WO2022253747A1 - Mri/ct-kompatibles ferngesteuertes mikropositionierungssystem - Google Patents

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WO2022253747A1
WO2022253747A1 PCT/EP2022/064591 EP2022064591W WO2022253747A1 WO 2022253747 A1 WO2022253747 A1 WO 2022253747A1 EP 2022064591 W EP2022064591 W EP 2022064591W WO 2022253747 A1 WO2022253747 A1 WO 2022253747A1
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positioning device
patient
instrument
cable
holding
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PCT/EP2022/064591
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Ivan Fomin
Robert Odenbach
Bennet Hensen
Enrico Pannicke
Original Assignee
Otto-Von-Guericke-Universität Magdeburg
Medizinische Hochschule Hannover
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to a positioning device for the preferably remote-controlled positioning of a medical instrument relative to a patient, the positioning device having a patient attachment body which is designed to attach the positioning device to the patient with a patient holding surface, and an instrument holding body which is used for holding and preferably remote-controlled advancement of the medical instrument is set up.
  • the present invention relates to the field of medical devices, particularly in the field of imaging-assisted interventions such as interventional magnetic resonance imaging (iMRI).
  • iMRI interventional magnetic resonance imaging
  • There are special requirements in this area e.g. with regard to MRI compatibility of the materials used in the medical device and the operability of medical facilities in a relatively long and narrow MRI tunnel on the patient.
  • unnecessary stress on the people working in this area due to the magnetic field (concentrated work in a high magnetic field) and unfavorable ergonomic conditions (holding end positions of the body for long periods of time, e.g. stretching out an arm) should be avoided.
  • the current everyday life in iMRI does not include standardized work steps or workflows. As a result, there is generally a relatively low level of efficiency in the feasibility and inexperienced interventionists find it relatively difficult to get started with the rapid intervention processes.
  • the invention is based on the object of specifying an improved and remote-controlled positioning device for positioning a medical article (e.g. instrument, e.g. biopsy needle) which avoids the aforementioned disadvantages.
  • a medical article e.g. instrument, e.g. biopsy needle
  • the instrument holder body is connected to the patient attachment body via a rotary mechanism, via which the instrument holder body is rotatably mounted relative to the patient attachment body in an axis orthogonal to the patient holding surface and can therefore be rotated.
  • Such a positioning device has the advantage that the direction of action or the angle of attack of the medical instrument relative to the patient can be adjusted precisely and reproducibly, at least around the orthogonal axis (z-axis). Since the medical instrument and/or the instrument holder body is not usually aligned along the orthogonal axis during an intervention, but at an angle to it, such a positioning device can rotate the medical instrument at least in a specific angle range around the orthogonal axis will. If the medical instrument contains a needle, for example, the direction of insertion of the needle into the patient can be changed about the orthogonal axis by the positioning device.
  • the positioning device can be designed in such a way that the rotation mechanism allows a rotation angle of about 360° around the orthogonal axis, or alternatively more than 360° or less than 360°.
  • the patient attachment body Through the patient attachment body, a defined attachment of the positioning device to the patient is possible, which maintains the selected attachment position and thus contributes to a high reproducibility of the adjustment possibilities of the positioning device.
  • the patient holding body via simple or attached to the patient with double-sided adhesive strips and/or straps.
  • the positioning of the patient holding body on the patient does not have to be immediately precise with this fixation, but can initially be carried out relatively roughly according to the individual assessment of the user above the desired intervention area, because the positioning devices offer further degrees of freedom to compensate for initial position deviations.
  • the instrument holding body is coupled to the patient attachment body via a pivoting mechanism, via which the angular position of the instrument holding body relative to the patient holding surface can be adjusted.
  • the instrument holder body can be coupled indirectly to the patient attachment body via the pivoting mechanism, e.g. via the rotary mechanism arranged in between.
  • This has the advantage that the positioning device can also be used to carry out a precise and reproducible adjustment of the instrument holding body and thus of the instrument with respect to the angular position relative to the patient holding surface. Combined with the rotation mechanism around the orthogonal axis, this already provides an adjustment in two rotational degrees of freedom, so that the angle of attack of the instrument relative to the patient can be set in a further angular dimension.
  • the possible adjustment angle of the pivoting mechanism can be limited to ranges that make sense for practical use, i.e. to a maximum of 180°, although in many cases an angle of ⁇ 75° relative to the orthogonal axis to the patient's body is sufficient.
  • the imaginary or virtual axis about which the pivoting mechanism is thus pivoted can advantageously be designed in such a way that it rests horizontally on the patient's surface by constructing the virtual center point of the pivot arc radius on the patient's surface.
  • the pivoting mechanism together with the instrument holding body can be rotated by the rotating mechanism about the axis orthogonal to the patient holding surface relative to the patient attachment body.
  • the instrument holding body is coupled to the patient attachment body via a displacement mechanism, via which the instrument holding body can be displaced in one or more directions in a plane parallel to the quasi-planar patient holding surface.
  • the positioning device can also be used to carry out a precise and reproducible adjustment of the instrument holding body with regard to displaceability in the plane parallel to the patient holding surface.
  • one or two additional translational degrees of freedom of adjustability can be realized on quasi-planar patient surfaces, for example on the thoracic, back and abdominal areas.
  • the puncture site can be corrected or adjusted if necessary, for example after initially imprecise fixation of the patient attachment body above the desired puncture site on the patient.
  • the rotating mechanism can be displaced in one or more directions via the displacement mechanism in the plane parallel to the patient holding surface. This has the advantage that an angular position of rotation set by means of the rotary mechanism does not have to be readjusted when the displacement mechanism is adjusted.
  • the pivoting mechanism is parallel to the displacement mechanism in the plane is displaceable in one or more directions relative to the patient support surface. This has the advantage that an angular position set by means of the pivoting mechanism does not have to be readjusted when the displacement mechanism is adjusted.
  • the patient attachment body with the integrated displacement mechanism cannot be planar, but cylindrical or spherical in shape, so that the rotating and pivoting mechanism of the Positioning device are slidably mounted on a cylindrical shell or a spherical shell above the intervention area.
  • the cylinder or ball radii can be of different sizes depending on the area of application, so that the puncture point of the instrument is (almost) permanently on the patient’s surface even when the rotary and pivoting mechanism is shifted in the curved shifting mechanism and not as in the case of use a planar displacement mechanism on an anatomically curved surface, virtually lifts off this when displaced.
  • the instrument holder body or a component of the positioning device connected thereto is detachably connected to the patient attachment body via a detachable connection, in particular a bayonet connection.
  • a detachable connection in particular a bayonet connection.
  • the detachable connection also allows quick removal of parts of the positioning device in the event of complications, even while the instrument can remain in the patient.
  • the positioning device has an instrument feed mechanism, by means of which the instrument holding body can be displaced along a holding axis of the positioning device relative to the patient attachment body, to the rotating mechanism, to the pivoting mechanism and/or to the displacement mechanism.
  • the positioning device also supports manual or automated advancement of the instrument by means of the instrument holder body, so that precise and reproducible advancement movements are possible.
  • the instrument or the instrument holding body can be advanced along the holding axis by the instrument advance mechanism. For example, an instrument designed as a needle can then be inserted into the patient along the desired spatial angle and a desired position.
  • the holding axis forms a displacement axis for the instrument body and an additional, third translational degree of freedom is thus introduced.
  • the pivoting mechanism allows the angular position of the support axis to be set relative to the axis orthogonal to the patient support surface.
  • the setting of the desired angular positions and/or displacement positions in the individual degrees of freedom of the positioning device can, for example, be carried out manually by setting elements on the positioning device, or automatically by corresponding actuators arranged on the positioning device.
  • a particular advantage here is remote control of the adjustment of the individual degrees of freedom of the positioning device, e.g. for use of the positioning device in a magnetic resonance tomography device or a computer tomography device.
  • the rotating mechanism, the pivoting mechanism, the displacement mechanism and/or the instrument feed mechanism for adjusting the instrument Holding body has a cable mechanism in at least one degree of freedom.
  • the cable pull mechanism has the advantage that the positioning device can be remotely controlled by means of one or more pull cables -s/-e of the cable pull mechanism, while the positioning device itself can be structurally very compact. The user therefore does not have to work inside the MRT tunnel for the precise setting of the medical article or the base body in the possible degrees of freedom, but can operate the at least one traction cable from the outside.
  • Each traction cable or each cable mechanism can also be actuated via automatically actuable actuators, for example computer-controlled.
  • a further advantage of the invention is that such an adjustment mechanism can be designed to be MRT-compatible, since the cable pull mechanism can be implemented without metal parts or the like, for example.
  • the required traction cable can be, for example, a plastic cable or a cable that has been surface-treated with a lubricant (e.g. wax); and the cable sleeve for guiding the cable can be a stronger plastic tube (e.g. PTFE tube).
  • the positioning device according to the invention which can also be referred to as a micropositioning system, is therefore suitable for aligning and guiding medical articles of all kinds, in particular minimally invasive instruments that are used in inter ventional MRI.
  • the invention thus makes it possible to remotely control the positioning of the medical article, so that positioning from a distance is easily possible even when there is only little space available.
  • the positioning device is therefore much more user-friendly and convenient to operate remotely.
  • the positioning device in particular the at least one cable pull mechanism, can be operated manually, for example.
  • the cable of the cable pull mechanism can be pulled manually.
