DE69532829T2 - Vorrichtung zur benutzung mit einem chirurgischen navigationssystem - Google Patents
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Description
- Zusammenfassung der Erfindung
- Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein System anzugeben, das eine die Position eines medizinischen oder chirurgischen Instruments in Bezug zu den Körperelementen während des Verfahrens repräsentierende Darstellung erzeugt.
- Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein System anzugeben, das ein Körperelement lokalisieren und während des Verfahrens eine Darstellung der Position des Körperelements relativ zu einem Instrument, wie etwa einer Pinzette, einem Mikroskop oder einem Laser ausgeben kann, so dass das Instrument bezüglich dem Körperelement präzise positioniert werden kann.
- Andere Aufgaben und Merkmale werden zum Teil ersichtlich und zum Teil im folgenden erörtert.
- Die Erfindung umfasst eine Vorrichtung für die Verwendung mit einem chirurgischen Navigationssystem, das eine Sensoranordnung aufweist, wie in Anspruch 1 definiert.
- Kurze Beschreibung Figuren
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1 ist eine Darstellung eines Systems gemäß dem Stand der Technik, bei dem eine starre Fixierung und nicht erfolgende Verschiebungen im Zeitraum zwischen der Bilderzeugung und der Operation eine Punkt-für-Punkt-Anpassung zwischen dem vor der Operation aufgenommenen Scan und der Position während der Operation erlauben. -
2A veranschaulicht den Betrieb eines Systems, wobei der vor der Operation erzeugte Bilddatensatz entsprechend der Position während der Operation modifiziert wird, um einen verschobenen und/oder deformierten Datensatz zu erzeugen, der die Position während der Operation repräsentiert. -
2B ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform des Systems. -
3 ist eine Darstellung der vor der Operation erfolgenden Ausrichtung dreier Körperelemente während des Scanens. -
4 ist eine Darstellung der während der Operation vorgenommenen Ausrichtung der drei Körperelemente gemäß3 . -
5 ist eine Darstellung von drei Körperelementen, von denen an einem ein Referenzrahmen sowie eine registrierende Sonde angebracht ist. -
6 veranschaulicht die erfindungsgemäße Ultraschallregistrierung, bei der Ultraschallemitter als virtuelle Referenz und, optional, der Körper des Patienten als tatsächliche Referenz zugeordnet werden. -
7 ist eine Darstellung eines erfindungsgemäßen fluoroskopischen Lokalisators zur Darstellung eines Bildes der Körperelemente. -
8 ist eine Darstellung eines Bohrführungsinstrumentes, wobei die Position einer Bohrführung bildlich dargestellt werden kann. -
9 und10 veranschaulichen einen geklammerten Referenzrahmen bzw. einen verdrahteten Referenzrahmen. -
11 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines cranialen chirurgischen Navigationssystems. -
11A ist eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines bogenförmigen cranialen Referenzrahmens. -
11B ist eine Seitenansicht, teilweise im Querschnitt, einer Ausführungsform eines bogenförmigen cranialen Referenzrahmens. -
11C ist ein Schaltbild einer Ausführungsform eines bogenförmigen cranialen Referenzrahmens. -
12A ist eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines bogenförmigen spinalen Referenzrahmens. -
12B ist eine Vorderansicht, zum Teil im Querschnitt, einer Ausführungsform eines bogenförmigen spinalen Referenzrahmens. -
12C ist eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines bogenförmigen spinalen Referenzrahmens. -
12D ist eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Thorako-Lumbal-Werkzeugs. -
12E ist eine Vorderansicht, zum Teil im Querschnitt, einer Ausführungsform eines Thorako-Lumbal-Werkzeugs. -
12F ist eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines Thorako-Lumbal-Werkzeugs. -
12G ist ein Schaltbild einer Ausführungsform eines bogenförmigen spinalen Referenzrahmens. -
13A ist eine Draufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lokalisationsrahmens für eine Biopsieführung. -
13B ist eine Seitenansicht, zum Teil im Querschnitt, einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lokalisationsrahmens für eine Biopsieführung. -
13C ist eine Vorderansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lokalisationsrahmens für eine Biopsieführung. -
13D ist eine Draufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lokalisationsrahmens für eine Bohrführung. -
13E ist eine Seitenansicht, zum Teil im Querschnitt, einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lokalisationsrahmens für eine Bohrführung. -
13F ist eine Draufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bohrbügel-Lokalisationsrahmens. -
13G ist eine Seitenansicht, zum Teil im Querschnitt, einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bohrbügel-Lokalisationsrahmens. -
13H ist eine Draufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ventrikulotomie-Sonde einschließlich eines erfindungsgemäßen integrierten Lokalisationsrahmens. -
13I ist eine Seitenansicht, zum Teil im Querschnitt, einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ventrikulotomie-Sonde einschließlich eines integrierten Lokalisationsrahmens. -
13J ist ein Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lokalisationsrahmens. - Gleiche Bezugszeichen in den Zeichnungen entsprechen gleichen Bauteilen.
- Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
- Unter Bezugnahme auf
2 wird eine Übersicht über ein chirurgisches Navigationssystem veranschaulicht. Vor einer bestimmten Operation werden die Körperelemente, die Gegenstand der Operation sein werden, gescant, um ihre Ausrichtung, d.h. ihre prä-operative Position, zu bestimmen. Beispielsweise kann die Ausrichtung so wie in3 dargestellt sein, wonach die Körperelemente10 ,20 und30 mehr oder weniger parallel ausgerichtet sind. Diese Körperelemente können Knochen oder andere starre Körper sein. In3 werden drei-dimensionale Skelettelemente10 ,20 ,30 in zwei Dimensionen als hochgradig stylisierte vertebrale Körper dargestellt, mit quadratischen Wirbeln11 ,21 ,31 , kleinen rechtwinkligen Bändern (englisch: pedicles)12 ,22 ,32 und dreieckigen Dornfortsätzen13 ,23 ,33 . Während der Bilderzeugung werden in Intervallen Scans durch die Körperteile10 ,20 ,30 aufgenommen, wie es in3 mittels neun gerader Linien dargestellt wird, die allgemein mit der Referenznummer40 bezeichnet werden. Durch jedes der Körperelemente muss mindestens ein Scan angefertigt werden und die zusammengestellten Scans ergeben einen drei-dimensionalen prä-operativen Bilddatensatz. -
2B ist ein Blockdiagramm des Systems. Über ein Scanner-Interface102 nimmt die Recheneinheit104 den durch den Scanner erzeugten prä-operativen Bilddatensatz auf und speichert diesen im prä-operativen Bilddatensatz-Speicher106 ab. Vorzugsweise wendet die Recheneinheit104 nach der Bilderzeugung ein Diskriminierungsverfahren an dem präoperativen Bilddatensatz an, so dass nur die Körperelemente10 ,20 ,30 im Speicher106 verbleiben. Falls ein Diskriminierungsverfahren angewendet wird, kann die Recheneinheit104 dieses durchführen, während Daten vom Scanner über das Scanner-Interface102 zur Abspeicherung im Speicher106 übertragen werden. Alternativ kann der Speicher106 zur Speicherung undiskriminierter Daten verwendet und ein separater Speicher (nicht gezeigt) vorgesehen werden, um die diskriminierten Daten zu speichern. Bei dieser Alternative würde die Recheneinheit104 den vom Scanner über das Scanner-Interface102 erhaltenen Datensatz in den Speicher106 übertragen und dann die im Speicher106 gespeicherten Daten diskriminieren, um einen diskriminierten Bilddatensatz zu erzeugen, der in dem separaten Speicher gespeichert werden würde. - Wenn die Körperelemente
10 ,20 ,30 diskriminiert und jeweils als ein einzelner starrer Körper definiert sind, können sie durch bekannte Software-Algorithmen repositioniert werden, um den verschobenen Bilddatensatz zu bilden. Jedes starre Körperelement10 ,20 ,30 muss mindestens drei erkennbare Bezugspunkte aufweisen, die auf den prä-operativen Bildern sichtbar sind. Diese Bezugspunkte müssen während der Operation genau detektiert werden. Für den Körperteil10 sind Bezugspunkte10A ,10B und10C auf dem Dornfortsatz13 angebracht; für den Körperteil20 sind Bezugspunkte20A und20C auf dem Wirbel21 und Referenzpunkt20B ist auf dem Dornfortsatz23 angebracht; für den Körperteil30 sind Bezugspunkte30A und30B auf dem Dornfortsatz33 und der Bezugspunkt30C auf dem Wirbel31 angebracht. Bei jedem Scan durch den Knochen kann mehr als ein Bezugspunkt ausgewählt werden, wenngleich die maximale Genauigkeit der Registrierung erreicht wird, indem die Bezugspunkt soweit wie möglich voneinander getrennt werden. Beispielsweise kann es im Falle der posterioren Spinalchirurgie vorteilhaft sein, die Bezugspunkte10A ,10B und10C auf dem Dornfortsatz zu wählen, der während eines solchen chirurgischen Eingriffes belastet wird. Es ist vorgesehen, dass die Systemsoftware die manuelle oder automatische Identifizierung dieser Punkte in den Bildern der Körperelemente10 ,20 ,30 ermöglicht. Da3 eine zweidimensionale Darstellung eines drei-dimensionalen Vorgangs ist, sind die Bezugspunkte nicht auf eine wie dargestellte perfekte sagitale Ebene beschränkt. - Nach der Bilderzeugung können sich die Körperteile
