DE10258534A1 - Device and method for manual guiding of stick-shaped object to pre-determined spot inside body of patient - Google Patents

Device and method for manual guiding of stick-shaped object to pre-determined spot inside body of patient Download PDF

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Abstract

Prior to the insertion of a puncture needle, a stick holding a miniature camera, or a similar object (3) a line representing the vertical penetration line (6) is positioned on the skin of the patient (1). In a second step the entering spot (8) is marked on this line (6). The angle formed between the stick-shaped object (3) and the horizontal axis is identified and an angle extension (10) of a leveling gauge (9) fixed in the appropriate position. The needle or stick (3) is provided with a mark (17) indicating the insertion depth.

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur Verbesserung der händigen Führung eines stabförmigen Elementes, wie einer Punktiernadel, eines Sondierstabes, einer stabgeführten Miniaturkamera od. dgl.The invention is directed to Procedure for improving the hands guide a rod-shaped Element, such as a puncturing needle, a probe, a rod-guided miniature camera or like.

Es gibt vielfach Einsatzfälle, in denen man wünscht, in das Innere eines Körpers einen Sondierstab, eine Punktiernadel, eine Miniaturkamera od. dgl. einzuführen, wobei der Zielpunkt sich mittels vielfacher Meßmethoden ermitteln läßt, das Einführen des entsprechenden Gerätes aber häufig die Sensibilität der menschlichen Hand benötigt.There are many applications in whom you wish inside a body a probe, a puncture needle, a miniature camera or the like introduce, the target point can be determined by means of multiple measurement methods, the Introduction of corresponding device but often the sensitivity the human hand.

Es ist dabei bekannt, etwa in der Weise vorzugehen, daß man den Sondierstab über eine gewisse Strecke in das betroffene Objekt einführt, die Position der Sondierstabspitze mit externen Meßmethoden feststellt und ggf. dann die Weiterführrichtung des Sondierstabes oder der Kamera oder einer Injektionsnadel korrigiert, etwa durch Zurückziehen und durch erneutes weiteres Vordringen.It is known, for example, in the Way to proceed that one over the probe introduces a certain distance into the affected object, the Determine the position of the probe tip with external measuring methods and if necessary then the continuation direction of the Probe or camera or an injection needle corrected, for example by withdrawing and by advancing again.

Diese Vorgehensweise wird dann insbesondere angewandt, wenn das entsprechende Objekt keine gerade Oberfläche aufweist, die man dann als Bezugsfläche heranziehen könnte, sondern etwa eine gewölbte Oberfläche oder eine völlig zufällige, nicht ebene Oberfläche.This procedure is then particularly applied when the object in question does not have a straight surface, which you then use as a reference surface could use but rather an arched one surface or a completely accidental, not flat surface.

Um hier die händige Führung erheblich zu verbessern und um mehrere Versuche zur Auffindung der gewünschten Position, etwa einer Punktiernadel, zu erleichtern, was Ziel der vorliegenden Erfindung ist, zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren aus durchIn order to significantly improve the manual management here and several attempts to find the desired position, such as one Puncturing needle, to facilitate what aim of the present invention the method according to the invention is characterized by

  • – die Aufbringung einer optisch erkennbaren Linie auf dem Objekt als Durchdringungslinie einer Vertikalebene;- the Application of an optically recognizable line on the object as a penetration line a vertical plane;
  • – Markieren des Eindringpunktes des stabförmigen Elementes auf dieser Linie;- To mark the point of penetration of the rod-shaped Element on this line;
  • – Bestimmung des Eindringwinkels des stabförmigen Elementes gegenüber der Waagerechten;- Determination the penetration angle of the rod-shaped Element opposite the horizontal;
  • – Festlegung dieses Eindringwinkels an einen feststellbaren Schenkel einer Winkelmeß-Wasserwaage und- down this penetration angle to a lockable leg of an angle measuring spirit level and
  • – optisches Überwachen des Einhaltens dieses Winkels beim Einschieben des stabförmigen Elementes.- optical monitoring maintaining this angle when inserting the rod-shaped element.

