DE19846687C2 - Surgical auxiliary apparatus for use in performing medical procedures and methods for forming an image in the context of medical procedures - Google Patents

Surgical auxiliary apparatus for use in performing medical procedures and methods for forming an image in the context of medical procedures

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DE19846687C2 DE19846687A DE19846687A DE19846687C2 DE 19846687 C2 DE19846687 C2 DE 19846687C2 DE 19846687 A DE19846687 A DE 19846687A DE 19846687 A DE19846687 A DE 19846687A DE 19846687 C2 DE19846687 C2 DE 19846687C2
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Description

Die Erfindung betrifft eine chirurgische Hilfsvorrichtung zur Verwendung beim Ausführen von medizinischen Eingriffen (Operationen) am menschlichen oder tierischen Körper, mit einer Einrichtung zum Speichern von ersten Bilddaten über das Operationsge biet, die beispielsweise im Wege der Computertomographie und/oder der Kernspintomo graphie gewonnen worden sind, und mit einer Einrichtung zum Anzeigen von Bilddaten. The invention relates to a surgical auxiliary device for use in performing medical procedures (operations) on the human or animal body, Bidding with means for storing first image data over the Operationsge that have been obtained for example by means of computed tomography and / or the Kernspintomo chromatography , and with a device for displaying image data.

Im Gegensatz zu Operationen in der Orthopädie ändert sich das Operationsgebiet z. Unlike operations in orthopedics, the area of ​​operations such changes. B. in der Hirnchirurgie und der Leberchirurgie während des Eingriffs. As in brain surgery and liver surgery during the procedure. Im Falle beispiels weise der Koagulation eines Hirntumors treten nämlich zwei Effekte auf. In the case example of the coagulation of a brain tumor as occur namely two effects.

Der Hirntumor wird sich zum einen absenken und zum anderen an Volumen abnehmen, wobei das Gehirn jeweils sofort das von dem koagulierenden Tumor freigegebene Volumen ein nimmt. The brain tumor will be lowered to one and remove the other in volume, in each case, the brain takes the released from the coagulating tumor volume immediately. Mithin ist es erforderlich, präoperativ gewonnene Bilddaten intraoperativ zu aktuali sieren, um zu verhindern, daß wegen falscher oder fehlender Informationen über die aktuelle Lage des zu koagulierenden Tumors Schädigungen des angrenzenden Gehirns auftreten. Consequently, it is necessary to Sieren aktuali image data preoperatively obtained intraoperatively to prevent damage to the surrounding brain occur because of incorrect or missing information on the current location of the tumor to be coagulated.

Um detaillierte Informationen über das Operationsgebiet zu erhalten, werden bildge bende Verfahren eingesetzt, wie beispielsweise die Kernspintomographie und die Computer tomographie. To get detailed information about the operation site, bildge bende methods are used, such as magnetic resonance imaging and computer tomography. Beide bildgebenden Verfahren sind aber nur eingeschränkt oder gar nicht zur intraoperativen Bildgebung geeignet. Both imaging techniques are only limited or not suitable for intraoperative imaging. Bildgebende Verfahren mittels Ultraschalls können zwar intraoperativ angewendet werden, die damit gewonnenen Bilddaten sind aber meist nicht de tailliert genug. Imaging techniques using ultrasound are indeed applied intraoperatively, but the image data thus obtained are usually not de waisted enough.

Aus der US-PS-5,479,927 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Vorbereitung von medizinischen Eingriffen am menschlichen oder tierischen Körper bekannt. From US-PS 5,479,927 an apparatus and a method for preparation of medical procedures on the human or animal body are known. Dabei wird sowohl mit Röntgenstrahlen als auch mit Ultraschall gearbeitet. Work is carried out both with X-rays and ultrasound. Die mit Ultraschall gewonne nen Bilder werden einzeln und in Kombination mit den Röntgenbildern präoperativ digital manipuliert, um potentielle Gewebeanomalien zu isolieren und zu diagnostizieren. The gewonne with ultrasound nen images are digitally manipulated preoperatively individually and in combination with the X-ray images to isolate potential tissue abnormalities and diagnose.

Aus "Individualizing Anatomical Atlases of the Head", Visualization in Biomedical Computing, S. 343 bis 348 ist die künstliche Erzeugung eines aktualisierten Bildes aus einem vorhergehenden Bild unter Berücksichtigung von Veränderungen des abgebildeten Gewebes an sich bekannt. From "individualizing Anatomical Atlases of the Head," Visualization in Biomedical Computing, pp 343-348, the artificial production of an updated image from a previous image in consideration of changes in the tissue being imaged is known per se.