  • the cable can then be fixed, for example with a conventional cable fixing element such as a cleat or a cable clamp.
  • the cable mechanism can have a common cable that can transmit sufficient operating forces both in the direction of tension and in the direction of compression.
  • a rope can also be used that can only transmit the actuating forces in the direction of pull.
  • a spring mechanism can then be provided for the direction of thrust, for example, by means of which an automatic reset takes place against the tensile force of the cable.
  • the return position in the opposite direction can be done for example by a spring return actuator. It is also possible to form a cable mechanism with two opposing traction cables, with a movement in one direction of the respective degree of freedom being effected by traction on one traction cable, and a movement in the opposite direction by traction on the other traction cable.
  • At least one cable pull mechanism has a polyfilament cable as the pull cable.
  • This has the advantage that an MRI-compatible traction cable with little stretch can be used.
  • the traction cable can be designed as a braided cable, for example.
  • a monofilament pull rope can also be used if this meets the requirements.
  • the positioning device has a remote-controlled drive for at least one cable pull mechanism. This allows the positioning device to be operated easily from afar.
  • the positioning device has an electric motor drive as a drive for at least one cable pull mechanism.
  • This has the advantage that a very precise automatic setting of the respective positioning degrees of freedom of the positioning device can be carried out. In particular, no manual setting is required for this, so that fewer or no operating personnel are required.
  • Control commands for the electromotive drives can be entered, for example, by entering them into a control program using a keyboard, PC mouse, controller (as is known from video game consoles), gesture control and/or voice commands.
  • pneumatic motors, servo motors, piezo motors or the like can also be used to drive the cable pulls.
  • the electromotive drive has an electrically controllable stepping motor, which is coupled via a worm gear to a cable drum, to which at least one cable of a cable mechanism is attached.
  • a worm gear gear By such a worm gear gear, a decoupling of the cable forces occurring to the electric motor and self-locking when the motors are switched off can be realized.
  • a large reduction ratio can be realized, which enables precise micro-positioning of the instrument.
  • the cable drum can be connected directly to the motor in order to be able to use the cable forces as "force feedback” by evaluating the motor current, which increases proportionally to the cable forces.
  • a transmitting and/or receiving coil for generating and recording fields occurring during the MRT examination is integrated in at least one component of the positioning device.
  • the patient attachment body and/or the instrument guide sleeve has several marker elements that can be identified in magnetic resonance tomography examinations and/or computed tomography examinations.
  • This has the advantage that the correct positioning of the positioning device on the patient can be checked in the magnetic resonance tomography or computed tomography images can.
  • the positions of the positioning device on the patient can be automatically referenced by automatic image evaluation and further parameters for the examination or treatment of the patient can thereby be automatically calculated, e.g. the required settings of the positioning device in the various degrees of freedom for carrying out a specific intervention on the patient.
  • the invention thus creates the possibility of more precise alignment of instruments, so that smaller target areas on the patient can also be reached more precisely.
  • the quality of tomographically supported, minimally invasive interventions can be increased.
  • the electric motor drives of the cable pulls can be precisely controlled by a control unit that executes a control program, for example.
  • a remote-controlled alignment of the instrument by means of the positioning device 1 is thus possible.
  • Possible rope stretches that occur can be taken into account and compensated for by software after calibration, i.e. a calculated compensation of the distortion and the rope tension can be carried out.
  • the operation of the electromotive drives can be done, for example, by means of a graphical user interface in the sense of a digital remote control or fully automated, e.g. by integrating the motor control into planning software for medical intervention planning.
  • micropositioning system is primarily intended for the alignment and guidance of instruments used in a minimally invasive manner (e.g. biopsy needle, RF electrode) in iMRI. Alternatively, it can also be used in iCT (interventional computer tomography), where only the MRT marker elements are replaced with X-ray markers.
  • instruments used in a minimally invasive manner e.g. biopsy needle, RF electrode
  • iCT interventional computer tomography
  • the process of aligning the instrument runs in such a way that the instrument is manually or automatically inserted into a previously individually set image layer, which, for example, optimally depicts the intervention target region and the desired puncture site, is swiveled in.
  • the primary property of the micro-positioning system is its remote controllability, which enables z.
  • an instrument on the patient and in the tunnel of the MRT is completely remote controlled, according to corresponding results of a registration algorithm and along a preselected intervention ontrajektorie, and sequentially aligned under near real-time imaging.
  • the micropositioning system not only enables the instrument to be aligned along a preselected, interventional trajectory just above the flat surface, but also to advance it completely to the target area (e.g. suspected tumor in the prostate or in the lungs), with upon closing removal of the instrument.
  • the intervention can thus be carried out fully automatically (robotic) to the full extent of a minimally invasive intervention.
  • the intervention can even be active from a relatively large distance (e.g. in the control room). control and monitor at the same time on the screen using the real-time images.
  • the entire kinematics of the positioning device can be operated remotely, precisely and without play, by means of the cable pull mechanisms, in particular if all moving components can be operated by means of prestressed cable pulls that act in a complementary manner.
  • the positioning device can be designed to be compact, light and space-saving, so that it can also be used where space is limited, for example in magnetic resonance tomographs.
  • the positioning device allows five degrees of freedom of adjustment that can be remotely controlled.
  • the positioning device can be provided relatively inexpensively, many parts of the positioning device being able to be provided as plastic components, for example.
  • the positioning device can therefore be provided as a disposable product.
  • Figures 1, 2 a positioning device in perspective views
  • Figure 3 shows a patient attachment body of the positioning device
  • FIG. 4 the elements of the positioning device to be attached to the patient attachment body
  • FIG. 5 shows a displacement mechanism of the positioning device in an exploded view
  • Figure 6 is a sectional view of the shifting mechanism
  • FIG. 7 shows a rotary mechanism of the positioning device in an exploded view
  • FIG. 8 shows the rotating mechanism in a sectional view
  • FIG. 9 a pivoting mechanism of the positioning device
  • Figures 10, 11 the pivoting mechanism in a sectional view
  • Figure 12 an instrument holder body in a perspective view
  • Figure 13 the instrument holder body with an instrument feed mechanism in a perspective view and in two sectional views
  • FIG. 14 shows an electric motor drive in an exploded view
  • FIG. 15 shows the use of the positioning device in an MRT system
  • FIG. 16 shows an arrangement of the cable pulls in a central tube.
  • the positioning device 1 which can be seen in FIG. 1 has a patient attachment body 2 which is set up for attaching the positioning device 1 to the patient.
  • the mechanism 3 On the patient attachment body 2 in various degrees of freedom adjustable Instrumentsalignment unit is attached, the mechanism 3, a Verschiebemecha, a rotating mechanism 4 and a pivoting mechanism 5 has.
  • an instrument holder 6 is fastened to which in turn an instrument holder body 60 is fastened.
  • the instrument holder body 60 serves to fold a medical instrument.
  • the instrument can be a biopsy needle, a catheter, an endoscope, or an RF ablation instrument.
  • the medical instrument can be latched, clipped or clamped to the instrument holding body, for example.
  • the instrument holder 6 has an instrument feed mechanism by which the instrument holding body 60 can be moved back and forth along a folding axis 61 .
  • the patient attachment body 2 has a base body 20 .
  • the patient attachment body 2 has a plurality of attachment surfaces 21 protruding from the outer circumference of the base body 20, which attachment surfaces can be designed, for example, as self-adhesive attachment surfaces.
  • the marker elements 9 can be identified in magnetic resonance tomography or computed tomography examinations.
  • the cables can be guided centrally through a common shell, ie a central tube.
  • the central tube can be designed as a tube or hose, for example.
  • the patient attachment body 2 can additionally have a fixing element 23, by means of which the cover can be attached to the positioning device 1 in a defined manner.
  • the patient attachment body 2 has a patient holding surface for resting on the patient, which can be formed, for example, by the underside of the base body 20 facing the patient.
  • This patient support surface forms a reference plane (X-Y plane) for a positioner related coordinate system.
  • the instrument holding body 60 can be shifted in an X-Y plane parallel to the patient holding surface via the shifting mechanism 3 . Via the rotating mechanism 4, the instrument holding body 60 can be rotated about an axis orthogonal to the patient support surface, i.e., an axis orthogonal to the X-Y plane (Z-axis).
  • the instrument holder body 60 can be adjusted with regard to the angular position relative to the patient support surface, i.e. relative to the X-Y plane, via the pivoting mechanism 5 .
  • the instrument holder body 60 can be adjusted along the holding axis 61 by the instrument feed mechanism.
  • FIG. 3 shows the patient attachment body 2 as a single component. Recognizable are formed on the inner circumference of the base body 20 receiving elements 25, which serve to receive projections 31 of a base body 30 of the mechanism 3 Verschiebemechanis.
  • the receiving elements 25 form with the projections 31, for example, a type of bayonet attachment that allows the instrument alignment unit with the attached further parts, including the instrument holder by 60, to be removed from the patient attachment body 2 as desired or to attach it to it in a simple manner.
  • the components can be gently detached from the patient attachment body 2 . Risks from mechanical loads in the intervention area are avoided, for example by detaching the fastening surfaces 21 from the patients.
  • the instrument alignment unit can be temporarily removed from the patient in a simple manner and then reversibly placed in the same position.
  • a transmitting and/or receiving coil for generating and recording fields occurring during the MRT examination can be integrated in the base body 20 or the base body 30 .
