-
Gebiet der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen Vorrichtungen für die Gewebeprobennahme und
genauer ein verbessertes Gerät
für Kernbiopsiesonden,
die stereotopisch durch Koordinaten positioniert warden, welche
aus Magnetresonanzabbildungs(MRI)-Scans zum Erlangen subkutaner
Biopsien und zum Beseitigen von Läsionen abgeleitet sind.
-
Hintergrund der Erfindung
-
Die
Diagnose und Behandlung von Patienten mit krebsartigen Tumoren,
vormalignen Zuständen und
anderen Fehlzuständen
ist lange ein Gebiet intensiver Erforschung gewesen. Nichtinvasive
Verfahren zum Prüfen
von Gewebe sind Palpation, Thermographie, PET, SPECT, Kernabbildung,
Röntgenstrahlen-,
MRI-, CT- und Ultraschallabbildung. Wenn der Arzt vermutet, daß Gewebe
krebsbefallene Zellen enthalten kann, kann eine Biopsie durchgeführt werden,
entweder in einer offenen Prozedur oder in einer perkutanten Prozedur.
Bei einer offenen Prozedur wird ein Skalpell von dem Chirurgen verwendet,
um eine große
Inzision in dem Gewebe zu erzeugen, um direkte Sicht und Zugang
zu der interessierenden Gewebemasse zu erhalten. Ein Entfernen der
gesamten Masse (Exzisionsbiopsie) oder eines Teils der Masse (Inzisionsbiopsie)
wird durchgeführt.
Bei einer perkutanten Biopsie wird ein nadelähnliches Instrument durch eine
sehr kleine Inzision verwendet, um auf die interessierende Gewebemasse
zuzugreifen und eine Gewebeprobe für die spätere Überprüfung und Analyse zu erhalten.
Die Vorteile des perkutanen Verfahrens im Vergleich zu dem offenen
Verfahren sind beträchtlich:
kürzere
Erholungszeit für den
Patienten, weniger Schmerz, kürzere
Operationszeit, geringere Kosten, weniger Verletzungsrisiko an benachbarten
Körpergeweben,
wie Nerven, und weniger Verunstaltung der Anatomie des Patienten. Die
Verwendung des perkutanen Verfahrens in Kombination mit künstlichen
Abbildevorrichtungen, so wie Röntgen
und Ultraschall, hat zu hoch zuverlässigen Diagnosen und Behandlungen
geführt.
-
Im
allgemeinen gibt es zwei Wege, um perkutan einen Teil des Gewebes
von innerhalb des Körpers
zu erhalten, durch Ansaugen oder durch Kernprobennahme. Ansaugen
des Gewebes durch eine feine Nadel erfordert, daß das Gewebe in Stücke fragmentiert
wird, die klein ge nug sind, damit sie in einem fluiden Medium abgezogen
werden können. Das
Verfahren ist weniger verletzend als andere bekannte Probennahmetechniken,
jedoch kann man nur die Zellen in der Flüssigkeit untersuchen (Zytologie)
und nicht die Zellen und die Struktur (Pathologie). Bei der Kernprobennahme
wird ein Kern oder Fragment des Gewebes für die histologische Untersuchung,
genetische Tests, erhalten, die durch einen Vereisungs- oder Paraffinschnitt
vorgenommen werden könne.
Der Typ der verwendeten Biopsie hängt hauptsächlich von verschiedenen Faktoren
ab, die bei dem Patienten vorliegen, und keine einzelne Prozedur
ist für
alle Fälle
ideal. Es scheint jedoch, daß Kernbiopsien
weitergehend von Ärzten
eingesetzt werden.
-
In
letzter Zeit sind Kernbiopsiegeräte
mit Abbildungstechnologie kombiniert worden, um die Läsion besser
zu treffen. Eine Anzahl dieser Geräte ist in den Handel gekommen.
Ein solches kommerziell verfügbares
Produkt wird unter dem Warenzeichennamen MAMMOTOME
TM,
Ethicon Endo-Surgery, Inc., vermarktet. Eine Ausführungsform
eines solchen Gerätes
ist in dem
US-Patent Nr. 5 526
822 , ausgegeben an Burbank u.a. am 18. Juni 1996, beschrieben.
-
Wie
man aus der Referenz sieht, ist das Instrument ein Typ eines bildgeführten, perkutanen, kernentnehmenden
Brustbiopsieinstruments. Es ist vakuumunterstützt, und einige Schritte zum
Bergen der Gewebeproben sind automatisiert worden. Der Arzt benutzt
dieses Gerät,
um „aktiv" (indem das Vakuum
verwendet wird) das Gewebe festgehalten wird, bevor es von dem Körper abgeschnitten
wird. Dies erlaubt das Entnehmen von Gewebe variierender Härte. Das
Gerät kann
auch verwendet werden, um mehrere Proben an zahlreichen Positionen
um seine Längsachse
zu sammeln, und dies, ohne das Gerät aus dem Körper zu entfernen. Dieses Merkmal erlaubt
die wesentliche Entnahme großer
Läsionen und
das komplette Beseitigen von kleinen.
-
Die
ebenfalls anhängige
Anmeldung mit dem amtlichen Aktenzeichen 09/825 899, angemeldet
am 2. April 1997 (nun als
US
6 423 486 veröffentlicht)
beschreibt weitere Merkmale und mögliche Verbesserungen an dem
Gerät,
das ein geformtes Gewebekassettengehäuse umfaßt, welches das Handhaben und
Betrachten mehrerer Gewebeproben ohne den körperlichen Kontakt durch den
Bediener des Instruments erlaubt. Weiter darin beschrieben ist die
Verbindung des Gehäuses
mit der Durchstechnadel, wobei ein Rändelrad verwendet wird, um
es der Nadel zu erlauben, sich relativ zu dem Gehäuse zu drehen, was
somit verhindert, daß sich
das Vakuumrohr um das Gehäuse
legt. Während
der Verwendung wird das Rändelrad
gedreht, so daß sich
das Gerät
innerhalb der Läsion
dreht und Proben an unterschiedlichen Punkten innerhalb der Läsion abgenommen werden
können.
-
Beim
tatsächlichen
klinische Einsatz für
die Brustbiopsie wird das Instrument (Sonde und Antriebsanordnung)
an dem dreiachsigen Positionierkopf einer Röntgenstrahlenabbildungsmaschine
angebracht. Die dreiachsigen Positionierköpfe befinden sich in dem Bereich
zwischen der Röntgenstrahlenquelle
und der Bildplatte. Die Röntgenstrahlenmaschinen
sind mit einem computerisierten System ausgestattet, das es erfordert,
daß zwei
Röntgenstrahlbilder
der Brust aufgenommen werden, wobei die Röntgenstrahlenquelle an zwei
unterschiedlichen Positionen ist, damit der Computer den Ort auf
der x-, y- und z-Achse der vermuteten Anomalität berechnen kann. Um die Stereo-Röntgenbilder
aufzunehmen, muß die
Röntgenstrahlquelle
komfortabel bewegbar sein. Die Röntgenstrahlquelle
ist daher typischerweise an einem Arm angebracht, der, an dem Ende
gegenüber
der Röntgenstrahlenquelle, schwenkbar
an dem Rahmen der Maschine in dem Bereich der Bildplatte angebracht
ist.
-
In
letzter Zeit hat es ein Bedürfnis
nach einem tragbaren Kernprobennahme-Biopsiegerät gegeben. Dieses Bedürfnis ist
von Ethicon-Endo Surgery im
US-Patent
4 086 544 erfüllt
worden, das am 11. Juli 2000 ausgegeben worden ist. Dieses zuvor
genannte Patent offenbart ein tragbares MAMMOTOME
TM,
das ungefähr
parallel zu der Brustwand des Patienten gehalten werden kann, um
Gewebeteile nahe der Brustwand zu erhalten. Somit kann der Bediener
die Spitze des Handstückes
auf dem MAMMOTOME
TM mit großer Freiheit
in Richtung auf die interessierende Gewebemasse lenken. Der Chirurg hat
taktile Rückkopplung,
während
er dies tut, und kann somit zu einem beträchlichen Grad die Dichte und
Härte des
Gewebes bestimmen, dem er gegenübersteht.
Zusätzlich
ist ein tragbares MAMMOTOME
TM wünschenswert,
da das Handstück
des MAMMOTOME
TM ungefähr parallel zu der Brustwand
des Patienten gehalten werden kann, um Gewebeteile zu erhalten,
die näher
an der Brustwand sitzen, als sie erhalten werden könnten, wenn
ein Instrument verwendet wird, das an einem elektromechanischen Arm
angebracht ist.
-
In
letzter Zeit hat es einen Wunsch gegeben, die oben beschriebenen
Biopsiegeräte
mit MRI-Abbildungsvorrichtungen
anstelle von Röntgenstrahlenabbildungsvorrichtungen
zu verwenden. Die vorliegenden medizinischen Biopsie-Probennahmegeräte jedoch
verwenden kleine Sonden mit mehreren Lumen, die weithin überwiegend,
wenn nicht ausschließlich,
aus Metall hergestellt werden. Die Möglichkeit jedoch, genaue minimal
invasive Diagnose von verdäch tigen
Brustläsionen
zu liefern, hängt
von der Größe der erhaltenen
Probe und der Genauigkeit beim Anordnen der Probennahmevorrichtung
ab.