Der Erfindung liegt mithin die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs ge nannten Art und ein entsprechendes Verfahren anzugeben, mit denen intraoperativ ausreichend detaillierte Bilddaten ermittelt und angezeigt werden können, zumal wenn ein entsprechend detailliert arbeitendes Bildgebungsverfahren intraoperativ nicht anwendbar ist. The invention, therefore, the object of a device of the ge called type and a corresponding method is based to specify with which sufficiently detailed image data may be determined and displayed during the operation, especially if a correspondingly detailed working imaging method intraoperatively not applicable.

Diese Aufgabe wird mit der Vorrichtung gemäß dem Anspruch 1 bzw. mit dem Verfahren gemäß dem Anspruch 13 gelöst. This object is achieved with the device according to the claim 1 and by the method according to the claim. 13

Demgemäß wird eine beispielsweise mit Ultraschall arbeitende bildgebende Ein richtung zum Gewinnen von zweiten Bilddaten über das Operationsgebiet während der Ope ration eingesetzt, sowie eine Aktualisierungseinrichtung, die dazu ausgelegt ist, zu einem ersten Zeitpunkt gewonnene zweite Bilddaten mit zu einem zweiten, nach dem ersten Zeitpunkt liegenden Zeitpunkt gewonnenen zweiten Bilddaten zu vergleichen, die ersten Bilddaten entsprechend der sich aus dem Vergleich ergebenden Veränderung zu aktualisieren und die aktualisierten ersten Bilddaten der Anzeigeeinrichtung zuzuleiten. Accordingly, a working example with ultrasound imaging A device for obtaining the second image data on the operation area during the Ope ration is used, and an update means is adapted lying obtained at a first time second image data to a second, after the first time comparing the time obtained second image data to update the first image data corresponding to the change resulting from the comparison, and to send the updated data of the first image display device.

Mit anderen Worten werden intraoperativ nicht oder nur schwer zu erhaltende, jedoch ausreichend detaillierte Bilddaten präoperativ gewonnen und intraoperativ mittels während der Operation leichter zu erhaltender, jedoch weniger detaillierter Bilddaten aktualisiert und angezeigt, so daß ein aktuelles und ausreichend detailliertes, wenngleich künstlich erzeugtes Bild erhalten und angezeigt werden kann. In other words, however, are intraoperatively impossible or difficult to be obtained, but recovered sufficiently detailed image data preoperatively and intraoperatively easier to sustaining means during the operation, updated and displayed less detailed image data, so that a current and sufficiently detailed, albeit artificially generated image and can be displayed. Es werden also erfindungsgemäß die intraoperativ erhaltenen Bilddaten nicht selbst zur Anzeige gebracht, sondern nur dazu verwendet, präoperativ erhaltene und wesentlich detailliertere Bilddaten zu aktualisieren. the image data obtained intraoperatively are so inventively not even be displayed, but only used to update preoperatively preserved and much more detailed image data.

Die Unteransprüche geben Ausführungsarten der Erfindung an. The dependent claims embodiments of the invention.

So kann vorgesehen sein, daß die Aktualisierungseinrichtung die ersten Bilddaten in vorbestimmten Zeitabständen aktualisiert. It may be provided that the updating means updates the first image data in predetermined time intervals. Die Zeitabstände werden dabei den der jeweilig durchzuführenden Operation eigenen Erfordernissen angepaßt sein. The intervals will be there adapted to the operation to be carried out respectively own requirements. Manche Veränderungen, wie z. Some changes, such. B. Schrumpfungen bei Koagulation erfordern, daß die Aktua lisierung nahezu in Echtzeit erfolgt. require as shrinkage in coagulation that Aktua capitalization almost in real time. Dies kann viele Aktualisierungen pro Sekunde bedeuten. This can mean many updates per second.

Es kann aber auch vorgesehen sein, daß die Aktualisierungseinrichtung die ersten Bilddaten immer dann aktualisiert, wenn die sich aus dem Vergleich ergebenden Änderungen ein vorbestimmtes Maß überschreiten. but it can also be provided that the update means the first image data is always updated when the changes resulting from the comparison exceed a predetermined amount. Mit anderen Worten erfolgt eine Aktualisierung nur dann, wenn dies erforderlich ist, weil zu berücksichtigende Änderungen eingetreten sind. In other words, an update is performed only if this is necessary because to consider changes have occurred. Da durch kann die zur Aktualisierung erforderliche Rechenzeit und -kapazität auf ein Minimum reduziert werden. through because the required updating computer time and capacity can be reduced to a minimum.

Bevorzugt weist die Vorrichtung einen Operationsroboter auf, der dazu ausgelegt ist, unter Einbeziehung der aktualisierten ersten Bilddaten manuell eingege bene Befehle auszuführen und/oder nach einem vorbestimmten Programm mindestens einen Operationsschritt selbsttätig auszuführen. Preferably, the apparatus includes an operation robot which is adapted to perform manually eingege bene commands including the updated first image data and / or to carry out automatically at least one operation step according to a predetermined program.