10 ,20 ,30 des Skeletts an den Verbindungen oder Bruchlinien gegeneinander bewegen. In dem Raum, in dem das Verfahren durchgeführt wird, wie beispielsweise ein Operationssaal oder ein Raum, in dem ein medizinisches Verfahren durchgeführt wird, werden die Körperelemente nachdem der Patient für den chirurgischen Eingriff positioniert worden ist, eine andere Geometrie einnehmen, wie etwa die in4 wiedergegebene Geometrie. - Als Folge dieser Bewegung spiegelt der im Speicher
106 abgespeicherte Bilddatensatz, der aus den Scans durch die Skelettelemente besteht, die operative Position der Skelettelemente nicht wieder, wie in4 gezeigt wird. Die durch die Scans durch die Elemente dargestellte Form der Skelettelemente stimmt zwischen der Bilderzeugung und der Operation jedoch überein, da die Elemente starre Körper sind, wie es durch die Linien40 durch jedes Element in4 angedeutet wird. Daher muss der Bilddatensatz modifiziert werden, um die intraoperative Geometrie der Skelettelemente wiederzugeben. Diese Modifikation wird durchgeführt, indem die Lage jedes Bezugspunktes jedes Skelettelementes im Operationsbereich identifiziert wird. Wie in2 diagrammartig dargestellt, identifiziert ein Lokalisator108 (für Details siehe13 , unten) die Position und gibt diese Information aus, so dass der präoperative Datensatz zum verschobenen Datensatz deformiert oder repositioniert werden kann. Infolgedessen befindet sich der verschobene Datensatz in Übereinstimmung mit der intraoperativen Position der Elemente10 ,20 ,30 . Wenn die Positionen der Bezugspunkte durch den Lokalisator108 bestimmt sind, kann die Recheneinheit104 , die Teil der Workstation ist, eine Software anwenden, die die Bilder der Skelettelemente repositioniert, um die Position der tatsächlichen Elemente im Operationsraum wiederzugeben und somit den verschobenen Satz und die Übertragung zwischen dem verschobenen Satz und der intra-operativen Position zu bilden. - Vorzugsweise wird ein drei-dimensionaler Digitalisierer als Lokalisator zur Bestimmung der Position und des Raums der Elemente
10 ,20 ,30 während der Operation bestimmt. Im allgemeinen würde der Digitalisierer eine Referenzanordnung110 einschließen, die Emissionen aus einer Reihe von Emittern aufnimmt. Üblicherweise bestehen diese Emissionen aus irgendeiner An von Energie, wie beispielsweise Licht, Schall oder elektromagnetische Strahlung. Die Referenzanordnung110 ist von den den Elementen zugeordneten und in Koordination mit diesen positionierten Emittern beabstandet und bestimmt die Position der Emitter. Wie offensichtlich ist, können die Emitter von den Elementen beabstandet angeordnet und die Referenzanordnung110 an den zu lokalisierenden Elementen befestigt werden. - Unter Bezugnahme auf
2 wird im folgenden eine alternative Ausführungsform des Systems beschrieben, die den Fall betrifft, in dem die Körperelemente nicht starr, sondern eher semi-starr sind, so dass Deformierungen der Form der Körperelemente auftreten können. - Vor einer bestimmten Operation werden die Körperelemente, die der Gegenstand der Operation sind, gescant, um ihre prä-operative Position und Form zu bestimmen. Beispielsweise kann die Ausrichtung wie in
3 veranschaulicht erfolgen, wobei die Körperelemente10 ,20 und30 mehr oder weniger parallel ausgerichtet werden und eine definierte Form haben. Diese Körperelemente können weiches Gewebe sein, beispielsweise die Prostata oder andere semi-starre Körper. - Nach der Bilderzeugung können sich die Elemente
10 ,20 ,30 gegeneinander bewegen und ihre Form kann sich ändern. Im Verfahrensraum, wie etwa einem Operationssaal oder einem Raum, in dem ein medizinisches Verfahren durchgeführt wird, können die Körperelemente, nachdem der Patient für den chirurgischen Eingriff positioniert worden ist, eine andere Geometrie aufweisen, wie etwa die in4 dargestellte Geometrie, wobei diese Geometrie sowohl die Ausrichtung (Position) der Elemente als auch die Form wiedergibt. - Infolge dieser veränderten Geometrie gibt der in dem Speicher
106 gespeicherte prä-operative Bilddatensatz die operative Geometrie der Körperelemente, in4 gezeigt, nicht wieder. Tatsächlich hat sich die wie in den Scans durch das Element dargestellte Form der Körperelemente, im Zeitraum zwischen der Bildererzeugung und der Operation verändert, da sie semi-starre Körper sind. Daher muss der Bilddatensatz modifiziert werden, um die gegenwärtige Geometrie der Körperelemente wiederzugeben. Diese Modifikation wird durchgeführt, indem die Position der Bezugspunkteauf jedem Körperelement im Operationsbereich identifziert wird. Wie diagrammartig in2 gezeigt wird, identifiziert ein gegebenenfalls mit einer Recheneinheit104 in Verbindung stehender Lokalisator die Position der Bezugspunkte und gibt diese Information aus, so dass der prä-operative Datensatz in den verschobenen Datensatz umgewandelt werden kann. Wenn die Position der Bezugspunkte bestimmt ist, kann die Recheneinheit104 , die Teil der Workstation ist, ein Softwareprogramm ausführen, das die Bilder der Körperelemente so modifiziert, dass die tatsächliche Geometrie der Körperelemente in dem Operationssaal wiedergespiegelt wird und somit den verschobenen Satz und die Übertragung zwischen dem verschobenen Satz und der intra-operativen Position in Übereinstimmung bringt. Infolgedessen befindet sich der verschobene Datensatz in Übereinstimmung mit der intra-operativen Geometrie der Elemente10 ,20 ,30 . - Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Referenzrahmen
116 am Anfang des Verfahrens an einem der Körperelemente10 angebracht. Verschiedene Ausführungsformen von Referenzrahmen sind detaillierter in den11 und12 gezeigt. Der Referenzrahmen116 ist mit einer Vielzahl von Emittern114 ausgestattet, die zusammen ein drei-dimensionales, intra-operatives Koodinatensystem bezüglich dem Körperelement10 bilden. In üblicher Ausdrucksweise definiert der Referenzrahmen116 den stereotaktischen Raum bezüglich des Körperelements10 . Die Emitter114 kommunizieren mit Sensoren112 auf einer Referenzanordnung110 , die sich in dem Operationssaal und von dem Referenzrahmen116 und dem Patienten entfernt befindet. Wenn der Körper des Patienten während des chirurgischen Eingriffes nicht immobilisiert wird, können mehrere Referenzrahmen für jedes Körperelement erforderlich sein, um ein Operationsgebiet bezüglich jedem Element zu definieren. Das Operationsgebiet kann alternativ durch direktes (oder indirektes, beispielsweise über die Haut) Fixieren der Rahmenemitter114 an den Skelettelementen10 ,20 oder30 definiert werden. In beiden Fällen emittieren die Emitter114 ein Signal, das durch die Sensoren112 empfangen wird. Das empfangene Signal wird zur Berechnung der Position, beispielsweise durch Triangulation, digitalisiert. Mittels derartiger Informationen kann der Lokalisator108 oder ein Digitalisierer, der Teil des Lokalisators108 ist, die exakte dreidimensionale Position der Rahmenemitter114 bezüglich der Sensoren112 bestimmen. Damit kann der Lokalisator108 oder die Recheneinheit104 die Position des Referenzrahmens116 relativ zur Anordnung, die, ausgenommen während des Lokalisierungsvorganges, frei beweglich ist, bestimmen. Die Emitter114 des Referenzrahmens116 werden angeregt, um Strahlung an die Sensoren112 abzusenden, wobei die Strahlung empfangen wird und Signale erzeugt, die an den Lokalisator108 zur Bestimmung der Position des Rahmens116 in Bezug auf die Anordnung110 weitergegeben werden. - Als nächstes ist es erforderlich, die Position des Körperelements
10 , das ein Skelettelement sein kann, an dem der Referenzrahmen116 befestigt oder in Bezug zu ihm positioniert ist, zu bestimmen. Insbesondere muss die Position des Körperelements10 in Bezug zum Referenzrahmen116 bestimmt werden, wodurch die Position des Körperelements10 im durch den Referenzrahmen116 definierten Operationsgebiet bestimmt wird. Nachdem die Bezugspunkte10A ,10B ,10C einer chirurgischen Disektion ausgesetzt wurden, werden die Bezugspunkte mit der Spitze einer mit Emittern120 versehenen Registrierungssonde118 berührt. Bei Berührung jedes der Bezugspunkte10A ,10B ,10C durch die Spitze der Sonde120 , werden die Emitter zur Kommunikation mit den Sensoren112 der Referenzanordnung110 angeregt. Durch diese Kommunikation kann der Lokalisator108 die Position der Registrierungssonde120 bestimmen, und damit auch die Position der Spitze der Sonde120 , und damit auch die Position des Bezugspunktes10A , auf dem die Spitze positioniert ist. Durch Berühren jedes Referenzpunktes10A ,10B ,10C auf jedem Körperelement10 ,20 ,30 , die der Operation unterliegen, werden intra-operative Geometriedaten erzeugt und im Speicher121 abgelegt. Diese Daten werden den entsprechenden Referenzpunkten in den prä-operativen Bildern derselben Elemente zugeordnet, und zwar durch die Recheneinheit104 , die mittels eines Softwareprogrammes eine Transformation durchführt, die die Bestimmung der exakten Position, Orientierung und Form im Operationsbereich jedes Körperelementes ermöglicht und dabei den im Speicher106 abgelegten prä-operativen Bilddatensatz so modifiziert, um einen verschobenen Bilddatensatz zu erzeugen, der im Speicher122 abgespeichert wird. Der verschobene Bilddatensatz im Speicher122 spiegelt die Geometrie der tatsächlichen Elemente10 ,20 ,30 während der Operation wieder. Die Recheneinheit104 gibt den verschobenen Bilddatensatz auf einem Display124 aus, um eine bildliche Darstellung der Geometrie der Körperelemente10 ,20 ,30 während der Operation zu erstellen. Dieses Bild wird während der Operation zu deren Unterstützung verwendet. Es ist zusätzlich vorgesehen, dass ein Instrument, wie beispielsweise eine