DE4225001C1 - Stereotaktische Zusatzeinrichtung für Kernspintomographen - Google Patents

Stereotaktische Zusatzeinrichtung für Kernspintomographen

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Description

Die Erfindung betrifft eine stereotaktische Zusatzeinrichtung für Kernspintomographen gemäß Patentanspruch 1, und eignet sich besonders zur kernspintomographischen Untersuchung der Mamma in Seitenlage der Patientin.
Die Konstrastmittelkernspintomographie (KM-KST) erweist sich zunehmend als wertvolle neue Ergänzungsmethode in der Mammadiagnostik. Im Vergleich zu der bisherigen etablierten Methoden (Mammographie, Sonographie, klinische Untersuchung) ist sie besonders im schwer beurteilbaren dichten Gewebe wesentlich sensitiver. Bei fehlender Kontrastmittelanreicherung ist die KM-KST zum Malignomausschluß hochspezifisch. Bei fokaler Kontrastmittelaufnahme ist die Spezifität der KM-KST zur weiteren Differenzierung benigner und maligner Prognose nicht so gut. Fokale KM-Aufnahmen können einem Karzinom entsprechen, das - falls nur kernspintomographisch sichtbar - somit mit der KM-KST früüher als mit anderen Methoden erfaßbar ist. Fokale KM-Aufnahmen können aber auch durch benigne Veränderungen wie gutartige Tumore oder proliferierende Mastopathien verursacht sein. Der Anteil an Karzinomen bei kernspintomographisch entdeckten Befunden ist zwar durchaus vergleichbar dem Anteil an Karzinomen bei mammographisch entdeckten ebenfalls meist unspezifischen Befunden. Um den diagnostischen Vorteil der wesentlich höheren Sensitivität der KM-KST zu erhalten, ist jedoch eine exakte Befundlokalisation besonders wichtig aus folgenden Gründen:
  • - die allein kernspintomographisch gefundenen Befunde sind nicht tastbar und im allgemeinen sehr klein. Sie enthalten meist keinen - im Biopsiepräparat durch zusätzliche Radiographie nachweisbaren - Mikrokalk und sind daher für Chirurgen und Pathologen ohne weitere Hilfsmittel sehr schwer auffindbar.
  • - Eine Abklärung durch Punktionszytologie oder sogar -histologie könnte unnötige operative Biopsien an allein kernspintomographisch entdeckten benignen Befunden zu vermeiden helfen, so daß nurmehr die echt verdächtigen kernspintomographisch entdeckten Herde operativ biopsiert werden müßten.
Hieraus ergibt sich die große Bedeutung einer Einrichtung, die möglichst gute stereotaktische Lokalisation von kernspintomographischen Mammabefunden erlaubt.
Für eine solche Lokalisation muß die Brust wegen ihrer Verformbarkeit durch eine leichte Kompression fixiert werden. Dies ist in Rückenlage der Patientin wegen der Atemmitbewegung der Brust nicht gut möglich.
In Bauchlage, die die derzeitige Untersuchungslage für die kernspintomographische Untersuchung bildet, wird die Brust von einer topfartigen Vertiefung im Patiententisch aufgenommen, so daß zwar eine relativ gute Fixierung der Brust erreicht wird, jedoch ist einerseits die topfartige Vertiefung selbst aufgrund der Gesamtanordnung des Kernspintomographen und andererseits die Brust durch die die topfartige Vertiefung umgebenden Empfangsspulen nicht zugänglich. Eine solche Einrichtung ist aus der US 46 08 991 bekannt.
Eine ähnliche Vorrichtung wird in DE-Z.: Fortschritte der Röntgenstr. Nr. 154, Heft 1 (1991) S. 106 bis 110 beschrieben. Zur Lokalisation werden Nadeln mittels einer Vorrichtung mit zwei parallelen und zueinander verschiebbaren, an der Mamma fixierbaren Kompressionsplatten eingebracht, wie dies in DE-Z.: Fortschritte der Röntgenstr. Nr. 131, Heft 3 (1979), S. 331 bis 332 erläutert wird. Hierbei sind in der oberen Platte Löcher zum Einführen einer Nadel bzw. eines Nadelhalters vorgesehen.
Die Verwendung von Platten bei stereotaktischen Biopsieeinrichtungen ist aus der Röntgenmammographie an sich bekannt. Diese Untersuchungsmethode wird im allgemeinen im Stehen oder Sitzen an der Patientin vorgenommen, wobei Ausbildung und Anordnung der Platten an die spezifischen Bedürfnisse einer Röntgenapparatur angepaßt sind.