Mit anderen Worten arbeitet der Operationsroboter selbsttätig auf der Grundlage der jeweils aktualisierten ersten Bilddaten, und/oder er wird von einem Operateur geführt, der die jeweils aktualisierten Bilddaten der Anzeigeeinrichtung entnehmen kann und gegebenenfalls durch endoskopische Einrichtungen di rekten Einblick in den Operationsbereich hat. In other words, the operation robot operates automatically on the basis of each updated first image data, and / or being guided by a surgeon who can remove the respective updated image data of the display device and has optionally rect by endoscopic means di insight into the operation area.

Weiterhin kann vorgesehen sein, daß der Operations roboter dazu ausgelegt ist, auf ein vorbestimmtes Volumen in dem durch die aktualisierten ersten Bilddaten repräsentierten Operationsgebiet beschränkt zu arbeiten. Furthermore, it can be provided that the operation robot is adapted to work is limited to a predetermined volume in the value represented by the updated first image data area of ​​operations. Dieses Volumen kann beispielsweise ein zu koagulierender Hirntumor sein. This volume may for example be a coagulant to brain cancer. Mithin wird der Operationsroboter in diesem Fall die Koagulation auf den Tumor beschränken, so daß angrenzende Gehirnsubstanz nicht gefährdet ist. Consequently, the surgical robot is limited in this case, the coagulation of the tumor, so that adjacent brain substance is not jeopardized.

Der Operationsroboter kann dazu ausgelegt sein, einen vorbestimmten Abstand zu einer vorbestimmten Grenzoberfläche in dem durch die aktualisierten ersten Bildda ten repräsentierten Operationsgebiet einzuhalten. The surgical robot may be adapted to maintain a predetermined distance to a predetermined boundary surface in the th through the updated first Bildda represented surgical field. Wiederum gilt, daß dadurch an das Operationsgebiet angrenzende Hirnsub stanz vor einer Schädigung durch den Operationsroboter sicher ist. Again, it holds that by punching adjacent to the surgical area Hirnsub from damage by the surgical robot is safe.

Ferner kann der Operationsroboter dazu ausgelegt sein, einen vorbestimmten Punkt in dem durch die ak tualisierten ersten Bilddaten repräsentierten Operationsgebiet anzufahren. Further, the operation robot can be adapted to a predetermined point in the tualisierten by ak first image data represented surgical field to drive. Bei so einem Anfahrpunkt kann es sich beispiels weise um das Zentrum eines zu koagulierenden Hirntumors han deln. With so one approach point may be at the center of a brain tumor to be coagulated han spindles is example.

Ebenfalls bevorzugt ist eine Einrichtung zum Einge ben des Beschränkungsvolumens, der Grenzoberfläche und/oder des Anfahrpunktes vorgesehen. Also preferably, a device for inputting the restriction ben volume, the boundary surface and / or the approach point is provided. Dadurch hat der Operateur die Möglichkeit, dem Operationsroboter präoperativ und/oder intraoperativ die für die Sicherheit erforderlichen und oben beschriebenen Grenzen zu setzen bzw. einen Anfahrpunkt zu setzen, der zu Beginn, im Verlauf oder gegen Ende der Operation von dem Operationsroboter angefahren werden soll. This allows the operator has the option to pre-operatively and the surgical robot / or intraoperatively to set the necessary for the safety and limits described above or to set an approach point to be approached at the beginning, during or towards the end of the operation of the surgical robot.

Bevorzugt ist auch eine Eicheinrichtung, die fest an dem Kör per anzubringen ist und die mindestens eine Landmarke aufweist, welche bezüglich des Kör pers einen festen gemeinsamen Bezugspunkt für die ersten und die zweiten Bilddaten dar stellt. and a calibration device which is firmly affixed to the Kör by and having at least one landmark, which provides a fixed common reference point for the first and the second image data with respect to the Kör pers are preferred. Eine solche Eicheinrichtung dient beispielsweise dazu, mittels Ultraschall erhaltene Bilddaten unmittelbar vor Beginn der Operation mit präoperativ im Wege der Computerto mographie oder der Kernspintomographie erhaltenen Bilddaten durch sogenannte Koregistrie rung abgleichen zu können. Such a calibration device used, for example, tomography by means of ultrasonic image data obtained immediately before the operation begins with preoperative by way of computer-to or nuclear spin tomography image data obtained by so-called Koregistrie to synchronize tion.

Die Eicheinrichtung ist bevorzugt von einem stereotaktischen Rah men gebildet. The calibration means is preferably formed by a stereotactic Rah men.

Im folgenden ist die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert, wobei die Zeichnung schematisch ein Ausführungsbeispiel der beanspruchten Vorrich tung zeigt. In the following the invention is explained based on preferred embodiments with reference to the accompanying drawing, wherein the drawing schematically showing an embodiment of the claimed Vorrich processing.