Pinzette, ein Laser, ein Mikroskop, ein Endoskop oder ein strahlenerzeugendes System, das während der Operation verwendet würde, durch Anbringung von Emittern modifiziert werden kann. Diese modifizierte Vorrichtung wird, wenn sie in den Bereich der Körperelemente10 ,20 ,30 bewegt wird, aktiviert werden, so dass ihre Emitter mit der Referenzanordnung110 kommunizieren und damit die Bestimmung der Position des Instruments durch den Lokalisator108 ermöglichen. Infolgedessen wird die Recheneinheit104 das Display124 , beispielsweise durch Positionierung eines Cursors, so modifizieren, dass die Position des Instrumentes oder des Brennpunktes des Instrumentes bezüglich der Körperelemente10 ,20 ,30 angegeben wird. - Es ist weiter vorgesehen, dass die Aufbringung von Emittern auf einem Instrument (Effektor) mit dem System dazu verwendet werden kann, einen Closed-Loop-Regelkreis zur aktiven (im Falle von Robotern) oder passiven Regelung oder Überwachung des Instrumentes und dessen Position zu bilden. Ein solcher Regelkreis ermöglicht die Überwachung von bestimmten Vorgängen, wie beispielsweise die Verabfolgung des Körpers mit Strahlung oder die Verwendung eines Bohrers, wenn das Ziel des Verfahrens darin liegt, den Brennpunkt des Instru mentes in einer sicheren Zone, d.h. einem vorbestimmten Operationsplan, zu halten. Ein solcher Regelkreis könnte auch den Betrieb eines robotisch gesteuerten Instrumentes überwachen, wobei der Roboter direkt oder indirekt über die Recheneinheit
104 gesteuert werden könnte, um die Position des Instrumentes zu regeln. Beispielsweise könnte die Recheneinheit einen Roboterarm anweisen, die Position eines Lasers zu steuern. Die Laser-Position könnte beispielsweise durch Emitter auf dem Laser bewacht werden. Die Recheneinheit würde mit den Steuerungsparametern für den Laser programmiert werden, so dass dieser präzise einem vorbestimmten Weg folgen würde. - Der Referenzrahmen
116 ermöglicht es, dass der Patient während der Operation bewegt werden kann, ohne dass ein erneutes Aufnehmen der Position jedes der Körperelemente10 ,20 ,30 erforderlich ist. Es wird vorausgesetzt, dass die Körperelemente während der Operation relativ zueinander befestigt sind. Da der Referenzrahmen116 (direkt oder indirekt) am Körperelement10 fixiert ist, führt die Bewegung des Patienten zu einer entsprechenden Bewegung des Referenzrahmens116 . Periodisch oder nach jeder Bewegung des Patienten können die Anordnungsemitter114 angeregt werden, um mit den Sensoren112 des Referenzrahmens110 zu kommunizieren, damit der Lokalisator108 die Position des Referenzrahmens116 bestimmen kann. Da sich der Referenzrahmen116 an einer bekannten relativen Position zum Element110 befindet und wir vorausgesetzt haben, dass die Elemente20 und30 in fester Beziehung zum Element10 stehen, kann der Lokalisator108 und/oder die Recheneinheit104 die Position der Elemente bestimmen und dabei die Registrierung (Eintragung) aufrechterhalten. - Eine Alternative zur Berührung der Bezugspunkte A, B, C mit der Spitze der Sonde
118 wäre die Verwendung eines Konturscanners126a mit zugehörigen Emittern126b . Eine solche Vorrichtung, bei der irgendeine Form von Energie, wie beispielsweise Schall oder Licht, verwendet wird, die emittiert, durch die Kontur reflektiert und anschließend detektiert wird, würde die Ausnutzung der Kontur der Körperelemente10 ,20 ,30 ermöglichen, die damit als eine Vielzahl von Referenzpunkten dienen könnte, die eine Registrierung (Eintragung) ermöglichen würden. Der Eintragungsvorgang ist dabei analog dem weiter unten im Zusammenhang mit aus Ultraschall gewonnenen Konturen beschriebenen Vorgang. - In bestimmten Situationen können auf der Hautoberfläche vorgesehene Markierungen als Bezugspunkte verwendet werden, um die Transformierung des prä-operativen Bilddatensatzes in den verschobenen Bilddatensatz zu ermöglichen. Umgekehrt können zur Zeit der Bilderzeugung auf der Hautoberfläche angebrachte Referenzeinrichtungen verwendet werden, um den Körper zu repositionieren und damit die während der Bilderzeugung herrschende Geometrie zu treffen, wie es im folgenden beschrieben wird.
- Es kann wünschenswert sein, die Lokalisation der Körperelemente
10 ,20 ,30 ohne die intraoperative Belastung der Bezugspunkte A, B, C auf diesen Körperelementen durchzuführen. Beispiele, bei denen die Wirbelsäule nur minimal belastet wird, sind perkutane Biopsie der Wirbelsäule oder Disektomie, spinale Fixierung, Endoskopie, perkutane Insertion von Spinalimplantaten, perkutane Fusionen, Einsetzung von wirkstoffabgebenden Systemen sowie Bestrahlungen. In diesen Fällen muss die Lokalisation von Bezugspunkten auf den Körperelementen durch irgendeine Form von Bilderzeugung bestimmt werden, die eine Lokalisation durch überliegendes weiches Gewebe und/oder umgebende Gewebe und Strukturen diskriminieren kann. Gegenwärtig gibt es zwei Bilderzeugungstechniken, die einem Chirurgen im Operationssaal oder einem Arzt in einem Operationsraum zur Verfügung stehen, die kostengünstig und tragbar sind. Diese beiden Bilderzeugungstechniken, die Ultraschallsonographie und die Röntgenographie, können zwei- oder drei-dimensionale Bilder erzeugen, die in der vorliegend beschriebenen Weise verwendet werden können, um eine dreidimensionale Form, wie beispielsweise ein Skelettelement, zu registrieren. - Wie in den US-Patentanmeldungen Nr. 07/858,980 und Nr. 08/053,076 beschrieben wird, bietet die Kopplung eines drei-dimensionalen Digitalisierers mit einer Sonde eines Ultraschallgerätes Vorteile dahingehend, dass eine Kontur erhalten werden kann, die direkt in Bezug zu einem Referenzsystem gebracht werden kann, das drei-dimensionale Koordinaten im Operationsgebiet definiert. Im Kontext der vorliegenden Erfindung werden Bilder von einem Patienten vor einer Operation angefertigt, um einen prä-operativen Bilddatensatz zu erzeugen, der im Speicher
106 abgelegt wird. Im Operationssaal wird der Körper des Patienten immobilisiert, um die räumliche Beziehung zwischen den Körperelementen10 ,20 ,30 zu stabilisieren. Ein operatives Referenzsystem, Operationsgebiet, wird für den Körper erstellt, indem ein Referenzrahmen116 an einem der Körperelemente angebracht wird oder auf andere Weise Emitter am Patienten oder an Körperelementen, wie oben beschrieben, ange bracht werden, oder indem Emitter an einem Gerät angebracht werden, das eines der Körperelemente verfolgen und dabei eine bekannte Beziehung zum Körperelement herstellen kann. Dies kann beispielsweise durch die perkutane Plazierung eines dem oben beschriebenen ähnlichen Referenzrahmens, durch auf die Elemente aufgeschraubte strahlenundurchlässige Markierungen oder dadurch erfolgen, dass Sender130 direkt auf der Haut vorgesehen werden, wie es in6 veranschaulicht wird, basierend auf der Annahme, dass die Haut sich während des Verfahrens nicht bezüglich der Körperelemente verschiebt. - Eine mit mindestens drei Emittern
130 versehene Ultraschallsonde128 wird dann über dem interessierenden Körperelement angeordnet. Die Kontur (die entweder zwei- oder dreidimensional sein kann) des Körperelementes wird dann unter Verwendung der Ultraschallsonde128 erhalten. Diese Kontur kann direkt oder indirekt in den durch das Referenzsystem definierten operativen Koordinaten (Operationsbereich) ausgedrückt werden. Die Sender130 kommunizieren mit den Sensoren112 der Referenzanordnung110 , um die Position der Ultraschallsonde128 anzugeben. Ein Ultraschall-Scanner130 , der die Sonde128 anregt, bestimmt die Kontur des interessierenden und gescanten Körperelementes. Diese Konturinformation wird an die Recheneinheit104 zur Speicherung im intra-operativen Geometriedatenspeicher121 geliefert. - Die im Speicher
121 abgelegte intra-operative Kontur wird dann mittels eines Konturanpassungsalgorithmus mit einer entsprechenden, aus dem im Speicher106 abgelegten präoperativen Bilddatensatz gewonnenen Kontur verglichen. Alternativ kann ein prä-operativer Konturdatensatz im Speicher134 abgespeichert werden, der auf einem prä-operativen Ultraschallscan basiert, der vor der Operation über das Scanner-Interface102 in den Speicher134 eingegeben worden ist. Dieser Vergleichsvorgang wird so lange fortgesetzt, bis eine Übereinstimmung für jedes der Elemente gefunden worden ist. Durch diesen Konturanpassungsvorgang wird eine Anpassung zwischen den Bildern jedes Körperelementes und der entsprechenden Position jedes Elementes im Operationsgebiet erhalten, wodurch die Bildung des verschobenen Bilddatensatzes122 ermöglicht wird, der für die Lokalisation und die Bildausgabe verwendet wird. Es ist darauf hinzuweisen, dass die im Anpassungsvorgang verwendeten Konturen lediglich hinreichend identisch sein müssen, um eine genaue Anpassung zu erreichen; die Konturen müssen nicht das identische Ausmaß des Körperelementes haben. - In bestimmten Fällen mag die oben beschriebene Ultraschall-Registrierung nicht anwendbar sein. Beispielsweise durchdringt Ultraschall die Knochen nicht, und die Anwesenheit eines oben liegenden Knochens würde die Registrierung eines darunterliegenden Skelettelementes ausschließen. Darüberhinaus nimmt die Auflösung von Ultraschall mit zunehmender Tiefe des abzubildenden Gewebes ab und kann daher nicht besonders geeignet sein, wenn das Skelettelement so tief liegt, daß keine präzise ultraschallgenerierte Kontur erhalten wird. Unter diesen Umständen ist eine radiologische Methode angezeigt, bei der die größere Eindringtiefe von Röntgenstrahlen ausgenutzt wird.