Wird beispielsweise innerhalb einer Schaumstoffkugel ein Punkt festgelegt, bei dem ein stabförmiges Element positioniert werden soll, ohne daß die Möglichkeit gegeben ist, diesen Punkt mit einer Senkrechten zu erreichen, kann durch externe Meßeinrichtungen und Meßverfahren die räumliche Position dieses Punktes zunächst bestimmt werden. Wird dies z.B. durch computerunterstützte Querschnitte gemacht, läßt sich eine in der Senkrechten verlaufende Querschnittsebene definieren und deren Abbildung auf der Oberfläche der Kugel markieren. Wird auf dieser Linie ein potentieller Eindringpunkt fixiert, so ist durch die Position des gewünschten Zieles ein Vordringwinkel vorgegeben, den es permanent beim Einschieben z.B. des Sondierstabes oder einer Miniaturkamera, einzuhalten gilt. Wird nun durch die Winkelmeßwasserwaage zunächst die Horizontalebene, d.h. die senkrechte Ebene zur Vertikalebene, sichergestellt, kann ein entsprechender Winkel, in dem das Gerät vorgeschoben werden muß, festgelegt werden. Der Winkelschenkel an der Winkelmeßwasserwaage kann parallel zur Position des einzuführenden Stabes oder der einzuführenden Nadel eingestellt werden, um dann beim Einschubvorgang das Einhalten dieses Winkels optisch zu überwachen, etwa durch eine Hilfsperson oder durch optische Meßgeräte, wie eine Laserstrahlüberwachung.For example, inside a foam ball set a point at which a rod-shaped element is positioned should be without the possibility is given to reach this point with a perpendicular by external measuring devices and measuring methods the spatial position this point first be determined. If this is e.g. through computer-assisted cross-sections made, can define a vertical cross-sectional plane and mark their image on the surface of the sphere. Becomes a potential entry point is fixed on this line, so by the position of the desired one A pre-penetration angle is given to the target, which is permanently when it is inserted e.g. of the probe rod or a miniature camera must be observed. Now through the angle measuring spirit level first the horizontal plane, i.e. the vertical plane to the vertical plane, ensured an appropriate angle at which the device can be advanced must become, be determined. The angle leg on the angle measuring spirit level can be parallel to the position of the rod or needle to be inserted can be set to then comply with this during the insertion process To monitor the angle optically, about by an assistant or by optical measuring devices, such as a laser beam monitoring.

In Ausgestaltung ist nach der Erfindung vorgesehen, daß die Eindringtiefe des stabförmigen Elementes auf dessen Schaft markiert wird.In an embodiment is according to the invention provided that the Depth of penetration of the rod-shaped Element is marked on the shaft.

Erkennbar ist durch die Aufzeichnung eines Meridians als Vertikaldurchdringungslinie durch das zu behandelnde Objekt und die Beibehaltung einer Horizontalebene aufgrund der Wasserwaage sowie die Definition des Eindringwinkels und die Festlegung der Eindringtiefe gewährleistet, daß jeder vorbestimmte Punkt in einem Objekt aus einer von einer Horizontal- oder Vertikalrichtung abweichenden Richtung erreichbar ist. Liegen daher Hindernisse auf einem möglicherweise als direkt zu bezeichnenden Weg zum Punkt im Inneren des Objektes, kann auf einer Eindringstrecke eines stabförmigen Elementes, wie beispielsweise eine Punktiernadel, zurückgegriffen werden, die von dem direkten Weg abweicht, wobei dann mit dem vorliegenden Verfahren der Zielpunkt sicher erreichbar ist.It can be recognized by the recording of a meridian as a vertical line of penetration through the one to be treated Object and maintaining a horizontal plane due to the spirit level as well as the definition of the penetration angle and the definition of the Guaranteed depth of penetration, that each predetermined Point in an object from either a horizontal or vertical direction deviating direction can be reached. There are therefore obstacles on one possibly as a direct path to the point inside the object, can on a penetration of a rod-shaped element, such as a puncture needle, used which deviates from the direct path, then with the present one Procedure the target point can be reached safely.