Herzstück der Vorrichtung ist ein Rechner 10 mit einem Verglei cher 12 . The heart of the device is a computer 10 with a Verglei cher 12th Mittels eines fest am Körper, zu neurochirurgischen Zwecken beispielsweise am Kopf angebrachten stereotaktischen Rahmens 14 wird präoperativ unter Einbeziehung von Landmarken ein Computertomogramm und/oder ein Kernspintomogramm mittels eines Computertomographen bzw. Kern spintomographen 16 aufgenommen. By means of a fixed to the body, attached to neurosurgical purposes, for example, at the head stereotactic frame 14 is received preoperative involving landmarks a CT and / or a MRI scan by means of a computed tomography or magnetic resonance tomography sixteenth Die dabei erhaltenen ersten Bilddaten werden in einem Speicher 18 abgelegt. The thus obtained first image data are stored in a memory of the eighteenth Zu Beginn der Operation wird unter Benutzung desselben stereotaktischen Rahmens 14 mittels eines Ultraschallgeräts 20 ein Ultraschallbild aufge nommen, das zu Eichzwecken mit dem Computertomogramm bzw. Kernspintomogramm abgeglichen wird. At the beginning of operation, an ultrasonic image be taken, which is adjusted for calibration purposes with the CT or MRI scan is using the same stereotactic frame 14 by means of an ultrasonic device 20th

Das präoperativ gewonnene Computertomogramm bzw. Kern spintomogramm wird mittels einer Anzeige, beispielsweise in Form eines Monitors 22 angezeigt. The CT or core preoperatively obtained spintomogramm is displayed by a display, for example in the form of a monitor 22nd

Im Verlaufe der Operation, die beispielsweise mittels ei nes Operationsroboters 24 durchgeführt wird, werden immer wie der Ultraschallbilder (zweite Bilddaten) erzeugt, die mit vorhergehenden Ultra schallbildern verglichen werden. In the course which is performed for example by means ei nes operation robot 24 of the operation (second image data) are always like the ultrasonic images are generated, which are compared with the preceding sound images Ultra. Dabei sich ergebende Abwei chungen dienen dazu, das Computertomogramm bzw. das Kernspin tomogramm, dh die ersten Bilddaten entsprechend zu ändern. Thereby resulting deviate deviations serve the CT or the MRI tomogram, ie to change the first image data accordingly. Die jeweils so geänderte ak tuellste Version des Computertomogramms bzw. Kernspintomo gramms wird zum einen von dem Rechner 12 dem Monitor 22 zuge führt, so daß der Operateur durchgehend über den Verlauf der Operation informiert ist. As amended respectively ak tuellste version of the CT scan or Kernspintomo program is supplied to a monitor of the computer 12, 22, so that the operator is informed continuously over the course of the operation. Zum anderen wird sie aber auch ver wendet, um den Operationsroboter 24 zusteuern, was beispiels weise beinhaltet, daß ihm ein (sich im Laufe der Operation veränderndes) Operationsvolumen zugewiesen wird, wobei er bei spielsweise weiter dazu angehalten wird, einen vorbestimmten Abstand von einer vorher in den Rechner eingegebenen Grenzoberfläche einzuhalten. On the other hand it is also ver expended to counteract the operation robot 24, which as example implies that him (in the course of the operation changing) operation volume is assigned, wherein it is stopped at the pitch further to a predetermined distance from a previously adhere to the computer input interface surface.

Der Operationsroboter 24 ist ua zu folgendem in der Lage: The surgical robot 24 is stated, inter alia be able to:

  • - automatisches Beschränken auf einen vom Operateur vorge planten Raum, - automatic Limit to a pre-planned by the operator space
  • - automatisches Halten einer vorgegebenen Distanz zu einer Oberfläche im Operationsgebiet und/oder - automatically maintaining a predetermined distance to a surface in the operating area and / or
  • - Zurückkehren zu einem vorgewähltem Punkt im Opera tionsfeld oder am operativen Zugangsweg. - returning to a pre-selected point in the opera tion field or at the operational access route.

Das Programmieren dieser robotischen Leistungen erfolgt dadurch, daß der Operateur auf Schichtbildern präoperativ er haltener Bilddatensätze manuell Umgrenzungen angibt, welche sodann Punkte, Strecken oder Räume ergeben und für die Steue rung des Operationsroboters 24 verwendet werden können. The programming of these robotic services takes place in that the surgeon pre-operatively it indicates to layer images paused image data sets manually boundaries, which then result in points, lines or areas and for the Steue tion of the surgical robot 24 may be used. Ein solcher Punkt kann ein Start- oder Zielpunkt oder ein Rück kehrpunkt auf einen operativen Zugangsweg sein. Such a point can be a start or end point or a periodic return point be on an operating aisle. Eine Strecke kann eine Verbindungslinie zwischen verschiedenen Punkten auf einem Zugangsweg zu einem Operationsgebiet oder innerhalb des Operationsgebietes sein. A range can be a connecting line between points on an access path to a surgical area or within the surgical field. Ein Raum oder Volumen kann der Umfang eines soliden oder zystischen Tumors oder einer Zyste bzw. de ren Wandung sein, deren Außengrenze mit einem Operationsin strument nicht berührt werden soll. An area or volume of the circumference of a solid or cystic tumor or cyst or de ren wall may be, its outer border with a Operationsin not instrument to be touched.

