NO325525B1 - Apparat for a assistere perkutan datamaskinbasert tomografi-ledet kirurgisk aktivitet - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et apparat for å assistere perkutan, datamaskinbasert tomografi-ledet kirurgisk aktivitet og som er betjenbar basert på datamaskinbaserte tomografi (CT) skivedata som er oppnåelige fra CT-apparat ved bruk av et kirurgisk instrument av nåltype som er tilpasset til å bli innført fra et utvendig innførings-inngangspunkt til et innvendig målpunkt som det skal opereres på, der apparatet har laseranordning for å tilveiebringe en laserstråle, og middel for å anvende CT-skivedata som svarer til minst nevnte innføringspunkt og nevnte målpunkt, idet første koordinatverdier for nevnte innføringspunkt er relatert til en første tomografiskiveposisjon som er tilveiebragt langs en kraniokaudal retning, og idet andre koordinatverdier for nevnte målpunkt er relatert til en andre tomografiskiveposisjon langs nevnte kraniokaudale retning.

Apparatet er således relatert til nevnte kirurgiske aktivitet når der anvendes et kirurgisk instrument av nåltype som skal innføres i menneskekroppen eller dyrekroppen fra et innførings-inngangspunkt på en hudoverflate av nevnte kropp til et målpunkt inne i kroppen.

Et apparat av den innledningsvis nevnte type er kjent fra US patent 5.590.655 og US patent 5.628.327, der det beskrives hvorledes et kirurgisk instrument kan ledes til et mål inne i en kropp via et innføringspunkt og med assistanse fra en laserstråle fra en laseranordning for styring av instrumentet, og der laserstrålens retning og dermed instrumen-tets innføringsvinkler og innføringsdybde bestemmes ved bruk av CT-bilder.

Datamaskinbasert tomografi (CT) er en røntgengranskningsmåte der snittbilder, såkalte skivekutt, tas av en pasients kropp ved å la en røntgenanordning rotere 360 grader om pasienten. Pasienten plasseres på et bevegelig bord som beveger seg med inkrementelle skritt langsomt gjennom en åpning eller tunnel der røntgenanordningen roterer om tun-nelen. Pasientens kropp blir derved "oppsnittet" av en CT-datamaskin omtrentlig som å kutte et brød i skiver. Hver av disse skiver blir så betraktet av en operatør på en fremviser. Skivebildene tas i rett vinkel i forhold til pasientens langsgående akse, og hvert bilde har et nummer som svarer til en adresse langs den langsgående aksen (z-aksen). Det er mulig å velge både tykkelsen av skivene og den mellomliggende avstand mellom skivene. Den normale skivetykkelsen er 7 eller 10 mm tykkelse kant-mot-kant.

Det er av og til nødvendig å innføre en tynn instrumentnål i en pasient og mot et område som skal undersøkes, og for eksempel fjerne noen vevsceller for å etablere hvorvidt for eksempel en ondartet svulst er tilstede. Hvis slik svulst er stor og nær hudoverflaten, er slik biopsiprosedyre normalt ikke komplisert. Dersom svulsten imidlertid er liten og/eller ligger dypt inne i kroppen, vil det forstås at det kan være meget vanskelig å treffe målsvulsten nøyaktig med nålen.

Nåværende praksis er at det først blir tatt en rekke datamaskinbaserte tomografi- skivebilder av pasienten. Deretter blir de forskjellige bilder som skal vises på fremviseren gjennomsøkt inntil et bilde finnes der svulsten klart vises.

Deretter blir en elektronisk markering foretatt på fremviseren som tilsvarer punktet på huden der det er ønskelig å ha innføringspunktet, for eksempel 5 cm til høyre for en midtlinje. Deretter beveges pasientbordet til adressen eller bordposisjonen på angjeldende bilde, og ved hjelp av et ledelys trekkes en linje på tvers av pasientens kropp, svar-ende til den langsgående aksens adresse for angjeldende bilde. Det måles så ved hjelp av en linjal 5 cm til høyre fra midtlinjen, og en markering foretas der på kroppen. Ved denne markeringen plasseres det en liten metallindikator, for eksempel spissen av en sprøyte som festes til huden ved hjelp av klebebånd og parallelt med pasientkroppens langsgående akse. Igjen blir angjeldende bilde tatt, og ved dette tilfellet vil metallindi-katoren fremtre på bildet ved det tilsiktede innføringspunkt, og det er derved mulig å kontrollere at innføringspunktet svarer til det som var tilsiktet.

Det neste trinn er å anbringe to elektroniske kryss på fremviseren, ett ved innførings-punktet og ett ved svulsten. CT-datamaskinen vil så beregne avstanden mellom de to punktene og vinkelen mellom disse. Avstanden kan for eksempel være 7,5 cm, og vinkelen for eksempel 21,5° til høyre i forhold til vertikalen. Lokal anestesi tilføres området for innføringspunktet og en instrumentnål blir deretter beveget 7,5 cm inn i pasientens kropp.

En vesentlig ulempe ved en slik fremgangsmåte er at den riktige vinkel under innføring av nålen må bestemmes av radiologen mer eller mindre ved øyemål. Bruk av anordninger som kan anbringes på menneskekroppen og i fysisk kontakt med instrumentet og dets nål er tungvinte i bruk, unøyaktige og må omfattende desinfiseres etter bruk eller være av engangsbruk typen. Slike anordninger er derfor kostbare i bruk, og risikoen for infeksjon er til stede, såfremt ikke absolutt sterile forhold er tilstede under de gjentatte forsøk på å treffe målet, for eksempel en svulst.