Die Erfindung sieht auch eine entsprechende Vorrichtung zum Einsatz im oben beschriebenen Verfahren vor, um zur Lösung der gestellten Aufgabe beizutragen, wobei sich eine solche Vorrichtung durch einen an sich bekannten Wasserwaagenkörper mit Winkelmeßschenkel sowie eine Einrichtung zur Fixierung der Wasserwaage in einer Horizontalebene und ein Stabförmiges Element zum Eindringen in ein Objekt mit nicht gerader Oberfläche auszeichnet.The invention also provides a corresponding device for use in the method described above to solve the Contributed task, such a device a spirit level body known per se with an angle measuring leg and a device for fixing the spirit level in a horizontal plane and a rod-shaped Element for penetrating an object with a non-straight surface.

Eine Möglichkeit zur Festlegung einer Horizontalebene auf einem zu bearbeitenden Objekt besteht beispielsweise darin, daß die Winkelmeßwasserwaage mit zwei senkrecht zueinander ausgerichteten, die Horizontalebene anzeigenden Libellen und/oder mit einer Punktlibelle ausgerüstet ist.One way to set one For example, there is a horizontal plane on an object to be processed in that the Winkelmeßwasserwaage with two perpendicular to each other, the horizontal plane indicating dragonflies and / or equipped with a level bubble.

Der Winkelmeßarm kann auch in einer weiteren Ausgestaltung in der Erfindung mit einer Führung für das stabförmige Element versehen sein sowie mit Anschlägen in einer Maßtabelle, um die Eindringtiefe eines am Winkelmeßarm geführten stabförmigen Elementes genau einzustellen.In another embodiment of the invention, the angle measuring arm can also be provided with a guide for the rod-shaped element and with stops in a dimension table for the depth of penetration of a rod-shaped element guided on the angle measuring arm can be set precisely.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Diese zeigt inThe invention is illustrated below the drawing for example closer explained. This shows in

1 eine prinzipielle Darstellung eines Objektes mit gewölbter Oberfläche mit einer Vorrichtung nach der Erfindung sowie in 1 a schematic representation of an object with a curved surface with a device according to the invention and in

2 ein abgewandeltes Beispiel der Vorrichtung, ebenfalls dargestellt andeutungsweise auf einem Objekt mit gekrümmter Oberfläche. 2 a modified example of the device, also shown hinted at an object with a curved surface.

Bezug nehmend auf 1 ist ein Objekt mit einer gekrümmten Oberfläche dargestellt, wobei man in das Innere an einen mit 2 bezeichneten Punkt ein stabförmiges Element 3 gemäß Pfeil 4 einschieben will.Referring to 1 is shown an object with a curved surface, where one with the inside 2 designated point a rod-shaped element 3 according to arrow 4 wants to insert.

Um die weitere Beschreibung zu vereinfachen, ist ein Raumdiagramm 5 in 1 mitangegeben, in dem die drei Raumachsen X,Y,Z angedeutet sind.To simplify the further description is a room diagram 5 in 1 also indicated in which the three spatial axes X, Y, Z are indicated.

Auf dem Objekt 1 ist z.B. mit einem Laserstrahl od. dgl., worauf es hier nicht näher ankommt, zunächst die Durchdringung der Vertikalebene Y,Z als strichpunktierte Linie abgebildet, diese Linie ist mit 6 bezeichnet, wobei sich der aufzusuchende Punkt 2 im Inneren des Objektes ebenfalls auf dieser Y,Z-Ebene befindet. Auf dem zu bearbeitenden Objekt 1 ist die Vertikalebene X,Z in 1 gemäß punktierter Linie 7 ebenfalls kenntlich gemacht, wobei der zu erreichende Punkt 2 im Inneren des Objektes 1 ebenfalls auf dieser X,Z-Ebene liegt.On the object 1 is, for example, with a laser beam or the like. What is not important here, the penetration of the vertical plane Y, Z is first shown as a dash-dotted line, this line is with 6 referred to, the point to be searched 2 inside the object is also located on this Y, Z plane. On the object to be processed 1 is the vertical plane X, Z in 1 according to the dotted line 7 also identified, with the point to be reached 2 inside the object 1 also lies on this X, Z plane.