- Die prä-operative Bilderzeugung erfolgt in üblicher Weise, und in dem Bilddatensatz können die Skelettelemente von dem weichen Gewebe diskriminiert werden, wie oben beschrieben. Insbesondere könnte ein CT-Scan der Skelettelemente
10 ,20 ,30 vor der Operation aufgenommen werden. Die Recheneinheit104 kann dann die Skelettelemente diskriminieren und den prä-operativen Bilddatensatz im Speicher106 ablegen. Als nächstes wird der Patient für die Operation immobilisiert. Mittels einer radiographischen Vorrichtung, die mit vom Digitalisierer detektierbaren Emittern versehen ist, wird ein Röntgenbild der interessierenden Skelettanatomie erstellt. In7 wird beispielhaft ein fluoroskopischer Lokalisator136 dargestellt. Der Lokalisator136 umfasst eine Röntgenstrahlen-emittierende Vorrichtung, wie beispielsweise eine Röhre138 , sowie einen Röntgenstrahl-empfindlichen Schirm140 , der ein Bild erzeugt, wenn von Röntgenstrahlen durchstrahlt wird. Dieser Schirm wird als fluoroskopische Platte bezeichnet. Die Emitter142 können auf der Röhre138 , auf der fluoroskopischen Platte140 oder auf beiden vorgesehen sein. Bei Vorrichtungen, bei denen die Röhre138 fest mit der Platte140 verbunden ist, brauchen die Emitter nur entweder auf der Röhre oder auf der Platte vorgesehen werden. Alternativ kann die Referenzanordnung110 an der Röhre oder der Platte befestigt sein, wodurch Emitter auf diesem Element nicht erforderlich sind. Indem Röntgenstrahlen durch das interessierende Skelettelement141 dringen, wird ein auf der Knochendichte basierendes zwei-dimensionales Bild erzeugt und durch die Platte aufgezeichnet. Das durch den fluoroskopischen Lokalisator136 erzeugte Bild wird durch den Winkel der Röhre138 in Bezug auf die Platte140 und die Position der dazwischenliegenden Skelettelemente bestimmt und kann in Bezug auf die Operationskoordinaten (Operationsgebiet) definiert werden. Der fluoroskopische Lokalisator136 weist eine Recheneinheit auf, die das Bild auf der Platte140 digitalisiert und das digitalisierte Bild zur Recheneinheit104 für mögliche Weiterverarbeitung und nachfolgende Speicherung im intra-operativen Geo metriedatenspeicher121 weiterleitet. Die Recheneinheit104 kann die Erzeugung dieses zweidimensionalen Röntgenbilder simulieren, indem eine Reihe zwei-dimensionaler Projektionen der drei-dimensionalen Skelettelemente erzeugt wird, die im im Speicher106 abgelegten Bilddatensatz diskriminiert worden sind. Jede zwei-dimensionale Projektion repräsentiert den Durchgang eines Röntgenstrahls durch den Körper bei spezifischem Winkel und Entfernung. Um den verschobenen Datensatz zu formen und so Registrierung zu erhalten, wird ein sich wiederholender Vorgang verwendet, der eine zwei-dimensionale Projektion durch den verschobenen Datensatz, der am besten zu dem (den) im Speicher121 gespeicherten aktuellen radiographischen Bild(ern) passt, auswählt. Der beschriebene Vorgang kann mehr als ein radiographisches Bild benutzen. Da der Recheneinheit104 die Position des fluoroskopischen Lokalisators aufgrund der darauf befestigten Emitter142 , die in Kommunikation mit dem Lokalisator128 stehen, bekannt ist, wird die exakte Position des Skelettelements während der Operation bestimmt. - Wie oben erwähnt, kann das operative Referenzsystem oder der Operationsraum für den Körper durch Anbringen von Emittern an eine Vorrichtung eingerichtet werden, die fähig ist, eines der Körperelemente zu detektieren und zu verfolgen, d.h. zu identifizieren, wobei sie eine bekannte Relation mit dem Körperelement bildet. Beispielsweise bilden die Sender
130 zusammen mit oder ohne die drei Emitter auf dem Körper des Patienten eine Art Referenzrahmen116 , wie in6 wiedergegeben, der im wesentlichen am Körperelement10 angebracht werden kann, indem man kontinuierlich oder periodisch die in dem intra-operativen Geometriedatenspeicher121 gespeicherte Ultraschallkontur des Körperelements10 auf den neuesten Stand bringt, was die Recheneinheit104 dann verwendet, um der im prä-operativen Speicher106 gespeicherten Kontur des Körperelements10 zu entsprechen, wobei der im Speicher122 gespeicherte verschobene Bilddatensatz kontinuierlich oder periodisch auf den neuesten Stand gebracht wird, so dass die Registrierung mit der Operationsposition der Körperelemente aufrechterhalten wird. Es wird erwogen, dass ein tatsächlicher Referenzrahmen ausgeführt werden kann, der jegliche Anzahl an Vorrichtungen verwendet, die ein Körperelement detektieren oder verfolgen können, wie beispielsweise radiographische Vorrichtungen (Fluoroskop), Endoskope oder Konturscanner. - Die obigen Lösungen erreichen Registrierung durch die Formation eines im Speicher
122 gespeicherten verschobenen Bilddatensatzes, der der Verschiebung des Skelettelements zum Zeitpunkt der Operation entspricht. Eine alternative Technik zum Erreichen der Registrierung liegt darin, dass sichergestellt wird, dass die Positionen der Skelettelemente während der Operation identisch mit denen zum Zeitpunkt der Bilderzeugung sind. Dies kann dadurch erreicht werden, dass ein Rahmen verwendet wird, der die Position des Patienten einstellt und immobilisiert. Bei dieser Technik werden vor der Bilderzeugung mindestens drei Markierungen auf der Haut angebracht. Diese Markierungen müssen durch die eingesetzte Bilderzeugungstechnik detektierbar sein und werden als "Fiducials" bezeichnet. Eine Vielzahl von Fiducials ist zur Erhöhung der Genauigkeit wünschenswert. - Während der Operation wird der Körper des Patienten auf einem eine präzise Positionierung ermöglichenden Rahmen plaziert. Derartige Rahmen werden für die Spinalchirurgie üblicherweise verwendet und können modifiziert werden, um sie während der Bilderzeugung zu verwenden, und sie könnten zur Repositionierung des Patienten während der Operation verwendet werden. Diese Rahmen können mit Antriebsmechanismen versehen werden, die ein langsames Verschieben des Körpers durch eine Vielzahl von Positionen ermöglichen. Die zum Zeitpunkt der Bilderzeugung aufgebrachten Fiducials werden durch Emitter ersetzt. Indem der Antriebsmechanismus des Rahmens betätigt wird, kann die exakte Position der Emitter während der Operation bestimmt werden und mit der Position der Fiducials in dem prä-operativen Bilddatensatz, der im Speicher
106 gespeichert ist, verglichen werden. Wenn die Emitter eine der Geometrie der Fiducials des Bilddatensatzes identische Geometrie annehmen, kann angenommen werden, dass die Skelettelemente sich in einer geometrischen Beziehung befinden, die identisch der Position während des prä-operativen Scans ist, und das Verfahren kann unter Verwendung des ungeänderten, im Speicher106 abgelegten Bilddatensatzes durchgeführt werden. - Im allgemeinen sind die bei Operationen am Skelett eingesetzten Instrumente etwas unterschiedlich von denen, die für craniale Anwendungen verwendet werden. Anstatt sich mit der gegenwärtigen Position zu beschäftigen, umfasst die Chirurgie am Skelett üblicherweise die Einbringung von "Hardware" durch Knochen, die Entnahme einer Biopsie durch den Knochen oder die Entfernung von Fragmenten. Daher müssen die Instrumente für diese Anwendung angepasst werden.