Da der Kernspintomograph eine Patientenaufnahmeröhre aufweist, in der nur eine liegende Position möglich ist, gingen die bisherigen Entwicklungen mammographischer Untersuchungen immer von einer Bauch- oder Rückenlage aus, wobei aus Gründen einer zufriedenstellenden Fixierung der Bauchlage der Vorzug gegeben wurde, was jedoch mit den zuvor beschriebenen Nachteilen verbunden war.
Auffgabe der Erfindung ist daher eine Zusatzeinrichtung für Kernspintomographen, mit der das Untersuchungsobjekt fixiert werden kann, wobei das Untersuchungsobjekt noch zugänglich sein und eine gute stereotaktische Lokalisation von kernspintomographischen Befunden erlauben soll.
Diese Aufgabe wird mit einer stereotaktischen Zusatzeinrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß kernspintomographische Untersuchungen, insbesondere der Brust mit Erfolg auch in Seitenlage der Patientin durchgeführt werden können, so daß ausreichend Platz zur Verfügung steht, eine Zusatzeinrichtung im Kernspintomographen vorzusehen.
Die Zusatzeinrichtung muß erfindungsgemäß mehrere Funktionen erfüllen. Einerseits muß das Untersuchungsobjekt zwischen den Kompressionsplatten der Zusatzeinrichtung fixierbar sein und andererseits muß zumindest einer der Kompressionsplatten eine Empfangsspule des Kernspintomographen zugeordnet sein, da anderenfalls eine ausreichende Bildqualität für die Darstellung der zu punktierenden Befunde nicht möglich ist. Um Nadellokalisationen zur präoperativen Markierung oder Nadelpunktionen zur zytologischen oder histologischen Untersuchung von allein kernspintomographisch entdeckten Läsionen aufgrund des Untersuchungsergebnisses durchführen zu können, muß schließlich sichergestellt sein, daß die Läsion bei fixierter Brust sowohl zugänglich als auch reproduzierbar auffindbar ist.
Durch die parallele Anordnung und die Verschiebbarkeit der Kompressionsplatten ist es möglich, das Untersuchungsobjekt individuell zu komprimieren, bis eine ausreichende Fixierung erreicht wird. Außerdem ist es notwendig, daß in Seitenlage der Patientin die linke oder die rechte Brust untersucht werden kann.
Da aber auch bei präoperativen Markierungen entsprechend dem operativen Zugangsweg mediale Befunde von medial und laterale Befunde von lateral zu markieren sein müssen, ist die Zusatzeinrichtung derart ausgestaltet, daß sie auch spiegelbildlich in Linksseitenlage der Patientin verwendbar ist.
Die Lokalisierung des Befundes wird ermöglicht durch die Kenntnis der Lage der Schnittebene des Tomographiebildes und durch die üblicherweise bei Kernspintomographen vorhandene Orientierungseinrichtung. Hierbei kann es sich um ein sogenanntes Lichtvisier handeln oder um eine Einrichtung, die z. B. mit Abstandsmessungen von im Nachweisbereich der Spule befindlichen Markern aus kernspintomographisch sichtbaren Substanzen arbeitet. Wenn eine solche Orientierungseinrichtung nicht vorhanden ist oder gegebenenfalls die Genauigkeit einer solchen Einrichtung nicht ausreichend ist, ist eine im Nachweisbereich der Empfangsspule vorgesehene Markierungseinrichtung vorteilhaft, die auf dem Tomographiebild mit abgebildet wird. Durch eine derartige Markierungseinrichtung oder Abstandsmessungen zu sonstigen Bezugspunkten im Kernspintomographen lassen sich die Raumkoordinaten des Befundes eindeutig bestimmen.
Die Markierungseinrichtung kann eine separate Einrichtung sein, sie kann aber auch an oder in der Kompressionsplatte angeordnet sein. Vorzugsweise umfaßt die Markierungseinrichtung eine Kammer, die mit einer kernspintomographisch nachweisbaren Substanz wie z. B. Gadolinium-DTPA oder Kupfersulfat gefüllt ist. Die Kammer mit der kernspintomographisch nachweisbaren Substanz kann als Hohlraum in der Kompressionsplatte ausgebildet sein. Es besteht auch die Möglichkeit, daß die Kammer als ein auf der Kompressionsplatte angeordnetes Röhrchen oder Kapsel ausgebildet ist, wobei dieses Röhrchen oder die Kapsel auf der dem Untersuchungsobjekt zugewandten Seite oder auch abgewandten Seite der Kompressionsplatte angebracht ist.