-
Die
metallische Beschaffenheit dieser Sonden hat viele Nachteile. Typischerweise
sind diese metallischen Sonden elektrisch leitend und oftmals magnetisch
schwach, was bei ihrer Verwendung unter MRI-Führung stört. Die elektrisch leitende
und magnetisch schwache Beschaffenheit metallischer Sonden arbeitet
oft so, daß sie
Feldverzerrungen, Artefakte genannt, auf dem Bild erzeugt. Das Bild
der Läsion
wird die metallische Sonde zeigen, und dies ist problematisch, da
das Bild der Sonde das Bild der Läsion verdecken kann.
-
Die
geringe Probengröße herkömmlicher
Biopsienadeln stellt auch eine maßgebliche Begrenzung aufgrund
der Zunahme der Dauer der Prozedur dar. Wegen der Tendenz des Kontrastmittels,
aus verdächtigen
Läsionen „auszuwaschen" und der progressiven
Zunahme der Verstärkung
umgebender nicht-maligner Brustparenchyme, können verdächtige Läsionen innerhalb weniger Minuten
von den Brustparenchymen ununterscheidbar werden. Dies beschränkt die
Anzahl von Proben, die gewonnen werden kann, wenn man herkömmliche
federbelastete Kernbiopsienadeln unter direkter Bildführung verwendet.
-
Ein
weiteres Problem, dem man nicht selten während der Kernnadelbiopsie
gegenübersteht,
ist die Entwicklung eines Hämatoms
an der Biopsiestelle während
der Prozedur. Ein sich anhäufendes
Hämatom
kann während
der MRI-geführten
Biopsie problematisch werden, da Restkontrastmittel, das in dem
Hämatom
zusammenläuft,
die Verstärkung
in einer verdächtigen
Läsion
nachahmen kann. Zusätzlich
kann die Ansammlung von Luft an der Biopsiestelle verdächtige Artefakte
hervorrufen, die möglicherweise
bei den fettunterdrückenden
MRI-Techniken im
Hohlraum der Biopsiestelle stören
können.
-
Diese
Beschränkungen
bei den herkömmlichen
Biopsienadeln haben mehrere Autoren dazu geführt zu schließen, daß Läsionen wenigstens
1 cm im Durchmesser sein sollten, bevor Abbildung bestätigen könnte, daß das MRI-geführte Biopsiegerät definitiv
innerhalb (im Gegensatz zu benachbart) des verdächtigen Zieles war. Die Nachfrage
nach minimal invasiver MRI-geführter Kernbiopsie
ist jedoch am größten für kleine
Läsionen,
da sie üblicher
sind, schwieriger aus MRI-Gründen
allein zu kennzeichnen sind und die beste Prognose haben, wenn gefunden
wird, daß sie
bösartig
sind.
-
Daher
ist es ein Wunsch gewesen, eine im allgemeinen nicht metallische
(insbesondere nicht ferromagnetische) Biopsiesonde des Typs zu haben, der
oben beschrieben ist, um Artefakte auszuschalten. Das Fehlen unerwünschter
Artefakte bei dem tragbaren Biopsiegerät erlaubt die genaue Anordnung
der Sonde. Darüber
erlaubt die Vakuumunterstützung
die Visualisierung der Läsion,
wobei eine Schale der Sonde eingeführt wird, um die genaue Anordnung
zu bestätigen,
ebenso vermeidet es Probleme, die mit einem Hämatom oder eine Lufthohlraum verbunden
sind. Darüberhinaus
erlaubt das Volumen und die Möglichkeit,
die offene Schneidschale schnell zu drehen, mehrere Proben in Folge
ohne Entfernen der Sonde. Dadurch wird die Dauer der Prozedur verringert.
-
Das
vollständige
Beseitigen des Artefaktes, der von der metallischen Sonde erzeugt
worden ist, ist jedoch auch problematisch, da Ärzte weitgehend auf einen Typ
des Artefakts vertrauen, der ihnen anzeigt, wo sich die Spitze der
Sonde relativ zu der Läsion
befindet. Dieser Anforderung ist durch die
EP 1 319 568 entsprochen worden, welche
eine Druckschrift nach Artikel 54 (3) EPÜ ist, die den Titel „AN MRI
COMPATIBLE BIOPSY DEVICE HAVING A TIP WHICH LEAVES AN ARTIFACT (MRI-KOMPATIBLES
BIOPSIEGERÄT
MIT EINER SPITZE, WELCHE EIN ARTEFAKT HINTERLÄSST)" hat, mit einem Prioritätstag 12.
Dezember 2001. Wenn man ein Ziel in der Schneideinrichtung an dem
distalen Ende der Sonde hat, hilft dieses dabei, zu vermeiden, daß die Sonde
durch den Brustraum vorbewegt wird, ebenso wie dabei die Schale
der Sonde angrenzend an das verdächtige
Gewebe, um dieses in die Schneidschale zu ziehen, genau anzuordnen.
-
Obwohl
die zuvor angesprochenen tragbaren MRI-kompatiblen Biopsiegeräte viele
Vorteile liefern, gibt es Gelegenheiten für Verbesserungen und zusätzliche
klinische Funktionalität.
Zum Beispiel zeigt das tragbare Biopsiegerät einen langen äußeren Griff,
der für
geschlossene Magnet-MRI-Maschinen ungeeignet ist. Weiterhin, obwohl
das tragbare Biopsiegerät
eine große
Freiheit in der seitlichen und der winkelmäßigen Ausrichtung erlaubt,
ist es in manchen Fällen
bevorzugt, die Biopsiesonde auf bestimmte Weise zu positionieren.
Die MRI-Maschine kann sehr genaue Information über die stereotaktische Anordnung
liefern, die nur teilweise beim Einführen der Sonde verwendet wird.
Insbesondere wird das tragbare Biopsiegerät durch eine Öffnung in
einer Druckplatte eingeführt,
so daß teilweise
zweidimensionale Ausrichtung gegeben ist. Jedoch werden der Winkel
und die Tiefe des Einführens
der Sonde variieren, insbesondere ohne fortlaufendes Neuabbilden
der Sonde während
des Einführens,
was für
geschlossene MRI-Magnete besonders unzweckmäßig ist.
-
Weiterhin
verringert die Vakuumunterstützung
das Auftreten eines Hämatoms
und zieht Gewebe ein, um die Probengröße ohne Neupositionieren der
Sonde zu vergrößern; jedoch
erfordern gegenwärtige
klinische Prozeduren oftmals zusätzliche
invasive Prozeduren an der Biopsiestelle, um Betäubungsmittel zu verabreichen
oder um zusätzliche
Diagnostik- oder Behandlungsprozeduren durchzuführen.
-
Folglich
besteht ein wesentliches Bedürfnis nach
einem MIR-geführten
Biopsiegerät
für erhöhte Positioniergenauigkeit,
insbesondere nach einem, das sowohl für offene als auch für geschlossene MRI-Maschinen
geeignet ist und das zusätzlich
diagnostische und therapeutische Behandlungen an der Biopsiestelle
unterstützt,
ohne zusätzliche
invasive Prozeduren zu erfordern.
-
In
der
US 5 560 373 ist
ein Biopsiegerät
des Typs offenbart, der in dem einleitenden Teil des beigefügten Anspruchs
1 festgelegt ist.
-
In
der
EP-A-0 995 400 ist
ein Biopsiegerät mit
einer Sondenanordnung und einem Griff offenbart. Die Sondenanordnung
weist eine längliche
im wesentlichen rohrförmige
Nadel mit einem distalen Ende zum Einführen in Gewebe, einem proximalen Ende
und einer Längsachse
zwischen diesen sowie eine Schneidöffnung, die seitlich nahe dem
distalen Ende angebracht ist, auf. Der Griff weist eine Schneideinrichtung
für die
Vorbewegung und das Zurückziehen
durch die Nadel auf. Die Sondenanordnung ist dauerhaft an dem Griff
befestigt.
-
In
der
US 2002/0016612 ist
ein Biopsiegerät mit
einer Sondenanordnung, die von einem Griff lösbar ist, offenbart.
-
In
der
US 2001/0039378 ist
ein Biopsiegerät offenbart,
das einen MRI-kompatiblen Biopsiegerät-Lokalisierungsmechanismus
zum Positionieren einer Sonde für
die Biopsie einer Brust aufweist.
-
In
der
US 6 022 325 ist
ein Biopsiegerät
mit einem Biopsiegerät-Lokalisierungsmechanismus zum
Positionieren einer Biopsienadel offenbart.
-
Kurze Zusammenfassung der Erfindung
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Biopsiegerät
des Typs, der in dem beigefügten
Anspruch 1 ausgeführt
wird, zur Verfügung
gestellt.
-
Weitere
Aspekte der Erfindung sind in den begleitenden abhängigen Ansprüchen dargelegt.
-
Diese
und weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
mit den beigefügten Zeichnungen
und deren Beschreibung deutlich gemacht.