  • magnetic resonance tomography examinations can be carried out more efficiently and effectively. There is no need to apply and position external surface coils separately on the patient during the preparation process to obtain good and defined imaging.
  • such an integrated transmitting and/or receiving coil prevents the adjusting kinematics of the positioning system from being disturbed by externally applied coils.
  • FIG. 5 shows the displacement mechanism 3 with its individual components.
  • the already mentioned base body 30 of the displacement mechanism 3 has an internal receiving area 32 in which a displacement body 34 can be accommodated.
  • the receiving area 32 has a significantly larger diameter than the outer diameter of the sliding body 34 . This makes it possible to move the displacement body 34 within the receiving area 32 to a certain extent in the X and Y directions.
  • the sliding body 34 arranged in the receiving area 32 is covered by an upper closure body 38 and is thus fixed in the Z direction in the receiving area 32 of the base body 30, but as mentioned can be moved in the X and Y directions.
  • the sliding body 34 has holding elements in anchor points 35 for attaching cables of cable mechanisms. At the base body 30 are appropriate Through openings 33 and guide grooves 39 for guiding the ropes angeord net. The ropes are guided to the central guide 22 as a result.
  • the sliding body 34 also has an inner receiving space 37 in which the other elements of the positioning device 1, in particular parts of the rotary mechanism 4, can be attached.
  • Figure 6 shows the arrangement of the sliding body 34 in the receiving area 32.
  • the displacement body 34 can thus be displaced either exclusively in the X direction or in the Y direction, or in combination in the X-Y plane.
  • FIG. 7 shows parts of the rotating mechanism 4.
  • a receiving section 41 is formed on a base body 40 of the rotating mechanism 4 and is used for insertion into the receiving space 37 of the sliding body 34, which is shaped as a counterpart.
  • the base body 40 can be attached to the displacement body 34 via the receiving section 41, e.g.
  • FIG. 7 shows an advantageous embodiment of a connection of the base body 40 to the displacement body 34 via a roller bearing 42, e.g. a ball bearing.
  • all parts of the positioning device can be metal-free, e.g. made of plastic or glass.
  • the rolling bodies of the rolling bearing 42 can be designed as glass bodies, for example.
  • FIG. 8 shows the articulation of the rotating mechanism 4 via two cables 8 working in opposite directions. Both cables 8 can be attached to a holding element in an anchor point 43 of the base body 40 . As shown by way of example, the ropes 8 can cross at a crossing point 44 . In this way, a maximum angle of rotation of the rotary mechanism 4 of ⁇ 180° can be realized.
  • the pivoting mechanism 5 has a base body 50 which can be connected to the base body 40 of the rotary mechanism 4, for example, or can be designed in one piece therewith.
  • a base body 50 On the base body 50 an arcuate bracket 51 is arranged, on which a pivot member 52 is pivotally mounted.
  • the pivoting member 52 can be reciprocated along the arcuate mount 51, resulting in pivoting of the instrument mount 6, and hence the instrument holder body 60, with respect to the X-Y plane.
  • one or more holding elements 54 for anchoring cables of cable pull mechanisms can be arranged on the pivoting element 52 .
  • two cables 8 running in opposite directions can in turn be fastened there.
  • the cables 8 can be led out via corresponding cable guide channels at a cable outlet 53 of the base body 50 and can be actuated from there.
  • the pivoting mechanism can be used, for example, to pivot the instrument holder 6 by ⁇ 45° relative to the Z axis.
  • FIG. 12 shows the instrument holder 6.
  • the instrument holder 6 has the already mentioned holding axis 61, which can be fastened to the pivoting element 52 via a fastening body 62, for example.
  • the instrument holding body 60 is slidably mounted on the holding axle 61 .
  • Cable guide and fastening elements 64 are arranged on c.
  • a deflection element 63 is located on the holding axle 61 at the end facing away from the fastening body 62 and serves to deflect at least one cable of a cable pull mechanism.
  • the deflection element 63 can be a ceramic body, for example, which can be designed as a cord running ring or deflection roller.
  • An instrument feed mechanism is realized by the cable guide and fastening elements 64 and the deflection element 63 .
  • FIG. 13 shows the instrument holder 6 with oppositely running cables 8 arranged thereon for the displacement actuation of the instrument holder body 60. Both cables 8 are fastened to the cable guide and fastening elements 64. A rope is deflected via the deflection element 63 and additionally passed through a guide opening of the cable guide and fastening elements 64 . Both cables 8 are guided through the attachment body 62 and emerge from it at a common exit point.
  • an instrument guide sleeve 65 is arranged in a lockable manner on the pivoting element 52 or the fastening body 62 .
  • the instrument guide sleeve 65 serves to precisely guide the medical instrument attached to the instrument holder body 60 when the instrument holder body 60 is displaced along the folding axis 61 .
  • the instrument guide sleeve 65 can have one or more additional markers. If necessary, the instrument guide sleeve 65 can be unlocked and thus detached from the swivel element 52 or the fastening body 62 by means of a rotary movement.
  • FIG. 14 shows an example of an electric motor drive for actuating a cable or two cables running in opposite directions of a cable mechanism.
  • the elektromotori cal drive 80 has a housing 81 in which an electrically controllable stepping motor 82 is arranged.
  • the stepping motor 82 is coupled to a cable drum 84 via a worm gear 83 .
  • the cable or cables of the cable mechanism to be actuated are attached to the cable drum 84 .
  • FIG. 15 shows the use of the positioning device 1 according to the invention on a magnetic resonance tomograph 7.
  • the positioning device 1 is connected to a number of electromotive drives 80 via the various cables of the cable pull mechanisms, which are guided in a central tube 85.
  • the electric motor drives 80 can be arranged, for example, on a mobile drive system 86, for example a drive system that has rollers and can therefore be easily brought to the site by the user.
  • the electric motor drives 80 can be fixed stationary and close to the ground in the scanner room or control room, so that under no circumstances can acceleration forces of the metallic elements, which can arise from the attractive forces of the magnetic field of the MRT, have an effect and injure patients or staff.
  • FIG. 15 shows the use of the positioning device 1 according to the invention on a magnetic resonance tomograph 7.
  • the positioning device 1 is connected to a number of electromotive drives 80 via the various cables of the cable pull mechanisms, which are guided in a central tube 85.
  • the electric motor drives 80 can be arranged, for example, on
  • the cables 8 can each be guided separately in their own sheath 87 in the manner of a Bowden cable, at least in the region of the central tube 85 . In this way mutual influences of the ropes 8 are minimized.
  • the sleeve 87 can be, for example, a teflon hose in order to minimize rope friction.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Positioniereinrichtung für die Positionierung eines medizinischen Instruments relativ zu einem Patienten, wobei die Positioniereinrichtung einen Patientenbefestigungskörper, der zur Befestigung der Positioniereinrichtung am Patienten eingerichtet ist, und einen Instrumentenhaltekörper hat, der zum Halten des medizinischen Instruments eingerichtet ist, wobei der Patientenbefestigungskörper eine Patientenhaltefläche zur Anlage am Patienten hat.

Description

MRI/CT-KOMPATIBLES FERNGESTEUERTES MIKROPOSITIONIERUNGSSYSTEM
Die Erfindung betrifft eine Positioniereinrichtung für die vorzugsweise ferngesteuerte Positionierung eines medizinischen Instruments relativ zu einem Patienten, wobei die Positioniereinrichtung einen Patientenbefestigungskörper, der zur Befestigung der Positioniereinrichtung am Patienten mit einer Patientenhaltefläche eingerichtet ist, und einen Instrumentenhaltekörper hat, der zum Halten und vorzugsweise fernge steuerten Vorschieben des medizinischen Instruments eingerichtet ist.
Allgemein betrifft die vorliegende Erfindung das Gebiet medizinischer Vorrichtungen, insbesondere für den Bereich bildgebungsunterstützter Interventionen wie z.B. die in terventioneile Magnetresonanztomographie (iMRT). In diesem Bereich bestehen be sondere Anforderungen, z.B. hinsichtlich der MRT-Kompatibilität der verwendeten Materialien der medizinischen Vorrichtung sowie der Bedienbarkeit medizinischer Einrichtungen in einem relativ langen und schmalen MRT-Tunnel am Patienten. Ins besondere sollen auch unnötige Belastungen der in diesem Bereich tätigen Perso nen durch das Magnetfeld (konzentriertes Arbeiten im hohen Magnetfeld), als auch durch die ungünstigen ergonomischen Bedingungen (zeitlich langes Halten von Kör perendstellungen, z.B. Ausstrecken eines Armes) vermieden werden. Des Weiteren verzeichnet der momentane Alltag in der iMRT nicht standardisierte Arbeitsschritte oder auch Workflows genannt. Das führt dazu, dass eine allgemein relativ geringe Effizienz der Durchführbarkeit besteht und ungeübte Interventionisten einen relativ schweren Einstieg in die interventioneilen Prozesse finden.
Für solche Anwendungen im Bereich der iMRT existieren beispielsweise einfache mechanische Positionierhilfen, die die Führung einer Biopsienadel oder ähnlicher In- strumente erlauben und vom Anwender im Wesentlichen hinsichtlich der Winkelori entierung eingestellt werden können. Solche Einrichtungen können aber nicht aus der Ferne bedient bzw. ausgerichtet werden, sondern bieten lediglich eine Haltefunk tion.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte und ferngesteuerte Posi tioniereinrichtung für die Positionierung eines medizinischen Artikels (z.B. Instrument, z.B. Biopsienadel) anzugeben, die die zuvor erwähnten Nachteile vermeidet.