- Ein üblicherweise verwendetes Instrument ist ein Bohrer. Indem Emitter auf einem chirurgischen Bohrer vorgesehen werden und eine feste Beziehung zwischen dem Körper des Bohrers und seiner Spitze (üblicherweise eine Bohrkrone) geschaffen wird, kann die Richtung und die Position der Bohrkrone bestimmt werden. Es sind mindestens drei Emitter auf dem Bohrer erforderlich, da die meisten Bohrer eine komplexe drei-dimensionale Form haben. Alternativ können Emitter auf einer Bohrer-Führungsröhre
800 mit Emittern802 vorgesehen werden, und die Richtung804 der positionierten Schraube oder des erzeugten Lochs kann durch den Digitalisierer bestimmt und im Bilddatensatz gezeigt werden (siehe8 ). Das Skelettelement806 trägt ebenfalls Emitter, um seine Position anzuzeigen. - Abgesehen von der Modifikation gegebener Instrumente sind neue Instrumente erforderlich, um ein wie oben diskutiertes chirurgisches Referenzsystem zu schaffen. Diese Referenzrahmen, die jeweils mit mindestens drei Emittern versehen sind, erfordern eine Fixierung am Knochen, die eine Verschiebung oder eine Rotation ausschließt.
- Für offene chirurgische Eingriffe kann eine klammerartige Anordnung, wie in
9 wiedergegeben, verwendet werden. Eine Klammer900 ist mit mindestens zwei Punkten902 ,904 ,906 ,908 versehen, die eine Fixierung zu einem Fortsatz910 eines Skelettelementes schaffen. Bei Anwendung mindestens einer Zweipunkt-Fixierung wird sich die Klammer900 , die als Referenzrahmen dient, bezüglich der Skelettelemente nicht drehen. Die Klammer schließt Emitter912 ,914 ,916 ein, die mit der Anordnung kommunizieren, um die Position des Skelettelementes bei dessen Verschiebung während der Operation anzugeben. - Viele Operationen betreffen Knochenfragmente
940 , die während des chirurgischen Eingriffes nicht betroffen sind, sondern einfach mit Drähten oder Schrauben950 ,952 , die durch die Haut954 eingeführt werden, fixiert werden.10 zeigt eine Referenzplattform956 , die an solchen durch die Haut954 herausstehenden Drähten oder Schrauben950 ,952 befestigt ist. Die Plattform956 schließt eine Vielzahl an Emittern958 ,960 ,962 ,964 ein, die mit der Anordnung kommunizieren, um die Position des Knochenfragmentes940 bei seiner Bewegung während der Operation anzugeben. - Der Referenzrahmen kann über die herausstehenden Schrauben oder Drähte gezogen oder an diesen befestigt sein, um ein Referenzsystem zu schaffen. Alternativ kann der Rahmen an nur einem Draht befestigt sein, solange die Art der Befestigung des Rahmens an der Schraube oder dem Draht eine Rotation verhindert und auch verhindert wird, dass der Draht oder die Schraube sich innerhalb des befestigten Skelettelementes verdrehen.
- REFERENZ- UND LOKALISATIONSRAHMEN
-
11 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines cranialen chirurgischen Navigationssystems. Der tragbare Systemschrank102 schließt eine chirurgische Workstation104 ein, die so getragen wird, dass sie von dem das System verwendenden Chirurgen oder Techniker eingesehen werden kann. Die Workstation104 schließt einen Schirm106 für die Darstellung der verschiedenen Scans ein und ist an einen Personal Computer108 angeschlossen, der den Monitor106 steuert. Das System schließt auch einen optischen Digitalisierer ein, der eine Kameraanordnung110 einschließt, einen Kameraständer112 zum Tragen der Anordnung in Sichtlinie mit dem Patienten und von dieser entfernt, eine Digitalisierer-Kontrolleinheit114 auf dem tragbaren Systemschrank102 , die mit dem Computer108 verbunden ist, einen Fußschalter116 für die Betriebskontrolle des Systems sowie eine Verteilerdose118 für die Verbindung des Fußschalters116 mit der Digitalisierer-Kontrolleinheit114 . - Über die Verteilerdose
118 ist auch eine Referenzrahmenanordnung120 angeschlossen, die einen Referenzrahmen122 mit einem an die Verteilerdose118 angeschlossenen Kabel, eine vertikale Trageanordnung124 , eine Kopfklammeranordnung126 und eine horizontale Trageanordnung128 einschließt. Die optische Sonde130 (die einen Lokalisationsrahmen darstellt) ist ebenfalls über Kabel und die Verteilerdose118 an die Digitalisierer-Kontrolleinheit114 angeschlossen. - Bei der Operation wird der Kopf eines Patienten (oder ein anderes "starres" Körperelement) an der Kopfklammeranordnung
126 befestigt. Um die Position der optischen Sonde130 bezüglich des Kopfes innerhalb der Kopfklammeranordnung126 zu bestimmen, tritt der Chirurg auf das Pedal116 , um die Emitter des Referenzrahmens122 anzuregen. Die Emitter erzeugen ein Lichtsignal, das durch die Kameraanordnung110 aufgenommen und zur Bestimmung der Position des Kopfes einer Triangulation unterzogen wird. Die Emitter der optischen Sonde130 werden ebenfalls zur Abgabe von Lichtsignalen angeregt, die durch die Kameraanordnung aufgenommen werden, um die Position der optischen Sonde130 zu bestimmen. Basierend auf der relativen Position des Kopfes und der Sonde130 erstellt die Kontrolleinheit114 einen prä-operativen Scan auf dem Bildschirm des Monitors106 , der die Position der Sonde relativ zum und/oder innerhalb des Kopfes angibt. -
11A ist eine Draufsicht einer Ausführungsform eines bogenförmigen cranialen Referenzrahmens. Referenzrahmen122 ist für die Verwendung mit einem chirurgischen Navigationssystem vorgesehen, wie beispielsweise dem in11 dargestellten, das eine Sensoranordnung, beispielsweise eine Kameraanordnung110 , aufweist, die mit dem Referenzrahmen122 kommuniziert, um dessen Position zu identifizieren. Der Referenzrahmen122 schließt ein Grundelement132 mit einer oberen Basis134 und einer Grundplatte136 ein, die jeweils halbkreisförmig sind und mittels Schrauben138 miteinander verbunden sind, um eine Aushöhlung140 zu bilden. Die Basis und die Platte können aus anodisch oxidiertem Aluminium oder anderem autoklavierbarem Material bestehen. Die Oberseite der oberen Basis kann mit einer oder mehreren Federklammern142 versehen sein, die mit einem Leyla-Retraktorarm in Eingriff gebracht werden können. Wie in11A gezeigt, ist die obere Basis mit fünf Federklammern142 versehen. - Jedes oder beide Enden des Referenzrahmens
122 können mit einem Bajonett-Anschluss144 versehen sein, um eine Klammer aufzunehmen, die ebenfalls in Eingriff mit einem Leyla-Retraktor steht. Mindestens ein Ende des Referenzrahmens122 ist als radialer Fortsatz146 ausgebildet, um eine Schraube148 tragen zu können, und der Handgriff150 wird verwendet, um den Referenzrahmen an einer Kopfklammer, beispielsweise der in11 gezeigten Kopfklammer126 , oder einer Mayfield Klammer zu befestigen. Dies ermöglicht es, den Referenzrahmen122 in einer festen Position in Bezug zum Kopf zu positionieren, so dass jede Bewegung des Kopfes auch eine entsprechende Bewegung des Referenzrahmens122 einschließen würde. - Der radiale Fortsatz
146 , die Schraube148 und der Griff150 bilden eine Kupplung auf dem Grundelement132 , die in Eingriff mit einer an einem Körperteil (auf dem Kopf) befestigten Struktur gebracht werden kann, wodurch eine feste Referenz bezüglich des Kopfes geschaffen wird, um das Grundelement132 in einer festen Relation zum Kopf zu halten. - Gleichmäßig über den Referenzrahmen
122 verteilt ist eine Vielzahl von LEDs152 , die mit der Kameraanordnung110 kommuniziert. Die LEDs152 sind in in der oberen Basis134 vorgesehenen Löchern befestigt, wobei die Löcher154 in Verbindung mit der Aushöhlung140 sind. An jedem Anschluss der LEDs152 sind Kabel156 angeschlossen, die sich innerhalb der Aushöhlung140 befinden. Die anderen Enden der Kabel sind an eine Verbindung 158 angeschlossen, die ein an dem Digitalisierer114 des chirurgischen Navigationssystems angeschlossenes Kabel aufnehmen kann. Das Kabel überträgt Signale für die Aktivierung der LEDs152 . Die Verbindung158 ist auf einem Trägerfortsatz160 befestigt, der sich von der Basisplatte136 erstreckt. Dieser Trägerfortsatz160 weist einen Kanal auf, der den Anschluss der Kabel an die Verbindung158 ermöglicht.11A ist ein Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Referenzrahmens122 . Wie in11C gezeigt, ist jeder LED-Anschluss an einen separaten Pin der Verbindung158 angeschlossen. Wenngleich die Erfindung so dargestellt wird, dass eine Verbindung für die Aufnahme des Kabels vorgesehen ist, ist es auch vorgesehen, dass der Referenzrahmen122 batteriebetrieben werden kann, so dass kein Kabel erforderlich ist. - Der Referenzrahmen