I praksis bestemmer oftest radiologen ganske enkelt innføringsvinkelen for nålen basert på kun øyemålvurdering. Slik det vil forstås er det ikke i det hele tatt lett å innføre en nål i en nøyaktig vinkel lik 21,5° basert på kun øyemål. I tillegg må innføringen foretas i et plan som er nøyaktig 90° i forhold til den langsgående akse for pasientens kropp. Ved således å anvende nåværende fremgangsmåte for såkalt frihåndsstikk er det hyppig nødvendig å foreta flere stikkforsøk før målet treffes. Etter hvert stikkforsøk må nye skivebilder tas for å kontrollere hvorvidt nålspissen på instrumentet har truffet målet eller ikke. Av og til er det blitt erfart at instrumentnålen ikke er blitt innført i kroppen i plan som er 90° i forhold til den langsgående akse for pasientens kropp, og nålen kan derved ha beveget seg ut av skiveplanet. Det vil forstås av en hvilken som helst kirurg at vanskelige stikkoperasjoner er uhyre tidskrevende, og i verste tilfellet kan ta mer enn én time. Dette medfører en økt risiko for komplikasjoner, slik som innvendige blødnin-ger, i tillegg til det åpenbare ubehag for pasienten. Dessuten er en datamaskinbasert to-mografimaskin en meget kostbar innretning som koster ca. én million US dollar (ca. åtte millioner norske kroner) eller mer. Således er kostnaden ved å anvende en maskin pr. tidsenhet viktig. Derfor er dette mer enn ofte et problem ved den medisinske undersø-kelsesprosess innenfor et sykehus, og tidsforbrukende forsøk på å treffe målet innenfor pasientens kropp kan oppta CT-maskinen under en uakseptabel lang tidsperiode. For å løse problemet med innføring av instrumentnålen i pasientens kropp i en korrekt vinkel, anvender visse sykehus forskjellige typer av stikktilbehør, både mekaniske og optiske. I praksis blir de ikke anvendt i omfattende utstrekning, ganske enkelt fordi deres betje-ning er noe tungvint.

Fra den kjente teknikk er der kjent mange fremgangsmåter og anordninger for å assistere perkutan datamaskinbasert, tomografi-ledet kirurgisk aktivitet innenfor en menneskekropp eller dyrekropp. Mange anordninger og fremgangsmåter baserer seg imidlertid i sterk grad på at anordningen fastspennes på menneskekroppen, for eksempel hodet på et menneske, slik som beskrevet for eksempel i US patent 5116344. Andre anordninger, slik som beskrevet i østerriksk patent 387903 baserer seg på at anordningen festes til menneskekroppen ved innføringspunktet og med det kirurgiske instrument av nåltypen forløpende gjennom et føringsrør på anordningen. En slik anordning krever enten omfattende rengjøring etter bruk, eller at anordningen ganske enkelt er en engangs-bruksanordning, hvilket gjør den temmelig kostbar.

US patent 4733661 vedrører en håndholdt anordning for innføring av det kirurgiske instrument, men er vanskelig å anvende pga. at kirurgen må bruke én hånd på anordningen og én hånd på det kirurgiske instrumentet som skal innføres, hvilket kan vise seg vanskelig i praksis. Dessuten er det kirurgiske instrumentet i kontakt med anordningen og omfattende rengjøring av anordningen etter bruk er absolutt nødvendig.

US patent 5308352 vedrører en stereotaktisk anordning som understøttes av en ramme-konstruksjon over plattformen på hvilken menneskekroppen eller dyrekroppen anbringes. Anordningen settes i fysisk kontakt med kroppen og fastspennes i den posisjon til støtterammen. Deretter blir det kirurgiske instrumentet innført i kroppen gjennom et par ledehull. Således krever også den stereotaktiske anordning ifølge US patent 5308352 omfattende rengjøring etter bruk, hvilket gjør den komplisert og kostbar for praktisk bruk.

Et stereotaktisk instrument tilsvarende det i US patent 47333661 er også kjent fra europeisk patentpublikasjon 0414130. Imidlertid gjelder de samme mangler mht. andre tidligere kjente anordninger av samme type også for den i europeisk patentsøknad 0414130.

Den foreliggende oppfinnelse tilsikter imidlertid å tilveiebringe et apparat der assistan-sen ved kirurgisk aktivitet er basert på en ikke-fysisk kontakt mellom apparatet og menneskekroppen eller dyrekroppen, eller mellom apparatet og det kirurgiske instrument av nåltype som skal innføres i nevnte kropp. Ved oppfinnelsen tilsiktes videre å bestemme innføringsdybde, transversal innføringsvinkel og kraniokaudal innføringsvinkel for et kirurgisk instrument av nåltypen som skal innføres i menneskekroppen eller dyrekroppen fra et innførings-inngangspunkt på en hudoverflate av kroppen til et mål inne i kroppen.