Zur Kontrolle der räumlichen Gegebenheiten und ihrer Ver änderungen während einer Operation bedient sich der Operateur der intraoperativen Ultraschallbildgebung. To control the spatial circumstances and that of its changes during an operation, the surgeon intraoperative ultrasound imaging operated.

Vor der Operation wird ein 3D-Datensatz mit einem bildge benden Verfahren wie etwa der Kernspintomographie oder der Computertomographie hergestellt. Before the operation, a 3D data set is made with a bildge reproduced methods such as magnetic resonance imaging or computed tomography. Dieser Datensatz dient als Referenzbildgebung für die weiteren Schritte. This record serves as a reference imaging for the next steps. Während dieser Untersuchung wird für neurochirurgische Zwecke dem Patienten der stereotaktische Rahmen 14 am Kopf befestigt. During this examination, the patients in the stereotactic frame 14 is attached to the head for neurosurgical purposes. Dieser Rahmen 14 enthält Landmarken, welche zur Eichung bzw. Koregistrierung der Systeme zu Operationsbeginn verwendet werden können. This frame 14 includes landmarks, which can be used for calibration or co-registration of the systems to start operation. Zum Zeitpunkt des Operationsbeginns wird der Operationsroboter 24 , der beispielsweise die Form eines Roboterarms hat, in eine fest vorgegebene räumliche Beziehung zu dem montierten stereo taktischen Rahmen 14 gebracht und fest montiert. At the time of operation start of the operation robot 24, which has for example the shape of a robot arm is brought in a fixed spatial relationship to the mounted stereotactic frame 14 and fixed. Sodann werden Landmarkenpunkte mit der Spitze des Operationsinstruments als Eichungsgerät angefahren, wodurch eine eindeutige Beziehung zwischen dem Arbeitsraum des Roboters und dem Raum der präope rativ hergestellten Bilder erzeugt wird. Then be approached landmark points with the tip of the surgical instrument as Eichungsgerät, whereby a clear relationship between the working space of the robot and the space of images präope-operatively produced is generated. Eine ähnliche feste Verbindung wird sodann hergestellt zwischen dem stereotakti schen Rahmen 14 und dem zu inplantierenden Ultraschallkopf 20 zur Herstellung 3-dimensionaler Ultraschallbilder. A similar fixed connection is then established between the frame 14 and the rule stereotakti to inplantierenden ultrasound head 20 for the production of 3-dimensional ultrasound images. Durch diese feste, vorgegebene Verbindung zwischen dem präoperativen Bild raum und dem intraoperativen Ultraschallbildraum besteht die Möglichkeit, Veränderungen im Operationsfeld mit Hilfe der Ul traschallbildgebung zunächst einmal festzuhalten. By this firm, predetermined connection between the preoperative image space and the intra-operative ultrasound image space is possible changes in the operating field by means of Ul traschallbildgebung first point to be.