Bevorzugt ist jedoch eine in der Ebene der Kompressionsplatten liegende, den Untersuchungsbereich der jeweiligen Empfangsspule umgrenzende Kammer, die einen im wesentlichen geschlossenen Rahmen bildet, der vorzugsweise rechteckig ist. Wenn eine oder beide Kompressionsplatten mit einem derartigen Rahmen ausgestattet sind, und die tomographischen Schnittbilder senkrecht zu den Platten gelegt werden, werden auch die Markierungsrahmen jeweils senkrecht angeschnitten und somit auf dem Monitor sichtbar. Die Kammer kann auch als kreuzförmige Kammer ausgebildet sein, die durch das Zentrum des von der Empfangsspule begrenzten Plattenbereiches verläuft.
Da in mindestens einer Kompressionsplatte mehrere Löcher zum Einführen einer Nadel vorgesehen sind, ist somit eine auf das Tomographiebild abgestimmte exakte Nadeleinführung in das Untersuchungsobjekt möglich. Die Löcher können über die gesamte Kompressionsplatte verteilt sein, oder innerhalb des von der Empfangsspule begrenzten Plattenbereiches vorgesehen sein.
Die Löcher werden vorzugsweise in Reihen mit definiertem Abstand in den Kompressionsplatten angeordnet. Das Lochmuster kann auch in bestimmten Bereichen eine dichtere Anordnung von Löchern aufweisen, wenn dies bezüglich des Untersuchungsobjektes vorteilhaft ist.
Vorzugsweise sind die Kompressionsplatten an einer gemeinsamen Halterung verschiebbar befestigt, wobei die Halterung aus einem am Patiententisch senkrecht befestigten Stab bestehen kann, an dem die Platten in vertikaler Richtung in Anpassung an die Lage des Untersuchungsobjektes verstellbar sind. Die Halterung kann sowohl an der linken als auch an der rechten Seite des Patiententisches angebracht werden, so daß eine Untersuchung, sowohl in rechter als auch in linker Seitenlge der Patientin möglich ist. Dieser Stab, der auch als Schiene ausgebildet sein kann, wirkt mit entsprechenden Befestigungseinrichtungen an den Kompressionsplatten zum Fixieren der Platten an der Halterung zusammen. Die Halterung kann auch die elektrischen Zuleitungen für die Empfangsspulen aufweisen, so daß keine gesonderten Kabelzuführungen zu den Kompressionsplatten erforderlich sind, die ggf. die Beweglichkeit der Kompressionsplatten einschränken könnten. Außerdem kann die Halterung mit einem Meßstab versehen sein, um die Position der Kompressionsplatten ablesen zu können.
Als Empfangsspulen können Helmholtz-artige oder andere geeignete sogenannte Oberflächenspulen zum Einsatz kommen, die eine oder mehrere Windungen besitzen, wobei deren Windung oder Windungen einen großen Durchmesser aufweisen. Die Windung oder Windungen liegen in bevorzugter Ausführungsform auf der Außenseite der Platte auf und sind dort befestigt. Die Spule kann auch in die Kompressionsplatte integriert sein. Es ist auch möglich, die Empfangsspule an einer gesonderten Halterung zu befestigen und ggf. wegklappbar auszubilden.
Damit die Platten die kernspintomographischen Untersuchungen nicht beeinflussen oder stören, sind die Platten aus die Bildgebung nicht störendem Material, wie z. B. Kunststoff gefertigt. Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 die perspektivische Darstellung der Zusatzeinrichtung in einem Kernspintomographen,
Fig. 2 die Draufsicht auf eine Platte,
Fig. 3 der Schnitt durch die in Fig. 2 gezeigte Platte längs der Linie A-A,
Fig. 4 die Unteransicht der in Fig. 2 gezeigten Platte,
Fig. 5 der Schnitt durch eine Platte gemäß einer weiteren Ausführungsform,
Fig. 6 die Draufsicht auf eine Platte gemäß einer weiteren Ausführungsform und
Fig. 7 die schematische Darstellung eines Tomographiebildes.