Det innledningsvis nevnte apparat kjennetegnes, ifølge oppfinnelsen ved at nevnte middel er virksomt til å beregne verdier for transversal innføringsvinkel og kranio-kaudal innføringsvinkel basert på nevnte første koordinatverdier for nevnte innførings-punkt og andre koordinatverdier for nevnte målpunkt, at trigonometriske midler er tilveiebragt for å beregne en innføringsdybde for nevnte kirurgiske instrument fra nevnte første og andre tomografiskivers bildekoordinatverdier, at nevnte laseranordning er tilveiebragt på apparatet for å avgi en innføringsretning-laserstråle for det kirurgiske instrumentet, og at middel er tilveiebragt for å justere en retning av nevnte laserstråle basert på beregnede dataverdier for nevnte transversale innføringsvinkel og kraniokaudale innførings-vinkel oppnådd fira nevnte CT-skivedata, idet nevnte justeringsmiddel setter retningen for nevnte laserstråle i stand til å bli plassert koaksialt med en innføringsretning for nevnte kirurgiske instrument.

Apparatet kan dessuten omfatte en støttearm som bærer nevnte laseranordning, idet nevnte støttearm er plassert horisontalt over nevnte innføringsinngangspunkt og perpendikulært på nevnte kraniokaudale retning.

Med fordel kan apparatet dessuten omfatte middel for å generere en hjelpelaserstråle for å tilveiebringe et lysplan parallelt med nevnte kraniokaudale retning.

Ifølge en annen utførelsesform kan apparatet dessuten omfatte en støttekonstruksjon som har et basiselement, et oppstående element som strekker seg fra nevnte basiselement, og et tversgående element som strekker seg fra et øvre område av det oppstående elementet for å understøtte nevnte laseranordning.

Nevnte støttekonstruksjon kan være festbar til bromiddel som danner en støtte for et bevegelig leie på en CT-maskin.

Videre er nevnte laseranordning med fordel bevegelig langs nevnte tversgående element og er selektivt festbar ved vilkårlige steder langs dette.

I en annen utførelse av apparatet omfatter nevnte oppstående element en justerbar teleskopisk anordning.

Med fordel kan nevnte basiselement være utformet til å hvile på et gulv.

Apparatet kan i utførelsesform være tilpasset til å bli opphengt fra et tak over et bevegelig leie på en CT-maskin.

I en annen utførelsesform kan laseranordningen monteres på et horisontalt plassert tversgående element.

Ifølge en ytterligere utførelsesform av apparatet kan det dessuten omfatte middel for å justere et vertikalt nivå av nevnte tversgående element.

I en ennda ytterligere utførelsesform av apparatet kan laseranordningen bæres av støtte-anordning som er opphengt fra en øvre del av et CT-avsøkende apparat, idet støttean-ordningen har et oppstående element og et tversgående element som er nivåjusterbart. Videre kan apparatet i en foretrukket utførelsesform være utstyrt med en støttearm som bærer nevnte laseranordning og en hjelpelaseranordning, idet nevnte støttearm er tilpasset til å være plassert horisontalt over nevnte innførings-inngangspunkt og perpendikulært på nevnte kraniokaudale retning, og idet nevnte hjelpelaseranordning er tilpasset til å gi et laserstråle skapt lysplan parallelt med nevnte kraniokaudale retning når nevnte støttearm er perpendikulær på nevnte kraniokaudale retning.

Over det CT-bevegelige bordet er således laseranordningen bevegelig langs det tversgående elementet eller armen som er utformet som et skinnemiddel. Laseranordningen kan vinkles generelt i to retninger, både på tvers av den langsgående aksen på pasientens kropp og i den kraniokaudale retning. Skinnen kan installeres horisontalt, for eksempel én meter over pasienten og plasseres 90° i forhold til CT-bordets langsgående retning. Laseranordningen er bevegelig mot venstre eller høyre i forhold til pasientkroppens langsgående akse langs nevnte skinne. Skinnen understøttes av det oppstående elementet eller er opphengt fra et tak. Innføringspunktet på huden markeres ved bruk av passende sverte. Laseranordningen settes til den riktige vinkel, dvs. vinkelen som er blitt lest på en fremviser, og beveges enten mot høyre eller venstre i forhold til den langsgående akse for pasientens kropp, slik at laserlysstrålen belyser nøyaktig det markerte innføringspunktet. Justering langs den langsgående aksen på pasientens kropp for å få laserlysstrålen til å treffe innføringspunktet foretas ved å kjøre CT-bordet mot hodeenden og/eller fotenden, hvilken operasjon kan gjøres med millimeters nøyaktighet.

I forbindelse med den foreliggende oppfinnelse blir huden ved innføringspunktet for instrumentnålen på riktig måte rengjort og den stikkende nålens ende plasseres på huden ved innføringspunktet, dvs. der laserstråleflekken eller hårkryssbildet sees. Instrumentnålen holdes i en slik stilling at laserlysstrålen treffer midtpartiet på den bakre flate av instrumentet. Deretter beveges nålen inn i pasienten samtidig med at det sikres at laserlysstrålen hele tiden sees som en rød flekk eller et rødt kors på den bakre endeflaten av nål-typeinstrumentet. Nålen blir derved innført med den riktige innføringsvinkel. På den vanlige måte er innføringsdistansen eller dybden blitt markert på nålen ved hjelp av "steristrip" (sterilt, smalt klebebånd) dersom det ikke finnes noen centimeter- eller milli-metermålestokk på nålen.

Eventuelle ytterligere trekk ved den foreliggende oppfinnelse vil fremgå av de vedlagte patentkrav, samt fra den etterfølgende beskrivelse av oppfinnelsen med henvisning til de vedlagte tegninger som beskriver ikke-begrensende eksempler av utførelsesformer ifølge den foreliggende oppfinnelse. Fig. 1 viser en utførelsesform av det foreliggende apparat med et datamaskinbasert tomografiapparat. Fig. 2 er en forenklet versjon av apparatet ifølge oppfinnelsen i en prototyp utførelses-form.