Sodann erfolgt eine sogenannte Koregistrierung zwischen präoperativen und intraoperativen Bildern mit dem Ziel, diese Informationen in Echtzeit an den Roboterarm weiterzugeben und damit die geplanten operativen Schritte an die aktuellen räum lichen Gegebenheiten anzupassen. Then follows a so-called co-registration between preoperative and intra-operative images with the aim to share in real time to the robot arm and thus adapt this information, the planned operational steps to the current spa- tial conditions. Außerdem ermöglicht es dieser Koregistrierschritt, für die Bilddarstellung, welche dem Ope rateur während des Eingriffs als Orientierung dient, die je weils qualitativ höchstwertige Darstellung der aktuellen Gege benheiten zu erhalten, indem durch die Koregistrierung zum Beispiel der präoperative 3D-Kernspindatensatz nach den im in traoperativen Ultraschallbild erkannten räumlichen Veränderun gen abgewandelt und dargestellt wird. It also allows these Koregistrierschritt, for image display, which serves the Ope rateur during surgery as a guide to maintain the per weils highest quality representation of the current Gege benheiten by by the co-registration, for example, the preoperative 3D MRI data set to the in in traoperativen ultrasound image detected spatial changer Derun is gen modified and displayed. Der koregistrierte, ab gewandelte Kernspindatensatz als Kunstprodukt eines Koregi strierschrittes wird daher Bilder ergeben, welche den Anschein erwecken, es sei intraoperative Kernspintomographie durchge führt worden. The coregistered, from converted MRI data set strierschrittes as an art product of a Koregi will therefore result in images that give the impression that it was intraoperative MRI leads Runaway Service. Tatsächlich aber wurde die Bildinformation von der intraoperativen Ultraschallbildgebung dazu verwendet, den präoperativen Kernspindatensatz derart abzuändern, daß das neue Kernspinbild den aktuellen räumlichen Gegebenheiten entspricht und identisch mit denen des aktuellen Ultraschallbil des ist. In fact, the image information of the intraoperative ultrasound imaging was used to alter the pre-operative magnetic resonance data set such that the new magnetic resonance image corresponding to the current spatial conditions and identical with those of the current of the Ultraschallbil is. Damit können gegebenenfalls auch Bilddetails aus dem Kernspinbild, welche im Ultraschallbild nicht darstellbar sind, in diese abgewandelten, der aktuellen Situation angegli chenen Form dargestellt werden und dem Operateur ein hoch auf gelöstes virtuelles Bild seines Operationsgebietes präsentie ren. Umgekehrt werden damit auch Bildinhalte präsentierbar, welche im präoperativen Bild nicht vorkommen, die also erst mittels des Ultraschalls erhalten werden können. Thus can also optionally image details from the magnetic resonance image, which can not be represented in the ultrasonic image are shown in this modified, the current situation angegli rupted shape and the surgeon ren a highly präsentie for dissolved virtual image of its operation area. Conversely, thus image content is presentable, which not be in the preoperative image, so that can be obtained only by means of ultrasound.

Im Detail bedeutet dieser Koregistriermechanismus, daß vorgeplante Zielpunkte, Strecken, Flächen und Räume des Robo terraumes jeweils den aktuellen Gegebenheiten im Operationsge biet angepaßt werden. In detail, this Koregistriermechanismus means that pre-planned target points, lines, surfaces, and spaces of the Robo terraumes are respectively adapted to the current conditions in the Operationsge Bidding. Sie ermöglichen aktuell präzises Operie ren. They allow precise date Operie reindeer.

Wenn also z. Thus, if such. B. eine Koagulationssonde aktiviert wird, um den zentralen Bereich eines Tumors zu koagulieren, wird als Folge des Koagulationsvorgangs der gesamte Tumor schrumpfen und die vom Operateur präoperativ vorgegebene Tumorgrenze nicht mehr den aktuellen Tumorgrenzen entsprechen. For example, a coagulation probe is activated, to coagulate the central portion of a tumor, as a result of the coagulation process to shrink the entire tumor and no longer correspond to the predetermined preoperatively by the surgeon tumor limit the current tumor boundaries. Die erfin dungsgemäße Vorrichtung ist dazu in der Lage, Bewegungen die ser vorgegebenen Grenze zu beobachten und zu dokumentieren, also die Volumenveränderungen zu registrieren und an den Ope rationsroboter weiterzugeben. The dung OF INVENTION modern device is to be observed in a position to movements ser predetermined limit and documented, so to register the changes in volume and pass rationsroboter to the Ope. Das vom Operateur im Rahmen sei ner präoperativen Planung vorgegebene Volumen wird als "Alarmvolumen" bezeichnet. The surgeon from within is ner preoperative planning predetermined volume is called "Alarm volume". Die Steuersoftware zur Registrie rung von Veränderungen dieses Volumens bzw. Veränderungen der Oberfläche dieses Volumens wird als "Alarmvolumen-Adaptie rungstool" (AVAT) bezeichnet. The control software for Regis Trie tion of changes in this volume or changes in the surface of this volume is referred to as "Alarm volume Adaptie approximately tool" (AVAT).

Eines der Programme für robotische operative Leistungen besteht darin, ein vom Operateur vorgeplantes Volumen automa tisch zu koagulieren. One of the programs for robotic surgical services is to coagulate a pre-planned by the surgeon volume automatic table. Dabei wird der automatische Koagulati onsvorgang gestoppt, sobald das aktuell koagulierte Volumen an einer Stelle das geplante Volumen erreicht. Here, the automatic Koagulati is onsvorgang stopped as soon as the volume currently coagulated reached at one point the planned volume. Dabei ist die Lei stung des AVAT zu berücksichtigen, welches gewährleistet, daß das geplante Volumen gegen Ende des Koagulationsvorgangs nicht mehr dem aktuellen Volumen entspricht, weil der gesamte Tumor während des Koagulationsvorgangs geschrumpft ist. The Lei has to be considered stung the AVAT which ensures that the planned volume at the end of the coagulation process no longer corresponds to the current volume because the entire tumor has shrunk during the coagulation process. Der Koagula tionsvorgang wird also entsprechend der Bewegung der Tumoroberfläche während des Koagulationsvorgangs adaptiert und früher beendet. The clots tion process is therefore adapted according to the movement of the tumor surface during the coagulation process and ends earlier.

