel 22 ist aus dem Raster herauslösbar. Insbesondere werden die Gitterlinien des Rasters oder eine alternative rasterartige Struktur in das Material 2 geschnitten. Das Materialpartikel 22 kann dann durch einen Zwischenraum zwischen den Gitterlinien bzw. der alternativen rasterartigen Struktur gebildet werden. Die Gitterlinien bzw. die alternative rasterartige Struktur können dabei in einer Ebene beispielsweise viereckige oder fünfeckige oder sechseckige oder achteckige Zwischenräume ausbilden. Insbesondere kann das Raster dreidimensional sein und die Zwischenräume als entsprechende Polyeder ausgebildet sein.
In Ausführungen der Erfindung ist der Fokus 122 als Ellipsoid ausgebildet. Mit anderen Worten kann der Fokus 122 die Form eines Ellipsoiden ausbilden. Dabei kann vorteilhafterweise die Hohlnadel 11 zum Entnehmen des Materialpartikels 22 entlang der langen Achse des Ellipsoiden angeordnet sein. Insbesondere kann die Öffnung 111 der Hohlnadel 11 zum Entnehmen des Materialpartikels 22 derart angeordnet sein, dass ein möglichst großer Teil der Öffnung 111 innerhalb des Fokus' 122 angeordnet ist. Dafür kann die Hohlnadel 11 insbesondere parallel zu der Richtung bzw. Aussenderichtung des Ultraschallpulses 121 angeordnet sein (nicht dargestellt).
2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Probeentnahmesystems 1.
Das zweite Ausführungsbeispiel ist grundsätzlich analog zu dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 ausgebildet. Das zweite Ausführungsbeispiel umfasst außerdem eine Ultraschallbildgebungseinheit 13. Die Ultraschallbildgebungseinheit 13 ist dazu ausgebildet einen Bildgebungs-Ultraschallpuls auszusenden. Dieser Bildgebungs-Ultraschallpuls kann in das Material 2 einkoppeln. Dafür kann die Ultraschallbildgebungseinheit 13 wie bezüglich 1 beschrieben über ein Koppelmedium mit dem Material 2 in Kontakt stehen. Der Bildgebungs-Ultraschallpuls kann an Strukturen innerhalb des Materials 2 reflektiert werden. Beispielsweise kann der Bildgebungs-Ultraschallpuls an dem Materialpartikel 22 reflektiert werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Bildgebungs-Ultraschallpuls an der Hohlnadel 11, insbesondere an der Öffnung 111 der Hohlnadel 11 reflektiert werden. Dieser reflektiere Bildgebungs-Ultraschallpuls wird als Ultraschallantwort bezeichnet. Die Ultraschallantwort wird mit der Ultraschallbildgebungseinheit 13 erfasst. Die Ultraschallbildgebungseinheit 13 wirkt also gleichzeitig als Sender und als Empfänger. Aus einer Intensität der Ultraschallantwort und einer Laufzeit kann eine Position der Struktur, die die Ultraschallantwort erzeugt bzw. den Bildgebungs-Ultraschallpuls reflektiert in dem Material 2 bestimmt werden. Insbesondere kann basierend auf der Ultraschallantwort eine Ultraschallaufnahme bzw. ein Ultraschallbild bestimmt werden, welches die Positionen der reflektierenden Strukturen in dem Material 2 darstellt.