Fig. 3 og 4 er perspektivriss fra motsatte sider av apparatet ifølge oppfinnelsen.

Fig. 5 er en detalj ved apparatet i en forstørret målestokk.

Fig. 6,7 og 8 er ytterligere detaljerte riss av apparatet, ifølge oppfinnelsen.

Fig. 9 er et detaljert, delvis bortkuttet riss av en del av apparatet, ifølge oppfinnelsen. Fig. 10 er et delvis skjematisk riss av en detaljert, delvis utførelsesform som er vist på fig. 9.

Fig. 11 er et skjematisk riss ovenfra av utførelsesformen i fig. 10.

Fig. 12 er et x, y, z diagram for å illustrere innføringsinngangspunkt og mål i et enkelt plan. Fig. 13 er et x, y, z diagram som illustrerer innføringsinngangspunkt i et plan og et mål innenfor kroppen i et annet, parallelt plan. Fig. 14 er et fremvisningsbilde av et innføringsinngangspunkt og mål i et enkelt plan. Fig. 15a, 15b og 15c viser innføringsinngangspunkt og mål i forskjellige plan, som angitt på fig. 13. Fig. 16 er et forenklet blokkskjema over en anordning for å beregne transversal innfø-ringsvinkel, kraniokaudal innføringsvinkel og innføringsdybde. Fig. 17 er et forstørret diagram for å forstå matematikken for en beregning av transversal innføringsvinkel, kraniokaudal vinkel og innføringsdybde. Fig. 18-20 viser alternative måter for mekanisk å understøtte apparatet, ifølge oppfinnelsen. Fig. 21a og 21b er CT-skiver for et første medisinsk tilfelle med tradisjonell biopsitek-nikk, og fig. 22 er en CT-skive for et andre medisinsk tilfelle med tradisjonell biopsitek-nikk. Fig. 23a, 23b, 23c, 23d og 23e er CT-skiver av et tredje medisinsk tilfelle ved bruk av anordningen ifølge den foreliggende oppfinnelse og metodikken relatert til denne.

Et datamaskinbasert tomografiapparat er i den resterende beskrivelse definert som et CT-apparat. CT-apparatet 1 (fig. 1) har et pasientunderstøttende bord 2 som er glidbart langs en støtte 3 som har middel deri for å bevege nevnte bord 2, i det minste delvis, gjennom en avsøkeråpning 4 i apparatet 1 ved hjelp av motorer innenfor støtten 3 som tilveiebringer inkrementelle bevegelsesmåter for nevnte bord 2 på hvilket en pasient 5 som skal granskes er anbragt. CT-apparatet har på innsiden på en i og for seg kjent måte og som ikke skal beskrives ytterligere, en roterende avsøker som beveger seg langs en sirkulært dannet spalte 6 som angitt på fig. 1.

Apparatet, ifølge oppfinnelsen, for å assistere perkutan, datamaskinbasert tomografiledet kirurgisk aktivitet innenfor en menneskekropp, slik som pasienten S, er generelt angitt med henvisningstall 7. I en ikke-begrenset utførelsesform av oppfinnelsen består apparatet 7 av et basiselement 8, oppstående elementer 9 og 9', hvilke er fortrinnsvis teleskopisk montert og innbyrdes låsbare ved hjelp av et låsehåndtak 10. Dessuten har apparatet 7 et tversgående element 11 som strekker seg fra et øvre område av det oppstående elementet 9'. Apparatet 7 har en enhet 12 som er bevegelig langs det tversgående elementet 11 og er låsbart i en posisjon langs dette. Enheten 12 har en laseranordning 13 som innbefatter en krafttilførsel 14 (fig. 11) for laseranordningen 13. Nevnte krafttilførsel 14 har hensiktsmessig en på/av bryter 15. Laseranordningen 13 har hensiktsmessig en kraftinnløpsterminal 16, vist på figurene 10-11. Basert på beregninger som skal forklares ytterligere kan den tversgående innføringsvinkel og kraniokaudale innføringsvinkel beregnes. Ved å anvende for eksempel dreieknott 17, kan den transversale innføringsvinkel som skal beskrives av en laserstråle 13' innstilles. Tilsvarende kan den kraniokaudale innføringsvinkel innstilles for strålen 13' ved hjelp av en juste-ringsknott 18 (fig. 9). Dreiningen av knotten 17 er en bevegelse som overføres gjennom en utveksling 17' til en todimensjonal dreieanordning 19 som har en ytre ring og indre ring som er bevegelig i forhold til hverandre. Ved således å betrakte fig. 11 betyr drei-ning av knotten 17 at laseranordningen 13 vil være bevegelig i retningen av langsiden på tegningsarket. Bevegelse av justeringsknappen 18 via en første utveksling 18' og en andre utveksling 18" vil medføre at ringen 21 vil bevege seg i forhold til ringen 20 for å være i stand til å bevege laseranordningen 13 parallelt med tegningsarkets kortside. Utvekslingen 17' og hensiktsmessig også utvekslingen 18" kan ha vinkelindikatorer for at en operatør av det oppfinneriske apparat kan vite når de innstilte vinkler er blitt nådd.

