WO2018046094A1 - Verfahren zum betreiben eines endoskops, endoskop sowie vitalparametermonitor - Google Patents

Verfahren zum betreiben eines endoskops, endoskop sowie vitalparametermonitor Download PDF

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WO2018046094A1
WO2018046094A1 PCT/EP2016/071337 EP2016071337W WO2018046094A1 WO 2018046094 A1 WO2018046094 A1 WO 2018046094A1 EP 2016071337 W EP2016071337 W EP 2016071337W WO 2018046094 A1 WO2018046094 A1 WO 2018046094A1
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vital
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Thomas Engel
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Definitions

  • This invention relates to a method for operating an endoscope according to the preamble of claim 1 and an endoscope according to the preamble of claim 11. Furthermore, the invention relates to a vital signs monitor according to the preamble of claim 13.
  • 3D endoscopes In minimally invasive surgery, such as with laparoscopes, the doctor usually has no immediate insight into the site of the surgery. Nevertheless, to get the best possible spatial orientation, 3D endoscopes can be used. These endoscopes allow the situs to be at least partially detected in 3D, e.g. also for documentation purposes.
  • Orifice Transluminal Endoscopic Surgery which can be seen as equal ⁇ synonymous with minimally invasive surgery without scars, represents a further development of laparoscopic minimally invasive surgery. This natural body openings are used to avoid visible scars after surgery.
  • 3D endoscopy is a very new technology for minimally invasive surgery, which is just beginning to be introduced.
  • 3D endoscopy is a very new technology for minimally invasive surgery, which is just beginning to be introduced.
  • 3D endoscopy ie as broad as possible approach in the medical field but also in particular for an extension of the application range of minimally invasive surgery to other diseases with eg difficult accessibility to the site or at increased risk of unwanted injury to organs, vascular ⁇ or neural pathways, it is important to overcome the resulting technical challenges.
  • the object underlying the invention is to provide a solution which improves the known from the prior art solutions, in particular in which it ensures a further Traumare reduction.
  • the endoscope is so functionally connected and operated with means for detecting at least two vital parameters that an, in particular three-dimensional, imaging of the in situ subject area by the En ⁇ doskop is determined based on an evaluation of a correlation of the vital parameters with the object area.
  • One of the advantages of the invention is that endoscopy images that take into account the dynamics of the patient can be presented to a medical staff.
  • stitching and registering the resultant imaging is such opti mized ⁇ that the navigation or collision avoidance in guiding the endoscope can be made accurate and thus traumavermei ⁇ tapping.
  • the inventive method is such WEI ned, and that the evaluation is carried out as to whether one with the respective detected vital signs korre ⁇ -regulating size affects at least one property of the object region. This makes it possible to focus on vital parameters that are relevant for imaging / collision avoidance.
  • the method according to the invention is developed in such a way that the correlating quantity is the value of the vital parameter, in particular the heartbeat, pulse, blood pressure, blood sugar content, lung filling, respiratory rate, oxygen saturation of the blood, electrolyte content of the blood, blood gases, electrical body signals, position, partial pressure of carbon dioxide, partial pressure of nitrogen.
  • the vital parameter in particular the heartbeat, pulse, blood pressure, blood sugar content, lung filling, respiratory rate, oxygen saturation of the blood, electrolyte content of the blood, blood gases, electrical body signals, position, partial pressure of carbon dioxide, partial pressure of nitrogen.
  • the method according to the invention can be developed in such a way that a value of a parameter relating to the function and / or quality of a parameter is used as the correlating quantity.
  • a dialysis or heart-lung machine is used.
  • the use of these values is particularly suitable for an in ⁇ dication of future developments of the dynamics or ensures due to their function for additional acting in the body of the patient dynamics, which are possibly superimposed on the vital dynamics and because of their evenly repeating function, for example allow a good prediction of movements of the detected object in situ and are therefore also suitable for use as a reference signal, among other things.
  • a further additional or alternative advantageous further ⁇ formation of the method of the invention is when the correlating variable is a derivative of the value of at least one of the vital parameters, in particular phase in the heartbeat phase in the respiratory cycle, instantaneous amplitude of the heart beat, instantaneous amplitude of the lung filling, current pumping quantity of blood , aktuel ⁇ ler breath flow, pressure increase, particularly in the surgical site
  • anesthetic condition is used.
  • This particular time derivatives of the vital parameter values have, tend to have a greater impact on the dynamics in situ, in particular the volume at the distal end of the endo ⁇ Skops so that the knowledge of massive influence on both the collision avoidance as well as the imaging, in particular the Stitching and registration to create a larger overall area that is displayed.
  • the knowledge can thus be incorporated into the imaging in addition to reference signals in order to be able to take temporal limited distortions into account.
  • the correlating quantities are stored in a structured manner, independent of the respective vital parameters, for at least part of the vital parameters relative to an adjustable common time base.