Diese Aufgabe wird bei einer Positioniereinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Instrumentenhaltekörper über einen Drehmechanismus mit dem Patientenbefestigungskörper verbunden ist, über den der Instrumentenhaltekör per in einer zur Patientenhaltefläche orthogonalen Achse relativ zum Patientenbefes tigungskörper drehbar gelagert und somit verdrehbar ist.
Eine solche Positioniereinrichtung hat den Vorteil, dass eine präzise und reproduzier bare Einstellung der Wirkrichtung oder des Angriffswinkels des medizinischen Instru ments relativ zum Patienten zumindest um die orthogonale Achse (z-Achse) durch geführt werden kann. Da das medizinische Instrument und/oder der Instrumentenhal tekörper während einer Intervention in der Regel nicht entlang der orthogonalen Achse ausgerichtet ist, sondern in einem Winkel dazu, kann durch eine solche Positi oniereinrichtung das medizinische Instrument zumindest in einem bestimmten Win kelbereich um die orthogonale Achse verdreht werden. Beinhaltet das medizinische Instrument beispielsweise eine Nadel, so kann durch die Positioniereinrichtung die Einstichrichtung der Nadel in den Patienten um die orthogonale Achse verändert werden. Die Positioniereinrichtung kann derart gestaltet sein, dass durch den Dreh mechanismus ein Drehwinkel um die orthogonale Achse um etwa 360° möglich ist, oder alternativ mehr als 360° oder weniger als 360°.
Durch den Patientenbefestigungskörper ist eine definierte Anbringung der Positionie reinrichtung am Patienten möglich, die die gewählte Anbringungsposition beibehält und damit zu einer hohen Reproduzierbarkeit der Verstellmöglichkeiten der Positio niereinrichtung beiträgt. Beispielsweise kann der Patientenhaltekörper über einfache oder doppelseitige Klebestreifen und/oder durch Gurte am Patienten befestigt wer den. Die Positionierung des Patientenhaltekörpers auf dem Patienten muss bei die ser Fixierung nicht unmittelbar präzise sein, sondern kann zunächst relativ grob nach individueller Einschätzung des Anwenders oberhalb des angestrebten Interventions gebietes vorgenommen werden, weil die Positioniereinrichtungen weitere Freiheits grade zur Kompensation von anfänglichen Positionsabweichungen bietet.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der In- strumentenhaltekörper über einen Verschwenkmechanismus mit dem Patientenbe festigungskörper gekoppelt ist, über den die Winkellage des Instrumentenhaltekör- pers gegenüber der Patientenhaltefläche verstellbar ist. Der Instrumentenhaltekörper kann dabei über den Verschwenkmechanismus mittelbar mit dem Patientenbefesti gungskörper gekoppelt sein, z.B. über den dazwischen angeordneten Drehmecha nismus. Dies hat den Vorteil, dass durch die Positioniereinrichtung zusätzlich eine präzise und reproduzierbare Verstellung des Instrumentenhaltekörpers und damit des Instruments bezüglich der Winkellage gegenüber der Patientenhaltefläche durch geführt werden kann. Kombiniert mit dem Drehmechanismus um die Orthogo nalachse ist auf diese Weise bereits eine Verstellung in zwei rotatorischen Freiheits graden gegeben, sodass der Angriffswinkel des Instruments gegenüber dem Patien ten in einer weiteren Winkeldimension eingestellt werden kann. Der mögliche Ver stellwinkel des Verschwenkmechanismus kann auf für die praktische Anwendung sinnvolle Bereiche begrenzt sein, d.h. auf maximal 180°, wobei in vielen Fällen auch eine Begrenzung auf einen Winkel von ± 75° gegenüber der orthogonalen Achse zum Patientenkörper ausreichend ist.
Die gedachte bzw. virtuelle Achse, um die der Verschwenkmechanismus damit ge schwenkt wird, kann vorteilhafterweise so gestaltet sein, dass diese auf der Patien tenoberfläche horizontal aufliegt, indem der virtuelle Mittelpunkt des Schwenkbogen radius auf die Patientenoberfläche konstruiert ist. Mit der Führung des Instrumentes im Rotations- und im Verschwenkmechanismus besteht somit ein Kreuzungspunkt aus Orthogonal- und Florizontalachse, welcher sich stets ortstreu auf der Patienten oberfläche und im Zentrum der Positioniereinrichtung befindet, unabhängig von der aktuellen rotatorischen oder geschwenkten Instrumentenausrichtung. Dieser Kreu- zungspunkt ist der Einstichpunkt am Patienten und ist vorteilhafterweise deshalb ort streu, damit das Instrument auch unmittelbar nach dem Einstechen in die Hautober fläche im Rotations- und Schwenkwinkel noch nachjustiert werden kann, ohne einen neuen Einstichpunkt setzen zu müssen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Verschwenkmechanismus zusammen mit dem Instrumentenhaltekörper durch den Drehmechanismus um die zur Patientenhaltefläche orthogonale Achse relativ zum Patientenbefestigungskörper verdrehbar ist. Dies hat den Vorteil, dass eine mittels des Drehmechanismus eingestellte Drehwinkelstellung bei Verstellung der Winkel lage des Verschwenkmechanismus nicht nachjustiert werden muss.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der In strumentenhaltekörper über einen Verschiebemechanismus mit dem Patientenbefes tigungskörper gekoppelt ist, über den der Instrumentenhaltekörper in einer Ebene pa rallel zur quasi-planaren Patientenhaltefläche in einer oder mehreren Richtungen ver schiebbar ist. Dies hat den Vorteil, dass durch die Positioniereinrichtung zusätzlich eine präzise und reproduzierbare Verstellung des Instrumentenhaltekörpers hinsicht lich einer Verschiebbarkeit in der Ebene parallel zur Patientenhaltefläche durchge führt werden kann. Es können damit beispielsweise ein oder zwei zusätzliche transla torische Freiheitsgrade der Verstellbarkeit auf quasi-planaren Patientenoberflächen, beispielsweise auf dem Thorax-, Rücken- und Abdominalbereich, realisiert werden. Dadurch kann die Einstichstelle bei Bedarf nachkorrigiert oder angepasst werden, beispielsweise nach anfänglich unpräziser Fixierung des Patientenbefestigungskör pers oberhalb der gewünschten Einstichstelle auf dem Patienten.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Drehmechanismus über den Verschiebemechanismus in der Ebene parallel zur Pati entenhaltefläche in einer oder mehreren Richtungen verschiebbar ist. Dies hat den Vorteil, dass eine mittels des Drehmechanismus eingestellte Drehwinkellage bei Ver stellung der Verschiebemechanismus nicht nachjustiert werden muss.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Verschwenkmechanismus über den Verschiebemechanismus in der Ebene parallel zur Patientenhaltefläche in einer oder mehreren Richtungen verschiebbar ist. Dies hat den Vorteil, dass eine mittels des Verschwenkmechanismus eingestellte Winkel lage bei Verstellung der Verschiebemechanismus nicht nachjustiert werden muss.
Gemäß einer alternativen Gestaltung für nicht-quasi-planare Interventionsbereiche am Patienten (z.B. auf dem Schultergelenk, Kniegelenk oder auf dem Schädel) kann der Patientenbefestigungskörper mit dem integrierten Verschiebemechanismus nicht planar, sondern zylindrisch oder sphärisch geformt sein, sodass der Dreh- und Ver schwenkmechanismus der Positioniereinrichtung auf einer Zylinderschale oder einer Kugelschale oberhalb des Interventionsgebietes verschieblich gelagert sind. Die Zy linder- oder Kugelradien können entsprechend des Einsatzgebietes verschieden groß gestaltet sein, sodass sich die Einstichstelle des Instrumentes auch bei Ver schieben des Dreh- und Schwenkmechanismus im gekrümmten Verschiebemecha nismus (annähernd) permanent auf der Patientenoberfläche befindet und nicht, wie im Falle der Nutzung eines planaren Verschiebemechanismus auf einer anatomisch gewölbten Oberfläche, bei Verschiebung von dieser virtuell abhebt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der In- strumentenhaltekörper oder ein damit verbundenes Bauteil der Positioniereinrichtung über eine lösbare Verbindung, insbesondere eine Bajonett-Verbindung, lösbar mit dem Patientenbefestigungskörper verbunden ist. Dies hat den Vorteil, dass das In strument zusammen mit dem Instrumentenhaltekörper leicht entfernt und ausge wechselt werden kann, während die Positioniereinrichtung mit ihrem Patientenbefes tigungskörper am Patienten befestigt ist und dort befestigt bleiben kann. Es ist auch möglich, dass das Instrument am Patienten verbleibt. Die Positioniereinrichtung muss somit nicht erst vom Patienten gelöst werden. Beispielsweise kann der Instru mentenhaltekörper, der Drehmechanismus, der Verschwenkmechanismus und/oder der Verschiebemechanismus gemeinsam über die lösbare Verbindung lösbar mit dem Patientenbefestigungskörper verbunden sein und dementsprechend komplett als eine Einheit bei Bedarf abgenommen und wiedereingesetzt werden. Hierdurch kann beispielsweise temporär ein Zugang für andere Instrumente am Patienten be reitgestellt werden, ohne dass der Patientenbefestigungskörper erst vom Patienten gelöst werden muss. Die lösbare Verbindung erlaubt zudem das schnelle Entfernen von Teilen der Positioniereinrichtung im Falle von Komplikationen, auch während das Instrument noch im Patienten verbleiben kann.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Po sitioniereinrichtung einen Instrumentenvorschubmechanismus hat, durch den der In- strumentenhaltekörper entlang einer Halteachse der Positioniereinrichtung relativ zum Patientenbefestigungskörper, zum Drehmechanismus, zum Verschwenkmecha- nismus und/oder zum Verschiebemechanismus verschiebbar ist. Dies hat den Vor teil, dass die Positioniereinrichtung auch einen manuellen oder automatisierten Vor schub des Instruments mittels des Instrumentenhaltekörpers unterstützt, sodass prä zise und reproduzierbare Vorschubbewegungen möglich sind. Durch den Instrumen tenvorschubmechanismus kann insbesondere ein Vorschub des Instruments bzw. des Instrumentenhaltekörpers entlang der Halteachse erzeugt werden. Beispiels weise kann ein als Nadel ausgebildetes Instrument dann entlang der gewünschten räumlichen Winkellage und einer gewünschten Position in den Patienten eingeführt werden. Die Halteachse bildet dabei eine Verschiebeachse für den Instrumentenkör per und es wird damit ein zusätzlicher, dritter translatorischer Freiheitsgrad einge führt. Durch den Verschwenkmechanismus kann dabei die Winkellage der Halte achse gegenüber der zur Patientenhaltefläche orthogonalen Achse eingestellt wer den.