Laseranordningen 13 mottar kraft fra krafttilførselen 14 via forbindelsesledninger 22. En fremviser for indikasjon av for eksempel kraniokaudal innføringsvinkel er skjematisk blitt angitt på fig. 10 med henvisningstall 23. Vinkelindikatoren er også blitt vist som et eksempel på fig. 6. Tilsvarende, som vist på fig. 6 er en vinkelindikator for den transversale innføringsvinkel blitt angitt med henvisningstall 24. Som angitt på fig. 8, kunne en beregnerinnretning 25 danne en enhetlig del av anordningen og for eksempel være plasserbar på en endedel av det tversgående element 11, som angitt på fig. 6 med henvisningstall 11'. Basert på x og y verdier oppnådd fra tomografi-bilde koordinatverdier, vil det være mulig å beregne den transversale innføringsvinkel og kraniokaudale innføringsvinkel og således få disse vinkelverdier vist på fremvisere 25' og 25".

Som vist på fig. 6 og 7, er enheten 12 bevegelig langs det tversgående elementet 11 og kan låses i en hvilken som helst stilling langs dette ved hjelp av låseelementer 26 som kan frigjøres ved hjelp av skyveknotter 27. I en særlig utførelsesform ansees det mulig å bevege enheten 12 over et overgangsområde 28 mellom det tverrgående elementet 11 og det oppstående elementet 9'.

Hensiktsmessig er en kuppel 29 (fig. 5) plassert under utgangen fra laseranordningen 13, idet nevnte kuppel 29 er av et materiale og tykkelse som bevirker liten eller ubetyde-lig brytning av laserstrålen 13 når den passerer gjennom kuppelmaterialet. Hensiktsmessig er utgangen fra laseranordningen 13 nær den indre overflaten av kuppelen. Kuppelen er primært for å beskytte laseranordningen 13 mot skade bevirket ved uhellsmes-sige støt.

En mer forenklet versjon av apparatet, ifølge oppfinnelsen, og som danner en prototyp for apparatet, er vist i nærmere detalj på fig. 2. Apparatet har en tversgående øvre bjelke 11 som kan forbindes med et oppstående element 9,9'. Det tversgående elementet 11 har hensiktsmessig et par glideskinner 30,31 med glidesko 32,33,34, 35 som er festet til et felles plateelement 36. Platen 36 er festet til en enhet 37 via en hengselfor-bindelse 38 og en kraniokaudal vinkeljustering av forbindelse 39. Enheten 38 består av en laseranordning 40, hensiktsmessig av den samme type som betegnet med henvisningstall 13 i forbindelse med beskrivelsen av utførelsesformen som er vist på fig. 1,3-11. Dessuten har nevnte enhet 37 hensiktsmessig et nivå 41 for å indikere en kranio-kaudal innføringsvinkel som er lik 0° som også angitt med en vinkelindikator 42. En in-dikator 43 for transversal innføringsvinkel er også plassert på en enhet 37 og er forsynt med en fastgjøirngsknott 44. Når den riktige transversale innføringsvinkel og den riktige kraniokaudale innføringsvinkel er blitt beregnet, vil laserstrålen 40' peke mot det riktige innføringspunkt 5' på pasientens 5 kropp. Det kirurgiske instrument av nåltypen som skal innføres i pasientens S kropp er betegnet med henvisningstallet 45 på fig. 2. Instrumentet 45 skal holdes med hånd av en kirurg/ lege. Ved en fjerntliggende ende 46 av instrumentet er der plassert et siktepunkt eller en flate 46', hensiktsmessig, men ikke nødvendigvis laget av et lysreflekterende materiale. Ved således å huske på at laserstrålen 40' er rettet til å peke med riktig transversal innføringsvinkel og kraniokaudal vinkel ved innføringspunktet 5', vil innføring av instrumentet ved innføringspunkt 5' og samtidig sikring at siktepunktet eller flaten 46' alltid treffes av laserstrålen 40', sikre at instrumentet beveges riktig inn i pasientens 5 kropp. Selv om laserstrålen 40' kan skape kun én lysflekk på den fjerntliggende enden 46 av instrumentet, kunne laserstrålen være av en hårkorstype, for derved lettere å definere et midtpunkt på nevnte fjerntliggende ende 46.

På en i og for seg kjent måte har nåldelen 47 av instrumentet 5 en lengdeskala, for eksempel i metriske enheter slik som centimeter, for å være i stand til å observere den riktige innføringsdybde av nåldelen 47.

Ved således å kjenne den riktige transversale innføringsvinkel og den kraniokaudale innføringsvinkel, samt innføringsdybden, kan en sikker innføring av nåldelen 47 på instrumentet 45 inn i pasientens 5 kropp foretas.

Instrumentet er egnet for uttrekking av prøve av kroppsvev eller kroppsvæske, uttrekking av for mye kroppsfluid, innføring eller injeksjon. I en foretrukket anvendelse av den foreliggende oppfinnelse er instrumentet egnet for å ta en prøve av kroppsvev eller kroppsvæske, for eksempel kjent som aspirasjonssytologi, perkutan fin-nål biopsi eller kirurgisk mikro-biopsi.

En høyst viktig fordel ved den foreliggende oppfinnelse i forhold til den kjente teknikk er trekket av at apparatet ikke er på noen måte i fysisk kontakt med instrumentet som skal innføres i pasientens kropp. Dette sees klart fra fig. 1. I sin tur betyr dette at apparatet, ifølge oppfinnelsen, ikke krever noen desinfiseringsrengjørende operasjon etter at en biopsi er blitt utført, i motsetning til de tidligere kjente apparater/ innretninger for as-sistering av perkutan, datamaskinbasert tomografi-ledet kirurgisk aktivitet som er relatert til innføring av et kirurgisk instrument av nåltype inn i en menneskekropp eller dyrekropp. En ytterligere fordel i forhold til den kjente teknikk, er at operatøren kan anvende begge hender mens nålen innføres, dvs. at operatøren ikke trenger å støtte instrumentet med én hånd.