-
Kurzbeschreibung der Figuren
-
1 ist
eine Draufsicht auf das Biopsieinstrument, einen Einbaurahmen, eine
Halterung für
die Spule zum Magnetresonanzabbilden (MRI) der Brust und einen Patientenhaltetisch
in Arbeitsposition außerhalb
der Begrenzungen einer MRI-Maschine.
-
2 ist
eine Draufsicht auf das Biopsieinstrument, eine Lokalisierungshalterung,
eine teilweise weggschnittenen Halterung für die MRI-Brustspule, den Patientenhaltetisch
und in Arbeitslage und zum Einführen
in einer MRI-Maschine ausgelegt.
-
3 ist
eine Draufsicht auf die Lokalisierhalterung, die teilweise weggeschnittene
Halterung für
die MRI-Brustspule, den Patientenhaltetisch und eine abgelöste Sondenanordnung
des Biopsieinstrumentes, das an der Lokalisierhalterung angebracht ist,
in Arbeitslage und für
das Einführen
in die MRI-Maschine ausgelegt.
-
4 ist
eine isometrische Ansicht des Biopsieinstruments, zerlegt in einen
Griff des Biopsieinstruments, ein Sondengehäuse und eine Sonde.
-
4A ist
eine vordere isometrische Detailansicht einer alternativen Nadelspitze
eines Biopsieinstruments.
-
5 ist
eine isometrische Explosionsansicht des Griffes des Biopsieinstruments.
-
6 ist
eine isometrische Explosionsansicht der Sonde des Biopsieinstruments
der 4.
-
7 ist
eine Querschnittsansicht der Sonde des Biopsieinstruments der 4 entlang
der Linie 7-7.
-
8 ist
eine vergrößerte isometrische
Ansicht der Grenzfläche
zwischen dem Griff und dem Sondengehäuse, welche die Elemente für die visuelle
Bestätigung
veranschaulicht, die die Position des distalen Endes der Schneideinrichtung
angeben.
-
9 ist
eine gebrochene Draufsicht in Teilschnitt des distalen Teiles des
Griffs und des Probengehäuses
und der Anordnung, welche das Lösen-Merkmal
bei zurückgezogener
Schneideinrichtung veranschaulicht.
-
10 ist
eine gebrochene Draufsicht im Teilschnitt des distalen Teiles des
Griffs und des Sondengehäuses
und der -anordnung, welches das Toleranzkompensations-Merkmal und
das deaktivierte Lösen-Merkmal
veranschaulicht, wenn die Schneideinrichtung vorbewegt ist.
-
11 ist
eine isometrische Ansicht des Biopsieinstruments, wobei der Griffteil
von einer Turm/Streben-Lokalisierungshalterung und der Sondenanordnung
gelöst
ist.
-
12 ist
eine isometrische Ansicht des Biopsieinstruments, das an der Turm/Streben-Lokalisierungshalterung
der 11 angebracht ist.
-
13 ist
eine isometrische Explosionsansicht der Version mit Turm/Streben-Lokalisierung der Lokalisierungshalterung
und Sondenanordnung des Biopsieinstruments.
-
14 ist
eine Seitenaufrißansicht
des Biopsieinstruments im Teilschnitt, um einen Turm/Strebenträger zum
Stabilisieren des Griffs und der Sondenanordnung des Biopsieinstruments
zu veranschaulichen.
-
15 ist
eine Seitenaufrißansicht
einer Doppelturm-Trägerversion
der Lokalisierhalterung, welche eine lösbare Sondenanordnung mit ihren doppelten
Lumina positioniert, die durch eine Vakuumleitung und ein Obturator-Stilett
geschlossen sind.
-
16 ist
eine isometrische Ansicht des Biopsieinstruments, das an einer Doppelturm-Lokalisierungshalterung
angebracht ist.
-
17 ist
eine isometrische Ansicht der Schiebeplatte einer Lokalisierhalterung,
welche einen Scherenträger
in einer abgesenkten Position zum vertikalen Ausrichten eines Biopsieinstruments führt.
-
18 ist
eine isometrische Ansicht der Schiebeplatte einer Lokalisierhalterung,
welche den Scherenträger
in einer angehobenen Positionierung für die vertikale Ausrichtung
eines Biopsieinstruments führt.
-
19 ist
eine Abfolge klinischer Operationsschritte zum Verwenden des lösbaren MRI-geführten Biopsieinstruments
der 1 in sowohl offener als auch in geschlossener
MRI-Maschine.
-
20 ist
eine isometrische Ansicht eines Spitzenschutzes, der auf einer Nadelspitze
der lösbaren
Sondenanordnung der 11 angeordnet ist.
-
21 ist
eine isometrische Detailansicht des Spitzenschutzes der 20.
-
Genaue Beschreibung der Erfindung
-
1 veranschaulicht
ein Kernbiopsie-Instrumentensystem 10, das vakuumunterstützt, lösbare und
kompatibel mit dem Einsatz in einer Magnetresonanzabbildungs(MRI)-Maschine,
so wie der dargestellten geschlossenen MRI-Maschine 12,
ist. Bei der veranschaulichenden Ausführungsform umfaßt das Kernbiopsie-Instrumentensystem 10 ein
MRI-kompatibles Biopsiewerkzeug 14, das wahlweise an einem Lokalisierungsmechanismus
oder einer Halterung 16 befestigt ist, um genau und schnell
Kernbiopsien von Brustgewebe mit einem Minimum an Einführungen einer
Biopsiesonde durchzuführen.
Ein Steuermodul (nicht gezeigt) fühlt Codierpositionssignale
und Schaltsignale vom Biopsiewerkzeug 14 ab und liefert mechanische
Energie und Vakuumleistung über
ein Leistungskabel 18 an das Biopsiewerkzeug 14.
-
Mit
Bezug auf die 1–2 liegt
ein Patient 20 auf einem Patientenhaltetisch 22,
in 1 als aus einer Magnetöffnung 24 der MRI-Maschine 12 entfernt
veranschaulicht. Die Brust des Patienten ruht auf einer oberen Fläche 26 eines
Brustträgers 28,
wobei die obere Fläche 24 Öffnungen 30, 32 aufweist,
damit die Brüste
des Patienten zum Abbilden und für
die Behandlung nach unten hängen.
Mit besonderem Bezug auf 2 ist die rechte Öffnung 30 veranschaulicht,
wobei die Lokalisierhalterung 16 seitlich positioniert
ist, um mit einer mittleren Druckplatte (nicht gezeigt) zusammenzuwirken,
um die rechte Brust des Patienten in Längsrichtung zu fixieren und
zusammenzudrücken.
Antennenelemente (nicht gezeigt) sind um die Öffnung 30 angeordnet, um
Hochfrequenz(HF)-Signale zu erfassen, die von Brustgewebe hervorgerufen
durch ein starkes Magnetfeld aus dem MRI-Tunnel 24 ausgestrahlt
werden. Der Brusthalter 28 und die Antennen werden im allgemeinen
eine Brustspule 34 genannt.
-
Das
Biopsiewerkzeug 14 umfaßt einen Biopsiegriff 36,
der an einer Sondenanordnung 38 zu befestigen ist. Die
Lokalisierhalterung 16 positioniert die Sondenanordnung 38 genau
für stereotaktische mammographische
Biopsieprozeduren für
einen bestimmten Biopsiestellenort für eine distale Spitze 40 der
Sondenanordnung 38. Dieser Ort wird durch eine X-Achsenkoordinate
identifiziert, die horizontal und in Längsrichtung in bezug auf den
Patienten ist (in den 1–2 als von
rechts nach links veranschaulicht). Eine Z-Achse ist als die vertikale
Höhe definiert,
wobei die X- und Z-Achse orthogonal auf einer seitlichen Druckplatte 42 der
Lokalisierhalterung 16 definiert sind, wobei die seitliche
Druckplatte 42 mit einer mittleren Druckplatte (nicht gezeigt)
zusammenwirkt, um die Brust des Patienten zu fixieren und zusammenzudrücken. Dieser
Ort ist auch bezüglich der
Einführtiefe
oder Y-Achse definiert, welche in den 1–2 als
oben und unten veranschaulicht ist. Eine Einbauvorrichtung 44 für die Sondenanordnung ist
mit einem Sondengehäuse 46 des
Biopsiewerkzeuges 14 verbunden.
-
Die
Einbauvorrichtung 44 umfaßt Ausrichtungs-Positionierführungen
(in weiteren Einzelheiten hiernach beschrieben), um das Sondengehäuse 46 und
somit die Sondenanordnung 38 auf die gewünschte X-Y-Z-Koordinate
auszurichten. Zum Beispiel erlaubt ein Tiefenschieber 48 das
Anordnen der Sondenanordnung 38, wobei sich die distale
Spitze 40 außerhalb
der Öffnung 30 und
der seitlichen Druckplatte 42 erstreckt. Danach wird die
Sondenanordnung 38 von dem Tiefenschieber 48 entlang
der Y-Achse geführt,
wobei die ausgewählten
X-, Z-Achsenkoordinaten
beibehalten werden. Zusätzlich
hält die
Einbauvorrichtung 44 vorteilhaft den Biopsiegriff 36,
wenn er an der Sondenanordnung 38 befestigt ist, wie in 2 veranschaulicht,
um den Einführwinkel
der Sondenanordnung 38 zu halten. Das Sondengehäuse 46 liefert
Zugang in das Innere der Sondenanordnung 38 über eine
Vakuumlumen- Zugangsleitung 50 zum
Abziehen von Fluiden und Einführen
von Fluiden, so wie Betäubungsmitteln.