122 ist im wesentlichen ein halbkreisförmiger Bogen, so dass er um den Kopf des Patienten herum angeordnet werden kann, um eine Kommunikation der Vielzahl an LEDs152 auf dem Referenzrahmen122 mit der Kameraanordnung110 zu ermöglichen. Die Vielzahl an LEDs152 auf dem Referenzrahmen122 ist in einer genau bekannten geometrischen Anordnung angeordnet, so dass die Kalibrierung der Kameraanordnung110 kontinuierlich überprüft werden kann, indem die durch den Digitalisierer114 berechneten geometrischen Positionen der LEDs mit diesen genau bekannten geometrischen Positionen verglichen werden. Fehlende Übereinstimmung zwischen diesen Informationen zeigen an, dass es erforderlich ist, das System erneut zu kalibrieren oder den Referenzrahmen122 zu repositionieren, so dass er besser mit der Kameraanordnung110 kommunizieren kann. Der Rahmen122 schließt auch eine Kalibrierungsvertiefung162 ein. Insbesondere ist die Kalibrierungsvertiefung162 eine exakt positionierte Vertiefung innerhalb der oberen Basis134 und wird zur Kalibrierung oder zur Überprüfung der Kalibrierung der Position der Sondenspitze während des medizinischen oder chirurgischen Verfahrens verwendet. Die genaue Position jedes LEDs152 in Bezug zur Kalibrierungsvertiefung162 ist bekannt. Daher erlaubt die Positionierung einer Spitze einer Lokalisationsrahmen-Sonde in der Kalibrierungsvertiefung162 die Kalibrierung oder die Überprüfung der Kalibrierung der Sonden in der folgenden Weise. Die Spitze der Sonde wird in der Kalibrierungsvertiefung162 positioniert und die LEDs auf der Sonde werden angeregt, um Lichtsignale an die Kameraanordnung110 abzugeben. Die LEDs auf dem Referenzrahmen122 werden ebenfalls angeregt, um mit der Kameraanordnung110 zu kommunizieren. Unter Verwendung der bekannten Position der Vertiefung162 bezüglich der durch den Digitalisierer114 berechneten Position jedes der LEDs wird die Position der Kalibrierungsvertiefung162 mit der Position der Sondenspitze verglichen, die durch den Digitalisierer unter Verwendung der LEDs auf der Sonde berechnet wird, um zu bestätigen, dass keine Beeinträchtigung der Sondenspitze in Bezug zur Vertiefung162 auftritt. Eine Verzerrung der Sondenspitze zeigt an, dass es erforderlich ist, die Sonde zu rekalibrieren, so dass sie präziser mit der Kameraanordnung110 kommunizieren kann, oder die Sonde zu ersetzen. -
12A ,12B und12C veranschaulichen eine andere Ausführungsform des Referenzrahmens in Form eines spinalen bogenförmigen Referenzrahmens200 . Wie der Referenzrahmen122 hat der spinale bogenförmige Referenzrahmen200 eine obere Basis202 , die in Eingriff mit einer Grundplatte204 steht, um eine dazwischenliegende Aushöhlung206 zu bilden. Wie in12A gezeigt, hat der spinale bogenförmige Referenzrahmen 200 im wesentlichen eine U-förmige Konfiguration, wobei LEDs208 an den Enden der Beine209 des U-förmigen Elementes und an dem Übergangsbereich der Beine und der Basis211 des U-förmigen Elementes vorgesehen sind. Seitlich von der Basis211 erstreckt sich eine Kupplung210 , die mit einem Thorako-Lumbal-Instrument212 , wie in den12D ,12E und12F dargestellt, in Eingriff gebracht werden kann. Auf der Basis211 ist auch eine Kalibrierungsvertiefung214 vorgesehen, die denselben Zwecken wie die Kalibrierungsvertiefung162 des Referenzrahmens122 dienende Vertiefung ist. Die Kupplung210 weist 24 gleichmäßig beabstandete Zähne216 auf, die in kreisförmiger Form angeordnet sind, um die 24 gleichmäßig beabstandeten Zähne218 des Thorako-Lumbal-Instrumentes in Eingriff zu bringen. Dies ermöglicht es, dass der spinale bogenförmige Referenzrahmen200 so positioniert werden kann, dass er verschiedene Winkel relativ zum Instrument212 einnimmt. Es ist vorgesehen, dass jede andere Verbindung zum Verbinden des spinalen bogenförmigen Referenzrahmens200 und des Instrumentes212 verwendet werden kann, die variable Positionierungen ermöglicht. Die Grundplatte204 weist eine Öffnung auf, die mit einer Verbindung220 in Eingriff gebracht werden kann, um ein zur Digitalisierer-Kontrolleinheit114 führendes Kabel aufzunehmen. Die LEDs208 sind an die Verbindung220 mittels Drähten222 angeschlossen, wie im Schaltbild gemäß12G gezeigt. - Bezugnehmend auf die
12D ,12E und12F umfasst das Thorako-Lumbal-Instrument212 einen Klammerschaft224 , der mit einer axialen Bohrung versehen ist, innerhalb derer ein Betätigungsschaft226 vorgesehen ist, der mit einem sich hinter das Ende des Klammerschaftes224 erstreckenden Betätigungsknopf228 verbunden ist. Das Ende des Betätigungsschafts226 hat dem Betätigungsknopf228 gegenüberliegend eine innere Gewindebohrung230 , die in Eingriff mit dem externen Gewinde einer Betätigungsschraube232 steht. Ein U-förmiger Kopf234 auf der Schraube232 trägt einen Drehzapfen236 zwischen seinen Schenkeln. Der Drehzapfen erstreckt sich durch die Kelmmbacken238 , so dass die Klemmbacken238 sich um den Drehzapfen236 drehen und sich relativ zueinander bewegen, wodurch ein Aufnahmebereich240 definiert wird, in dem ein Spinalknochen oder ein anderer Körperteil festgeklemmt werden kann. Die Klemmbacken238 weisen Zähne239 für das Festhalten eines Spinalknochens oder eines anderen Körperteils auf und sind federbelastet und werden mittels der Federn242 in ihrer offenen Position gehalten. Wenn der Betätigungsknopf228 gedreht wird, um in Eingriff mit dem Gewinde der Betätigungsschraube232 zu kommen, wird die Schraube232 in die Bohrung230 gezogen, wobei die Klemmbacken ebenfalls in ein Gehäuse246 gezogen werden. Dies führt dazu, dass die Schulterflächen244 des Gehäuses246 mit den Backenoberflächen248 der Klemmbacken238 in Eingriff kommen und die Klemmbacken und der Aufnahmebereich240 geschlossen werden, wenn die Klemmbacken in das Gehäuse gezogen werden. - Das andere Ende des Klemmschaftes
224 hat einen senkrechten Fortsatz250 , der die Zähne218 , die mit den Zähnen216 der Kopplung210 des bogenförmigen spinalen Referenzrahmens200 in Eingriff gebracht werden, trägt. Eine Schraube252 des bogenförmigen spinalen Referenzrahmens läuft durch die Anordnung der Zähne218 und ist in Eingriff mit einer mit einem Gewinde versehenen Öffnung254 in der Kopplung210 des Rahmens200 . Die Schraube252 ist in Eingriff mit der Öffnung254 und klemmt die Zähne216 und die Zähne218 zusammen, um den Winkel zwischen dem bogenförmigen spinalen Referenzrahmen200 und dem Thorako-Lumbal-Instrument212 zu fixieren. Wenn das Instrument212 mit einem Knochen verbunden wird, indem der Knochen in dem Aufnahmebereich240 positioniert und der Betätigungsknopf228 gedreht wird, um die Klemmbacken238 und den Aufnahmebereich zu schließen, befindet sich der Rahmen200 infolgedessen in einer festen Position in Bezug zu dem Knochen, der durch die Klemmbacken festgehalten wird. Jede Bewegung des Knochens resultiert in einer Bewegung des Rahmens200 , die durch die Kameraanordnung110 detektiert werden kann. - Unter Bezugnahme auf die
13A ,13B und13C wird eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lokalisations-Biopsieführungsrahmens300 veranschaulicht. Im allgemeinen schließt der Rahmen300 einen Lokalisationsrahmen302 ein, der eine Biopsieführung304 sowie einen Haltestift306 trägt. Der Lokalisationsrahmen302 umfasst eine obere Basis308 und eine Grundplatte310 , die miteinander verbunden sind, um eine Aushöhlung oder synonym: Ausnehmung312 zu bilden, innerhalb der die an die LEDs316 angeschlossenen Drählte314 vorgesehen sind. Wie in13A gezeigt, umfasst der Lokalisationsrahmen einen verlängerten Bereich318 und einen im wesentlichen V-förmigen Bereich320 mit Schenkeln322 und324 . Eine LED316 ist am Ende jedes Schenkels322 vorgesehen und eine LED316 ist auch am Ende des verlängerten Bereiches318 vorgesehen. Folglich bilden die vier LEDs316 eine rechtwinklige Anordnung. Der darunterliegende Lokalisationsrahmen302 hat jedoch keine rechtwinklige Konfiguration, so dass er für andere Anwendungen angepasst werden kann, beispielsweise für eine Bohrführungsanordnung, die im folgenden unter Bezugnahme auf13D und13E veranschaulicht und beschrieben wird. Der V-förmige Bereich322 erstreckt sich im wesentlichen seitlich von dem verlängerten Bereich318 , um die rechtwinklige Konfiguration der LEDs316 zu ermöglichen. Es ist zu beachten, dass die rechtwinklige Konfiguration der LEDs316 nicht erforderlich ist, und eine trapezförmige Konfiguration der LEDs316 vorteilhaft sein kann, um die Ausrichtung des Lokalisationsrahmens302 eindeutig erkennen zu können. Der Haltestift306 verläuft durch die obere Basis308 und ist im wesentlichen parallel zu einer durch den verlängerten Bereich318 definierten geradlinigen Achse. Der Haltestift306 dient dazu, die Klammern in Eingriff zu bringen, so dass der Lokalisations-Biopsieführungsrahmen300 in einer bestimmten Position relativ zu einem Körperteil positioniert werden kann, um eine Biopsienadel zu führen. - Zur Führung einer Biopsienadel wird der Lokalisationsrahmen