Beregning av transversal innføringsvinkel og kraniokaudal innføringsvinkel og kombi-nasjonen derav for å oppnå den riktige innføringsretning skal nå ytterligere beskrives med henvisning til fig. 12-17.

Innføringspunktet er generelt betegnet med I, og målet, for eksempel en ondartet svulst er betegnet med T. I det eksempel som er vist med fig. 12 og 14, blir innføringen av instrumentet 45 og dens nåldel 47 bestemt til å være gjort i ett enkelt tomografibildeplan med koordinater for målet og innføringspunktet betegnet ved henholdsvis koordinater xl, yl, zl og x2, y2, z2. zl og z2 er da uten betydning fordi koordinatene ligger i x-, y-planet. Vinkelen kan beregnes på en separat beregningsanordning basert på koordinat-verdiene eller ganske enkelt avleses fra tomografi-bildebetraktningsskjermen som hensiktsmessig har markørmiddel for å forbinde nevnte koordinater på skjermen og derved bestemme vinkelen for markøren i forhold til vertikalen.

I det særlige tilfellet der det er vanskelig å la nåldelen 47 på instrumentet 45 bevege seg i et enkelt tomografibilde-skiveplan, ganske enkelt på grunn av innvendige organer som har risiko ved å bli punktert av nålen, eller bli skadet eller bevirke innvendig blødning eller andre skader, blir det mer enn ofte krevet at man har målet i et første tomografi-bildeskiveplan TP (xT, yT, zT) og innføringspunktet i et parallelt tomografibildeskive-plan IP, slik som skjematisk vist på fig. 13 samt på figurene 15a, 15b og 15c. Igjen er målet gitt koordinatene xl, yl, zl, idet z er retningen for bevegelsen av bordet 2. Innfø-ringspunktet er betegnet med koordinatene x3, y3, z3. For således å forstå hensikten med beregningen nedenfor og med henvisning til fig. 17, er A=y3-yl, B=z3-zl og C=x3-xl. Således, med henvisning til fig. 7, kan følgende beregning foretas.

Således, ved å dreie de riktige justeringsmidler for transversal innføringsvinkel og kraniokaudal vinkel for å oppnå den sammensatte innføringsretning, samt innføringsdyb-den, oppnås en sikker innføringsprosedyre. Naturligvis vil det være viktig omhyggelig å kontrollere på en trinn-for-trinn måte, hvorledes innføringen skrider frem ved gjentatt å ta sett av tomografibilde-skiver.

På fig. 16 er der vist i en forenklet blokkskjemaform en mikroprosessor 48 og på ut-gangene derfra fremvisere 49 og 50 for å vise henholdsvis den beregnede kraniokaudale innføringsvinkel og den transversale innføringsvinkel, samt en fremviser 51 for å vise innføringsdybden. Mikroprosessoren 48 beregner de passende innføringsvinkelverdier og innføringsdybdeverdien basert på koordinatene for det foreslåtte innføringspunkt 5', betegnet med koordinater Le, ly, Iz, og koordinatene for målet T, betegnet med koordinatene Tx, Ty, Tz.

For å være sikker på at det tversgående elementet eller armen 11; 57; 60 er plassert nøy-aktig i rett vinkel i forhold til den kraniokaudale retning, er anordningen forsynt med en hjelpelaseranordning 63 som tilveiebringer et laserstråle skapt lysplan 64 parallelt med nevnte kraniokaudale retning. Som vist på fig. 2 vil planet 64 treffe og ligge langs leiet 2, hvorved det indikeres at armen 11 er på tvers av den kraniokaudale retning. Mikroprosessoren 48, dens fremvisere 49,50,51 og laseranordningene 13 og 63 får kraftforsyning fra en krafttilførsel 52. Som et alternativ til batteridrift 52, kan anordningen drives fira nettet 61 via en AC-DC omformer 62, idet nevnte DC omformer for eksempel leverer 12V DC eller 24V DC.

Selv om støtteinnertningen kan være av en type som er plassert på et gulv, med henvisning til fig. 18, er et alternativt glidbart å feste apparatets støtteiirnretning til et leie- eller bordbasiselement 53 som understøtter det pasientunderstøttende, bevegelige bord eller leie 2 på den datamaskinbaserte tomografi (CT) maskinen. Nevnte støtteinnretning kan ha et teleskopisk, vertikalt justeringsmiddel 10. Laseranordningen er bevegelig langs nevnte tversgående element eller arm 11 som beskrevet tidligere.

I det ytterligere alternativ, med henvisning til fig. 19, er en apparatstøttende innretning 54 opphengt fra et tak 55 over nevnte pasientunderstøttende bevegelige bord eller leie 2. Den understøttende innretning 54 kan ha middel, for eksempel teleskopisk vertikalt justeringsmiddel 56 for å justere nivået av et tversgående element eller en arm 57 over menneskekroppen eller dyrekroppen 5. Laseranordningen er bevegelig langs nevnte tversgående element eller arm 57.

