DE20000107U1

DE20000107U1 - Magnetresonanztomograph mit Laser-Leitsystem

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Publication number: DE20000107U1
Application number: DE20000107U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-01-05
Filing date: 2000-01-05
Publication date: 2000-04-27
Anticipated expiration: 2010-01-06

Description

Magnetresonanztomograph mit Laser-Leitssvstem

Die Erfindung bezieht sich auf ein MRT- (= Magnetresonanztomographie) Geraet, das an ein Laser-Leitsystem gekoppelt ist. Dies ermoeglicht die genaue Ausrichtung von Instrumenten und Werkzeugen (z. B. Biopsienadeln) nach vorheriger Lokalisierung von Zielobjekt- und -trajektorie anhand von MRT-Aumahmen und Laserprojektion durch das hier beschriebene Leitsystem.

Stand der Technik ist es, Koerperorgane und -Strukturen mittels Schichtaufhahmetechniken wie Computertomographie (CT) oder Magnetresonanztomographie (MRT) darzustellen, um nicht-invasiv praezise Informationen darueber zu erhalten. Fuer die Abbildung knoecherner Strukturen eignet sich die auf Roentgenbasis arbeitende Computertomographie, wohingegen wasserhaltige Weichteilstrukturen besser mit der Magnetresonanztomographie abgebildet werden koennen.
Koerperstrukturen koennen schwer zugaenglich tief unter der Koerperoeberflaeche liegen, so dass oft chirurgische Eingriffe notwendig sind, um diese fuer diagnostische oder therapeutische Zwecke zu erreichen. Hierbei ist das Verhaeltnis der Invasivitaet des Eingriffes insgesamt zum Ausmass der Manipulation der isolierten Zielstruktur sehr wichtig. Aus diesem Grunde versucht man besonders fuer diagnostische Zwecke die Invasivitaet des dafiier notwendigen Eingriffes so gering wie moeglich zu halten.

Laser werden bereits in Verbindung mit CT und MRT eingesetzt, z.B. um die aktuelle Schnittebene auf den Patienten zu projezieren. Diese

Lasersysteme ermoeglichen einem Arzt nicht, seine minimal invasiven Instrumente so einzusetzen, um moeglichst schnell und genau zur Zielstruktur im Patienteninneren zu gelangen. Computer-assistierte, stereotaktische Navigationssysteme sind aufwendig, teuer und beduerfen einer laengeren praeoperativen Planung, Datenaufbereitung und Vorbereitung.

Problem:

In den letzten Jahren wurden Techniken entwickelt, welche minimal invasive Vorgehensweisen darstellen. Ein Beispiel dafuer sind Eingriffe, die direkt mit CT- oder MRT-Aufhahmetechniken gekoppelt sind. Der Arzt identifiziert das Zielobjekt und kann sofort die Lage seines in das Koerperinnere eingebrachten Instrumentes kontrollieren. Dieses ist jedoch zeitaufwendig und fuehrt im Falle der CT-Nutzung zu erhoehter Strahlenbelastung des Patienten.

Loesung:

Das MRT mit Laser-Leitsystem lokalisiert Koerperstrukturen mittels Laserstrahltechnik. Dabei ist das Laser-Leitsystem nicht nur in der Lage, diese Koeperstrukturen auf der Patientenoberflaeche zu lokalisieren. Der projezierte Laserstrahl entspricht im Verlauf genau der vom Arzt gewaehlten Trajektorie fiier den einfachsten und sichersten Zugangsweg zur Zielstruktur. Das vom Arzt benutzte Instrument kann mit einer

speziellen Laser-Ausrichtungssonde so positioniert werden, dass das Instrument dieselbe vektorielle Richtung im dreidimensionalen Raum besitzt wie der projezierte Laserstrahl. Das heisst, das Instrument zeigt dann genau auf die vom Arzt gewaehlte Zielstruktur im Koeperinneren des Patienten. Die Tiefe der Zielstruktur von der Koerperoberflaeche laesst sich anhand der MRT-Aufnahmen ausmessen.

Vorteile:

Der Arzt kann ohne "Versuch und Fehler"-Technik den genauen Zugangsweg zu einer vorher identifizierten Patientenzielstruktur in vivo darstellen und zur Instrumentenausrichtung nutzen. Dieses bewirkt eine Zeitersparnis. Durch die Praezision des Laser-Leitsystems wird ausserdem die ungewollte Schaedigung von benachbarten Organen minimiert, eine korrekte Planung durch den Arzt vorausgesetzt.