In Ausführungen der Erfindung ist die Ultraschallbildgebungseinheit 13 dazu ausgebildet, das Erzeugen bzw. Herauslösen und/oder eine Bewegung des Materialpartikels 22 zu überwachen. Dafür empfängt die Ultraschallbildgebungseinheit 13 eine zeitaufgelöste Ultraschallantwort des Materialpartikels 22 in Relation zu der Ultraschallantwort der Öffnung 111 der Hohlnadel 11. Dafür kann die Ultraschallbildgebungseinheit 13 mehrere Bildgebungs-Ultraschallpulse in einer zeitlichen Abfolge bzw. Sequenz aussenden. Entsprechend können dann für jeden ausgesendeten Bildgebungs-Ultraschallpuls eine Ultraschallantwort empfangen werden. Da die Ultraschallantworten zeitlich vom Aussenden des entsprechenden Bildgebungs-Ultraschallpuls abhängen, sind auch die Ultraschallantworten zeitaufgelöst. Insbesondere hängt eine Ultraschallantwort von der Position des Materialpartikels 22 und der Position der Öffnung 111 der Hohlnadel 11 zu den verschiedenen Zeitpunkten zwischen dem Aussenden des Bildgebungs-Ultraschallpulses und dem Empfangen der Ultraschallantwort ab. Eine Veränderung einer der Positionen kann somit mit den zeitaufgelösten Ultraschallantworten abgebildet werden. Auf diese Weise kann insbesondere erfasst bzw. abgebildet werden, wie sich die Position des Materialpartikels 22 relativ zu der Position der Öffnung 111 der Hohlnadel 11 verändert.
Alternativ oder zusätzlich kann die Ultraschallbildgebungseinheit 13 dazu ausgebildet sein, aus der Ultraschallantwort des Materialpartikels 22 der Durchmesser Pd des Materialpartikels 22 zu bestimmen. Der Durchmesser Pd des Materialpartikels 22 ist dabei wie oben beschrieben definiert bzw. ausgebildet. Insbesondere kann der Durchmesser Pd des Materialpartikels 22 basierend auf der Ultraschallaufnahme, die das Materialpartikel 22 basierend auf der Ultraschallantwort des Materialpartikels 22 abbildet, bestimmt werden. Dabei kann erkannt werden, wenn der Durchmesser Pd des Materialpartikels 22 größer ist als der Innendurchmesser Nd der Hohlnadel 11. Wenn der Durchmesser Pd des Materialpartikels 22 größer oder optional auch gleich dem Innendurchmesser Nd der Hohlnadel 11 ist, wird der Ultraschallpuls 121 von der Ultraschallpulseinheit 12 direkt auf das Materialpartikel 22 ausgesendet. Mit anderen Worten wird der Ultraschallpuls 121 derart fokussiert, dass sein Fokus 122 an der Position des Materialpartikels 22 angeordnet ist. Auf diese Weise wird das Materialpartikel 22 derart zerkleinert, dass sein Durchmesser Pd kleiner als der Innendurchmesser Nd der Hohlnadel 11 ist.
Alternativ oder zusätzlich kann aus der Ultraschallantwort der Öffnung 111 der Hohlnadel 11 erkennbar sein, wenn die Hohlnadel 11 durch wenigstens ein Materialpartikel 22 verstopft ist. Mit anderen Worten kann basierend auf der Ultraschallantwort bestimmt werden, wenn ein Materialpartikel 22 die Öffnung 111 der Hohlnadel 11 verstopft. Wie oben beschrieben kann auf das verstopfende Materialpartikel 22 gezielt der Ultraschallpuls 121 ausgesendet werden. Der Ultraschallpuls 121 kann dann das Materialpartikel 22 derart zerkleinern, dass es die Hohlnadel 11 bzw. die Öffnung 111 der Hohlnadel 11 nicht mehr verstopft. Insbesondere kann dabei das Materialpartikel 22 derart zerkleinert werden, dass sein Durchmesser Pd kleiner als der Innendurchmesser Nd der Hohlnadel 11 ist. Insbesondere kann das Materialpartikel 22 derart zerkleinert werden, dass sein Durchmesser Pd kleiner als die Öffnung 111 der Hohlnadel 11 ist. Dabei kann das Materialpartikel 22 vor dem Zerkleinern durch den Ultraschallpuls 121 mittels eines Überdrucks durch die Öffnung 111 der Hohlnadel 11 wieder aus der Hohlnadel 11 herausgedrückt werden. Nach dem Zerkleinern kann das zerkleinerte Materialpartikel 22 dann wieder durch die Öffnung 111 der Hohlnadel 11 eingesammelt bzw. eingesaugt werden, ohne diese zu verstopfen.