  • this allows better allocation of the individual values and is particularly advantageous when values of different parameters flow into the creation of the imaging.
  • this is a real-time record of the steadily recorded Supports data, which can be used for example for a réellea ⁇ tion of the OP or an underlying documentation creation.
  • stitching and Re ⁇ tration is the development of the method is advantageous according to the invention, wherein the correlating variables are stored structured so that they for middle one, in particular three-dimensional representation to determine a imaging of the object area are available.
  • the preparation is based on a dynamic property, in particular movement, tissue perfusion, tissue color, repelling size, in particular the time base and / or phase of correlating values to each other, formed and used for synchronization
  • the inventive method can also be further developed such that the dynamic property into ⁇ particular the time base and / or phase of correlated values, as a signal at least during the medical application tion of the endoscope operated devices, in particular as a trigger, latch and / or control signal, is provided. This makes it possible, among other things possible to exclude distortions and collisions by influence of other devices as far as possible, since they can be operated in tune with or with the endoscope.
  • the endoscope according to the invention for medical use, particularly in minimally invasive surgery is configured such that the endoscope is so functionally connected to means for Erfas ⁇ solution of at least two vital signs and configured such that one, in particular dreidimensiona ⁇ le, imaging of the object region in situ is determined by the endoscope on the basis of an evaluation of a correlation of the vital parameters with the object area. It helps to realize the advantages given by the method since it is a suitable implementation for it.
  • the vital signs monitor comprises means for carrying out the method according to the invention or its developments, in particular for the functional connection and delivery of signals for the control of medical procedures, for example an endoscopy with an endoscope of the type mentioned above.
  • the vital signs monitor is a kind of control center, which can control the execution of medical procedures and procedures such as endoscopy, because it has ideal information about all vital signs.
  • the vital signs monitor is not limited to this application, since it can certainly also control other devices of medical technology and thus avoid traumas by means of a suitable interface and standardized communication protocols. Further advantages and details of the invention will now be explained starting from the embodiment of the invention shown in the single figure.
  • the FIGURE shows a flow chart with a simplified representation of an embodiment of the Ver ⁇ method
  • the flow of an embodiment of the method according to the invention is shown greatly simplified by which also features of the endoscope and the possible forms of design from ⁇ / alternative or additional further developments of both are described in greater detail.
  • the embodiment begins according to a first step Sl in a state "endoscopy", which expresses that the inventive method according to the embodiment with an active use of the endoscope, for example in the context of a minimally invasive surgical procedure, goes into.
  • a recording of vital parameters takes place.
  • the uptake of vital parameters of the patient is known. In contrast to the invention, they are only recorded for medical purposes.
  • the respiratory rate, tidal volume, heart rate, pulse, blood pressure are to Pati ⁇ ducks monitoring (sys. And asys.) Used to review the patient's vital signs and state of anesthesia to it ⁇ possible.
  • the invention achieves an improvement of endoscopes pie in which, through obtained, for example, the 3D image acquisition and reconstruction access to these values and can use the Opti ⁇ optimization and for example, because a collision avoidance routine invention by the This approach is much more reliable in protecting the patient from trauma by detecting dynamics and thus avoiding errors in evaluating potential collisions, as well as allowing for optimization and / or predictive capabilities through, for example, machine learning.
  • Suitable vital parameters in the sense of the method according to the invention may be one or more of the following variables: ⁇ heartbeat, pulse, blood pressure
  • This non-exhaustive list is basically the patient's vital signs, can be to the invention vital signs monitor directly recorded the values, stored, displayed, transmitted to the transmission be ⁇ riding detected and / or evaluated.
  • anesthesia condition e.g. about muscle activity, pressure increase in the operating room or abdomen during abdominal surgery
  • the vital parameters may also be analyzed, for example, with respect to their temporal change or with respect to predetermined limits. This can be based on a drit ⁇ th step S3 shown in Embodiment in which an evaluation of the correlation of the available vital parameter values are measured at the currently detected by the endoscope object region.
  • the change detected by the endoscope just local tissue typically heartbeat, surface color and Volu ⁇ men, so that the consideration in a tissue differentiation by imaging help avoid misjudgements or as you can estimate how the volume over time changes also reveal collision risks in time can.
  • Step S5 may also include a general consideration of the impact of the dynamics on the end of the presentation.
  • a sixth step S6 the representation of the result, that is to say, in particular 3D, imaging in situ, follows on a display device.
  • step S6 takes place as long as the Endosko ⁇ pie is active, a repetition of steps S2 to S6.
  • recording the data in real time in the sense of the invention means that the data be drawn with respect to a uniform time base as possible for all data to ⁇ and as a refinement of this is conceivable that a data acquisition frequency can be specified for each data source or to be monitored Vitalparame ⁇ ter.
  • the data acquisition frequency can be adapted to the rate of change of the respective vital parameter.
  • the data in a general export format, for example DICOM, a standard established in medicine for data transmission.
  • DICOM a standard established in medicine for data transmission.