Die Einstellung der gewünschten Winkellagen und/oder Verschiebelagen in den ein zelnen Freiheitsgraden der Positioniereinrichtung kann beispielsweise manuell durch Einstellelemente an der Positioniereinrichtung durchgeführt werden, oder automa tisch durch entsprechende an der Positioniereinrichtung angeordnete Aktoren. Vor teilhaft ist dabei insbesondere eine Fernbedienbarkeit der Verstellung der einzelnen Freiheitsgrade der Positioniereinrichtung, z.B. für den Einsatz der Positioniereinrich tung in einem Magnetresonanztomographiegerät oder einem Computertomographie gerät.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Drehmechanismus, der Verschwenkmechanismus, der Verschiebemechanismus und/oder der Instrumentenvorschubmechanismus zur Verstellung des Instrumenten- haltekörpers in wenigstens einem Freiheitsgrad einen Seilzug-Mechanismus auf weist. Der Seilzug-Mechanismus hat den Vorteil, dass die Positioniereinrichtung mit tels eines oder mehrerer Zugseil -s/-e des Seilzug-Mechanismus fernbedienbar ist, während die Positioniereinrichtung selbst konstruktiv sehr kompakt gestaltet sein kann. Der Benutzer muss somit zur präzisen Einstellung des medizinischen Artikels bzw. des Basiskörpers in den möglichen Freiheitsgraden nicht innerhalb des MRT- Tunnels arbeiten, sondern kann das mindestens eine Zugseil von außen bedienen. Jedes Zugseil bzw. jeder Seilzug-Mechanismus kann auch über automatisch betätig bare Aktuatoren betätigt werden, beispielsweise computergesteuert.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass ein solcher Verstellmechanismus durchge hend MRT-kompatibel gestaltet werden kann, da der Seilzug-Mechanismus bei spielsweise ohne Metallteile oder ähnliches realisiert werden kann. Das erforderliche Zugseil kann beispielsweise ein Kunststoffseil oder ein mit Gleitmittel (z.B. Wachs) oberflächenbehandeltes Seil sein; und die Zughülle für die Führung des Zugseils kann ein festerer Kunststoffschlauch (z.B. PTFE Schlauch) sein. Die erfindungsge mäße Positioniereinrichtung, die auch als Mikropositionierungssystem bezeichnet werden kann, eignet sich somit für die Ausrichtung und Führung von medizinischen Artikeln jeder Art, insbesondere von minimalinvasiven Instrumenten, die in der inter ventioneilen MRT eingesetzt werden.
Mit der Erfindung ist somit eine Fernsteuerbarkeit der Positionierung des medizini schen Artikels möglich, sodass die Positionierung aus der Entfernung auch bei nur wenig zur Verfügung stehenden Raum ohne weiteres möglich ist. Die Positionierein richtung ist damit wesentlich anwendungsfreundlicher und komfortabler aus der Ferne heraus zu bedienen.
Die Positioniereinrichtung, insbesondere der wenigstens eine Seilzug-Mechanismus kann beispielsweise manuell bedient werden. Beispielsweise kann an dem Seil des Seilzug-Mechanismus manuell gezogen werden. Für eine Arretierung in einer ge wünschten Position kann das Seil dann fixiert werden, beispielsweise mit einem übli chen Seilzug-Fixierelement wie z.B. eine Klampe oder eine Seilklemme. Der Seilzug-Mechanismus kann für die Verstellung eines Freiheitsgrads ein gemein sames Seil haben, das sowohl in Zugrichtung als auch in Druckrichtung ausrei chende Betätigungskräfte übertragen kann. Es kann auch ein Seil verwendet wer den, das nur in Zugrichtung die Betätigungskräfte übertragen kann. Dann kann für die Schubrichtung beispielsweise ein Federmechanismus vorhanden sein, durch den eine automatische Rückstellung entgegen der Zugkraft des Seils erfolgt. Die Rück stellung in die entgegengesetzte Richtung kann beispielsweise durch ein Federrück stellelement erfolgen. Es ist auch möglich, einen Seilzug-Mechanismus mit zwei ge genläufigen Zugseilen auszubilden, wobei durch Zug an dem einen Zugseil eine Be wegung in der einen Richtung des jeweiligen Bewegungsfreiheitsgrads erfolgt, und durch Zug am anderen Zugseil eine Bewegung in der entgegengesetzten Richtung.
In diesem Fall ist ein Federrückstellelement nicht unbedingt erforderlich.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der we nigstens eine Seilzug-Mechanismus ein polyfiles Seil als Zugseil aufweist. Dies hat den Vorteil, dass ein MRT-kompatibles Zugseil mit geringer Dehnung eingesetzt wer den kann. Das Zugseil kann beispielsweise als geflochtenes Seil ausgebildet sein. Alternativ kann auch ein monofiles Zugseil eingesetzt werden, wenn dieses den An forderungen entspricht.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Po sitioniereinrichtung für wenigstens einen Seilzug-Mechanismus einen ferngesteuer ten Antrieb aufweist. Dies erlaubt eine einfache Bedienbarkeit der Positioniereinrich tung aus der Ferne.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Po sitioniereinrichtung als Antrieb für wenigstens einen Seilzug-Mechanismus einen elektromotorischen Antrieb aufweist. Dies hat den Vorteil, dass eine sehr präzise au tomatische Einstellung der jeweiligen Positionier-Freiheitsgrade der Positionierein richtung durchgeführt werden kann. Insbesondere ist hierfür keine manuelle Einstel lung nötig, sodass kein oder weniger Bedienpersonal erforderlich ist. Die Eingabe von Steuerbefehlen für die elektromotorischen Antriebe kann z.B. mittels Eingabe in einem Steuerungsprogramm per Tastatur, PC-Maus, Controller (wie bekannt von Vi deospielkonsolen), Gestensteuerung und/oder Sprachbefehlen erfolgen. Alternativ können als Antrieb für die Seilzüge auch pneumatische Motoren, Servomo toren, Piezomotoren oder ähnliches eingesetzt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der elektromotorische Antrieb einen elektrisch steuerbaren Schrittmotor aufweist, der über ein Schneckengetriebe mit einer Seiltrommel gekoppelt ist, an der wenigstens ein Seil eines Seilzug-Mechanismus befestigt ist. Dies erlaubt eine sehr präzise Ein stellung der Positioniereinrichtung in den jeweiligen Freiheitsgraden und ebenfalls eine hohe Reproduzierbarkeit der Positionierungen. Durch ein solches Schneckenge triebe kann eine Entkopplung der auftretenden Seilkräfte zum Elektromotor und eine Selbsthemmung bei ausgeschalteten Motoren realisiert werden. Zudem kann ein gro ßes Untersetzungsverhältnis realisiert werden, was eine präzise Mikropositionierung des Instruments ermöglicht.
Alternativ kann die Seiltrommel direkt mit dem Motor verbunden werden, um die Seil kräfte als „Force Feedback“ nutzen zu können, indem der Motorstrom ausgewertet wird, der proportional zu den Seilkräften ansteigt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in we nigstens einem Bauteil der Positioniereinrichtung eine Sende- und/oder Empfangs spule zur Erzeugung und Aufnahme von bei der MRT-Untersuchung auftretenden Feldern integriert ist. Dies hat den Vorteil, dass für den Anwender je nach Art der In tervention ein definiertes Setup in einem vorgegebenen Workflow bereits vollständig zur Verfügung stehen kann und eine erforderliche Sende- und/oder Empfangsspule nicht erst separat am Patienten platziert werden muss, sondern bereits durch die An bringung der Positioniereinrichtung am Patienten angeordnet ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Pa tientenbefestigungskörper und/oder die Instrumentenführungshülse mehrere Marke relemente aufweist, die in Magnetresonanztomographie-Untersuchungen und/oder Computertomographie-Untersuchungen identifizierbar sind. Dies hat den Vorteil, dass die korrekte Positionierung der Positioniereinrichtung am Patienten in den Mag netresonanztomographie- oder Computertomographie-Bildern überprüft werden kann. Zudem kann automatisch eine Referenzierung der Positionen der Positionier einrichtung am Patienten durch automatische Bildauswertung durchgeführt werden und hierdurch automatisch weitere Parameter für die Untersuchung oder Behandlung des Patienten berechnet werden, z.B. die erforderlichen Einstellungen der Positionie reinrichtung in den verschiedenen Freiheitsgraden für die Durchführung eines be stimmten Eingriffs am Patienten.