Alternativ oder zusätzlich können die Ultraschallpulseinheit 12 und die Ultraschallbildgebungseinheit 13 räumlich zueinander registriert sein. Mit anderen Worten kann eine Position des Fokus' 122 in demselben Koordinatensystem definiert sein wie eine Bereich des Materials 2, in welchen die Ultraschallbildgebungseinheit 13 den Bildgebungs-Ultraschallpuls aussendet und aus welchem dem Ultraschallbildgebungseinheit 13 die Ultraschallantwort empfängt. Auf diese Weise kann die Position des Fokus' 122 automatisch an den beschriebenen Bereich angepasst werden oder umgekehrt. Insbesondere kann die Position des Fokus' 122 automatisch an die Position des Materialpartikels 22 und/oder die Position der Öffnung 111 der Hohlnadel 11 angepasst werden, wenn das Materialpartikel 22 und/oder die Öffnung 111 der Hohlnadel 11 in dem Bereich angeordnet ist. Mit anderen Worten kann die Position des Fokus' 122 automatisch an die Position des Materialpartikels 22 und/oder an die Position der Öffnung 111 der Hohlnadel 11 angepasst werden, wenn die Position des Materialpartikels 22 und/oder die Position der Öffnung 111 der Hohlnadel 11 wie oben beschrieben in Abhängigkeit der entsprechenden Ultraschallantwort bestimmt wird. Alternativ kann in diesem Fall die Position der Öffnung 111 der Hohlnadel 11 an die Position des Fokus' 122 automatisch angepasst werden. Die Position des Materialpartikels 22 und/oder der Öffnung 111 der Hohlnadel 11 wird dabei wie oben beschrieben basierend auf der Ultraschallantwort bestimmt. Somit ist bekannt, wo in dem oben beschriebenen Bereich das Materialpartikel 22 und/oder die Öffnung 111 der Hohlnadel 11 angeordnet sind. In Abhängigkeit der Registrierung kann daraus eine räumliche Abhängigkeit zwischen den Positionen des Materialpartikels 22 und/oder der Öffnung 111 der Hohlnadel 11 und der Position des Fokus' 122 bestimmt werden. Das Anpassen der entsprechenden Position erfolgt somit basierend auf der Registrierung. Insbesondere kann beispielsweise die Position des Fokus' 122 des Ultraschallpulses 121 derart ausgebildet sein, dass zwischen der Position der Öffnung 111 der Hohlnadel 11 und dem Fokus 122 ein vordefinierter Abstand besteht. Auf diese Weise kann ein Materialpartikel 22 herausgelöst werden, dessen Durchmesser Pd maximal dem Abstand zwischen dem Fokus 122 und der Öffnung 111 der Hohlnadel 11 entspricht. Alternativ oder zusätzlich kann die Öffnung 111 der Hohlnadel 11 derart relativ zu dem Fokus 122 angeordnet werden, dass ein Materialpartikel 22, das in dem Fokus 122 herausgelöst wird, direkt mit der Hohlnadel 11 eingesammelt werden kann. Mit anderen Worten kann die Öffnung 111 der Hohlnadel 11 derart relativ zum Fokus 122 angeordnet werden, dass der Ultraschallpuls 121 das Materialpartikel 22 im Einsaugbereich 3 der Hohlnadel 11 herauslöst bzw. erzeugt.
3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines Probeentnahmesystems 1.
Das Probeentnahmesystem 1 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist analog zu den Probeentnahmesystemen 1 des ersten und/oder zweiten Ausführungsbeispiels ausgebildet.
Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist die oben beschriebene Ultraschalleinheit 12 dazu ausgebildet einen weiteren Ultraschallpuls 121` auszusenden. Der weitere Ultraschallpuls 121` ist dazu ausgebildet, eine Strömung in einem liquifizierten Material oder in einem wässrigen Medium zu erzeugen. Die Strömung kann dabei eine lineare Strömung oder ein Wirbel sein. Der weitere Ultraschallpuls 121` kann insbesondere nicht fokussiert sein. Die Strömung kann insbesondere durch die wandernden bzw. sich ausbreitenden Druckunterschiede, die der weitere Ultraschallpuls 121` in dem Material erzeugt, hervorgerufen werden.
Dabei ist das Material 2 in dem Bereich der Probeentnahme 4 liquifiziert. Insbesondere kann das Material 2 dabei mit dem in der Beschreibung zu 1 beschriebenen fokussierten Ultraschallpuls 121 liquifiziert worden sein. In diesem liquifizierten Material 2 wird dann mit dem weiteren Ultraschallpuls 121` gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel die Strömung erzeugt werden. Die Ultraschallpulseinheit 12 kann dabei verschiedene Ultraschallpulse 121, 121` zum Liquifizieren des Materials 2 und zum Erzeugen der Strömung aussenden.
Die Strömung ist dabei derart ausgebildet, dass sich das Materialpartikel 22 entlang bzw. mit der Strömung in Richtung der Öffnung 111 der Hohlnadel 11 oder auch eines anderen Zielortes bewegt. Mit anderen Worten transportiert die Strömung das Materialpartikel 22 in Richtung der Öffnung 111 der Hohlnadel 11 bzw. in den Einsaugbereich 3 oder in Richtung eines anderen beliebigen Zielortes.
4 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel eines Probeentnahmesystems 1.
Das vierte Ausführungsbeispiel basiert auf demselben Prinzip wie das dritte Ausführungsbeispiel.
Gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel wird die Strömung in einer, zuvor in den Probeentnahmebereich 4 eingebrachten Spülflüssigkeit mit dem weiteren Ultraschallpuls 121` erzeugt. Insbesondere ist dabei keine oder nur eine geringere Liquifizierung des Materials 2 in dem Probeentnahmebereich 4 notwendig.
Die Spülflüssigkeit kann dabei insbesondere eine Kochsalzlösung sein. Alternativ kann die Spülflüssigkeit ein beliebiges anderes, für den Anwendungszweck geeignetes wässriges Medium sein.
Die Spülflüssigkeit kann dabei mittels der Hohlnadel 11 in den Probeentnahmebereich 4 eingebracht werden. Dafür kann die Spülflüssigkeit mit der Hohlnadel 11 eingebracht werden, bevor das Materialpartikel 22 bzw. die Materialprobe mit der Hohlnadel 11 eingesammelt wird. Dafür wird zunächst mittels eines Überdrucks die Spülflüssigkeit durch die Hohlnadel 11 insbesondere durch den Kanal der Hohlnadel 11 in den Probeentnahmebereich 4 eingebracht, anschließend kann das Materialpartikel 22 mittels eines Unterdrucks in der Hohlnadel 11 durch die Öffnung 111 in die Hohlnadel 11 eingesaugt werden und entnommen werden. Dafür umfasst die Hohlnadel 11 einen Kanal und eine Öffnung 111 durch die sowohl die Spülflüssigkeit eingebracht als auch das Materialpartikel 22 entnommen werden können.
Alternativ kann die Hohlnadel 11 zwei Kanäle mit jeweils einer Öffnung 111 umfassen. Ein Kanal, der Spülkanal 112, dient dabei zum Einbringen der Spülflüssigkeit, der andere Kanal wie oben beschrieben zum Entnehmen des Materialpartikels 22. Der Kanal zum Entnehmen des Materialpartikels 22 ist dabei wie oben beschrieben durch seinen Innendurchmesser Nd definiert.
5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Entnehmen S2 wenigstens eines Materialpartikels 22 mit einem Probeentnahmesystem 1.
Das Probeentnahmesystem 1 ist dabei gemäß einem der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele gemäß den 1 bis 4 ausgebildet.
