DE202023000898U1 - Patientenspezifische Multitrajektorien-Zielvorrichtung zur Platzierung von Elektroden zur Überwachung und Stimulation des Gehirns - Google Patents

Patientenspezifische Multitrajektorien-Zielvorrichtung zur Platzierung von Elektroden zur Überwachung und Stimulation des Gehirns Download PDF

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Abstract

Patientenspezifische Vorrichtung zur intrakraniellen multitrajektoriellen Platzierung von Elektroden dadurch gekennzeichnet, dass ein MRT, CT oder 3D-C-Bogen für die Planung der Zielpositionen erforderlich ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine patientenspezifische Multitrajektorien-Zielvorrichtung zur Platzierung von Elektroden im Rahmen der intrakraniellen Überwachung für die Behandlung von Epilepsie und anderen Hirnerkrankungen.
  • Elektroden werden für die Langzeit-EEG-Überwachung sowie für die Stimulation des Gehirns bei Personen mit Epilepsie und anderen Hirnerkrankungen eingesetzt.
    Bei der Behandlung werden Elektroden im Gehirn platziert. Die Position der Elektroden muss vor der Operation mit einer Software in den MRT oder CT-Bildern exakt geplant werden. Basierend auf diesen Daten wird ein patientenspezifisches Gestell konstruiert, das als Führung der Elektroden zum geplanten Zielpunkt im Gehirn dient.
  • Es werden derzeit sehr komplex gestaltete konventionelle Stereotaxiesysteme, einschließlich Zielbügelvorrichtung mit großen Abmessungen sowie mit einem bis zu 3kg schweren hohem Gewicht verwendet. Die sog. konventionellen Systeme erfuhren nach deren Entwicklung seit den 40er Jahren des letzten Jahrtausends keine weitere Modifikation oder Anpassung an heutige Erfordernisse und unterliegen erheblichen Limitationen in Gewicht, Praktikabilität und Funktionalität. Weiterhin existieren stereotaktische Roboter-Systeme, die sich aufgrund ihres großen Platzbedarfs und ihrer Komplexität nicht in der Praxis durchsetzen und die den Grad der Machbarkeitsanalyse nicht verlassen konnten [1], [2], [3].
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine patientenspezifische Multitrajektorien Elektroden-Zielvorrichtung zu entwickeln, welche direkt mit dem Schädel konnektiert werden kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine technische Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.
  • Die Erfindung ist eine patientenspezifische Vorrichtung, mit deren Hilfe der Operateur Elektroden entsprechend den präoperativ geplanten Zielpunkten im Gehirn platzieren kann ( , ).
    Als Grundlage können MRT- CT- oder aber auch 3D-C-Bogen Daten genutzt werden. Die Bildgebung für die Planung wir mit speziellen Markern durchgeführt, die zuvor fest mit dem Schädel konnektiert sind, um eine eineindeutige geometrische Zuordnung zu gewährleisten. Mit einer Software werden die Zielpunkte in den medizinischen Bilddaten geplant. Dabei ist die Software in der Lage, dem Operateur verschiedene Trajektorien der Elektrode vorzuschlagen, um das Risiko von Verletzungen sogenannter Risikostrukturen zu minimieren. Anhand der Koordinaten der Zielpunkte, der Eintrittspunkte sowie der Marker-Koordinaten wird die Zielvorrichtung speziell für den Patienten erstellt.
  • Das virtuelle Modell der patientenspezifischen Zielvorrichtung wird mit Hilfe eines additiven oder subtraktiven Fertigungsverfahrens hergestellt. Dafür nutzbar wäre beispielsweise die Stereolithographie oder aber auch das Multijet Fusion Verfahren mit biokompatiblen dampfsterilisierbaren Kunststoffen.
  • Während der Operation wird die patientenspezifische Zielvorrichtung mit Knochenankern, auf die zuvor die Marker angebracht waren, fest verbunden.
    Die Elektroden können präzise bis hin zu den definierten Zielpunkten bewegt werden.
  • Die Erfindung soll dazu beitragen, die Elektroden in vor der Operation geplanten Zielpunkten zu positionieren. Im Ergebnis soll die Sicherheit für den Patienten und den Operateur signifikant erhöht werden.
  • Literatur
    • [1.] Grimm F, Naros G, Gutenberg A, Keric N, Giese A, Gharabaghi A. Blurring the boundaries between frame-based and frameless stereotaxy: feasibility study for brain biopsies performed with the use of a head-mounted robot. J Neurosurg. 2015 Jun 12:1-6.
    • [2.] Hu, X, Scharschmidt, T, Ohnmeiss D. Lieberman, I. Robotic assisted surgeries for the treatment of spine tumors. International Journal of Spine Surgery. Published 3 February 2015.
    • [3.] Kajita Y, Nakatsubo D, Kataoka H, Nagai T, Nakura T, Wakabayashi T.: Installation of a Neuromate Robot for Stereotactic Surgery: Efforts to Conform to Japanese Specifications and an Approach for Clinical Use-Technical Notes., Neurol Med Chir (Tokyo). 2015 Dec

Claims (15)

  1. Patientenspezifische Vorrichtung zur intrakraniellen multitrajektoriellen Platzierung von Elektroden dadurch gekennzeichnet, dass ein MRT, CT oder 3D-C-Bogen für die Planung der Zielpositionen erforderlich ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese patientenspezifisch gestaltet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese mit Halterungs-Elementen versehen ist, um die Vorrichtung direkt mit dem Kopf zu konnektieren.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich mit dieser eine oder mehrere Elektroden positionieren lassen.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese mit additiven Fertigungsverfahren hergestellt wird.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese mit subtraktiven Fertigungsverfahren hergestellt wird.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese aus biokompatiblen Kunststoffen gefertigt wird.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese aus biokompatiblen Metallen oder vergleichbaren opaquen Materialien gefertigt wird.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese entsprechend den medizinischen Anforderungen sterilisierbar ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese entsprechend den medizinischen Anforderungen dampfsterilisierbar ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese entsprechend den medizinischen Anforderungen plasmasterilisierbar ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese entsprechend den medizinischen Anforderungen chemisch sterilisierbar ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Kombination mit einer Steuerungssoftware die aktuelle Position der Elektroden auf einem Bildschirm angezeigt wird.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dazugehörige Software verschiedene Trajektorien vorschlägt, um Risikostrukturen zu schonen.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Einwegprodukt handelt, um das Infektionsrisiko zu minimieren.
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