-
3 veranschaulicht
das Kernbiopsie-Instrumentensystem 10 mit entferntem Biopsiegriff 36 und
nach innen bewegtem Tiefenschieber 48, um das Einführen des
Patientenhaltetisches 22 in die engen Grenzen des MRI-Magnettunnels 24 zu
ermöglichen.
Darüberhinaus
kann der Chirurg den vollen Vorteil der stereotaktischen Koordinaten
nutzen, die von der MRI-Maschine 20 geliefert
werden, selbst wenn ein geschlossener magnetischer Tunnel 24 verwendet
wird. Insbesondere können
die stereotaktisch abgeleiteten Koordinaten verwendet werden, selbst
wenn während
des Einführens
die Sondenanordnung 38 nicht aktiv abgebildet wird. Die
Lokalisierhalterung 16 ermöglicht es dem Chirurgen, von
Hand die Sondenanordnung 38 mit einer Angabe der gegenwärtigen Tiefe
einzuführen.
Dem Chirurgen wird taktile Rückkopplung
gegeben, während
er dies tut, und er kann somit zu einem beträchtlichen Grad die Dichte und
Härte des
Gewebes, dem er gegenübersteht,
ermitteln. Als Alternative kann ein Mechanismus, um mechanischen
Nutzen für
das Gestell zur Verfügung
zu stellen, ein gesteuertes und bewußtes Einführen der Sonde in das Gewebe
ermöglichen. Zusätzlich würde eine
Einrichtung, die verhindert, daß sich
das Gestell und die Sondenanordnung proximal bewegen, wenn sie einmal
an den richtigen Ort innerhalb des Gewebes eingeführt sind,
dabei helfen, die richtige Position der Sonde innerhalb des Gewebes
zu halten. Wenn die Sondenanordnung 38 nach dem Einsetzen
an dem korrekten Ort gehalten wird, bietet die Sondenanordnung 38 Zugang
für andere diagnostische
und therapeutische Werkzeuge und für Fluidbehandlungen.
-
Als
Alternative oder zusätzlich
kann ein Einstellmechanismus für
die Y-Achse in die Lokalisierhalterung 16 eingebaut werden,
um mechanischen Vorteil zu bieten, so daß eine gesteuerte und bewußte Einführung der
Sondenanordnung 38 erreicht wird. Darüberhinaus kann der Einstellmechanismus
für die Y-Achse
ein Reibungs-, Ratschen- oder Verriegelungsmerkmal enthalten, um
die unbeabsichtigte Bewegung der Sondenanordnung 38 nach
dem Anordnen an dem gewünschte
Biopsieort zu verhindern. Beispiele einer solchen Y-Achsen-Einstellung
umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf ein Rändelrad in
Getriebeverbindung zwischen der Haltevorrichtung 150 für die Sondenanordnung
und dem Lokalisierträgerrahmen 126.
-
4 veranschaulicht
das Biopsiewerkzeug 14 mit dem Biopsiegriff 36,
wie es arbeitsbereit an dem Sondengehäuse 46 befestigt werden
kann, das wiederum arbeitsbereit an der Sonden anordnung 38 befestigt
wird. Die Sondenanordnung 38 umfaßt einen männlichen zylindrischen Paßbereich 52,
der eine mittlere Schneidöffnung 54 auf
einem proximalen Ende zeigt, die mit der Längsrichtung eines Schneidlumens 56 einer
länglichen
Nadel ausgerichtet ist. Das Schneidlumen 56 kommuniziert
mit einem Probenport 60, der seitlich nahe eine Nadelspitze 62 an
dem distalen Ende der Nadel 58 dargestellt ist. Die Nadelspitze 62 dient
zum Durchdringen des weichen Gewebes eines chirurgischen Patienten.
Die Nadelspitze 62 ist geschärft und ist bevorzugt aus einem
MRI-kompatiblen Harz hergestellt, so wie ULTEM oder VECTRA. Bei
der veranschaulichten Ausführungsform
ist die Nadelspitze 62 eine dreiseitige pyramidenförmige Spitze,
obwohl die Ausgestaltung der Nadelspitze 62 auch andere
Formen und/oder Einlagen haben kann. Zum Beispiel würde eine
geschärfte
Klinge, die in die Spitze eingelegt ist, die Kraft für das Einführen der
Sonde in das Gewebe verringern. Die Klinge könnte aus Titan, rostfreiem
Stahl, Nitinol, Aluminium, Elgiloy usw. hergestellt werden. Zusätzlich umfaßt die veranschaulichende
Ausfübrungsform
vorteilhaft ein Material, das ein kleines, jedoch nicht lästiges Artefakt
auf einem MRI-Scan hinterläßt.
-
4A veranschaulicht
eine Nadelspitze 62',
die eine konische Form mit einem distal dargestellten X-förmigen Schlitz 63 zum
Aufnehmen einer spitzen geschärften
Klinge 65 hat, die die Kraft für das Einführen der Sonde in Gewebe verringert.
Die Klinge 65 könnte
aus Titan, rostfreiem Stahl, Nitinol, Aluminium, Elgiloy, Keramik
usw. hergestellt werden. Es wird verstanden werden, daß andere
Formen der geschärften
Klinge 65 verwendet werden können, so wie eine einzige spitze
Fläche
in einem distal dargestellten einzelnen Schlitz anstatt zweier senkrecht sich
schneidender spitzer Flächen,
wie dargestellt.
-
Es
wird verstanden werden, daß ein
Schneidelement oder ein Obturator-Stilett innerhalb des Schneidlumens 56 bewegt
wird, um den Probenport 60 während des Einführens zu
blockieren. Wenn die Nadel 58 einmal positioniert ist,
wird der Probenport 60 freigelegt, damit Gewebe eintreten
kann. Insbesondere kann ein Vakuum an eine „Probenschale" innerhalb des Schneidlumens 56 nahe
dem Probenport 60 gegeben werden, indem Vakuumkraft durch ein
Vakuumkammerlumen 64 angelegt wird, das entlang der Länge der
Nadel 58 mit dem männlichen
zylindrischen Paßbereich 52 kommuniziert.
Insbesondere erlaubt es eine Anzahl kleiner Löcher, daß Gas und Fluid aus dem Probenport 60 in
das Vakuumkammerlumen 64 eintreten, verhindern jedoch,
daß Gewebeproben
eintreten.
-
Kreisförmige Ringe 66 um
den Paßbereich 52 greifen
und dichten gegenüber
dem Inneren eines weiblichen zylindrischen Paßbereichs 68 auf dem Sondengehäuse 46.
Zwischen den kreisförmigen Ringen
kommuniziert ein proximaler Vakuumport (in 4 nicht
gezeigt) mit einem Vakuumdurchlaß (nicht gezeigt) in dem Sondengehäuse 46.
Der Eingriff zwischen den Paßbereichen 52, 68 erlaubt
vorteilhaft die Drehung der Nadel 58 mit einem Rändelrad 70,
das kreisartig nahe dem proximalen Ende der Nadel 58 dargestellt
ist. Die radiale Öffnung,
die durch die kreisförmigen
Ringe 66 gezeigt ist, hält
die Kommunikation zwischen dem Vakuumdurchlaß in dem Sondengehäuse 56 und
dem Vakuumkammerlumen 64 ungeachtet der radialen Ausrichtung
der Nadel 58. Dadurch kann der Probenport 60 dem
Gewebe mit irgendeiner und allen radialen Positionen um das distale
Ende der Nadel 58 gezeigt werden. Mit der Unterstützung von
Vakuum kann ein großes Volumen
von Gewebe ausgewählt
in die Probenschale für
das Biopsie-Probennehmen gezogen werden.
-
Das
Sondengehäuse 46 umfaßt seitlich
dargestellte Befestigungszinken 72 zum Einbau in die Lokalisierhalterung 16.
Zusätzlich
zeigt das Sondengehäuse 46 ein
proximal gerichtetes, würfelartiges Eingriffselement 74 mit
längs ausgerichteten
vertikalen und horizontalen Nuten 76 für Flansche 78 des Biopsiegriffs 36.
Das Sondengehäuse 46 nimmt
auch mit Haken versehene Verriegelungsansätze 80, 82 auf
dem distalen Eingriffsende des Biopsiegriffes 36 für das wahlweise
Verriegeln und Entriegeln unter dem Einfluß eines Paars gegenüberstehender Druckgriffe 84, 86,
die an den jeweiligen Ansätzen 80, 82 befestigt
sind, auf. Der Biopsiegriff 36 umfaßt ein Probenfenster 88 zum
Herausziehen einer Gewebeprobe, die aus dem Schneidlumen 52 unter
dem Einfluß eines
Vakuums, das durch die Schneidvorrichtung läuft, abgezogen wird, wie es
in weiteren Einzelheiten hiernach beschrieben wird.