I et ennu ytterligere alternativ og med henvisning til fig. 19, er en apparatstøttende innretning 58 opphengt fra et øvre område av CT-apparatet 1. Støtteinnretningen 58 kan ha middel, for eksempel teleskopisk, vertikalt justeringsmiddel 59 for å justere nivået av et tverrgående element eller arm 60 over kroppen 5. Laseranordningen 13 er bevegelig langs nevnte tversgående element eller arm 60.

For mer fullstendig å forstå betydningen av den foreliggende oppfinnelse, skal det nå vises til vedlagte figurer 21a, 21b, fig.22 og fig. 23a, 23b, 23c, 23d og 23e.

På fig. 21a og 21b er vist et første medisinsk tilfelle som viser en svulst som har en væs-kedel 70 og en fast vevsdel 71. Slik det vil fremgå er svulsten knyttet til den høyre lungen 72 hos pasienten. For referanse er ryggraden betegnet med henvisningstall 73 og aorta med henvisningstall 74. Videre er hjertet betegnet med henvisningstall 75.

For å utføre en biopsi skal nåldelen på biopsi-instrumentet, som antydet med henvisningstall 76, innføres i det faste vev av svulsten. Som angitt på fig. 21b er avstanden som er nødvendig for innføring og innførings vinkelen betegnet med markøren 77. CT-skivebildet og evalueringen derav indikerer at innføringsvinkelen skal være 90° og inn-føringsdybden skal være 3,90 cm.

Med slik kort innføringsdybde og en godt definert innføringsvinkel er biopsien temmelig likefrem å utføre, endog med tidligere kjente biopsi teknikker.

Imidlertid er et mer komplisert og sant tilfelle, medisinsk tilfelle nummer to, vist på fig.

22. Dette spesielle tilfellet, som gjør bruk av tidligere kjent frihånds teknikk og innsik-ting av biopsiinstrumentet ved å anvende øyemål, indikerer klart de alvorlige risikoer som påføres pasienten under biopsiprøvetagning. I dette spesielle tilfellet er et forsøk blitt gjort på å treffe med biopsi-instrumentnålen 80 en svulst 81 som er plassert i den venstre lungen 82. Som en komplikasjon i biopsioperasjonen har operatøren klart å

punktere lungen som derfor har delvis kollapset. Bildet som er vist på fig. 22 represen-terer ikke den første innføring av biopsinålen 80. En gjentatt innføring representert ved fig. 22 og, som vist, har nålen utilsiktet passert meget nær aorta 83, med en meget liten margin. Dersom aorta var blitt punktert, kunne en alvorlig blødning ha opptrådt. For referansens skyld er ryggraden blitt angitt med henvisningstallet 84 og hjertet med henvisningstallet 85.

Det medisinske tilfellet i fig. 22 indikerer klart at innføringsvinkelen for biopsiinstrumentet, samt innføringsdybden i mange tilfeller er meget kritisk.

Det vil forstås at ved anvendelse av apparatet ifølge den foreliggende oppfinnelse og dertil hørende bruksmetodikk kunne fullstendig ha unngått den farlige situasjon som er vist med henvisning til fig. 22.

Et tredje medisinsk tilfelle, representert ved fig. 23a-23e skal nå beskrives meget kort, idet biopsien anvender teknikken ifølge den foreliggende oppfinnelse.

For mer fullstendig å forstå CT-skivebildene, betegner henvisningstall 90 en ribbe. Venstre nyre er betegnet med henvisningstall 91. Aorta er betegnet med henvisningstall 92. Interior vena cava er betegnet med henvisningstall 93. Leveren er betegnet med henvisningstall 94. Den medisinske situasjon er at pasienten har en oppsamling av væske i pankreas, som betegnet med henvisningstall 95. Situasjonen knyttet til post-pankreatitis er betegnet med henvisningstallet 96. Dessuten er pseudo-cyster betegnet med henvisningstall 97. Som vist på bildene i fig. 23 var det et hovedformål å fjerne den store oppsamling av væske innenfor pankreas og i særdeleshet i pseudo-cystene som vist på fig. 23d. Det vil forstås at ikke bare er beregningen av innføringsdybden kritisk, men innføringsvinklene er meget kritiske, i særdeleshet med en slik lang biopsi-nål eller kanyle som skal anvendes. I særdeleshet og som klart vist på fig. 23d og 23e, er nålen eller kanylen, som angitt med henvisningstall 98, uhyre lang, praktisk talt tverr-snittsbredden av menneskekroppen ved stedet for CT-skivebildet. Uten hjelpen fra den foreliggende fremgangsmåte og anordning ville en stikkprosedyre som vist ta meget lang tid og involvere høy risiko for ikke å treffe målet riktig. Således, med ytterligere henvisning til fig. 23 indikerer CT-skivebildene klart en meget komplisert punktering av en rekke av væskeansamlinger i pankreas der en meget lang nål 98 er blitt innført fra venstre side av abdomen transversalt mot høyre. I det særlige tilfellet som er vist lå pasienten på høyre side. På fig. 23b er nålen blitt innført i en riktig vinkel og en kontroll CT-skive er blitt laget for å kontrollere at nålen er på en riktig bane. Det faktum at den fullstendige nål er vist, indikerer at innføringen er blitt gjort nøyaktig i det transversale plan som er det samme som CT-skivebildeplanet.

Fig. 23d indikerer at nålen 98 er beveget ytterligere inn, og veien for nålen er fortsatt riktig. En ytterligere fremføring av nålen til væskeansamlingen helt til høyre hos pasienten (ved siden av leveren 94) er vist på fig. 23e.