  • the embodiment of the method and of the endoscope is advantageous, in which providing the data / information via direct, proprietary interfaces Stel ⁇ len, possibly even without patient data in order to comply with the data protection takes place.
  • a data recorder also belongs to a variant that takes into account further accumulating data and, example ⁇ as synchronized according to the invention ensures to get A possible ⁇ lichst complete documentation of the operating history for the Pa ⁇ tienten and the doctor.
  • Interfaces for connecting electrodes and sensors e.g. for o ECG
  • ⁇ Measuring signals (analog) or measuring data (digital) may be configurable, switchable

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Endoskops, zur medizinischen Anwendung, insbesondere in der minimalinvasiven Chirurgie, bei dem das Endoskop derart mit Mitteln zur Erfassung mindestens zweier Vitalparameter funktional verbunden und ausgestaltet ist, dass eine, insbesondere dreidimensionale, Bildgebung des in situ Objektbereichs durch das Endoskop auf Grundlage einer Auswertung einer Korrelation der Vitalparameter mit dem Objektbereich ermittelt wird. Ferner betrifft die Erfindung einen entsprechenden Vitalparametermonitor.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Betreiben eines Endoskops, Endoskop sowie Vi¬ talparametermonitor
Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Endoskops gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Endoskop gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruchs 11. Ferner betrifft die Erfindung einen Vitalparametermonitor gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruchs 13.
Es ist eine bekannte Motivation für einen Patienten den chirurgischen Eingriff so gering belastend wie möglich zu gestalten. Aus dieser Motivation heraus hat sich die so genann- te Minimal-invasive Chirurgie entwickelt, die sich durch ein kleinstmögliches Trauma beim operativen Eingriff auszeichnet.
Bei der Minimal-invasiven Chirurgie, die beispielsweise mit Laparoskopen durchgeführt wird, hat der Arzt in der Regel keinen unmittelbaren Einblick in den Situs der OP. Um dennoch eine bestmögliche räumliche Orientierung zu bekommen, können 3D Endoskope eingesetzt werden. Diese Endoskope erlauben es, den Situs in 3D zumindest teilweise zu erfassen und z.B. auch für Dokumentationszwecke aufzunehmen.
Ein bekannter Ansatz ist das so genannte NOTES (Natural
Orifice Transluminal Endoscopic Surgery) , welches als gleich¬ bedeutend mit der minimal invasiven Chirurgie ohne Narben zu sehen ist, stellt eine Weiterentwicklung der laparoskopischen Minimal-invasiven Chirurgie dar. Hierbei werden natürliche Körperöffnungen genutzt, um sichtbare Narben nach der OP zu vermeiden .
Für einen Arzt besteht somit das technische Problem, sich im Körper des Patienten nur über den laparoskopischen Einblick zu orientieren, die räumlichen Gegebenheiten sicher zu erfassen und unbeabsichtigte Verletzungen von Organen und Gefäßen z.B. mit den scharfen Skalpellklingen möglichst auszuschlie- ßen. Bei NOTES wird diese Fragestellung noch verschärft, da dort der Zugang von Stellen gewählt wird, wo man später keine Narben sieht und man somit nicht unbedingt einen kurzen und geradlinigen Zugangsweg zum Situs hat.
Die 3D-Endoskopie ist eine sehr neue Technologie für die Mi- nimal-invasive Chirurgie, die gerade erst vor der Einführung steht. Somit gibt es aktuell keine Lösung, die außerhalb von Versuchslaboren im alltäglichen medizinischen Einsatz ist. Für die Einführung und Akzeptanz der 3D-Endoskopie, d.h. möglichst breiten Ansatz im medizinischen Bereich aber auch insbesondere für eine Erweiterung des Anwendungsspektrums der Minimal-invasiven Chirurgie auf weitere Krankheitsbilder mit z.B. erschwerter Zugänglichkeit zum Situs oder bei erhöhtem Risikopotential für ungewollte Verletzung von Organen, Gefä¬ ßen oder Nervenbahnen, gilt es die resultierenden technischen Herausforderungen zu bewältigen.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist es eine Lösung anzugeben, die die aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen verbessert, insbesondere in dem sie eine weitergehende Traumareduzierung gewährleistet.
Diese Aufgabe wird durch das Endoskop Verfahren zum Betreiben eines Endoskops gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1 durch dessen Merkmale gelöst sowie durch das Endoskop gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruchs 11 durch dessen Merkmale gelöst. Sie wird auch durch den Vitalparametermonitor gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruchs 13 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines Endoskops zur medizinischen Anwendung, insbesondere in der mini- malinvasiven Chirurgie, wird das Endoskop derart mit Mitteln zur Erfassung mindestens zweier Vitalparameter funktional verbunden und betrieben, dass eine, insbesondere dreidimensionale, Bildgebung des in situ Objektbereichs durch das En¬ doskop auf Grundlage einer Auswertung einer Korrelation der Vitalparameter mit dem Objektbereich ermittelt wird. Vorteil der Erfindung liegt unter anderem darin, dass einem medizinischen Personal Endoskopiebilder dargebracht werden können, die die Dynamik des Patienten berücksichtigen. Insbe- sondere bei den Verfahren des so genannten Stitching und der Registrierung wird die resultierende Bildgebung derart opti¬ miert, dass die Navigation bzw. eine Kollisionsvermeidung bei der Führung des Endoskops akkurater und damit traumavermei¬ dend erfolgen kann.