302 mit einer Biopsieführung304 zusammengefügt, die an der Oberseite der oberen Basis308 befestigt und durch eine Klammer328 festgehalten wird, die mittels vier Schrauben330 in Eingriff mit der oberen Basis308 ist. Die obere Basis308 weist auch einen halbkreisförmigen Kanal332 auf, der eine Aufnahme zum Aufnehmen der Biopsieführung326 bildet. Die Führung304 umfasst ein hohles Rohr334 mit einem Kragen336 an einem seiner Enden, der eine mit einem Gewinde versehenen kreisförmige Öffnung zur Aufnahme der Feststellschraube338 aufweist. - Die Grundplatte
310 ist mit einer Verbindung340 versehen, die ein an den Digitalisierer114 angeschlossenes Kabel zur Übertragung von Signalen zur Anregung der LEDs316 aufnehmen kann.12G veranschaulicht eine bevorzugte Ausführungsform einer Schaltung, die die Verbindung340 und vier LEDs miteinander verbindet. - Der Lokalisationsrahmen
302 besteht aus demselben Material wie der Referenzrahmen122 , d.h. dem autoklavierbaren ULTEM1000 black. Die Biopsieführung304 kann aus Edelstahl oder jedem anderen autoklavierbaren Metall oder Kunststoff bestehen. Wie der Referenzrahmen kann der Lokalisationsrahmen batteriebetrieben sein, wodurch ein Kabel oder eine Verbindung zur Aufnahme des Kabels nicht erforderlich sind. -
13D und13E veranschaulichen eine andere Lokalisationsvorrichtung in Form einer Lokalisations-Bohrführungsanordnung350 . Die Anordnung350 schließt einen Lokalisationsrahmen302 ein, der dem bei dem Lokalisations-Biopsieführungsrahmen300 verwendeten Rahmen entspricht, mit der Ausnahme, dass er keinen Haltestift306 aufweist. Er weist einen halbkreisförmigen Kanal332 in der oberen Basis308 auf, der eine Griff- und Bohrführungsanordnung354 anstelle der Biospieführungsrohranordnung304 aufnimmt. Die Anordnung354 schließt einen Griff356 ein, der von dem die Operation durchführenden Chirurgen, Arzt, Techniker oder Krankenschwester verwendet wird. Der Griff356 weist eine Bohrung358 zur Aufnahme eines Schafts360 auf, der innerhalb des halbkreisförmigen Kanals332 sitzt. Der Schaft endet in einem integralen Kragen362 , der eine Bohrführungsröhre364 trägt. Die Achse der Bohrführungsröhre364 befindet sich dabei in einem Winkel bezüglich der Achse des Schaftes360 , um die Ausrichtung der Bohrführungsröhre364 bezüglich dem Punkt, an dem die Bohrkrone in den Patientenkörper eindringen wird, zu erleichtern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Griff- und Bohrführungsanordnung354 ein handelsübliches Instrument, das in dem Kanal332 des Lokalisationsrahmens302 befestigt wird. Die Griff- und Bohrführungsanordnung354 kann beispielsweise ein Sofamor Danek Part870 -705 sein. Schrauben366 (deren Köpfe mit Hochtemperatur RTV-Masse isoliert sind) befestigen den Schaft360 an der oberen Basis308 des Lokalisationsrahmens302 und befestigen den Schaft360 innerhalb des Kanals332 . Wie oben ausgeführt, bildet der V-förmige Bereich320 des Lokalisationsrahmens302 eine Öffnung368 zwischen den Schenkeln322 und324 , so dass die Bohrführungsröhre364 dazwischenliegend angeordnet werden kann und sich abwärts von der durch den Lokalisationsrahmen302 definierten Ebene erstreckt. Dies ermöglicht es dem Chirurgen, die Position der Bohrführungsröhre364 einzusehen, indem er durch die Röhre sieht. Die Verbindung370 ist der Verbindung340 ähnlich, mit der Ausnahme, dass sie winklig mit dem Kabel in Eingriff gebracht werden kann, wodurch der Lokalisations-Bohrführungsanordnung350 eine größere Bewegungsfreiheit verliehen wird. Wie der oben beschriebene Lokalisationsrahmen besteht der Rahmen selbst aus autoklavierbarem ULTEM1000 . Der Griff kann aus Holz, Plastik oder jedem anderen autoklavierbaren Material und der Schaft, der Kragen und die Bohrführung können aus Metall, Plastik oder anderem autoklavierbarem Material, beispielsweise Edelstahl, bestehen.13K veranschaulicht eine bevorzugte Ausführungsform einer Schaltung für die Lokalisations-Bohrführungsanordnung350 . -
13F und13G veranschaulichen eine andere Lokalisationsvorrichtung in Form eines Bohrbügel-Lokalisationsrahmens400 . Dieser Rahmen400 schließt einen Lokalisationsrahmen302 ein, der die gleiche Konfiguration wie die Lokalisationsrahmen für den Lokalisations-Biopsieführungsrahmen300 und die Lokalisations-Bohrführungsanordnung350 hat. Von der Unterseite der Grundplatte310 erstreckt sich ein Halteelement402 , das einen Bohrbügel404 in einer Ebene hält, die im wesentlichen senkrecht zu der durch den Lokalisationsrahmen302 definierten Ebene ist. Der Bügel404 ist im wesentlichen ein Kragen, der über das Gehäuse eines Rex-Bohrers passt und an diesem durch eine Feststellschraube406 fest befestigt ist. Der Bohrbügel-Lokalisationsrahmen400 ermöglicht es, dass das Bohrgehäuse für den Einsatz während eines chirurgischen Eingriffes genau positioniert werden kann. - Das Halteelement
402 trägt auch eine Verbindung408 zur Aufnahme eines Kabels, das an die Digitalisierer-Kontrolleinheit114 angeschlossen ist. Das Halteelement402 weist einen hohlen Kanal auf, so dass die Verbindung408 an die Drähte410 angeschlossen werden kann, die an die LEDs316 angeschlossen sind.13J veranschaulicht eine bevorzugte Ausführungsform einer Verdrahtung zwischen den LEDs316 und der Verbindung408 . -
13H und13I veranschaulichen eine andere Lokalisationsvorrichtung in Form einer Ventrikulotomie-Sonde500 . Die Sonde500 schließt einen Griff502 ein, der eine Bohrung504 zur Aufnahme eines Trägerschafts506 aufweist, der eine Katheterführungsröhre508 entlang einer Achse trägt, die parallel zur Achse des Griffes502 ist. Der Griff schließt drei LEDs510 ein, die entlang seiner oberen Fläche angeordnet sind, um mit der Kameraanordnung110 zu kommunizieren. Der Griff502 weist einen hohlen Kanal auf, der in einer Bohrung512 zur Aufnahme einer Verbindung514 endet. Die Verbindung514 ist mit Drähten516 verbunden, die an die Anschlüsse der LEDs510 angeschlossen sind.13J veranschaulicht eine bevorzugte Ausführungsform einer Schaltung für die Verbindung der Verbindung514 mit den LEDs510 . Im Betrieb wird die Röhre508 innerhalb des Körpers, beispielsweise dem Gehirn, positioniert, so dass ein Katheter in den Körper eingesetzt werden kann. Die Röhre508 schließt einen oberen Schlitz518 ein, durch den ein Katheter eingesetzt werden kann. Vorzugsweise ist das Zentrum der Röhrenspitze colinear mit der Höhe der drei LEDs510 , so dass dazwischen eine gerade Achse definiert wird. Basierend auf dieser geraden Achse und der zuvor gewonnenen Kenntnis des Abstandes zwischen der Spitze und den LEDs510 , können die Kameraanordnung110 und der Digitalisierer114 die Position der Spitze zu jedem Zeitpunkt während eines chirurgischen oder medizinischen Eingriffes bestimmen. - Das erfindungsgemäße System kann in der folgenden Weise verwendet werden. Ein Referenzrahmen wird an einem Körperteil befestigt. Beispielsweise kann der bogenförmige craniale Referenzrahmen