Etter at nålen 98 traff målet vist på fig. 23e, ble en tynn tråd innført gjennom nålen for å være en styretråd for et tynt rør som skulle innsettes i menneskekroppen over ståltråden. Røret (ikke vist) var for å drenere væsken i pankreas.

Claims (13)

1. Apparat for å assistere perkutan, datamaskinbasert tomografi-ledet kirurgisk aktivitet og som er betjenbar basert på datamaskinbaserte tomografi (CT) skivedata som er oppnåelige fra CT-apparat (1) ved bruk av et kirurgisk instrument (45) av nåltype som er tilpasset til å bli innført fra et utvendig innførings-inngangspunkt (5') til et innvendig målpunkt (T; 70,71, 81; 95 - 97) som det skal opereres på, der apparatet har laseranordning (13) for å tilveiebringe en laserstråle (40'), og middel (48) for å anvende CT-skivedata som svarer til minst nevnte innføringspunkt (5') og nevnte målpunkt (T), idet første koordinatverdier (x2, y2, z2; x3, y3, z3) for nevnte innføringspunkt er relatert til en første tomografiskiveposisjon som er tilveiebragt langs en kraniokaudal retning (Z), og idet andre koordinatverdier (xl, yl, zl) for nevnte målpunkt er relatert til en andre tomografiskiveposisjon langs nevnte kraniokaudale retning (Z), karakterisert ved : - at nevnte middel (48) er virksomt til å beregne verdier for transversal innføringsvinkel (Ztv) og kraniokaudal innføringsvinkel (Zcc) basert på nevnte første koordinatverdier (x2, y2, z2; x3, y3, z3) for nevnte innføringspunkt (5') og andre koordinatverdier (Xl, Yl, Zl) for nevnte målpunkt (T), - at trigonometriske midler (48) er tilveiebragt for å beregne en innføringsdybde for nevnte kirurgiske instrument (45) fra nevnte første og andre tomografiskivers bildekoordinatverdier [(x2, y2, z2); (x3, y3, z3); (xl, yl, zl)], - at nevnte laseranordning (13) er tilveiebragt på apparatet for å avgi en innføringsretning-laserstråle (40') for det kirurgiske instrumentet (45), og - at middel (17 - 21) er tilveiebragt for å justere en retning av nevnte laserstråle (40') basert på beregnede dataverdier for nevnte transversale innføringsvinkel (Ztv) og kraniokaudale innføringsvinkel (Zcc) oppnådd fra nevnte CT-skivedata, idet nevnte justeringsmiddel (17-21) setter retningen nevnte laserstråle (40') i stand til å bli plassert koaksialt med en innføringsretning for nevnte kirurgiske instrument (45').

2. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert ved dessuten å omfatte en støttearm (11) som bærer nevnte laseranordning (13), idet nevnte støt-tearm (11) er plassert horisontalt over nevnte innføringsinngangspunkt (5') og perpendikulært på nevnte kraniokaudale retning (Z).

3. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert ved dessuten å omfatte middel (63) for å generere en hjelpelaserstråle for å tilveiebringe et lysplan parallelt med nevnte kraniokaudale retning (Z).

4. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert ved dessuten å omfatte en støttekonstruksjon (7) som har et basiselement (8), et oppstående element (9,9') som strekker seg fra nevnte basiselement (8), og et tversgående element (11) som strekker seg fra et øvre område (9') av det oppstående elementet for å under-støtte nevnte laseranordning (13).

5. Apparat som angitt i krav 4, karakterisert ved at nevnte støttekonstruksjon (7) er festbar til bromiddel (53) som danner en støtte for et bevegelig leie (3) på en CT-maskin.

6. Apparat som angitt i krav 4, karakterisert ved at nevnte laseranordning (13) er bevegelig langs nevnte tversgående element (11) og er selektivt festbar ved vilkårlige steder langs dette.

7. Apparat som angitt i krav 4, karakterisert ved at nevnte oppstående element omfatter en justerbar teleskopisk anordning (9,9').

8. Apparat som angitt i krav 4, karakterisert ved at nevnte basiselement (8) er utformet til å hvile på et gulv.

9. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert ved at nevnte anordning er tilpasset til å bli opphengt fra et tak over et bevegelig leie på en CT-maskin.

10. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert ved at nevnte laseranordning (13) er montert på et horisontalt plassert tversgående element (11; 57; 60).

11. Apparat som angitt i krav 4, karakterisert ved dessuten å omfatte middel (10; 56; 59) for å justere et vertikalt nivå av nevnte tversgående element (11; 57; 60).

12. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert ved at nevnte laseranordning (13) bæres av støtteanordning (58) som er opphengt fra en øvre del av et CT-avsøkende apparat (1), idet nevnte støtteanordning har et oppstående element (59) og et tversgående element (60) som er nivåjusterbart.

13. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert ved dessuten å omfatte: en støttearm (11) som bærer nevnte laseranordning (13) og en hjelpelaseranordning (63), idet nevnte støttearm (11) er tilpasset til å være plassert horisontalt over nevnte innfø-rings-inngangspunkt (5') og perpendikulært på nevnte kraniokaudale retning (Z), idet nevnte hjelpelaseranordning (63) er tilpasset til å gi et laserstråle skapt lysplan (64) parallelt med nevnte kraniokaudale retning (Z) når nevnte støttearm (11) er perpendikulær på nevnte kraniokaudale retning (Z).