Weitere Vorteile sind durch die in den Unteransprüchen ange¬ gebenen Weiterbildungen gegeben.
Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren derart wei- tergebildet, dass die Auswertung dahingehend durchgeführt wird, ob eine mit dem jeweils erfassten Vitalparameter korre¬ lierende Größe mindestens eine Eigenschaft des Objektbereichs beeinflusst. Hierdurch wird eine Fokussierung auf für die Bildgebung/Kollisionsvermeidung relevanten Vitalparameter möglich.
Alternativ oder ergänzend wird das erfindungsgemäße Verfahren derart weitergebildet, dass als korrelierende Größe der Wert des Vitalparameters, insbesondere Herzschlag, Puls, Blut- druck, Blutzuckergehalt, Lungenfüllung, Atemfrequenz, SauerstoffSättigung des Blutes, Elektrolytgehalt des Blutes, Blutgase, elektrische Körpersignale, Lage, Partialdruck des Kohlendioxids, Partialdruck des Stickstoffs, verwendet wird. Hierdurch wird eine unmittelbare Nutzung aufgenommener Vital- parameter realisiert, die bei hoher Verlässlichkeit mit wenig Aufwand ermittelt und berücksichtigt werden können, wobei die Unmittelbarkeit der Verwendung zu einer Zeitersparnis führt, die dem Nutzer des Endoskops wiederrum mehr Zeit zur adäqua¬ ten Reaktion lässt.
Alternativ oder ergänzend kann das erfindungsgemäße Verfahren derart weitergebildet werden, dass als korrelierende Größe ein Wert eines Parameters zur Funktion und/oder Qualität ei- ner Dialyse oder Herz-Lungen-Maschine verwendet wird. Die Verwendung dieser Werte eignet sich insbesondere für eine In¬ dikation zukünftiger Entwicklungen der Dynamik bzw. sorgt Aufgrund ihrer Funktion für zusätzliche im Körper des Patien- ten wirkende Dynamiken, die sich möglicher Weise über die Vitaldynamiken überlagern und wegen ihrer sich gleichmäßig wiederholenden Funktion beispielsweise auch eine gute Voraussage von Bewegungen des erfassten Objekts in situ erlauben und sich unter anderem deswegen auch für die Verwendung als Refe- renzsignal eignen.
Eine weitere ergänzende oder alternative vorteilhafte Weiter¬ bildung des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt vor, wenn als korrelierende Größe ein Derivat des Werts mindestens eines der Vitalparameter, insbesondere Phase im Herzschlag, Phase im Atemzyklus, momentane Amplitude des Herzschlags, momentane Amplitude der Lungenfüllung, aktuelle Pumpmenge Blut, aktuel¬ ler Atemstrom, Druckanstieg, insbesondere im OP-Situs
und/oder Bauchraum, Narkosezustand verwendet wird. Diese, insbesondere zeitlichen Ableitungen der Vitalparameterwerte, haben tendenziell eine größere Auswirkung auf die Dynamik in situ, insbesondere das Volumen am distalen Ende des Endo¬ skops, so dass deren Kenntnis massiven Einfluss sowohl auf die Kollisionsvermeidung als auch auf die Bildgebung, insbe- sondere das Stitching und die Registrierung zum erzeugen eines in Summe größeren Bereichs der dargestellt wird. Die Kenntnis kann also insbesondere ergänzend zu Referenzsignalen in die Bildgebung einfließen, um so zeitlich begrenzte Verfälschungen berücksichtigen zu können.
Vorzugsweise werden die korrelierenden Größen unabhängig vom jeweiligen Vitalparameter für zumindest einen Teil der Vitalparameter bezogen auf eine einstellbare gemeinsame Zeitbasis strukturiert gespeichert. Dies ermöglicht unter anderem die bessere Zuordnung der einzelnen Werte und ist insbesondere dann von besonderem Vorteil, wenn Werte unterschiedlicher Parameter in die Erstellung der Bildgebung fließen. Auch wird hierdurch eine EchtZeitaufzeichnung der stetig aufgenommenen Daten unterstützt, welche beispielsweise für eine Dokumenta¬ tion der OP bzw. einer zugrundeliegenden Dokumentationserstellung herangezogen werden können. Nicht zuletzt für das bereits genannte Stitching und die Re¬ gistrierung ist die Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens von Vorteil, bei dem die korrelierenden Größen derart strukturiert gespeichert werden, dass sie für Mittel einer, insbesondere dreidimensionalen, Darstellung zur Ermittlung einer Bildgebung des Objektbereichs verfügbar sind.