Das Verfahren umfasst einen Verfahrensschritt eines Herauslösens S1 des wenigstens einen Materialpartikels 22 aus dem Material 2 mittels des mit der Ultraschallpulseinheit 12 ausgesendeten Ultraschallpulses 121. Der Ultraschallpuls 121 ist dabei an den Innendurchmesser Nd der Hohlnadel 11 und/oder die Position der Öffnung 111 der Hohlnadel 11 und/oder zum Herauslösen des Materialpartikels 22 mit einer Höchstgröße angepasst. Das Herauslösen S1 erfolgt dabei wie bezüglich 1 beschrieben.
Das Verfahren umfasst einen weiteren Verfahrensschritt eines Entnehmens S2 des Materialpartikels 22 mit der Hohlnadel 11. Dafür wird das Materialpartikel 22 wie oben beschrieben durch die Öffnung 111 der Hohlnadel 11 in die Hohlnadel 11 aufgenommen bzw. eingesammelt bzw. eingesaugt. Das Einsaugen kann dabei wie oben bezüglich den 2 bis 4 beschrieben durch geeignete Ultraschallpulse 121, 121` und Ultraschallbildgebung vereinfacht werden.
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

Probeentnahmesystem (1) zum Entnehmen wenigstens eines Materialpartikels (22) umfassend: - eine Hohlnadel (11), wobei die Hohlnadel (11) eine Öffnung (111) umfasst, - eine Ultraschallpulseinheit (12), wobei die Ultraschallpulseinheit (12) ausgebildet ist, einen fokussierten Ultraschallpuls (121) auszusenden, wobei die Ultraschallpulseinheit (12) dazu ausgebildet ist mittels des Ultraschallpulses (121) das wenigstens eine Materialpartikel (22) aus einem Material (2) herauszulösen, wobei die Hohlnadel (11) dazu ausgebildet ist, das Materialpartikel (22) zu entnehmen, wobei der Ultraschallpuls (121) an einen Innendurchmesser (Nd) der Hohlnadel (11) und/oder eine Position der Öffnung (111) der Hohlnadel (11) und/oder zum Herauslösen (S1) eines Materialpartikels (22) einer Höchstgröße angepasst ist, wobei die Hohlnadel (11) zum Entnehmen (S2) des Materialpartikels (22) durch die Öffnung (111) ausgebildet ist.
Probeentnahmesystem (1) nach Anspruch 1, wobei die Hohlnadel (11) und die Ultraschallpulseinheit (12) separat voneinander ausgebildet sind.
Probeentnahmesystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ultraschallpulseinheit (12) dazu ausgebildet ist, Materialpartikel (22) mit einem Durchmesser (Pd) herauszulösen, der maximal dem Innendurchmesser (Nd) der Hohlnadel (11) entspricht.
Probeentnahmesystem (1) nach Anspruch 3, wobei die Ultraschallpulseinheit (12) dazu ausgebildet ist, mittels des Ultraschallpulses (121) ein Raster in das Material (2) zu schneiden, aus welchem das Materialpartikel (22) herauslösbar ist.
Probeentnahmesystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, außerdem umfassend: - eine Ultraschallbildgebungseinheit (13), wobei die Ultraschallbildgebungseinheit (13) dazu ausgebildet ist, eine Ultraschallantwort in Abhängigkeit einer Position des Materialpartikels (22) und/oder der Öffnung (111) der Hohlnadel (11) zu empfangen.
Probeentnahmesystem (1) nach Anspruch 5, wobei die Ultraschallbildgebungseinheit (13) zum Überwachen des Erzeugens und/oder einer Bewegung des Materialpartikels (22) ausgebildet ist, wobei die Ultraschallbildgebungseinheit (13) dafür insbesondere eine zeitaufgelöste Ultraschallantwort des Materialpartikels (22) in Relation zu der Ultraschallantwort der Öffnung (111) der Hohlnadel (11) empfängt.