122 über eine Kopfklammer, wie beispielsweise eine Mayfield-Klammer, direkt an einem Kopf oder der bogenförmige spinale Referenzrahmen200 über das Thorako-Lumbal-Instrument212 direkt an einem Spinalknochen befestigt werden. Danach führt eine Bewegung des Körperteils zu einer entsprechenden Bewegung des angebrachten Referenzrahmens. Die Position des Körperteils kann verfolgt werden, indem die LEDs des Referenzrahmens angeregt werden, ein Signal an die Kameraanordnung110 abzugeben, so dass die Anordnung die Position des Referenzrahmens und damit die Position des Körperteils bestimmen und verfolgen kann. - Ein Lokalisationsrahmen wird verwendet, um ein Instrument bezüglich des Körperteils genau zu positionieren. Beispielsweise kann ein Lokalisations-Biopsieführungsrahmen
300 verwendet werden, um eine Biopsienadel in Bezug auf den Körperteil zu positionieren. Alternativ kann eine Lokalisations-Bohrführungsanordnung350 verwendet werden, um eine Bohrkrone bezüglich dem Körperteil zu positionieren. Alternativ kann ein Bohrbügel-Lokalisationsrahmen400 verwendet werden, um einen Bohrer in Bezug auf den Körperteil zu positionieren. Alternativ kann eine Ventrikulotomie-Sonde500 verwendet werden, um einen Katheter in Bezug auf ein Körperteil zu positionieren. Die Position des Instrumentes kann verfolgt werden, indem die LEDs des Lokalisationsrahmens zur Abgabe eines Signals an die Kameraanordnung110 angeregt werden, so dass die Anordnung die Position des Lokalisationsrahmens und folglich die Position des Instrumentes bestimmen und verfolgen kann. - Während der Kalibrierung des Systems wird die Position des Referenzrahmens bezüglich dem Körperteil bestimmt. Beim prä-operativen Scanen verwendete Markierungen werden in den Koordinaten des durch den Referenzrahmen definierten Operationsgebietes angegeben. Es ist zu beachten, dass anatomische Kennungsmarken als Markierungen verwendet werden können. Dadurch wird eine Beziehung zwischen dem Gebiet des prä-operativen Scans und dem Operationsgebiet hergestellt. Wenn die Beziehung hergestellt ist, kennt das System die Position der prä-operativen Scans in Bezug zum Referenzrahmen und kann somit Scans erzeugen, die die Position des Lokalisationsrahmens und des Instruments relativ zum Körperteil wiedergeben. Mit anderen Worten wird durch das System eine bildgeführte Chirurgie erreicht. Das System ist ideal dafür geeignet, kleine, tief sitzende Gefäßläsionen und Tumore zu lokalisieren und das Ausmaß der mikrochirurgischen Sektion zu vermindern. Es ist auch zur Identifizierung von Grenzgebieten geeignet. Beispielsweise könnte ein Chirurg versuchen, ein Grenzgebiet zwischen normalem Hirngewebe und großen supratentorialen Gliomen zu identifizieren, das vielleicht deutlich in den prä-operativen Scans dargestellt wird, im Operationssaal während der Operation jedoch nur schwer visuell zu orten ist. Der Chirurg kann dann eine Lokalisationssonde nehmen und sie nahe des Grenzgebietes positionieren. Die LEDs des Referenzrahmens und der Lokalisationssonde werden durch Betätigung des Fußschalters
116 aktiviert. Infolgedessen wird der Monitor106 ein Bild der Position der Sonde relativ zu einem prä-operativen Scan ausgeben. Durch Beobachtung des Monitors kann der Chirurg nun die Richtung bestimmen, in die die Sonde bewegt werden muss, um das Grenzgebiet präziser zu lokalisieren. Wenn das Grenzgebiet lokalisiert ist, können kleine baumwollartige Markierungen (englisch: microcottonoid markers) an dem auf dem Monitor angezeigten Grenzgebiet des Tumors positioniert werden, bevor mit der Resektion begonnen wird. Auch das Plazieren ventrikularer Katheter für Shunts oder für die Ventrikulotomie sowie von Behältern wird unter Verwendung des Systems erleichtert, insbesondere bei Patienten, die kleine Ventrikel haben oder einer Coagulopathie (beispielsweise Leberstörungen, AIDS) unterliegen, bei denen ein einzelner Eingriff wünschenswert ist. Das System ist auch für die Durchführung stereotaktischer Biopsien geeignet. Für weitere, das System betreffende Informationen wird auf die folgenden Artikel verwiesen, die hierin in gesamtem Umfang unter Bezugnahme aufgenommen werden: Germano, Isabelle M., The NeuroStation System for Image-Guided, Frameless Stereotaxy, Neurosurgery, Bank 37, Nr. 2, August 1995. - Smith et al., The NeurostationTM – A Highly accurate, Minimally Invasive Solution to Frameless Stereotactic Neurosurgery, Computerized Medical Imaging and Graphics, Band 18, Nr. 4, Seiten 247-256, 1994.
- In Anbetracht der obigen Beschreibung wird deutlich, dass die verschiedenen Aufgaben der Erfindung gelöst und andere Vorteile erreicht werden.
- Da die obigen Konstruktionen, Produkte und Verfahren vielfach gewandelt werden können, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen, ist der gesamte Inhalt der obigen Beschreibung und der beigefügten Abbildungen lediglich als veranschaulichend und nicht als begrenzend anzusehen.
- In Anbetracht der obigen Beschreibung wird deutlich, dass die verschiedenen Aufgaben der Erfindung gelöst und andere Vorteile erreicht werden.
- Da die obigen Konstruktionen, Produkte und Verfahren vielfach gewandelt werden können, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen, ist der gesamte Inhalt der obigen Beschreibung und der beigefügten Abbildungen lediglich als veranschaulichend und nicht als begrenzend anzusehen.
Claims (6)
- Vorrichtung (
300 ;350 ;400 ;500 ) zur Verwendung mit einer chirurgischen Navigationsvorrichting umfassend eine Sensoranordnung (110 ;112 ), die sich in Kommunikation mit der Vorrichtung (300 ;350 ;400 ;500 ) befindet, um deren Position anzugeben, wobei die Vorrichtung (300 ;350 ;400 ;500 ) der Führung eines Instrumentes zur Aufnahme eines Körperteils dient, wodurch sich das Instrument in einer bekannten Position relativ zum Körperteil befindet, wobei die Vorrichtung (300 ;350 ;400 ;500 ) gekennzeichnet ist durch, ein Gehäuse (308 ;310 ) mit einer darin befindlichen Ausnehmung (312 ;514 ); eine auf dem Gehäuse (308 ;310 ) vorgesehene Struktur (304 ;354 ;404 ;508 ) zur Führung des Instrumentes, um so das Instrument in einer relativen Beziehung zum Gehäuse (308 ;310 ) zu halten; eine Mehrzahl lichtemittierender Dioden (316 ;510 ) auf dem Gehäuse (308 ;310 ), wobei die Dioden (316 ;510 ), wenn sie aktiviert werden, Licht zur Kommunikation mit der Sensoranordnung (110 ;112 ) der chirurgischen Navigationsanordnung emittieren; einen Anschluss (340 ;370 ;408 ;514 ), der mit dem Gehäuse (308 ;310 ) verbunden und für eine Verbindung mit dem an der chirurgischen Navigationsanordnung angebrachten Kabel angepasst ist, wobei der Anschluss (340 ;370 ;408 ;514 ) dem Empfang des Signals zur Aktivierung der Dioden (316 ;510 ) dient; Kabel (314 ;410 ;516 ), die innerhalb der Ausnehmung (312 ;514 ) des Gehäuses (308 ;310 ) vorgesehen sind und die den Anschluss (340 ;370 ;408 ;514 ) und die lichtemittierenden Dioden (316 ;510 ) elektrisch verbinden, zur Übermittlung der Signale, die vom Anschluss (340 ;370 ;408 ;514 ) empfangen wurden, zu den Dioden (316 ;510 ) zur Aktivierung der Dioden (316 ;510 ). - Vorrichtung (
300 ) gemäß Anspruch 1, des weiteren umfassend ein auf dem Gehäuse (308 ;310 ) angebrachtes Führungsrohr (334 ) zur Aufnahme eines Biopsieinstrumentes sowie ein sich von dem Gehäuse (308 ;310 ) erstreckendes Trägerelement (306 ) zur Aufnahme einer Klammer, die das Gehäuse (308 ;310 ) in einer relativ festgelegten Position festhält. - Vorrichtung (
350 ) nach Anspruch 1, des weiteren umfassend einen Griff (356 ), der an dem Gehäuse (308 ;310 ) angebracht ist, und ein Führungselement (364 ) mit einer Öffnung zur Aufnahme einer Bohrerspitze. - Vorrichtung (
400 ) nach Anspruch 1, des weiteren umfassend einen Bügel (404 ), der an dem Gehäuse (308 ;310 ) angebracht ist und der eine Öffnung zur Aufnahme einer Bohrerspitze aufweist. - Vorrichtung (
500 ) nach Anspruch 1, des weiteren umfassend ein Führungsrohr (508 ), das an dem Gehäuse (308 ;310 ) angebracht ist und das eine Öffnung zur Aufnahme eines Katheters aufweist. - Vorrichtung (
300 ;350 ;400 ;500 ) nach einem der Ansprüche 1–5, des weiteren umfassend eine Mulde im Gehäuse (308 ;310 ) zur Aufnahme einer Sonde, die in Kombination mit der chirurgischen Navigationsanordnung zur Kalibrierung der Anordnung und der Vorrichtung verwendet wird.
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