Die Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der zur Erstellung der Bildgebung durch Verwendung von zumindest von Teilen der strukturiert gespeicherten Daten für ein ma- schinelles, insbesondere mittels neuronaler Netze, dem so ge¬ nannten „Deep Learning" und/oder auf nichtlinearer Dynamik begründetes, Lernen herangezogen wird, ist, wenn sie alterna¬ tiv oder ergänzend eingesetzt wird, eine Implementierung ge¬ geben, die es erlaubt aus den vorhandenen Daten (Vitalparame- ter, Derivate hiervon, Funktionswerte etc.) Voraussagen für zukünftige Bewegungen und damit mögliche Auswirkungen auf die Ermittlung der Bildgebung gegeben. Durch diese Prädiktion ist eine Bildgebung möglich, die dem medizinischen Personal noch viel weitergehendere Zeitvorteile für adäquate Geräteführung bietet.
Bei einer weiteren alternativen bzw. ergänzenden Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Erstellung auf Grundlage einer eine dynamische Eigenschaft, insbesondere Be- wegung, Gewebedurchblutung, Gewebefarbe, widergebenden Größe, insbesondere die Zeitbasis und/oder Phase von korrelierenden Werten zueinander, gebildet und zur Synchronisation verwendet . Bevorzugt kann das erfindungsgemäße Verfahren auch derart weitergebildet werden, dass die dynamische Eigenschaft, ins¬ besondere die Zeitbasis und/oder Phase von korrelierenden Werten, als Signal zumindest während der medizinischen Anwen- dung des Endoskops betriebenen Geräten, insbesondere als Trigger, Latch und/oder Steuersignal, zur Verfügung gestellt wird. Hierdurch wird es unter anderem möglich Verfälschungen und Kollisionen durch Einfluss weiterer Geräte weitestgehend auszuschließen, da sie abgestimmt auf bzw. mit dem Endoskop betrieben werden können.
Das erfindungsgemäße Endoskop, zur medizinischen Anwendung, insbesondere in der minimalinvasiven Chirurgie, ist derart ausgestaltet, dass das Endoskop derart mit Mitteln zur Erfas¬ sung mindestens zweier Vitalparameter funktional verbunden und ausgestaltet ist, dass eine, insbesondere dreidimensiona¬ le, Bildgebung des in situ Objektbereichs durch das Endoskop auf Grundlage einer Auswertung einer Korrelation der Vitalpa- rameter mit dem Objektbereich ermittelt wird. Es hilft die durch das Verfahren gegebenen Vorteile zu verwirklichen, da es eine geeignete Implementierung hierfür darstellt.
Das Gleiche gilt für die Weiterbildung des Endoskops, die durch Mittel zur Durchführung der Weiterbildung des Verfahrens ausgestaltet ist.
Der erfindungsgemäße Vitalparametermonitor weist Mittel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. seiner Weiterbildungen, insbesondere zur funktionalen Verbindung und Abgabe von Signalen zur Steuerung von medizinischen Abläufen auf, beispielweise einer Endoskopie mit einem Endoskop der oben genannten Art . Der Vitalparametermonitor stellt eine Art Zentrale dar, die die Durchführung von medizinischen Abläufen und Eingriffen wie der Endoskopie steuern kann, da sie über idealer Weise Informationen über alle Vitaldaten verfügt. Der Vitalparametermonitor ist aber nicht auf diese Anwendung eingeschränkt, da es beispielsweise durch eine geeignete Schnittelle und normierten Kommunikationsprotokollen durchaus auch andere Geräte der Medizintechnik steuern und damit Traumata vermeiden kann . Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun ausgehend von dem in der einzigen Figur dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigt die FIGUR ein Ablaufdiagram mit vereinfachter Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Ver¬ fahrens
In der FIGUR ist der Ablauf eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens stark vereinfacht dargestellt, anhand dessen auch Merkmale des Endoskops und möglicher Aus¬ gestaltungsformen/alternativer oder ergänzender Weiterbildungen von beiden näher erläutert werden. Das Ausführungsbeispiel beginnt gemäß einem ersten Schritt Sl in einem Zustand „Endoskopie", der zum Ausdruck bringt, dass das erfindungsgemäße Verfahren gemäß dem Ausführungsbeispiel mit einem aktiven Einsatz des Endoskops, beispielsweise im Rahmen eines minimalinvasiven chirurgischen Eingriffs, ein- hergeht.
Während also der Vorgang der Endoskopie stattfindet, erfolgt in dem Ausführungsbeispiel in einem zweiten Schritt S2 eine Aufnahme von Vitalparametern.