Die Erfindung schafft damit die Möglichkeit für ein präziseres Ausrichten von Instru menten, sodass auch kleinere Zielgebiete am Patienten präziser erreicht werden können. Zudem kann die Qualität von tomographisch unterstützten, minimalinvasiven Interventionen erhöht werden.
Durch eine z.B. ein Steuerprogramm ausführende Steuereinheit können die elektro motorischen Antriebe der Seilzüge präzise gesteuert werden. Es ist somit eine fern gesteuerte Ausrichtung des Instruments mittels der Positioniereinrichtung 1 möglich. Mögliche auftretende Seildehnungen können nach einer Kalibrierung softwaremäßig berücksichtigt und kompensiert werden, d.h. es kann eine berechnete Kompensation der Verzerrung und der Seilspannung durchgeführt werden.
Die Bedienung der elektromotorischen Antriebe kann z.B. mittels eines graphischen Benutzerinterface im Sinne einer digitalen Fernsteuerung oder vollautomatisiert erfol gen, z.B. durch Integration der Motorsteuerung in eine Planungssoftware für die me dizinische Interventionsplanung.
Auf diese Weise kann ein vollständiges Mikropositionierungssystem bereitgestellt werden. Das Mikropositionierungssystem ist vorrangig für die Ausrichtung und Füh rung von minimal invasiv eingesetzten Instrumenten (z.B. Biopsienadel, RF-Elekt- rode) in der iMRT vorgesehen. Alternativ ist es auch in der iCT (interventioneile Com putertomographie) einsetzbar, wobei lediglich die MRT-Markerelemente gegen Röntgenmarker ersetzt werden.
Der Prozess der Instrumentenausrichtung läuft, nach der ungefähren, manuellen Platzierung oberhalb der angedachten Einstichstelle, grundlegend so ab, dass das Instrument im Rahmen einer Interventionsplanung manuell oder automatisch in eine zuvor individuell eingestellte Bildschicht, die beispielsweise die interventioneile Ziel region sowie die gewünschte Einstichstelle optimal abbildet, eingeschwenkt wird. Der gedachte Pfad zwischen Einstichstelle und Zielregion ergibt den anschließenden Ein stechkanal bei einer minimal invasiven Intervention (= Trajektorie).
Die vorrangige Eigenschaft des Mikropositionierungssystems ist dessen Fernsteuer barkeit, die es ermöglicht, dass während einer iMRT z. B. ein Instrument am Patien ten und im Tunnel des MRT vollständig ferngesteuert, nach entsprechenden Ergeb nissen eines Registrierungsalgorithmus und entlang einer vorgewählten Interventi- onstrajektorie, und sequentiell unter einer nahezu Echtzeit-Bildgebung ausgerichtet wird. Die Instrumentenausrichtung kann einhergehend mit dem Grad der technischen Ausstattung aller System komponenten entweder rein manuell, teilautomatisiert (z. B. über eine manuell gesteuerte Fernbedienung, z. B. Tastendruck auf geeignetem Be dienelement/handgeführter Controller) oder vollautomatisch, Software-gesteuert (= robotisch) erfolgen.
Ferner ermöglicht das Mikropositionierungssystem nicht nur die bloße Ausrichtung des Instruments entlang einer vorgewählten, interventioneilen Trajektorie kurz ober halb der Flautoberfläche, sondern auch dessen vollständigen Vorschub bis zum Ziel gebiet (z. B. verdächtigter Tumor in der Prostata oder in der Lunge), mit auch an schließender Herausnahme des Instruments. Die Intervention kann somit im gesam ten Umfang einer minimal invasiven Intervention auch vollautomatisch (robotisch) er folgen.
Der Anwender muss dann nicht mehr direkt am Interventionsgebiet - im beengten und schlecht erreichbaren Zentrum des MRT-Tunnels - mittels lang gestrecktem Arm arbeiten, sondern kann je nach Automatisierungsgrad und Steuerungseinrichtungen sogar in relativ weiterer Entfernung (z. B. im Kontrollraum) die Intervention aktiv steu ern und gleichzeitig am Bildschirm mittels der Echtzeitbilder überwachen.
Die gesamte Kinematik der Positioniereinrichtung kann präzise und spielfrei mittels der Seilzug-Mechanismen aus der Ferne bedient werden, insbesondere wenn alle beweglichen Komponenten durch komplementär wirkende, vorgespannte Seilzüge bedienbar sind. Die Positioniereinrichtung kann kompakt, leicht und platzsparend gestaltet werden, sodass sie auch bei beengten Platzverhältnissen, z.B. in Magnetresonanztomogra phen, eingesetzt werden kann. Dabei erlaubt die Positioniereinrichtung fünf fernsteu erbare Freiheitsgrade der Verstellung.
Außer einem medizinischen Bildgebungssystem wird keine weitere Infrastruktur vor Ort benötigt, im Unterschied z.B. zu pneumatischen Systemen, die eine Druckluftver sorgung benötigen.
Die Positioniereinrichtung kann relativ kostengünstig bereitgestellt werden, wobei viele Teile der Positioniereinrichtung z.B. als Kunststoffbauteile bereitgestellt werden können. Die Positioniereinrichtung kann daher als Einwegprodukt bereitgestellt wer den.
Es ist eine teilautomatisierte oder vollautomatisierte Instrumentenausrichtung und ein Instrumentenvorschub möglich. Daher kann auch eine vollautomatische Punktion am Patienten mit Hilfe von Planungsdaten durchgeführt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Verwen dung von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen
Figuren 1 , 2 eine Positioniereinrichtung in perspektivischen Ansichten,
Figur 3 einen Patientenbefestigungskörper der Positioniereinrichtung,
Figur 4 die am Patientenbefestigungskörper zu befestigenden Elemente der Positioniereinrichtung,
Figur 5 einen Verschiebemechanismus der Positioniereinrichtung in Explo sionsdarstellung,
Figur 6 eine Schnittansicht des Verschiebemechanismus,
Figur 7 einen Drehmechanismus der Positioniereinrichtung in Explosions darstellung,
Figur 8 den Drehmechanismus in Schnittdarstellung, Figur 9 einen Verschwenkmechanismus der Positioniereinrichtung,
Figuren 10, 11 den Verschwenkmechanismus in Schnittdarstellung, Figur 12 einen Instrumentenhaltekörper in perspektivischer Ansicht, Figur 13 den Instrumentenhaltekörper mit einem Instrumentenvorschubme chanismus in perspektivischer Ansicht sowie in zwei Schnittansich ten,
Figur 14 einen elektromotorischen Antrieb in Explosionsdarstellung, Figur 15 die Anwendung der Positioniereinrichtung an einem MRT-System, Figur 16 eine Anordnung der Seilzüge in einem Zentraltubus.
Die in der Figur 1 erkennbare Positioniereinrichtung 1 weist einen Patientenbefesti gungskörper 2 auf, der zur Befestigung der Positioniereinrichtung 1 am Patienten eingerichtet ist. Am Patientenbefestigungskörper 2 ist eine in diversen Freiheitsgra den verstellbare Instrumentenausrichteeinheit befestigt, die einen Verschiebemecha nismus 3, einen Drehmechanismus 4 und einen Verschwenkmechanismus 5 auf weist. An dieser Instrumentenausrichteeinheit ist eine Instrumentenhalterung 6 be festigt, an der wiederum ein Instrumentenhaltekörper 60 befestigt ist. Der Instrumen- tenhaltekörper 60 dient zum Flalten eines medizinischen Instruments. Das Instrument kann z.B. eine Biopsienadel, ein Katheter, ein Endoskop oder ein RF-Ablationsinstru- ment sein. Das medizinische Instrument kann am Instrumentenhaltekörper z.B. ein gerastet, eingeklipst oder festgeklemmt werden. Die Instrumentenhalterung 6 weist einen Instrumentenvorschubmechanismus auf, durch den der Instrumentenhaltekör per 60 entlang einer Flalteachse 61 hin- und herverschiebbar ist.