Um ein seitliches Auffinden des Punktes 2 zu ermöglichen, wird auf der die Vertikalebene definierenden Linie 6 ein Oberflächenpunkt 8 aufgezeichnet, wobei damit ein Winkel α definiert ist, der die Ziellinie festlegt zur Führung des stabförmigen Elementes 3.To find the point from the side 2 to enable, is on the line defining the vertical plane 6 a surface point 8th recorded, thereby defining an angle α which defines the target line for guiding the rod-shaped element 3 ,

Um diesen Winkel aufrechtzuerhalten, ist eine Wasserwaage bzw. ein vergleichbares Element 9 vorgesehen mit einem einstellbaren Winkelarm 10, der in jedem beliebigen Winkel α einstellbar ist.In order to maintain this angle, a spirit level or a comparable element is required 9 provided with an adjustable angle arm 10 , which is adjustable at any angle α.

Da der Winkel α und die Horizontal- und Vertikalebenen definiert sind, wird die Wasserwaage 9 am Schnittpunkt der Vertikal- und Horizontalebenen angesetzt und der Winkel α eingestellt.As the angle α and the horizontal and vertical planes are defined, the spirit level 9 at the intersection of the vertical and horizontal planes and set the angle α.

Nunmehr ist es beim Einführen des stabförmigen Elementes 3 möglich, die Beibehaltung des Winkels α und das Fluchten durch Projektion auf die Linie 6 in der Vertikalebene zu überwachen. Hierzu sind zwei Augensymbole 11 und 12 in 1 eingezeichnet.Now it is when inserting the rod-shaped element 3 possible, the maintenance of the angle α and the alignment by projecting on the line 6 monitor in the vertical plane. There are two eye symbols for this 11 and 12 in 1 located.

Um den Zielpunkt 2 genau zu erreichen, muß dessen Abstand vom Eindringpunkt 8 markiert werden. Hierzu kann eine mechanische oder optische Markierung 17 vorgesehen sein, wie dies in 1 angedeutet ist.To the target point 2 To achieve exactly, its distance from the point of penetration 8th be marked. A mechanical or optical marking can be used for this 17 be provided as in 1 is indicated.

In 2 ist die Möglichkeit dargestellt, die Winkelmeß-wasserwaage 9' mit dem Winkelarm 10' unmittelbar als Führung für z.B. eine Miniaturkamera 13 an einem Sichtstab 3' auszugestalten, wobei dort zur Einhaltung der Horizontalebene eine Punktlibelle 14 vorgesehen ist, während beim Ausführungsbeispiel der 1 zwei senkrecht zueinander stehende Libellen 16, die die X- und Y-Achse darstellen, wiedergegeben ist.In 2 the possibility is shown, the angle measuring spirit level 9 ' with the angle arm 10 ' immediately as a guide for a miniature camera, for example 13 on a sight stick 3 ' To design, where a point bubble to maintain the horizontal plane 14 is provided, while in the embodiment of 1 two dragonflies perpendicular to each other 16 representing the X and Y axes.