Grundsätzlich ist die Aufnahme von Vitalparameter des Patienten bekannt. Sie werden im Gegensatz zur Erfindung nur für medizinische Belange erfasst. Beispielsweise werden zur Pati¬ entenüberwachung die Atemfrequenz, Atemvolumen, Herzschlag, Puls, Blutdruck (sys. und asys.) herangezogen, um eine Bewertung des Vitalzustands des Patienten und der Narkose zu er¬ möglichen .
Die Erfindung erreicht dagegen eine Verbesserung der Endosko- pie, in dem durch sie beispielsweise die 3D Bilderfassung und -rekonstruktion Zugriff auf diese Werte erhält und zur Opti¬ mierung verwenden kann und beispielsweise auch, weil eine Kollisionsvermeidungsroutine durch die erfindungsgemäße Herangehensweise viel zuverlässiger den Patienten vor Traumata schützen kann, da Dynamiken erfasst und so Fehler bei einer Bewertung möglicher Kollisionen vermieden werden sowie weil hierdurch, beispielsweise durch maschinelles Lernen, Op- timierungs- und/oder Voraussagemöglichkeiten bestehen.
Geeignete Vitalparameter im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens können ein oder mehrere der folgenden Größen sein: · Herzschlag, Puls, Blutdruck
• BlutZuckergehalt
• Atemzustand/Lungenfüllung, Atemfrequenz
• SauerstoffSättigung Blut
• Elektrolytgehalt Blut · Blutgase
• EKG-Daten oder einzelne Elektrodendaten
• Elektrische Körpersignale - analog EKG - z.B. zu Muskel- aktivität
• Lage/Bewegung des Körpers z.B. über Lagesensor (1 bis 6 DoF pro Sensor, Inertialsensor) · Partialdruck des C02 bzw. N2 für die Bauchfüllung/Auffüllung des OP-Situs bei minimal invasiver OP
• Parameter zu Funktion oder Qualität Herz-Lungen-Maschine
Parameter zu Funktion oder Qualität Dialy
Bei dieser nicht abschließenden Liste handelt es sich im Grunde um Vitalparameter des Patienten, die über einen erfin- dungsgemäßen Vitalparametermonitor deren Werte unmittelbar aufgezeichnet, gespeichert, dargestellt, zur Übertragung be¬ reitgestellt, übertragen und/oder ausgewertet werden können.
Daneben sind auch folgende Größen gemäß Erfindung als Grund¬ lage allein oder in Kombination mit den Vorigen aber auch untereinander möglich:
• Phase im Herzschlag, Herz-Lungen-Maschine
• Phase im Atemzyklus, Herz-Lungen-Maschine
• Momentane Amplitude Herzschlag
• Momentane Amplitude Lungenfüllung
• Aktuelle Pumpmenge Blut
• Aktueller Atemstrom
• Narkosezustand z.B. über Muskelaktivität, Druckanstieg im OP-Situs bzw. Bauchraum bei Bauch-OP
Diese ebenfalls nicht abschließende Aufzählung gibt Beispiele von Größen wieder, die über unmittelbar erfasste Vitalparameterwerte dahingehend hinausgehen, dass diese Ergebnisse einer Verarbeitung der erfassten Vitalparameterwerte darstellen.
Mit diesen erfindungsgemäß mittel- oder unmittelbar verfügba¬ ren Vitalparametern eines Patienten erfolgt also beispielsweise eine Aufzeichnung in Echtzeit und wird erfindungsgemäß auch eine Verfügbarkeit dieser Daten für andere Diagnose-, Behandlungs- und Bildgebungssysteme möglich.
Zusätzlich können die Vitalparameter auch analysiert werden, zum Beispiel in Bezug auf Ihre zeitliche Veränderung oder in Bezug auf vorbestimmte Grenzwerte. Dies kann einem gemäß Ausführungsbeispiel dargestellten drit¬ ten Schritt S3 zugrundegelegt werden, in dem eine Bewertung der Korrelation der verfügbaren Vitalparameterwerte zu dem gerade vom Endoskop erfassten Objektbereich erfolgt.
Beispielsweise kann das gerade vor Ort vom Endoskop erfasste Gewebe typischer Weise Herzschlag, Oberflächenfarbe und Volu¬ men ändern, so dass die Berücksichtigung bei einer Gewebedifferenzierung per Bildgebung Fehleinschätzungen vermeiden hilft oder da man abschätzen kann wie sich das Volumen über die Zeit ändert auch Kollisionsgefahren rechtzeitig aufzeigen kann .
Daher erfolgt gemäß Ausführungsbeispiel in einem vierten Schritt S4 eine Bestimmung, der hierfür einschlägigen Vitalparameter und hierauf folgt in einem fünften Schritt S5 eine entsprechende Synchronisation der Bilderzeugung, wobei der Begriff Synchronisation nicht nur eine zeitliche Abstimmung auf der Bilderzeugung umfassen soll, sondern der fünfte
Schritt S5 auch eine allgemeine Berücksichtigung der Auswirkung der Dynamik auf das Darzustellende umfassen kann.