In der Fig. 1 ist eine den Patiententisch 2 umgebende Patientenaufnahmeröhre 3 eines nicht näher dargestellten Kernspintomographen schematisch dargestellt. Auf dem Patiententisch 2 befindet sich eine Patientin in Seitenlage zur kernspintomographischen Untersuchung der rechten Brust, die das Untersuchungsobjekt 10 bildet. Am Patiententisch 2 ist die Zusatzeinrichtung 1 angeordnet, die eine Halterung 4 in Form von mindestens einem Stab sowie zwei Platten 11 und 12 umfaßt. Der Stab 4 ist mit seinem unteren Ende am Patiententisch 2 befestigt. Die Platten 11 und 12, die horizontal ausgerichtet sind, sind mit Befestigungseinrichtungen 5 und 6 und diesen Befestigungseinrichtungen zugeordneten Drehknöpfen 7 und 8 ausgestattet, so daß die Kompressionsplatten 11 und 12 in vertikaler Richtung verschiebbar und am Stab 4 fixierbar sind. Am unteren Ende des Stabes 4 ist die elektrische Zuführung 9 für die Stromversorgung der auf den Platten 11 und 12 angeordneten Empfangsspulen 13 und 14 zu sehen. Die obere Platte 11 besitzt mehrere Löcher 15, durch die eine Biopsie-Nadel 24 in das Untersuchungsobjekt einführbar ist. Die Platten 11 und 12 werden anhand der nachfolgenden Figuren im einzelnen erläutert.
In der Fig. 2 ist die Draufsicht auf eine Kompressionsplatte 11 zu sehen. Auf der Oberfläche der Platte 11 ist eine Spule 13 befestigt, die hier lediglich aus einer Windung besteht. Diese Spule ist im wesentlichen bis an den Rand der Platte 11 geführt, wo ein elektrischer Anschluß 16 angebracht ist, der mit einer entsprechenden Einrichtung am Stab zur Herstellung eines elektrischen Kontaktes zusammenwirkt. Die gesamte Kompressionsplatte 11 ist mit einem Lochmuster versehen, in dem die Löcher 15 in Reihen und Spalten mit konstantem Abstand angeordnet sind.
In der Fig. 3 ist ein Schnitt längs der Linie A-A der in Fig. 2 dargestellten Kompressionsplatte 11 sowie der darunter befindlichen Platte 12 zu sehen. Der Untersuchungsbereich der Empfangsspule 13 ist ungefähr durch den gestrichelten Bereich 19 gekennzeichnet. Innerhalb dieses Untersuchungsbereiches 19 befindet sich an der Unterseite der Platte 11 eine Markierungseinrichtung in Form einer mit einer kernspintomographisch nachweisbaren Substanz gefüllten Kammer 17, die als ein Markierungsröhrchen 18 ausgebildet ist. Dieses Markierungsröhrchen ist geschlossen und begrenzt in horizontaler Richtung den Untersuchungsbereich 19 der Empfangsspule 13.
Die in Fig. 3 dargestellte untere Kompressionsplatte 12 weist keine Löcher auf und trägt auch keine Empfangsspule. Lediglich an der Unterseite der Kompressionsplatte 12 befindet sich fakultativ eine zweite Markierungseinrichtung 17, 18, die der der oberen Platte 11 entspricht. Diese Markierungseinrichtung befindet sich nicht im Untersuchungsbereich 19, aber noch im Nachweisbereich der Empfangsspule 13.
In der Fig. 4 ist die Unteransicht der Kompressionsplatte 11 dargestellt, so daß der geschlossene, rechteckige Ring des Markierungsröhrchen 18 deutlich zu sehen ist. Innerhalb dieses Markierungsringes 18 sind im Bereich 25 die Löcher 15 angeordnet.
In der Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform im Schnitt dargestellt. Die Kammer 17 ist als Hohlraum 20 in der Platte 11 zu sehen.
In der Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsform einer Platte 11 dargestellt. Im Gegensatz zu der Kompressionsplatte gemäß Fig. 2 ist die hier gezeigte Ausführungsform als runde Platte dargestellt, wobei die Kammer 17 kreuzförmig ausgebildet ist.