Der Patientenbefestigungskörper 2 weist einen Grundkörper 20 auf. Für die Befesti gung am Patienten weist der Patientenbefestigungskörper 2 mehrere vom Außenum fang des Grundkörpers 20 abragende Befestigungsflächen 21 auf, die z.B. als selbst klebende Befestigungsflächen ausgebildet sein können. Am Patientenbefestigungs körper 2, insbesondere am Grundkörper 20, sind zudem mehrere Flalterungen 24 zur Aufnahme von Markerelementen 9 angeordnet. Die Markerelemente 9 können in Magnetresonanztomographie- oder Computertomographie-Untersuchungen identifi ziert werden. Ferner weist der Patientenbefestigungskörper 2 oder ein damit verbun denes Teil eine Zentralführung 22 für die gemeinsame Führung mehrerer Seile von Seilzug-Mechanismen auf, mit denen die verschiedenen Verstellmöglichkeiten der Positioniereinrichtung 1 justiert werden können. Die Seile können zentral durch eine gemeinsame Hülle, d.h. einen Zentraltubus geführt werden. Der Zentraltubus kann z.B. als Rohr oder Schlauch ausgebildet sein. Der Patientenbefestigungskörper 2 kann zusätzlich ein Fixierelement 23 aufweisen, durch das die Hülle in definierter Weise an der Positioniereinrichtung 1 befestigt werden kann.
Der Patientenbefestigungskörper 2 hat eine Patientenhaltefläche zur Anlage am Pati enten, die z.B. durch die dem Patienten zugewandte Unterseite des Grundkörpers 20 gebildet sein kann. Diese Patientenhaltefläche bildet eine Referenzebene (X-Y- Ebene) für ein Positioniereinrichtungs-bezogenes Koordinatensystem.
Anhand der Figur 2 sollen die verschiedenen Verstell-Freiheitsgrade der Positionier einrichtung erläutert werden. Über den Verschiebemechanismus 3 kann der Instru- mentenhaltekörper 60 in einer X-Y-Ebene parallel zur Patientenhaltefläche verscho ben werden. Über den Drehmechanismus 4 kann der Instrumentenhaltekörper 60 um eine zur Patientenhaltefläche orthogonale Achse, d.h. eine zur X-Y-Ebene orthogo nale Achse (Z-Achse) verdreht werden. Über den Verschwenkmechanismus 5 kann der Instrumentenhaltekörper 60 hinsichtlich der Winkellage zur Patientenhaltefläche, d.h. gegenüber der X-Y-Ebene, verstellt werden. Durch den Instrumentenvorschub mechanismus kann der Instrumentenhaltekörper 60 entlang der Halteachse 61 ver stellt werden.
Die Figur 3 zeigt den Patientenbefestigungskörper 2 als einzelnes Bauteil. Erkennbar sind am Innenumfang des Grundkörpers 20 ausgebildete Aufnahmeelemente 25, die zur Aufnahme von Vorsprüngen 31 eines Basiskörpers 30 des Verschiebemechanis mus 3 dienen. Die Aufnahmeelemente 25 bilden mit den Vorsprüngen 31 beispiels weise eine Art Bajonettbefestigung, die es erlaubt, die Instrumentenausrichteeinheit mit den daran befestigten weiteren Teilen, einschließlich dem Instrumentenhaltekör per 60, nach Wunsch vom Patientenbefestigungskörper 2 zu entfernen oder diesen daran auf einfache Weise zu befestigen.
Durch die Bajonettverbindung können die Bauteile vom Patientenbefestigungskörper 2 schonend gelöst werden. Es werden Risiken durch mechanische Belastungen im Interventionsgebiet vermieden, z.B. durch Lösen der Befestigungsflächen 21 vom Patienten. Dabei kann die Instrumentenausrichteeinheit auf einfache Weise temporär vom Patienten entfernt werden, anschließend wieder in derselben Position reversibel platziert werden.
Zusätzlich kann eine Sende- und/oder Empfangsspule zur Erzeugung und Aufnahme von bei der MRT-Untersuchung auftretenden Feldern in dem Grundkörper 20 oder dem Basiskörper 30 integriert sein. Hierdurch kann die Durchführung von Magnetre sonanztomographie-Untersuchungen effizienter und effektiver gestaltet werden. Es müssen keine externen Oberflächenspulen während des Vorbereitungsprozesses se parat am Patienten angelegt und positioniert werden, um eine gute und definierte Bildgebung zu erhalten. Zudem verhindert eine solche integrierte Sende- und/oder Empfangsspule, dass die Verstellkinematik des Positioniersystems durch extern an gelegte Spulen gestört werden könnte.
Die Figur 4 zeigt die vom Patientenbefestigungskörper 2 abgenommene Einheit aus dem Verschiebemechanismus 3, dem Drehmechanismus 4, dem Verschwenkmecha- nismus 5 und der Instrumentenhalterung 6. Erkennbar sind insbesondere die am Au ßenumfang vom Basiskörper 30 des Verschiebemechanismus 3 abragenden Vor sprünge 31 , die zum Einsetzen in die Aufnahmeelemente 25 des Patientenbefesti gungskörpers 2 ausgebildet sind.
Die Figur 5 zeigt den Verschiebemechanismus 3 mit dessen einzelnen Bauelemen ten. Der bereits erwähnte Basiskörper 30 des Verschiebemechanismus 3 weist einen innenliegenden Aufnahmebereich 32 auf, in dem ein Verschiebekörper 34 aufgenom men werden kann. Der Aufnahmebereich 32 weist einen deutlich größeren Durch messer als der Außendurchmesser des Verschiebekörpers 34 auf. Dies ermöglicht es, den Verschiebekörper 34 innerhalb des Aufnahmebereichs 32 in einem gewissen Umfang in X- und Y-Richtung zu verschieben. Der in dem Aufnahmebereich 32 an geordnete Verschiebekörper 34 wird über einen oberen Verschlusskörper 38 abge deckt und ist auf diese Weise im Aufnahmebereich 32 des Basiskörpers 30 in Z-Rich- tung fixiert, in X- und Y-Richtung aber wie erwähnt verschiebbar.
Der Verschiebekörper 34 weist Halteelemente in Ankerpunkten 35 zum Befestigen von Seilen von Seilzug-Mechanismen auf. Am Basiskörper 30 sind entsprechende Durchführungsöffnungen 33 und Führungsnuten 39 zum Führen der Seile angeord net. Die Seile werden hierdurch zur Zentralführung 22 geführt.
Der Verschiebekörper 34 weist zudem einen inneren Aufnahmeraum 37 auf, in dem die weiteren Elemente der Positioniereinrichtung 1 , insbesondere Teile des Drehme chanismus 4, befestigt werden können.
Die Figur 6 zeigt die Anordnung des Verschiebekörpers 34 in dem Aufnahmebereich 32. Erkennbar ist insbesondere die Anbringung und Führung von vier Seilen 8, die an vier umfangsseitig voneinander gleichmäßig beabstandeten Flalteelementen in den Ankerpunkten 35 des Verschiebekörpers 34 befestigt sind und durch die Durchfüh rungsöffnungen 33 und die Führungsnuten 39 zur Zentralführung 22 geführt sind. Durch gegenläufiges Ziehen an jeweils einem Paar von gegenüberliegenden Seilen 8 kann der Verschiebekörper 34 somit wahlweise ausschließlich in X-Richtung oder in Y-Richtung, oder kombiniert in der X-Y-Ebene verschoben werden.
Die Figur 7 zeigt Teile des Drehmechanismus 4. An einem Grundkörper 40 des Dreh mechanismus 4 ist ein Aufnahmeabschnitt 41 ausgebildet, der zum Einsetzen in den als Gegenstück geformten Aufnahmeraum 37 des Verschiebekörpers 34 dient. Der Grundkörper 40 kann über den Aufnahmeabschnitt 41 z.B. über eine Gleitlagerung am Verschiebekörper 34 befestigt sein, wodurch er um die Z-Achse verdrehbar ist. Die Figur 7 zeigt eine vorteilhafte Ausgestaltung einer Verbindung des Grundkörpers 40 mit dem Verschiebekörper 34 über ein Wälzlager 42, z.B. ein Kugellager. Um eine Kompatibilität der Positioniereinrichtung mit MRT- und CT-Untersuchungen zu ge währleisten, können sämtliche Teile der Positioniereinrichtung metallfrei gebildet sein, z.B. aus Kunststoff oder Glas. Die Wälzkörper des Wälzlagers 42 können z.B. als Glaskörper ausgebildet sein.
Am Grundkörper 40 sind Flalteelemente 43 zum Verankern von Seilen von Seilzug- Mechanismen angeordnet. Die Figur 8 zeigt die Anlenkung des Drehmechanismus 4 über zwei gegenläufig arbeitende Seile 8. Es können beide Seile 8 an einem Hal teelement in einem Ankerpunkt 43 des Grundkörpers 40 befestigt sein. Wie beispiel haft dargestellt, können die Seile 8 sich an einer Kreuzungsstelle 44 überkreuzen. Auf diese Weise kann ein maximaler Verdrehwinkel des Drehmechanismus 4 von ± 180° realisiert werden.
Die Figur 9 zeigt den Verschwenkmechanismus 5. Der Verschwenkmechanismus 5 weist einen Basiskörper 50 auf, der z.B. mit dem Grundkörper 40 des Drehmechanis mus 4 verbunden sein kann oder einstückig damit ausgebildet sein kann. Am Basis körper 50 ist eine bogenförmig verlaufende Halterung 51 angeordnet, an der ein Schwenkelement 52 verschwenkbar gelagert ist. Das Schwenkelement 52 kann ent lang der bogenförmigen Halterung 51 hin- und herbewegt werden, was zu einem Verschwenken der Instrumentenhalterung 6 und damit des Instrumentenhaltekörpers 60 gegenüber der X-Y-Ebene führt. Wie die Figuren 10 und 11 zeigen, können am Schwenkelement 52 eine oder mehrere Halteelemente 54 zum Verankern von Seilen von Seilzug-Mechanismen angeordnet sein. Beispielsweise können wiederum zwei gegenläufige Seile 8 dort befestigt sein. Die Seile 8 können über entsprechende Seil führungskanäle an einem Seilausgang 53 des Basiskörpers 50 herausgeführt sein und von dort aus betätigbar sein. Durch den Verschwenkmechanismus kann bei spielsweise eine Verschwenkung der Instrumentenhalterung 6 um ± 45° relativ zur Z- Achse durchgeführt werden.