Probeentnahmesystem (1) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei aus der Ultraschallantwort des Materialpartikels (22) ein Durchmesser (Pd) des Materialpartikels (22) bestimmbar ist, wobei die Ultraschallpulseinheit (12) dazu ausgebildet ist, den Ultraschallpuls (121) auf das Materialpartikel (22) auszusenden, wenn der Durchmesser (Pd) des Materialpartikels (22) größer als der Innendurchmesser (Nd) der Hohlnadel (11) ist.
Probeentnahmesystem (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei aus der Ultraschallantwort der Öffnung (111) der Hohlnadel (11) erkennbar ist, wenn die Hohlnadel (11) durch wenigstens ein Materialpartikel (22) verstopft ist, wobei die Ultraschallpulseinheit (12) dazu ausgebildet ist, das verstopfende Materialpartikel (22) mittels des Ultraschallpulses (121) zu zerkleinern.
Probeentnahmesystem (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei aus der Ultraschallantwort der Öffnung (111) der Hohlnadel (11) eine Position der Öffnung (111) der Hohlnadel (11) bestimmbar ist, wobei die Ultraschallbildgebungseinheit (13) und die Ultraschallpulseinheit (12) zueinander räumlich registriert sind, wobei die Position der Öffnung (111) der Hohlnadel (11) an eine Position des Fokus' (122) des von der Ultraschallpulseinheit (12) ausgesendeten Ultraschallpulses (121) basierend auf der räumlichen Registrierung anpassbar ist, wobei alternativ eine Position des Fokus' (122) des von der Ultraschallpulseinheit (12) ausgesendeten Ultraschallpulses (121) an die Position der Öffnung (111) der Hohlnadel (11) basierend auf der räumlichen Registrierung anpassbar ist.
Probeentnahmesystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Fokus (122) des Ultraschallpulses (121) einen Ellipsoiden ausbildet, wobei die Hohlnadel (11) derart relativ zu dem Fokus (122) angeordnet ist, dass sie parallel zu einer langen Achse des Ellipsoiden ausgerichtet ist.
Probeentnahmesystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Material (2) in einem Bereich (4) der Probeentnahme liquifiziert ist, wobei die Ultraschallpulseinheit (12) dazu ausgebildet ist, mittels eines weiteren Ultraschallpulses (121') eine Strömung in dem liquifizierten Material zu erzeugen, die das Materialpartikel (22) zu der Öffnung (111) der Hohlnadel (11) bewegt.
Probeentnahmesystem (1) nach Anspruch 11, wobei die Hohlnadel (11) dazu ausgebildet ist, eine Spülflüssigkeit in einen Probeentnahmebereich (4) einzubringen, wobei die Strömung in der Spülflüssigkeit erzeugt wird.
Probeentnahmesystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend eine Absaugeinheit (14), wobei die Absaugeinheit (14) dazu ausgebildet ist, das Materialpartikel (22) durch die Hohlnadel (11) abzusaugen, wobei die Absaugeinheit (14) dazu ausgebildet ist, zu erkennen, wenn die Hohlnadel (11) durch das Materialpartikel (22) verstopft ist, wobei die Ultraschallpulseinheit (12) dazu ausgebildet ist, das verstopfende Materialpartikel (22) mittels des Ultraschallpulses (121) zu zerkleinern.
Verfahren zum Entnehmen wenigstens eines Materialpartikels mit einem Probeentnahmesystem (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 umfassend folgende Verfahrensschritte: - Herauslösen (S1) wenigstens eines Materialpartikels (22) aus einem Material (2) mittels eines mit einer Ultraschallpulseinheit (12) ausgesendeten, fokussierten Ultraschallpulses (121), wobei der Ultraschallpuls (121) an einen Innendurchmesser (Nd) der Hohlnadel (11) und/oder einer Position der Öffnung (111) der Hohlnadel (11) und/oder zum Herauslösen eines Materialpartikels (22) einer Höchstgröße angepasst ist, - Entnehmen (S2) des Materialpartikels (22) mit der Hohlnadel (11) .