In der Fig. 7 ist ein Tomographiebild schematisch dargestellt. Die drei Raumrichtungen X, Y und Z sind auch in der Fig. 1 dargestellt, so daß deutlich wird, daß das hier gezeigte Tomographiebild 21 meist ein senkrecht zu den Kompressionsplatten 11 und 12 liegendes Schnittbild des Untersuchungsobjektes 10 dargestellt. Das Untersuchungsobjekt 10 ist hier als Schnittbild 22 zu sehen, wobei die als Rahmen ausgebildeten Kammern der Platten 11 und 12 als runde Eckpunkte 26, 27 des Untersuchungsbereiches 19 zu sehen sind. Innerhalb dieses so markierten Untersuchungsbereiches ist das Untersuchungsobjekt 10 als Schnittbild 22 dargestellt. Da die Lage des Tomographiebildes 21 definiert ist, liegt die Z-Koordinate Z1 fest. Die beiden anderen Koordinaten X1 und Y1 der Läsion 23 können anhand des Tomographiebildes 21 bezüglich der Eckpunkte 26, 27 abgelesen werden, so daß anhand der so ermittelten räumlichen Koordinaten sowohl das entsprechende Loch 15 in der oberen Platte 11 als auch die Eindringtiefe der Biopsienadel 24 (s. Fig. 1) bestimmt werden kann. Da das Untersuchungsobjekt zwischen den Platten unverrückbar fixiert ist, ist somit nachfolgend eine Nadelpunktion mit größter Genauigkeit durchführbar.
Bezugszeichenliste:
 1 Zusatzeinrichtung
 2 Patiententisch
 3 Patientenaufnahmeröhre
 4 Halterung
 5 Befestigungseinrichtung
 6 Befestigungseinrichtung
 7 Drehknopf
 8 Drehknopf
 9 elektrische Zuführung
10 Untersuchungsobjekt
11 obere Platte
12 untere Platte
13 Spule
14 Spule
15 Loch
16 elektrischer Anschluß
17 Kammer
18 Markierungsröhrchen
19 Untersuchungsbereich
20 Hohlraum
21 Kernspintomographiebild
22 Abbildung des Untersuchungsobjektes
23 Läsion
24 Biopsie-Nadel
25 umgrenzter Bereich
26 Eckpunkt
27 Eckpunkt

Claims (18)

1. Stereotaktische Zusatzeinrichtung für Kernspintomographen mit zwei parallelen und verschiebbar zueinander angeordneten Kompressionsplatten (11, 12), zwischen denen das Untersuchungsobjekt (10) fixierbar ist, wobei mindestens einer der Kompressionsplatten (11, 12) eine Empfangsspule (13, 14) des Kernspintomographen zugeordnet ist und mindestens eine Kompressionsplatte (11) mehrere Löcher (15) zum Einführen einer Nadel (24) aufweist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur kernspintomographischen Untersuchung der Mamma in Seitenlagerung der Patientin zur stereotaktischen Lokalisation von kernspintomographischen Mammabefunden die Kompressionsplatten (11, 12) horizontal angeordnet sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompressionsplatte (11, 12) Träger der Empfangsspule (13, 14) ist, wobei die Empfangsspule (13, 14) auf, unter oder in der Kompressionsplatte (11, 12) liegt.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsspule (13, 14) und die Kompressionsplatte (11, 12) unabhängig voneinander montiert sind und die Empfangsspule (13, 14) oberhalb oder unterhalb der Kompressionsplatte (11, 12) angeordnet ist.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Kompressionsplatte (11, 12) als Lochplatte mit einer Vielzahl von regelmäßig angeordneten Löchern (15) ausgebildet ist.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompressionsplatten (11, 12) aus einem die Bildgebung nicht störendem Material bestehen.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompressionsplatten (11, 12) aus Kunststoff bestehen.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Markierungseinrichtung im Nachweisbereich der Empfangsspule (13, 14) vorgesehen ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Kompressionsplatten (11, 12) die Markierungseinrichtung aufweist.
10. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierungseinrichtung eine Kammer (17) umfaßt, die mit einer kernspintomographisch nachweisbaren Substanz gefüllt ist.
11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (17) als Hohlraum (20) der Kompressionsplatte (11, 12) ausgebildet ist.
12. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (17) als ein auf der Kompressionsplatte (11, 12) angeordnetes Röhrchen (18), Röhrensystem oder Kapsel ausgebildet ist.
13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Untersuchungsbereich (19) der jeweiligen Empfangsspule (13, 14) umgrenzende als geschlossener Rahmen ausgebildete Kammer (17) vorgesehen ist.
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine kreuzförmig ausgebildete Kammer (17) vorgesehen ist.
15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die kernspintomographisch nachweisbare Substanz aus Gadolinium-DTPA oder Kupfersulfat besteht.
16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompressionsplatten (11, 12) horizontal angeordnet sind.
17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompressionsplatten (11, 12) an einer gemeinsamen Halterung (4) verschiebbar befestigt sind.
18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (4) die elektrische Zuleitung für die Empfangsspule (13, 14) aufweist.
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