Der nächste Operationsschritt besteht dann beispielsweise darin, die Spitze der Koagulationssonde in den Mittelpunkt je ner neuen Kugel zu befördern, welche den größtmöglichen näch sten zu koagulierenden Resttumoranteil beinhaltet. The next operation step is then for example in the transportation of the top of the coagulation probe into the center depending ner new ball, which incorporates the highest night vi sten to be coagulated residual tumor component. Auch dabei ist wieder das AVAT zur Adaptierung zwischen geplantem und ak tuellem Volumen zu berücksichtigen. Also here is again to be considered for adaptation between planned and ak tuellem volume the AVAT. Außerdem wird für diesen und die darauffolgenden Schritte zur dritten, vierten, etc. Koagulation jeweils die Bewegung vom aktuellen Standpunkt der Sondenspitze zu einem vorgegebenen Eintrittspunkt und von dort entlang einer Zugangsstrecke zum neuen Zielpunkt geführt. In addition, for this, the subsequent steps and the third, fourth, etc. coagulation is performed in each case the movement from the current position of the probe tip at a predetermined entry point, and thence along an access path to the new target point.

Ein weiterer Programmablauf ist beispielsweise dazu vor gesehen, die innere Oberfläche eines zystischen Tumors mit ei nem Operationsinstrument abzuscannen, zuerst eine vorgegebene Schichtdicke zu koagulieren und sodann das koagulierte Gewebe abzuschürfen. Another program flow is seen, for example, to right scan the inner surface of a cystic tumor with egg nem surgical instrument, first to coagulate a predetermined layer thickness and then abrading the coagulated tissue. Dabei wird das Distanzhalteprogramm aktiviert, welches gewährleistet, daß ein Sicherheitsabstand von der Koagulationsgrenze gehalten wird, damit bei der Tumorentfer nung Blutungen vermieden werden. Here, the distance maintenance program is activated, which ensures that a safety distance is maintained from the coagulation limit so that voltage bleeding be avoided in the Tumorentfer.

Claims (18)