-
5 veranschaulicht
einen zerlegten Biopsiegriff 36, welcher die Einrichtung
zum Verschieben und Drehen einer Schneidvorrichtung 90 innerhalb des
Lumens 56 der Schneidvorrichtung enthält. Es wird verstanden werden,
daß zwei
sich drehende mechanische Energiequellen an das proximale Ende des
Biopsiegriffs 36 durch das Leistungskabel 18 gegeben
werden, um für
die unabhängige
Verschiebe- und Drehbewegung zu sorgen. Diese beiden sich drehenden
mechanischen Energiequellen treten durch eine Kabelöffnung 92 ein,
die zwischen einer entfernbaren Schale 94 und einer unteren
Schale 96 definiert ist, wobei die beiden durch Schrauben
zusammengehalten werden. Als Alternative könnte eine sich drehende mechanische
Emergiequelle sowohl die Verschiebe- als auch die Drehelemente antreiben. Über standardmäßige Getriebemittel
könnte die
einzelne Energiequelle in geeigneter Weise mit beiden Antriebselementen
verbunden werden. Die entfernbare Schale 94 wird entfernt,
wenn ein Leistungskabel 18 an dem Griff 36 angebaut
wird. Ein unteres Getriebegehäuse 98 wird
auf der unteren Schale 96 gehalten und wirkt mit einer
oberen Schale 100 zusammen, um die Bewegung einer länglichen
Antriebsschraube 102, einer länglichen axialen Schraube 104 und
eines Schlittens 106 für
die Schneidvorrichtung einzuschränken.
Insbesondere dürfen
sich beide Schrauben 102, 104 drehen, wobei sie
parallel zueinander und zu der Längsachse
des Lumens 56 der Schneidvorrichtung angeordnet sind. Jede Schraube 102, 104 wird
von einer jeweiligen Energiequelle von dem Leistungskabel 18 angetrieben.
Die Antriebsschraube 102 verläuft durch den Schlitten 106 und
wechselwirkt mit entsprechenden Rippen darin, um eine Längsverschiebebewegung
entsprechend der Richtung und Geschwindigkeit der Drehung der Antriebsschraube 102 aufzugeben.
-
Bei
manchen Anwendungen kann eine einzige Energiequelle für die Drehung
als eine Alternative zu den beiden unabhängigen sich drehenden mechanischen
Energiequellen verwendet werden. Ein Übertragungsmechanismus an dem
Biopsiegriff 36 kann die einzige Energiequelle für die Drehung
in zwei Bewegungen umwandeln, Verschiebung und Drehung. Als noch
eine andere Alternative kann die einzige Energiequelle für die Drehung
direkt sowohl eine Verschiebe- als auch eine Drehbewegung liefern.
Ein solches verschiebendes und drehendes Leistungskabel würde an die
Schneidvorrichtung 90 gekoppelt werden, um seine Bewegung
direkt zu steuern.
-
Die
Schneidvorrichtung 90 ist ein längliches Rohr mit einem geschärften distalen
Ende zum Schneiden von Gewebe, das in dem distalen Ende des Lumens 56 der
Schneidvorrichtung vorliegt. Das proximale Ende der Schneidvorrichtung 90 umfaßt ein Schneidvorrichtungszahnrad 108,
das durch ein Zahnradfenster 110 des Schlittens 106 freiliegt,
um mit der axialen Schraube 104 für die axiale Drehung der Schneidvorrichtung 90 zu
kämmen.
Ein Gewebeentferner 111 ist ein Rohr, das fest mit der
Längsachse
ausgerichtet ist, um in das proximale Ende der Schneidvorrichtung 90 einzutreten.
Der Gewebeentferner 111 erstreckt sich nach oben zu dem
Probenfenster 88 und fährt
ein Vakuum, das wahlweise durch das Steuermodul ihm gegeben wird.
Wenn somit die Schneidvorrichtung 90 zurückgezogen
wird, zieht Vakuum von dem Gewebeentferner 111 die Probe
zu dem distalen Ende der Schneidvorrichtung 90, um sie
zu dem Probenfenster 88 zurückzuziehen, woraufhin die Probe
dem Gewebeentferner 111 gegenübersteht und zum Austritt aus
dem Biopsiewerkzeug abgelöst
wird.
-
Der
Schlitten 106 umfaßt
distal hervorstehende Führungen 112, 114,
die vorteilhaft den Schlupf zwischen dem Biopsiegriff 36 und
dem Sondengehäuse 46 herausnehmen,
ebenso wie sie für den
Chirurgen eine Angabe zur Verfügung
stellen, was die Tiefe der Verschiebung der Schneidvorrichtung 90 betrifft.
Das Herausnehmen von Schlupf zwischen den zusammengesetzten Teilen
des Griffes 36 und des Gehäuses 46 minimiert
vorteilhaft die Totzonenlänge
des distalen Endes der Nadel 58. Die Schneidvorrichtung 90 sollte
vollständig
hinter den Probenport 60 fahren, um zuverlässig eine
Probe abzuschneiden. Um einen vollen Schnitt sicherzustellen, sollte
die Schneidvorrichtung 90 die maximale Entfernung durchfahren,
die für
die Anordnung erwartet wird. Wenn eine Variation bei den Herstellungstoleranzen
zwischen den Eingriffskomponenten vorliegt, dann muß eine weitere
Weglänge
in das Lumen 56 der Schneidvorrichtung distal zu dem Probenport 60 eingeführt werden,
um die Überbewegung
unterzubringen. Daher muß die
Nadelspitze 62 in manchen Fällen weiter als wünschenswert
vorbewegt werden, was das Anordnen des Probenports 60 nahe
kritischer Körpergewebe
verhindert. Bei oder nahe voller Bewegung berühren die Führungen 112, 114 das
Sondengehäuse 46,
was die Bewegung des Gehäuses 46 in
ihre maximale distale Position hervorruft. Somit wird ein kritisches
Dimensionieren, um das Aufbauen von Toleranzen zu minimieren, vereinfacht.
-
5 veranschaulicht
auch eine Strebe 160 und einen Strebenarm 118,
die bei einer Version der Lokalisierhalterung 16 benutzt
werden, um das Gewicht zu tragen und die Ausrichtung des Griffes 36 zu halten.
Dadurch wird das Biegen der Anordnung vermieden, daß eine Last
auf die Sondenanordnung 38 und somit eine unerwünschte Bewegung
der Nadel 58 von dem gewünschten Biopsiestellenort aufbringen
kann.
-
Die 6–7 veranschaulichen
die Nadel 58 der 4. Insbesondere
ist die Nadel 58 aus einem linken Körperelement 120 und
einem rechten Körperelement 121 auf
jeder Seite der Längsachse gebildet.
Die Kanten der Hälften 120 und 121 sind
für das
leichte Einsetzen von Teilen gesperrt, und die Kanten sind mit Rippen
abgestuft, die es ermöglichen,
daß die
beiden Hälften 120 und 121 leicht
aneinander festgelegt werden. Die beiden Hälften 120, 121 werden
mit Klebmittel aneinander befestigt. Eine Auskleidung 122 für das Rohr
der Schneidvorrichtung ist zwischen die beiden Hälften 120, 121 eingeführt, um
für eine
glatte Oberfläche
für die
Schneidvorrichtung 90 zu sorgen, insbesondere indem verhindert
wird, daß während des
Zusammenbaus Klebmittel in das Lumen 56 der Schneidvorrichtung
eintritt; ebenso wie sie dabei hilft, das Lumen der Schneidvorrichtung
von dem Vakuumlumen pneumatisch abzudichten.
-
8 zeigt
eine vergrößerte Ansicht
des Eingriffs des Griffes 36 in das Sondengehäuse 46, wobei
die vorbewegte Schneidvorrichtung 90 durch das Fenster 88 sichtbar
wird. Zusätzlich
sind die Führungen 112, 114 fast
in Kontakt mit dem Sondengehäuse 46 vorbewegt,
was angibt, daß sich
das distale Ende der Schneidvorrichtung 90 an seine weiteste Verschiebung
annähert.
Die Führungen 112, 114 berühren das
Sondengehäuse 90 wenn
sie an oder nahe diesem Extrem sind, um jegliche Toleranz zu kompensieren.
Markierungen auf der Seite der Führungen 112, 114 können von
dem Chirurgen als Referenz genommen werden, um die Position der Schneidvorrichtung
zu bestimmen. Auch gezeigt in weiteren Einzelheiten sind die mit
Haken versehenen Verriegelungsansätze 80, 82,
die in das Sondengehäuse 46 eintreten,
das Rändelrad 70,
das verwendet wird, um die Nadel 80 zu drehen, und die
Vakuumlumen-Zugangsleitung 50,
die verwendet wird, um das Vakuumlumen 64 zu evakuieren
oder auf andere Weise darauf zuzugreifen.
-
Die 8–10 zeigen,
daß jeder
Griff 84, 86 ein jeweils nach innen hervorstehendes
Element 124, 125 umfaßt, welches die Führungen 112, 114 berührt, wenn
die Schneidvorrichtung 90 distal vorbewegt ist, so daß ein Entfernen
des Griffes 36 verhindert wird. In 9 ist die
Schneidvorrichtung 90 zurückgezogen, was das Drücken der
Griffe 84, 86, das Entriegeln der mit Haken versehenen
Verriegelungsansätze 80, 82 vom
Sondengehäuse 46 erlaubt.