Natürlich sind beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung noch in vielfacher Hinsicht abzuändern, ohne den Grundgedanken zu verlassen. So kann insbesondere die Ausgestaltung des wasserwaagenähnlichen Körpers und die sichere Aufrechterhaltung einer Horizontalebene nach Aufsetzen auf den gekrümmten Körper 1 in anderer Weise erfolgen, etwa durch Laserstrahlen und Raumfixierungspunkte, etwa an den Wänden des Raumes, in dem das Gerät benutzt wird u. dgl. mehr. Unabhängig von den ggf. rechnergestützten Überwachungen liegt ein besonderer Vorteil der Erfindung darin, daß durch die optische Überwachung mittels des menschlichen Auges große Rechenanlagen und der damit verbundene technische Aufwand je nach Anwendungsfall völlig eingespart werden können, wenn dies gewünscht wird, können sie allerdings auch eingesetzt werden.Of course, the described exemplary embodiments of the invention can be modified in many ways without departing from the basic idea. In particular, the design of the spirit level-like body and the safe maintenance of a horizontal plane after being placed on the curved body 1 done in another way, such as by laser beams and room fixation points, such as on the walls of the room in which the device is used and. Like. more. Regardless of the possibly computer-aided surveillance, a particular advantage of the invention lies in the fact that large computer systems and the associated technical outlay can be completely saved, depending on the application, by optical monitoring using the human eye, but if desired, they can also be used become.

Claims (6)

Verfahren zur Verbesserung der händigen Führung eines stabförmigen Elementes, wie einer Punktiernadel, eines Sondierstabes, einer stabgeführten Miniaturkamera od. dgl., in ein Objekt mit nicht gerader Oberfläche, gekennzeichnet durch – die Aufbringung einer optisch erkennbaren Linie auf dem Objekt als Durchdringungslinie einer Vertikalebene; – Markieren des Eindringpunktes des stabförmigen Elementes auf dieser Linie; – Bestimmung des Eindringwinkels des stabförmigen Elementes gegenüber der Waagerechten; – Festlegung dieses Eindringwinkels an einen feststellbaren Schenkel einer Winkelmeßwasserwaage und – optisches Überwachen des Einhaltens dieses Winkels beim Einschieben des stabförmigen Elementes.Procedure for improving the hand of a person rod-shaped Element, such as a puncturing needle, a probe, a rod-guided miniature camera or the like, in an object with a non-straight surface, characterized by - the application an optically recognizable line on the object as a penetration line a vertical plane; - To mark the point of penetration of the rod-shaped element on this line; - Determination the penetration angle of the rod-shaped element across from the horizontal; - down this penetration angle to a lockable leg of an angle measuring spirit level and - optical monitoring maintaining this angle when inserting the rod-shaped element. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eindringtiefe des stabförmigen Elementes auf dessen Schaft markiert wird.A method according to claim 1, characterized in that the Depth of penetration of the rod-shaped Element is marked on the shaft. Vorrichtung insbesondere zum Einsatz in einem Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen an sich bekannten Wasserwaagenkörper (9) mit Winkelmeßschenkel (10) sowie eine Einrichtung (16) zur Fixierung der Wasserwaage in einer Horizontalebene und ein stabförmiges Element (3,3') zum Eindringen in ein Objekt (1,1') mit nicht gerader Oberfläche.Device in particular for use in a method according to one of the preceding claims, characterized by a spirit level body known per se ( 9 ) with angle measuring leg ( 10 ) as well as a facility ( 16 ) for fixing the spirit level in a horizontal plane and a rod-shaped element ( 3 . 3 ' ) to penetrate an object ( 1 . 1' ) with a non-straight surface. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelmeßwasserwaage (9) mit zwei senkrecht zueinander ausgerichteten, die Horizontalebene anzeigenden Libellen (19) und/oder einer Punktlibelle (14) ausgerüstet ist.Apparatus according to claim 3, characterized in that the angle measuring spirit level ( 9 ) with two vials aligned perpendicular to each other, showing the horizontal plane ( 19 ) and / or a bubble level ( 14 ) is equipped. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Winkelmeßarm (10') wenigstens eine Führung für das stabförmige Element vorgesehen ist.Device according to claim 3 or 4, characterized in that on the angle measuring arm ( 10 ' ) at least one guide is provided for the rod-shaped element. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß am stabförmigen Element (3) eine Markierung (17) für die Eindringtiefe vorgesehen ist.Device according to claim 3 or one of the following, characterized in that on the rod-shaped element ( 3 ) a marker ( 17 ) is intended for the depth of penetration.
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