1. Chirurgische Hilfsvorrichtung zur Verwendung beim Ausführen von medizinischen Eingriffen (Operationen) am menschlichen oder tierischen Körper, mit 1. Auxiliary surgical apparatus for use in performing medical procedures (operations) on the human or animal body, comprising
einer Einrichtung ( 18 ) zum Speichern von ersten Bilddaten über das Operationsgebiet und means (18) for storing first image data over the operational area and
einer Einrichtung ( 22 ) zum Anzeigen von Bilddaten, means (22) for displaying image data,
gekennzeichnet durch marked by
eine bildgebende Einrichtung ( 20 ) zum Gewinnen von zweiten Bilddaten über das Operationsgebiet während der Operation und an imaging device (20) for obtaining second image data about the operation site during surgery and
eine Aktualisierungseinrichtung ( 10 , 12 ), die dazu ausgelegt ist, zu einem ersten Zeitpunkt gewonnene zweite Bilddaten mit zu einem zweiten, nach dem ersten Zeitpunkt liegenden Zeitpunkt gewonnenen zweiten Bilddaten zu vergleichen, die ersten Bilddaten entsprechend der sich aus dem Vergleich ergebenden Veränderung zu aktualisieren und die aktualisierten ersten Bilddaten der Anzeigeeinrichtung ( 22 ) zuzuleiten. comparing an update means (10, 12) which is adapted obtained at a first time second image data acquired at a second, located after the first time point in time second image data to update the first image data corresponding to that resulting from the comparison Change and to send the updated data of the first image display device (22).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktualisierungsein richtung ( 10 , 12 ) die ersten Bilddaten in vorbestimmten Zeitabständen aktualisiert. 2. Device according to claim 1, characterized in that the Aktualisierungsein device (10, 12) the first image data is updated at predetermined time intervals.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktualisierungsein richtung ( 10 , 12 ) die ersten Bilddaten immer dann aktualisiert, wenn die sich aus dem Ver gleich ergebenden Änderungen ein vorbestimmtes Maß überschreiten. 3. Device according to claim 1, characterized in that the Aktualisierungsein device (10, 12) the first image data always updated when the change is equal to comply with the United exceed a predetermined amount.
4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Operationsroboter ( 24 ), der dazu ausgelegt ist, unter Einbeziehung der aktualisierten ersten Bilddaten manuell eingebene Befehle auszuführen und/oder nach einem vorbestimmten Pro gramm mindestens einen Operationsschritt selbsttätig auszuführen. 4. Device according to one of the preceding claims, characterized by an operating robot (24) which is adapted to perform manually bene commands including the updated first image data and / or after a predetermined per gram at least execute an operation step automatically.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Operationsroboter ( 24 ) dazu ausgelegt ist, auf ein vorbestimmes Volumen in dem durch die aktualisierten er sten Bilddaten repräsentierten Operationsgebiet beschränkt zu arbeiten. 5. Device according to claim 4, characterized in that the operating robot (24) is adapted to operate on a limited volume in the vorbestimmes represented by the image data he updated most surgical field.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Operationsro boter ( 24 ) dazu ausgelegt ist, einen vorbestimmten Abstand zu einer vorbestimmten Grenz oberfläche in dem durch die aktualisierten ersten Bilddaten repräsentierten Operationsgebiet einzuhalten. 6. The device according to claim 4 or 5, characterized in that the Operationsro boter (24) is adapted to a predetermined distance to a predetermined limit surface represented in the first through the updated image data to be observed surgical field.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Operationsroboter ( 24 ) dazu ausgelegt ist, einen vorbestimmten Punkt in dem durch die ak tualisierten ersten Bilddaten repräsentierten Operationsgebiet anzufahren. 7. Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that the operating robot (24) is adapted to a predetermined point in the tualisierten by the first image data represented ak to drive surgical field.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, gekennzeichnet durch eine Einrich tung zum Eingeben des Beschränkungsvolumens, der Grenzoberfläche und/oder des Anfahr punktes. 8. Device according to one of claims 4 to 7, characterized by a Einrich processing for inputting the restriction volume, the boundary surface and / or the startup point.
9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Eicheinrichtung ( 14 ), die fest an dem Körper anzubringen ist und die mindestens eine Land marke aufweist, welche bezüglich des Körpers einen festen gemeinsamen Bezugspunkt für die ersten und die zweiten Bilddaten darstellt. 9. Device according to one of the preceding claims, characterized by a calibration device (14) which is firmly affixed to the body and the mark at least one country has showing a fixed common reference point for the first and the second image data with respect to the body.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Eicheinrichtung ( 14 ) von einem stereotaktischen Rahmen gebildet ist. 10. The device according to claim 9, characterized in that the calibration device (14) is formed by a stereotactic frame.
11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Bilddaten im Wege der Computertomographie und/oder der Kernspintomographie gewonnen worden sind. 11. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the first image data by means of computed tomography and / or magnetic resonance imaging have been obtained.
12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die bildgebende Einrichtung ( 20 ) zum Gewinnen von zweiten Bilddaten mit Ultraschall ar beitet. 12. Device according to one of the preceding claims, characterized in that said imaging means (20) for obtaining second image data with ultrasound ar beitet.
13. Verfahren zum Erzeugen eines Bildes eines menschlichen oder tierischen Körpers im Rahmen von medizinischen Eingriffen (Operationen), mit folgenden Schritten: 13. A method for forming an image of a human or animal body in the context of medical procedures (operations), comprising the steps of:
  • - Speichern erster Bilddaten des Körpers, - storing first image data of the body,
  • - Aufnehmen zweiter Bilddaten des Körpers zu einem ersten und zu einem zweiten, nach dem ersten Zeitpunkt liegenden Zeitpunkt, - receiving second image data of the body to a first and to a second, located after the first time point in time,
  • - Vergleichen der zu dem ersten und zu dem zweiten Zeitpunkt aufgenommenen zwei ten Bilddaten miteinander, - comparing the th to the first and captured at the second time, two image data with each other,
  • - Aktualisieren der ersten Bilddaten entsprechend einer sich aus dem Vergleich ergebenden Veränderung und - updating the first image data corresponding to a resultant change and the comparison
  • - Anzeigen der aktualisierten ersten Bilddaten. - View the updated first image data.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Zeitpunkt und die Lage des Körpers bei dem Aufnehmen der zweiten Bilddaten derart gewählt werden, daß die zum ersten Zeitpunkt aufgenommenen zweiten Bilddaten denselben Zustand des Körpers wiedergeben wie die ersten Bilddaten. 14. The method according to claim 13, characterized in that the first time and the location of the body in the receiving of the second image data are selected such that the recorded for the first time, second image data representing the same state of the body as the first image data.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Aktualisierens in vorbestimmten Zeitabständen durchgeführt wird. 15. The method of claim 13 or 14, characterized in that the step of updating is performed at predetermined time intervals.
16. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Aktualisierens immer dann durchgeführt wird, wenn die sich aus dem Vergleich ergebenden Änderungen ein vorbestimmtes Maß überschreiten. 16. The method of claim 13 or 14, characterized in that the step of updating is always performed when the changes resulting from the comparison exceeds a predetermined amount.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Bilddaten im Wege der Computertomographie oder Kernspintomographie gewonnen worden sind. 17. The method according to any one of claims 13 to 16, characterized in that the first image data by means of computed tomography or magnetic resonance imaging have been obtained.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Bilddaten mittels Ultraschalls aufgenommen werden. 18. The method according to any one of claims 13 to 17, characterized in that the second image data are recorded by means of ultrasound.
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