In 10 ist der Schlitten 106 der Schneidvorrichtung
vorbewegt, die Führungen 112, 114 berühren das
Sondengehäuse 46,
so daß sie
jeglichen Längsspalt
zwischen den mit Haken versehenen Verriegelungsansätzen 80, 82 und
dem Sondengehäuse 46 beseitigen.
-
Die 11–14 veranschaulichen
eine Lokalisierhalterung 16, die Mittel zum genauen Positionieren
der Sondenanordnung 38 und zum Halten des Biopsiegriffes 36 hat.
Insbesondere ist ein Lokalisier-Tragrahmen 126 von der
Druckplatte 42 in einer gelenkigen, orthogonalen Beziehung
zu einer horizontalen Schiebeplatte 38 gebildet, die beide
seitlich aneinander mittels keilartiger Stücke 130, 132 befestigt
sind. Stangen 134, 136 laufen horizontal durch die
Druckplatte, um einstellbar die mittlere Druckplatte (nicht gezeigt)
zum Zusammendrücken
der Brust des Patienten zu befestigen. Öffnungen, als parallele Zeilen
von Schlitzen 138 veranschaulicht, in der Druckplatte 42 sind
vorgesehen, um Zugang zu einer gewünschten Biopsiestelle zu erhalten,
wobei genug verbleibende Struktur in der Platte 42 für den angemesse nen
Kontakt mit der Brust des Patienten geboten wird. Als Alternative
können
die Öffnungen
eine Reihe Löcher
sein, die sowohl horizontal als auch vertikal ausgerichtet sind,
oder einfach eine große Öffnung.
Als Alternative können
die Öffnungen
eine Reihe Löcher,
die sowohl horizontal als auch vertikal ausgerichtet sind, parallele
Spalten aus Schlitzen oder eine große Öffnung anderer Form sein. Als
noch eine weitere Alternative könne
Teile der Druckplatte 42 permeabel sein, um es zu erlauben,
daß eine Öffnung wie
benötigt
gebildet wird.
-
Der
gewünschte
Biopsieort wird stereotopisch während
eines MRI-Scans bestimmt, mit Bezug auf eine Vergleichsmarkierung 140,
welche ein kleines Artefakt darstellt. Die Vergleichsmarkierung 140 ist
innerhalb eines Halters 142 für den Vergleichsmarkierer enthalten,
der an einen zweckmäßigen Ort
auf der Druckplatte 42 gebracht werden kann, genau angeordnet
in bezug auf Kerben, die entlang der Schlitze 138 beabstandet
sind. Als Alternative kann der Vergleichsmarkierer in die Druckplatte 42 eingebettet
oder an ihr befestigt sein.
-
Der
Lokalisier-Tragrahmen 126 definiert und sorgt für die Führung zum
Positionieren der Sondenanordnung 38. Die X-Y-Z-Achsen
sind im Hinblick auf die Schlitze 138 und die Druckplatte 42 definiert.
Insbesondere ist die vertikale Dimension oder Z-Achse und die horizontale
Dimension oder X-Achse durch die Oberfläche der Druckplatte 42 definiert.
Die Tiefendimension oder Y-Achse ist als der Abstand weg von der
Ebene der Druckplatte 42 definiert. Die horizontale Schiebeplatte 128 umfaßt eine
seitlich ausgerichtete vordere und hintere Schiene 144, 146 zum Einstellen
der Koordinate der X-Achse. Horizontale Markierungen 148 entlang
der vorderen Schiene 144 erlauben dem Chirurgen eine genaue
Messung der Position einer Einbauvorrichtung 150 für die Sondenanordnung.
-
Eine
erste Version der Einbauvorrichtung 150 ist veranschaulicht,
die ein einzelnes vertikales Gestell 152 verwendet, um
die Sondenanordnung 38 zu positionieren und zu halten.
Zusätzlich
wird der Biopsiegriff 36 von einer Strebe 116 gehalten,
die an der proximalen Unterseite des Griffs 36 mit einer Griffhaltestange 146 verbunden
ist, welche durch ein Stangenloch 158 zu der entsprechenden
Seite des vertikalen Gestells geschoben wird. Die geeignete Höhe für die Strebe 116 wird
bestimmt, indem einer aus einem Bereich von Schlitzen ausgewählt wird, die
entlang der Unterseite des Griffes angeordnet sind, so daß die Strebe 116 um
den Strebenarm 118 verschwenkt wird, dessen erstes Ende
verschiebbar in einem Schlitz 162 in der Mitte der Strebe 116 verschwenkbar
ist und dessen zweites Ende an dem distalen Ende des Griffes befestigt
ist.
-
Wenn
der Griff 36 von der Sondenanordnung 38 gelöst ist,
wie in 11 veranschaulicht, wird ein Obturator-Stilett 164 in
das Lumen 56 der Schneidvorrichtung geschoben, um den Port 60 der
Schneidvorrichtung zu schließen.
Das Stilett 164 kann radial ausgerichtete Durchgangslöcher nahe
seinem distalen Ende haben, um die Fluidverbindung zwischen dem
Gewebe und dem Vakuumlumen zu halten. Als Alternative kann das Stilett 164 teilweise
zurückgezogen
werden, was es ermöglicht,
daß der
Port 60 der Schneidvorrichtung in Fluidverbindung mit der
Leitung 50 ist.
-
Ein
Schieber 166 umfaßt
eine genutete Unterseite, um horizontal auf Schienen 144, 146 der Schiebeplatte 128 zu
gleiten. Der Schieber 166 umfaßt auch einen mittleren Kanal 168,
der in die Tiefendimension der Y-Achse ausgerichtet ist, um das
Gestell 152 zu führen,
wenn es in die Richtung der Y-Achse gleitet. Ausreichender Bewegungsbereich
in die Tiefe wird mit einem schwenkbaren Tiefenschieber 170 erreicht,
der mit dem Schieber 166 ausgerichtet und schwenkbar an
diesem befestigt ist. Wenn der schwenkbare Tiefenschieber 170 in
seiner untersten horizontalen Position ist, kann das Gestell 152 ausreichend
nach außen
geschoben werden, daß die
Probenanordnung 38 außerhalb
der Druckplatte 42 ist. Wenn das Gestell 152 distal
auf dem Schieber 166 gleitet, kann der schwenkbare Tiefenschieber 170 nach
oben verschwenkt oder auf andere Weise entfernt werden, um zu ermöglichen,
daß der
Patient in den Magneten 24 überführt wird. Tiefenmarkierungen 172 entlang
dem mittleren Kanal 168 geben dem Chirurgen eine Angabe über die
Einführtiefe
der Sondenanordnung 38.
-
Ein
vertikaler Schieber 174 gleitet auf dem Gestell 152 für das vertikale
Positionieren entlang der Z-Achse, wobei eine Messung durch die
vertikale Markierung 176 auf dem Gestell 152 zur
Verfügung gestellt
wird. Löcher
auf jeder seitlichen Seite des vertikalen Schiebers 174 erlauben
das Anbauen des Sondengehäuses 46 auf
jeder Seite durch Einführen von
Befestigungssonden 72.
-
Die 15–16 veranschaulichen
eine zweite Version der Einbauvorrichtung 150, die ein zweites
vertikales Gestell 180 anstelle der Strebenanordnung verwendet,
um den Griff 36 zu halten. Das Sondengehäuse 46 ist
auch an der gegenüberliegenden
Seite des ersten vertikalen Gestells 152 befestigt veranschaulicht.
Ein zweiter vertikaler Schieber 181 des zweiten vertikalen
Gestells ist vorteilhaft in Kontakt mit dem ersten vertikalen Schieber 174,
wie in 16 gezeigt, so daß das Einstellen
der vertikalen Höhe
für beide
in einem Schritt bewerkstelligt wird. Jeder vertikale Schieber 174, 181 bewegt
sich nach Art einer Ratsche gegen sein jeweiliges vertikales Gestell 152, 180 und
bleibt somit in Position, nachdem sie voneinander getrennt sind,
wie in 15 gezeigt. Darüber hinaus
verbessert das enge Verschachteln der beiden vertikalen Gestelle 152, 180 die
Möglichkeit,
die proximale Verlagerung der Lokalisierhalterung 16 zu
minimieren, wenn sie innerhalb der engen Grenzen eines geschlossenen
MRI-Magnettunnels 24 verwendet wird. Es wird weiter verstanden
werden, daß der
zweite vertikale Schieber 181 eine geformte Fläche umfaßt, die
an der Unterseite des Griffes 36 in einer solchen Weise
angreift, daß sie
den Griff 36 in derselben horizontalen Abmessung der X-Achse
wie die Sondenanordnung 38 richtig ausrichtet.
-
Die 17–18 veranschaulichen
eine dritte Version der Einbauvorrichtung 150, bei der
der Schieber 166 und das Gestell 152 durch eine
Scherentafelanordnung 182 ersetzt sind, die einen ersten Schieber 184 für die horizontale
Bewegung auf der Schiebeplatte 128 umfaßt. Ein Tiefenschieber 186 ist innerhalb
eines oberen Kanals 88 des ersten Schiebers 184 eingeschachtelt.