Geraetaufbau:

Am Oberrand des MRT Gehaeuses sind Fuehrungsschienen befestigt, die parallel zur Patientenliege verlaufen. Diese muenden in Pfosten, welche die Konstruktion stabilisieren. Aus Platzgruenden kann die Konstruktion teilweise oder ganz mit der Deckenkonstruktion im Raum verbunden werden anstatt mit dem MRT und dem Boden. Die verwandten Materialien muessen hinreichend antimagnetische Eigenschaften besitzen oder entsprechend isoliert werden. An den oberhalb und laengs

verlaufenden Fuehrungsschienen ist eine quer dazu verlaufende motorbetriebene Fuehrungsschiene beweglich angebracht. Daran ist ein motorbetriebener Teleskoparm beweglich befestigt. Am unteren Ende des Teleskoparmes befindet sich eine Plattform, die um zwei Rotationsachsen beweglich und motorbetrieben ist. Eine Rotationsachse verlaeuft im Zentrum der Laengsachse des Teleskoparmes. Die andere Rotationsachse verlaeuft senkrecht zur vorherigen, also parallel zur Patientenliege. Auf dieser Platform ist ein kombinierter Laserpointer und -entfernungsmesser befestigt. Das Leitsystem ist mit einem Computer verbunden, welcher wiederum mit dem MRT gekoppelt ist und dessen Informationen verarbeitet.
Fig. 1-3 verdeutlichen den Aufbau mit folgenden Ziffernbezeichnungen:

1 - Laengsfuehrungsschiene

2 - Querfuehrungsschiene

3 - Deckenpfosten

4 - Teleskoparm

5 - LaserpointerAenterfernungsmesser
6- MRT

7 - Querstabilisator

8 - Patientenliege

Beispielanwendungen:

Minimalinvasives zielgenaues Einbringen von Instrumenten, Substanzen, Elektroden etc. kann nach MRT-Bildinformationsaquisition geplant und

sofort umgesetzt werden. Ein praktisches Beispiel ist die Biopsieentnahme zum Ausschluss eines malignen Tumors.

Anwendung:

Als erstes werden MRT-Schnittbildaufiiahmen vom Patienten angefertigt. Der Arzt identifiziert die Zielstruktur am Computerbildschirm und zeichnet den gewuenschten Zugangsweg ein. Nach Aktivierung des Laser-Leitsystems wird der Teleskoparm mittels der Fuehrungsschienen und des Teleskopmechanismus in die fuer die Laserprojektion notwendige Position gebracht. Dabei wird der kombinierte Laser und entfernungsmesser automatisch in die Bewegungsrichtung des Teleskoparmes gerichtet, um eine Kollision mit dem Patienten oder einem Gegenstand wie z.B. der Patientenliege zu vermeiden. Abschliessend wird der kombinierte Laser und -entfernungsmesser in der notwendigen Neigung und Rotation positioniert, um den Laserstrahl mit der exakten Trajektorie auf die Patientenoberflaeche zu projezieren. Fuer die Instrumentenausrichtung kann eine Laser-Ausrichtungssonde verwendet werden, welche durch einen optischen Sensor die Darstellung des Laserstrahlverlaufs am Patienten ermoeglicht.

Claims

1. Magnetresonanztomograph (MRT) mit Laser-Leitsystem zur direkten Darstellung von Lokalisation und Zugangsweg koerperinnerer Strukturen am Patienten mittels Laserstrahltechnik.

2. MRT mit Laser-Leitsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine aus motorbetriebenen Fuehrungsschienen, Teleskopmechanismen und Gelenken bestehende Konstruktion, die beliebige Laserprojektion von Trajektorien im dreidimensionalen Raum mittels eines daran montierten Lasers ermoeglicht.

3. MRT mit Laser-Leitsystem nach Ansprueche 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass Lasertechnik zur Projektion und zur Entfernungsmessung verwandt wird.

4. MRT mit Laser-Leitsystem nach Ansprueche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anwender mit einem daran angeschlossenen Computersystem und dessen Software die Zielstruktur lokalisieren, den Zugangsweg planen und den Laser computergesteuert mittels der diversen beweglichen Fuehrungsschienen, Arme und Gelenke in die Position zur Projektion der geplanten Trajektorie bringen kann.

5. MRT mit Laser-Leitsystem nach Ansprueche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass Fuehrungsschienen oberhalb des MRT laengs parallel zur Patientenliege verlaufen, welche mit dem MRT oder mit der Deckenkonstruktion oder mit dem Boden im Raum verbunden und gehalten werden.

6. MRT mit Laser-Leitsystem nach Ansprueche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass quer zu den oberhalb verlaufenden Fuehrungsschienen eine weitere Fuehrungsschiene beweglich und motorbetrieben verbunden ist.

7. MRT mit Laser-Leitsystem nach Ansprueche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass an der querverlaufenden Fuehrungsschiene ein motorbetriebener Teleskoparm beweglich montiert ist, welcher entlang dieser bewegt werden kann und fuer variable Laengen durch ein Teleskopsystem aus- bzw. einfahrbar ist.

8. MRT mit Laser-Leitsystem nach Ansprueche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass am Teleskoparm ein um zwei senkrecht zueinander stehende Achsen beweglicher, motorbetriebener kombinierter Laser und -entfernungsmesser befestigt ist.

9. MRT mit Laser-Leitsystem nach Ansprueche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass der am Teleskoparm ueber zwei Gelenke montierte Laserentfernungsmesser jeweils automatisch in die Bewegungsrichtung rotiert wird, um eine Kollision mit Patient oder Gegenstaenden zu vermeiden.