Nach diesem Verarbeitungsschritt folgt in einem sechsten Schritt S6 die Darstellung des Ergebnisses, also der, insbe- sondere 3D, Bildgebung in-situ, auf einem Anzeigegerät.
Nachdem sechsten Schritt S6 erfolgt solange wie die Endosko¬ pie aktiv ist eine Wiederholung der Schritte S2 bis S6. Weitere Details und/oder Ausgestaltungsmöglichkeiten, die alternativ oder ergänzend zu dem genannten Verfahrensbeispiel oder dem erfindungsgemäßen Endoskop möglich sind, sollen im Folgenden noch ohne zeichnerische Darstellung genannt sein: Beispielsweise ist unter Aufzeichnung der Daten in Echtzeit im Sinne der Erfindung zu verstehen, dass die Daten in Bezug auf eine einheitliche Zeitbasis möglichst für alle Daten auf¬ gezeichnet werden und als Weiterbildung hierzu ist denkbar, dass für jede Datenquelle bzw. zu überwachenden Vitalparame¬ ter eine Datenaufnahmefrequenz vorgegeben werden kann.
Die Datenaufnahmefrequenz kann dabei an die Änderungsge- schwindigkeit des jeweiligen Vitalparameters angepasst sein.
Ferner ist es wie zum Teil angegeben denkbar das Verfahren und das Endoskop derart auszugestalten, dass eine Ausgabe von Steuer- bzw. Triggersignalen beispielsweise für eine 3D- Bildaufnahme in Abhängigkeit eines Vitalparameters erfolgt, die dann gesetzt werden, wenn bei niedrigstem Blutdruck sich das Herz entspannt hat und gerade beginnt sich wieder zusam¬ men zu ziehen. Ein Signal für eine 3D-Bildaufnähme könnte auch bei vollkom¬ men ausgeatmetem Zustand gesetzt werden, da dann der verfügbare Raum unterhalb des Zwerchfells am größten ist und so günstige Bedingungen herrschen, um möglichst große Bildberei¬ che erfassen zu können,
Schließlich ist es auch möglich die Erfindung derart auszugestalten, dass eine Dosierpumpe für Medikamente von den Signa¬ len getriggert wird, damit diese eine zum momentanen Blut¬ strom/Volumenstrom angepasste Dosierung vornehmen kann, so dass die Wirkstoffmenge pro Volumen Blut konstant gehalten wird im Gegensatz zum heute üblichen Ansatz dies pro Zeiteinheit durchzuführen.
Ferner besteht erfindungsgemäß die Möglichkeit einer Bereit- Stellung der Daten in einem allgemeinen Exportformat vorzunehmen, beispielsweise DICOM, einem in der Medizin etablierten Standard zur Datenübertragung.
Unter anderem hierfür ist die Ausgestaltung des Verfahrens und des Endoskops vorteilhaft, bei der ein Bereitstellen der Daten / Informationen über direkte, proprietäre Schnittstel¬ len, ggf. auch ohne Patientendaten, um dem Datenschutz zu genügen, erfolgt. Ein Datenrekorder gehört auch zu einer Ausführungsvariante, die weitere anfallende Daten berücksichtigt und, beispiels¬ weise gemäß Erfindung synchronisiert, sichert, um eine mög¬ lichst vollständige Dokumentation des OP-Verlaufs für den Pa¬ tienten und den Arzt zu erhalten.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Beispiel des Verfahrens, oder beschriebenen (Anordnungs- ) Varianten eingeschränkt. Vielmehr umfasst sie alle Kombinationen und Ausge¬ staltungsvarianten, die durch die Ansprüche gegeben sind und dabei eines oder mehrere der folgenden Merkmale/Vorteile auf¬ weisen :
• Datenmonitor für vollständige Datenaufzeichnung von Vitalparametern mit einheitlicher Zeitbasis und anpassbarer Aufnahmefrequenz für den jeweiligen Vitalparameter
• Ausgabe von Referenzsignalen (Trigger, Latch, Steuersignale) für die Funktion anderer Behandlungs- , Diagnose-, Therapie- oder Bildgebungssysteme
• Ausgabe von Steuersignalen - z.B. zur Ansteuerung von Dosierpumpen / Perfusoren, damit Medikament mit konstanter Konzentration in z.B. Blut abgegeben werden können oder damit aufgrund von bestimmten Vitalparametern oder Kombinationen daraus auch Wirkstoffkombinationen gezielt abgegeben oder angepasst werden können.
• Datenrecorder
• Datenverdichtung und Vorauswertung, z.B. von Zeitreihen, Trends, bezüglich Grenzwerten
• Kombinierte Datenauswertung der unterschiedlichen Vitalparameter durch „Vernetzung" der Daten - z.B. Auswertung über neuronale Netze, Deep Learning, Nichtlineare Dyna¬ mik, um den aktuellen Zustand des Patienten bewerten zu können oder auch zur Früherkennung kritischer Zustände aus der Kombinatorik der diversen Vitalparameter aufgrund der zeitnahen mehrparametrigen Auswertung - Stich wort: Multiorganversagen .