Die Figur 12 zeigt die Instrumentenhalterung 6. Die Instrumentenhalterung 6 weist die bereits erwähnte Halteachse 61 auf, die über einen Befestigungskörper 62 bei spielsweise am Schwenkelement 52 befestigt sein kann. Der Instrumentenhaltekör- per 60 ist an der Halteachse 61 verschiebbar gelagert. Am c sind Seilführungs- und Befestigungselemente 64 angeordnet. Am vom Befestigungskörper 62 abgewandten Ende befindet sich an der Halteachse 61 ein Umlenkelement 63, das zum Umlenken wenigstens eines Seils eines Seilzug-Mechanismus dient. Das Umlenkelement 63 kann z.B. ein Keramikkörper sein, der als Schnurlaufring oder Umlenkrolle ausgebil det sein kann. Durch die Seilführungs- und Befestigungselemente 64 und das Um lenkelement 63 wird ein Instrumentenvorschubmechanismus realisiert.
Die Figur 13 zeigt die Instrumentenhalterung 6 mit daran angeordneten gegenläufi gen Seilen 8 zur Verschiebe-Betätigung des Instrumentenhaltekörpers 60. Beide Seile 8 sind an den Seilführungs- und Befestigungselementen 64 befestigt. Ein Seil ist über das Umlenkelement 63 umgelenkt und zusätzlich durch eine Führungsöff nung der Seilführungs- und Befestigungselemente 64 hindurchgeführt. Beide Seile 8 sind durch den Befestigungskörper 62 geführt und treten an einer gemeinsamen Austrittsstelle daraus aus.
Am Schwenkelement 52 oder dem Befestigungskörper 62 ist zudem eine Instrumen tenführungshülse 65 arretierbar angeordnet. Die Instrumentenführungshülse 65 dient zum präzisen Führen des am Instrumentenhaltekörper 60 befestigten medizinischen Instruments bei einer Verschiebung des Instrumentenhaltekörpers 60 entlang der Flalteachse 61 . Die Instrumentenführungshülse 65 kann einen oder mehrere weitere Marker aufweisen. Die Instrumentenführungshülse 65 kann bei Bedarf vom Schwen kelement 52 bzw. dem Befestigungskörper 62 mittels Drehbewegung entriegelt und damit gelöst werden.
Die Figur 14 zeigt beispielhaft einen elektromotorischen Antrieb zum Betätigen eines Seils oder zweier gegenläufiger Seile eines Seilzug-Mechanismus. Der elektromotori sche Antrieb 80 weist ein Gehäuse 81 auf, in dem ein elektrisch steuerbarer Schritt motor 82 angeordnet ist. Der Schrittmotor 82 ist über ein Schneckengetriebe 83 mit einer Seiltrommel 84 gekoppelt. An der Seiltrommel 84 werden das oder die Seile des zu betätigenden Seilzug-Mechanismus befestigt.
Die Figur 15 zeigt die Anwendung der erfindungsgemäßen Positioniereinrichtung 1 an einem Magnetresonanztomographen 7. Die Positioniereinrichtung 1 ist über die diversen Seile der Seilzug-Mechanismen, die in einem Zentraltubus 85 geführt sind, mit mehreren elektromotorischen Antrieben 80 verbunden. Die elektromotorischen Antriebe 80 können z.B. an einem mobilen Antriebssystem 86 angeordnet sein, bei spielsweise einem Antriebssystem, das über Rollen verfügt und hierdurch vom An wender leicht zur Einsatzstelle gebracht werden kann. Alternativ kann eine stationäre und bodennahe Fixierung der elektromotorischen Antriebe 80 in dem Scannerraum oder auch Kontrollraum vorgesehen werden, damit in keinem Fall Beschleunigungs kräfte der metallischen Elemente, die durch die Anziehungskräfte des Magnetfeldes des MRTs entstehen können, wirken können und Patienten oder Personal verletzen können. Wie die Figur 16 verdeutlicht, können die Seile 8 zumindest im Bereich des Zentraltubus 85 jeweils separat in einer eigenen Hülle 87 nach Art eines Bowden zugs geführt sein. Auf diese Weise werden gegenseitige Beeinflussungen der Seile 8 minimiert. Die Hülle 87 kann z.B. ein Teflonschlauch sein, um die Seilreibung zu mi- nimieren.

Claims

Patentansprüche
1. Positioniereinrichtung (1 ) für die Positionierung eines medizinischen Instru ments relativ zu einem Patienten, wobei die Positioniereinrichtung (1) einen Pa tientenbefestigungskörper (2), der zur Befestigung der Positioniereinrichtung (1) am Patienten eingerichtet ist, und einen Instrumentenhaltekörper (60) hat, der zum Halten des medizinischen Instruments eingerichtet ist, wobei der Patien tenbefestigungskörper (2) eine Patientenhaltefläche zur Anlage am Patienten hat, dadurch gekennzeichnet, dass der Instrumentenhaltekörper (60) über einen Drehmechanismus (4) mit dem Patientenbefestigungskörper (2) verbunden ist, über den der Instrumentenhaltekörper (60) in einer zur Patientenhaltefläche or thogonalen Achse relativ zum Patientenbefestigungskörper (2) drehbar gelagert ist.
2. Positioniereinrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Instrumentenhaltekörper (60) über einen Verschwenkmechanismus (5) mit dem Patientenbefestigungskörper (2) gekoppelt ist, über den die Winkellage des In- strumentenhaltekörpers (60) gegenüber der Patientenhaltefläche verstellbar ist.
3. Positioniereinrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschwenkmechanismus (5) zusammen mit dem Instrumentenhaltekörper (60) durch den Drehmechanismus (4) um die zur Patientenhaltefläche orthogonale Achse relativ zum Patientenbefestigungskörper (2) verdrehbar ist.
4. Positioniereinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Instrumentenhaltekörper (60) über einen Verschie bemechanismus (3) mit dem Patientenbefestigungskörper (2) gekoppelt ist, über den der Instrumentenhaltekörper (60) in einer Ebene parallel zur Patien- tenhaltefläche oder in einer sphärisch oder zylindrisch gekrümmten Bahn in ei ner oder mehreren Richtungen verschiebbar ist.
5. Positioniereinrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmechanismus (4) über den Verschiebemechanismus (3) in der Ebene pa rallel zur Patientenhaltefläche in einer oder mehreren Richtungen verschiebbar ist.
6. Positioniereinrichtung (1 ) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschwenkmechanismus (5) über den Verschiebemechanismus (3) in der Ebene parallel zur Patientenhaltefläche in einer oder mehreren Richtun gen verschiebbar ist.
7. Positioniereinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Instrumentenhaltekörper (60) oder ein damit verbun denes Bauteil der Positioniereinrichtung (1) über eine lösbare Verbindung, ins besondere eine Bajonett-Verbindung, lösbar mit dem Patientenbefestigungs körper (2) verbunden ist.
8. Positioniereinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniereinrichtung (1) einen Instrumentenvor schubmechanismus (63, 64) hat, durch den der Instrumentenhaltekörper (60) entlang einer Halteachse (61) der Positioniereinrichtung (1) relativ zum Patien tenbefestigungskörper (2), zum Drehmechanismus (4), zum Verschwenkme chanismus (5) und/oder zum Verschiebemechanismus (3) verschiebbar ist.
9. Positioniereinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmechanismus (4), der Verschwenkmechanismus (5), der Verschiebemechanismus (3) und/oder der Instrumentenvorschub mechanismus (63, 64) zur Verstellung des Instrumentenhaltekörpers (60) in wenigstens einem Freiheitsgrad einen Seilzug-Mechanismus aufweist.
10. Positioniereinrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniereinrichtung (1) für wenigstens einen Seilzug-Mechanismus einen ferngesteuerten Antrieb aufweist.
11. Positioniereinrichtung (1 ) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniereinrichtung (1) als Antrieb für wenigstens einen Seilzug- Mechanismus einen elektromotorischen Antrieb aufweist.
12. Positioniereinrichtung (1 ) nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der elektromotorische Antrieb (80) einen elektrisch steuerbaren Schrittmotor (82) aufweist, der über ein Schneckengetriebe (83) mit einer Seiltrommel (84) ge koppelt ist, an der wenigstens ein Seil (8) eines Seilzug-Mechanismus befestigt ist.
13. Positioniereinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einem Bauteil der Positioniereinrichtung (1) eine Sende- und/oder Empfangsspule zur Erzeugung und Aufnahme von bei der Magnetresonaztomographie auftretenden Feldern integriert ist.
14. Positioniereinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Patientenbefestigungskörper (2) und/oder die Instru mentenführungshülse (65) mehrere Markerelemente (9) aufweist, die in Mag- netresonanztomographie-Untersuchungen und/oder Computertomographie- Untersuchungen identifizierbar sind.
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