Mit besonderem Bezug auf 18 wird
ein Paar Scherenstreben 190 ausgefahren, wenn sie mit einer
Schraube 192 zusammengezogen werden, so daß der Tiefenschieber 186 in
bezug auf den ersten Schieber 184 angehoben wird. Es wird
verstanden werden, daß die
dritte Version der Einbauvorrichtung 150 in vorteilhafter
Weise einen Höhenträger sowohl
für die
lösbare
Sondenanordnung 38 als auch für den Biopsiegriff 36 zur
Verfügung
stellt, ohne daß man
zwei vertikale Einstellungen vornehmen muß. Diese Version erlaubt auch eine
einzige Einrichtung zum Befestigen der Sonde an dem Gestell, ebenso
wie man nicht zwei getrennte Befestigungen für den Griff 36 und
die Sondenanordnung 38 durchführen muß.
-
19 veranschaulicht
eine Abfolge von Operationsschritten oder ein Verfahren 200 zum Durchführen einer
MRI-geführten
Brustkernbiopsie, die genau und schnell eine Kernbiopsie selbst
in einem geschlossenen MRI durchführt. Darüber hinaus nutzt das Verfahren
den vollen Vorteil der stereotopischen Ortsinformation, die von
dem MRI-Scan geliefert wird, um eine MRI-kompatible Kernbiopsiesonde ohne
die Notwendigkeit des kontinuierlichen Abbildens der distalen Spitze
der Biopsiesonde zu positionieren.
-
Vor
dem Durchführen
einer klinischen Brustbiopsie wird das Gerät initialisiert, um die richtige Funktion
sicherzustellen. Somit wird im Block 202 die Sonde, die
eine Nadel, ein Rändelrad
und ein Gehäuse
aufweist, mit dem Griff zusammengebaut. Das zusammengebaute Biopsiewerkzeug
wird über
ein Leistungskabel mit einem Steuermodul verbunden, und das System wird
angefahren, wobei eine Anlauflogik in dem Steuermodul eingeleitet
wird (Block 204). Parameter für Drehzahl und Verfahrentfernungen
werden geladen. Wenn das Steuermodul feststellt, daß das System
nicht früh
genug angefahren worden ist, beispielsweise 60 Minuten früher, dann wird
die Initialisierungslogik durchgeführt. Somit wird die Verschiebeantrieb-Initialisierung durchgeführt (Block 206);
die Drehantrieb-Initialisierung wird durchgeführt (Block 208); und
die Vakuumsystem-Initialisierung wird durchgeführt (Block 210). Wenn
die Initialisierung nicht erforderlich ist, dann werden die Blöcke 206–210 umgangen.
-
Dann
wird die Brust des Patienten in dem Lokalisiermechanismus immobilisiert
(Block 212) und der Patient wird in den MRI-Magnettunnel
bewegt (Block 214). Ein MRI-Scan wird durchgeführt, um
stereotopisch verdächtiges
Gewebe in bezug auf eine bewegbare Vergleichsmarkierung auf dem
Lokalisiermechanismus zu orten (Block 216). Bei einem geschlossenen
MRI-Magnettunnel wird dann der Patient entfernt (Block 218),
was bei einem offenen Tunnel nicht notwendig ist. Betäubungsmittel
wird vor der minimalinvasiven, vakuumunterstützten Kernbiopsieprozedur verabreicht
(Block 220). Indem man die X-Y-Z-Positioniermöglichkeiten des Lokalisiermechanismus
verwendet, werden die Positionierführungen auf dem Lokalisiermechanismus
für das
Einführfen an
die vorbestimmte Biopsiestelle positioniert (Block 222).
-
Als
Option kann das Einführen
durch die Verwendung eines Einführwerkzeuges
verbessert werden, das durch die Sondenanordnung 38 eingebaut wird
(Block 242). Zum Beispiel können eine Ultraschall-Schneidespitze,
ein Extender und eine äußere Rohranordnung
durch die Sondenanordnung 38 durch einen Schlitz in der
Nadelspitze 62 eingeführt werden
oder aus dem Probenport 60 austreten, damit sie über die
Nadelspitze 62 schnappen,. Dies könnte mit einem Gehäuse auf
der Ultraschallvorrichtung bewerkstelligt werden, das so ausgestaltet
ist, daß es auf
der Nadel aufschnappt, ähnlich
wie ein Trokar-Obturator auf der Trokar-Kanüle aufschnappt. Dann wird die
Ultraschallspitze vor dem Einführen
in den Patienten angeregt.
-
Die
Sondenanordnung wird auf dem Lokalisiermechanismus bei der bezeichneten
X-Z-Koordinate und
mit der Einbauvorrichtung entlang der Tiefenachse zurückgezogen
angeordnet (Block 262). Das Lumen der Schneidvorrichtung
wird mit einem Obturator-Stilett abgedichtet (Block 228),
wenn es nicht anders mit einem Werkzeug im Block 224 abgedichtet
wird. Das Vakuumlumen kann in ähnlicher Weise
abgedichtet werden (z. B. mit einem Absperrhahn, der an der Vakuumlumen-Zugangsleitung 50 befestigt
ist) oder kann verwendet werden, um Fluid und Gewebe während des
Einführens
anzusaugen. Dann wird die Sonde entlang der Y-Achse vorbewegt, geführt durch
den Lokalisiermechanismus, um Fehlausrichtung zu vermeiden (Block 230).
Wenn sie an ihrem Ort ist, wird, falls ein das Einführen verbesserndes
Werkzeug im Block 224 eingesetzt worden war, dieses Werkzeug
durch das Lumen der Schneidvorrichtung der Sondenanordnung zurückgezogen (Block 232).
-
Mit
der Sonde an ihrem Ort können
vorteilhaft verschiedene Fluidübertragungen
durch die Sondenanordnung stattfinden (Block 234). Zum
Beispiel kann Vakuum durch das Vakuumlumen mit freiliegenden Probenport
angelegt werden, um jegliches Hämatom
oder Luftblasen, die an der Biopsiestelle gebildet worden sind,
abzuziehen. Behandlungsfluide können
direkt in die Biopsiestelle eingeführt werden, so wie Betäubungsmittel
oder Kontrastmittel für das
MRI. Wenn der Patient in einem geschlossenen Magnettunnel gescannt
werden soll, dann wird der Patient für das Scannen in den Tunnel
zurückbewegt (Block 236).
Zusätzlich
kann optional Vakuum auf die Biopsiestelle aufgegeben werden, um
verdächtiges Gewebe
in die Schale des Probenports für
die Bestätigung
vor dem Abschneiden der Probe einzuziehen (Block 238).
Dann wird der MRI-Scan durchgeführt, um
das Vorhandensein von Gewebe in der Schale der Sondenanordnung zu
bestätigen
und die Einstellung der Positionierung der Sondenanordnung und erneute
Scans werden durchgeführt,
wie es erforderlich ist (Block 240).
-
Der
Probenmodus wird durch das Steuermodul ausgewählt, um die Abfolge der Schritte
durchzuführen,
bei denen die Schneidvorrichtung entsprechend vorbestimmter Einstellungen
verschoben und gedreht wird, mit Vakuumunterstützung die Probe eingezogen
wird und die Probe zusammen mit der Schneidvorrichtung zum Probenfenster
zurückgezogen
wird (Block 244). Wenn weitere Proben von dieser Biopsiestelle
für Diagnose-
oder für
Behandlungszwecke erforderlich sind (Block 246), dann wird das
Rändelrad
gedreht, um den Probenport in einem anderen Winkel auszurichten
(Block 248), und der Probenmodus wird wieder durchgeführt, indem
zum Block 244 zurückgekehrt
wird.