• Datenübertragung zu anderen Systemen oder zum „Klinikserver"
• Schnittstellen zum Anschließen von Elektroden und Senso ren, z.B. für o EKG
o EEG
o Netzwerk-Datenschnittstellen
o W-Lan
o Offene Datenschnittstellen für Sensoren, z.B. mit
■ Spannungsversorgung, DC, z.B. 12 V
■ Zeitsignal / Trigger,
■ Messsignale (analog) bzw. Messdaten (digital) ggf. konfigurierbar, umschaltbar
■ Sensorkennung (ID) für automatische Konfigura tion (Plug & Play)

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betreiben eines Endoskops zur medizinischen Anwendung, insbesondere in der minimalinvasiven Chirur- gie, dadurch gekennzeichnet, dass das Endoskop derart mit
Mitteln zur Erfassung mindestens zweier Vitalparameter funktional verbunden und betrieben wird, dass eine, insbesondere dreidimensionale, Bildgebung des in situ Objektbereichs durch das Endoskop auf Grundlage einer Auswertung einer Korrelation der Vitalparameter mit dem Objektbereich ermittelt wird.
2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertung dahingehend durchgeführt wird, ob eine mit dem jeweils erfassten Vitalparameter korre- lierende Größe mindestens eine Eigenschaft des Objektbereichs beeinflusst .
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als korrelierende Größe der Wert des Vitalparameters, insbesondere Herzschlag, Puls, Blut¬ druck, Blutzuckergehalt, Lungenfüllung, Atemfrequenz, SauerstoffSättigung des Blutes, Elektrolytgehalt des Blutes, Blutgase, elektrische Körpersignale, Lage, Partialdruck des Kohlendioxids, Partialdruck des Stickstoffs, verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als korrelierende Größe ein Wert eines Parameters zur Funktion und/oder Qualität einer Dialyse oder Herz-Lungen-Maschine verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als korrelierende Größe ein Deri¬ vat des Werts mindestens eines der Vitalparameter, insbesondere Phase im Herzschlag, Phase im Atemzyklus, momentane Amp- litude des Herzschlags, momentane Amplitude der Lungenfül¬ lung, aktuelle Pumpmenge Blut, aktueller Atemstrom, Druckanstieg, insbesondere im OP-Situs und/oder Bauchraum, Narkose¬ zustand verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die korrelierenden Größen unabhängig vom jeweiligen Vitalparameter für zumindest einen Teil der Vital- parameter bezogen auf eine einstellbare gemeinsame Zeitbasis strukturiert gespeichert werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass korrelierende Größen derart strukturiert gespeichert werden, dass sie für Mittel einer, insbesondere dreidimensionalen, Darstellung zur Erstellung einer
Bildgebung des Objektbereichs verfügbar sind.
8. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch ge- kennzeichnet, dass zur Erstellung der Bildgebung durch Verwendung von zumindest von Teilen der strukturiert gespeicherten Daten für ein maschinelles, insbesondere mittels neurona¬ ler Netze, dem so genannten „Deep Learning" und/oder auf nichtlinearer Dynamik begründetes, Lernen herangezogen wird.
9. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass für die Erstellung eine auf Grundlage ei¬ ner eine dynamische Eigenschaft, insbesondere Bewegung, Gewe¬ bedurchblutung, Gewebefarbe, widergebenden Größe, insbesonde- re die Zeitbasis und/oder Phase von korrelierenden Werten zueinander, gebildete Synchronisation verwendet wird.
10. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die eine dynamische Eigenschaft, insbeson- dere die Zeitbasis und/oder Phase von korrelierenden Werten, als Signal zumindest während der medizinischen Anwendung des Endoskops betriebenen Geräten, insbesondere als Trigger, Latch und/oder Steuersignal, zur Verfügung gestellt wird.
11. Endoskop, zur medizinischen Anwendung, insbesondere in der minimalinvasiven Chirurgie, dadurch gekennzeichnet, dass das Endoskop derart mit Mitteln zur Erfassung mindestens zweier Vitalparameter funktional verbunden und ausgestaltet ist, dass eine, insbesondere dreidimensionale, Bildgebung des in situ Objektbereichs durch das Endoskop auf Grundlage einer Auswertung einer Korrelation der Vitalparameter mit dem Objektbereich ermittelt wird.
12. Endoskop nach dem vorhergehenden Anspruch, gekennzeichnet durch Mittel zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 2 bis 9.
13. Vitalparametermonitor, gekennzeichnet durch Mittel zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12, insbesondere zur funktionalen Verbindung und Abgabe von Signalen zur Steuerung von medizinischen Abläufen, beispielweise einer Endoskopie mit einem Endoskop nach einem der An- sprüche 11 oder 12.
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