-
Nachdem
die Kernbiopsie durchgeführt
ist, bietet die Sondenanordnung eine ausgezeichnete Gelegenheit
für andere
minimalinvasive diagnostische Prozeduren und Behandlungen ohne die
Notwendigkeit eines weiteren Einführens. Wenn der Biopsiegriff
eingerichtet ist, so wie in einem offenen MRI-Magnettunnel, wird
der Griff entfernt, so daß auf die
lösbare
Sondenanordnung zugegriffen werden kann (Block 250). Beispiele
von Werkzeugen, die durch die Sondenanordnung eingeführt werden
können,
umfassen: (1) Gammadetektoren; (2) angetriebene Tunnelspitzen, um
Tunnelkräfte
zu verringern; (3) Einlagen, die bei dem Wiederaufbau entfernten Gewebes
unterstützen
(z. B. ein- oder zweiseitige Schabereinsätze); (4) Spektroskopie-Abbildevorrichtungen;
(5) allgemeine Sensoren für
die Gewebekennzeichnung {z. B. (a) Mammographie; (b) Ultraschall,
Sonographie, Kontrastmittel, Leistungs-Doppler; (c) PET und FDG(Flourin-18]-2-deoxy-2-fluorglukose);
(d) MRI oder NMR, Brustspule; (e) mechanische Impedanz oder Elastizitätsmodul;
(f) elektrische Impedanz; (g) optische Spektroskopie, Raman-Spektroskopie,
Phase, Polarisation, Wellenlänge/Frequenz,
Reflexionsvermögen;
(h) laserinduzierte Fluoreszenz oder Autofluoreszenz; (i) Strahlungsemission/Erfassung,
Implantieren radioaktiver Keime; (j) Strömungszytometrie; (k) Genomik,
PCR(Polymerase-Kettenreaktion – Polymerase
Chain Reaction)-brca1, brca2; (1) Proteomik, Proteinweg}; (6) Gewebemarkierer-Abfühlvorrichtung;
(7) Einsätze oder
Vorrichtungen für
die Verbesserung der MRI; (8) Biochips-on-a-stick; (9) Endoskop;
(10) Zuführvorrichtungen
für diagnostische
pharmazeutische Mittel; (11) Zuführvorrichtungen
für therapeutische
pharmazeutische Mittel gegen Krebs; (12) Zuführvorrichtungen für Strahlungstherapie,
Strahlungskeime; (13) Antikeimmitel für therapeutische Biopsien,
um das Freisetzen von Wachstumsfaktoren und/oder Zytokinen zu blockieren
(z.B. ist Chlorpheniramin (CPA) ein Protein, für das gefunden worden ist,
daß es
das schnelle Wachstum von gekeimten Krebszellen in Zellkulturen
um 75 % reduziert); (14) fluoreszenzmarkierte Antikörper und
eine Kopplungsfaseroptik, um die Fluoreszenz von einer Laserquelle
zu stimulieren und um Fluoreszenzsignale zum Erfassen verbleibender
Krebszellen zu erfassen; (15) eine Quelle für positiven Druck, um Fluid
in den Hohlraum zu liefern, um bei der Ultraschall-Visualisierung
zu helfen oder um den Hohlraum auf unter die Form aufzuweiten oder
um das Bluten zu verringern; (16) Zufuhrvorrichtungen für das biologische
Markieren (z.B. (a) funktionales Abbilden zellularen Wachstums,
Neovaskularität,
mitochondrische Dichte, Glukosemetabolismus; (b) Immunhistochemie
des Östrogenrezeptors, her2neu;
(c) Genomik, PCR(Polymerase-Kettenreaktion)-brca1, brca2; (d) Proteomik,
Proteinweg); und (17) Markierclips.
-
Dann
wird ein Gewebemarkierer durch die Sondenanordnung eingeführt, so
daß anschließende Ultraschall-,
Röntgenstrahlen-
oder MRI-Scans den Ort der vorangegangenen Biopsie identifizieren
werden (Block 252), und die Sonde wird entfernt (Block 254).
-
Die 20–21 veranschaulichen
einen Spitzenschutz 260, der vorteilhaft die Nadelspitze 62 der
Sondenanordnung 38 vor dem Einführen in Gewebe schützt und
in manchen Fällen
die Lokalisierung der Sondenanordnung 38 vereinfacht. Weiterhin stört der Spitzenschutz 260 nicht
bei vorklinischen Anlaufprozeduren (z.B. das Testen auf Vakuumlecks).
Insbesondere umfaßt
der Spitzenschutz 260 ein Befestigungselement 262 mit
Clips auf der Nadel 58, ohne den Probenport 60 zu
verschließen.
Ein distaler Teil des Spitzenschutzes umgibt die Nadelspitze 62 vollständig mit
einem Schutzelement, veranschaulicht als halbkugelförmige Scheibe 264,
die ohne Unbehagen in Kontakt mit der Brust eines Patienten gebracht
werden kann. Zusätzlich
kann die halbkugelförmige
Scheibe 264 aus einem einen MRI-Artefakt erzeugenden Material
bestehen oder dieses umfassen, so wie diejenigen, die oben beschrieben
sind. Da die halbkugelförmige
Scheibe 264 außerhalb
der Brust des Patienten MRI-gescannt wird, kann ein stärkeres Artefakt
vorgestellt werden, um beim schnellen Orten des Artefaktes zu helfen, ohne
die vermutete Läsion
zu verdunkeln.
-
Mit
einer neuen Vergleichsmarkierung, die in den Spitzenschutz 260 integriert
ist, gibt es möglicherweise
einen Schritt weniger in dem Lokalisierprozeß für Bediener, die es bevorzugen,
die Vergleichsmarkierung vor dem Einführen an einem nächsten Einführpunkt
zu einer vermuteten Läsion
zu positionieren. Vom Verfahrensablauf her würde, wenn der Spitzenschutz 260 an
seinem Ort ist, der Bediener die Sondenanordnung 38 auf
dem Gestell 152 befestigen und die Sondenanordnung 38 nach oben
gegen das Brustgewebe in der Nähe
des Ortes, an dem er das verdächtigte
Gewebe vermutet, bewegen, basierend auf einem früheren diagnostischen Bild.
Als nächstes,
wenn die Entfernung von dieser Vergleichsmarkierung zu der Läsion berechnet
wird, basieren die „Delta"-Abstände darauf,
wo sich die Sonde gegenwärtig
befindet. Es gibt eine feste Versetzung entlang der Y-Achse, um
die Entfernung von dem Vergleich zur Mitte der Schale zu berücksichtigen.
Das Befestigungselement 262 lokalisiert die halbkugelförmige Scheibe 264 genau,
so daß diese Versetzung
entlang der Y-Achse vorhersagbar ist. Dies würde intuitiver sein, da die
Delta-Positionen da sind, wo die Probe sich gegenwärtig befindet.
-
Obwohl
die vorliegende Erfindung durch Beschreibung mehrerer Ausführungsformen
veranschaulicht worden ist und während
die veranschaulichenden Ausführungsformen
in beträchtlichen
Einzelheiten beschrieben worden sind, ist es nicht die Absicht der
Anmelderin, den Umfang der angefügten Ansprüche auf
solche Einzelheiten einzuschränken oder
in irgendeiner Weise zu beschränken.
Zusätzliche
Vorteile und Modifikationen werden dem Fachmann leicht deutlich.
Zum Beispiel, obwohl die lösbare
Sondenanordnung zahlreiche Vorteile zeigt, wird verstanden werden,
daß Aspekte
der vorliegenden Erfindung auf ein einstückiges Biop siewerkzeug gerichtet
sein können.
Zum Beispiel kann der Zugang zum Lumen der Schneidvorrichtung diagnostische und
therapeutische Werkzeuge durch die Schneidvorrichtung oder ähnliche Öffnungen
eingebaut werden.
-
Als
ein weiteres Beispiel, obwohl ein Lokalisiermechanismus 16 veranschaulicht
ist, der seitlich eine nach unten hängende Brust des Patienten
zusammendrückt,
sind Aspekte der vorliegenden Erfindung auf andere Ausrichtungen
der Lokalisierung und Abbildung anwendbar.
-
Als
ein zusätzliches
Beispiel, obwohl MRI hierin als die Abbildungsmodalität für das stereotopische
Führen
der Kernbiopsie diskutiert ist, gelten Aspekte der vorliegenden
Erfindung bei anderen Abbildungsmodalitäten.
-
Als
noch ein weiteres Beispiel, obwohl hierin ein kartesicher X-Y-Z-Positionieransatz
offenbart ist, wird verstanden werden, daß ein polarer oder sphärischer
Positionieransatz insgesamt oder teilweise implementiert werden
kann, so daß die
lösbare
Sondenanordnung unter einem vordefinierten Winkel eintritt.
-
Als
noch ein zusätzliches
Beispiel, obwohl eine Brustkompressionsvorrichtung für die Bauchlage
veranschaulicht ist, kann die Anwendung der vorliegenden Erfindung
bei medizinischen Kompressionsvorrichtungen verwendet werden, die
auf andere Weise ausgerichtet sind, einschließlich stehend, auf einer Seite
liegend oder auf dem Rücken
liegend. Zusätzlich
können
Aspekte der vorliegenden Erfindung beim Positionieren einer Biopsiesonde
durch eine mediale Druckplatte oder ein oberes und unteres Druckplattenpaar
anstatt einer seitlichen Druckplatte anwendbar sein. Weiter sind
Aspekte der vorliegenden Erfindung bei anderen diagnostischen Abbildungsmodalitäten anwendbar,
die gegenwärtig
verwendet werden oder die in der Zukunft verfügbar werden. Zusätzlich würden Aspekte
der vorliegenden Erfindung Anwendung in diagnostisch geführten Biopsieprozeduren
bei anderen Teilen des Körpers
haben, ebenso wie beim Positionieren einer Sonde zum Verwenden anderer
Diagnostik- und Behandlungsvorrichtungen in einer minimal invasiven
Weise.
-
Als
noch ein weiteres Beispiel kann eine längliche Nadel ohne eine strukturelle
Längsbarriere zwischen
dem Lumen der Vakuumkammer und dem Lumen der Schneidvorrichtung
gebildet werden. Statt dessen kann die sich vorbewegende Schneidvorrichtung 90 ein
Lumen der Schneidvorrichtung mit einem kreisförmigen Querschnitt innerhalb
eines nicht kreisförmigen Querschnittes
(z.B. oval) des internen Hohlraums der länglichen Nadel definieren.
Darüber
hinaus kann eine nicht kreisförmige
Auskleidung verwendet werden, um zu verhindern, daß Klebmittel
in den undifferenzierten internen Hohlraum eintritt.