DE10138707A1

DE10138707A1 - Vorrichtung zur endorektalen Prostatabiopsie

Info

Publication number: DE10138707A1
Application number: DE10138707A
Authority: DE
Inventors: Karl Engelhard; Hans Peter Hollenbach
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2001-08-07
Filing date: 2001-08-07
Publication date: 2003-03-06
Anticipated expiration: 2021-08-08
Also published as: DE10138707C2; JP2003102701A; US20030036766A1; JP4102133B2; US7014643B2

Abstract

Vorrichtung zur MR-geführten endorektalen Prostatabiopsie mit einer mit einer MR-Anlage verbundenen und über diese ausrichtbaren am Patientenlagerungstisch befestigten Biopsie-Führungseinrichtung zur Ausrichtung und Führung der Biopsienadel in ein vorwählbares Zielgebiet.

Description

Krankhafte Veränderungen der Prostata sind nicht nur im gehobenen Alter eine sehr häufige Erkrankung. Eine wachsende Anzahl von Prostatapatienten benötigt eine Prostatabiopsie, da unbehandelt das Prostatakarzinom in die angrenzenden Lymphknotenetagen und Knochen metastasiert und ab einem gewissen Grad der Erkrankung unheilbar ist. Neben dem PSA-Wert (Prostata spezifisches Antigen), welches aus der Blutprobe ermittelt wird, liefert eine Biopsie die Information, welche zur Abwägung von Nutzen und Risiken einer Operation unbedingt erforderlich ist.
Bis heute wird die Biopsie zum größten Teil blind, unter Ultraschallkontrolle oder als Multi-Biopsie mit bis zu 24 Proben durchgeführt. Häufig jedoch sind krankhafte Veränderungen bzw. die entsprechenden Areale nur im MR-Bild sichtbar. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur MR-geführten endorektalen Prostatabiopsie zu schaffen, die in einfacher Weise ein exaktes Ansteuern eines verdächtigen Zielgebiets zur Entnahme einer Biopsieprobe ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine solche Vorrichtung erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine mit einer MR-Anlage verbundene und über diese ausrichtbare, am Patientenlagerungstisch befestigte Biopsie-Führungseinrichtung zur Ausrichtung und Führung der Biopsienadel in ein vorwählbares Zielgebiet, wobei die Biopsieführungseinrichtung entweder fest mit der MR-Anlage bzw. deren Messkoordinatensystem verbunden ist, oder aber die Biopsieführungseinrichtung MR-bildgebende Marker enthält.
Vom Patienten werden Bilddatensätze in 2D und/oder 3D aufgenommen, in denen der Arzt den Einstichpunkt und Zielpunkt der Biopsie festlegt. Aus diesen Punkten wird die optimale 3D- Biopsietrajektorie und die Einstichtiefe errechnet.
Die Biopsieführungseinrichtung ist mit einer Trajektorieneinstellvorrichtung versehen, an welcher die vorher gewählte und errechnete Trajektorie entweder von Hand oder aber motorisch über eine mit der MR-Anlage gekoppelte Berechnungseinheit einstellbar ist.
Nach so erfolgter Ausrichtung der Biopsieeinrichtung erfolgt eine Kontrolle der Trajektorie durch MR-Bildgebung entlang der Trajektorie in zwei Ebenen.
Die Kombination der angegebenen Technik erlaubt eine Biopsie hoher Qualität bei gleichzeitig geringem Kostenaufwand und geringer Belastung und zu vernachlässigbarem Risiko für den Patienten.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung kann die Biopsieführungseinrichtung eine frei drehbar gelagerte Kugel mit einem Führungskanal für die Biopsienadel enthalten, wobei die Kugel um die Pole und den Äquator Teilkreise mit Gradeinteilungen zur Einstellung der Führungstrajektorie auf Basis der gemessenen MR-Bilddatensätze aufweisen kann.
Dabei hat es sich in Weiterbildung der Erfindung als besonders zweckmäßig erwiesen, wenn parallel zum Führungskanal mit Wasser befüllbare Trajektorienkontroll-Hohlräume vorgesehen sind, die im MR-Bild sichtbar sind. Bei Durchführung des Eingriffs ist die Trajektorie somit unter MR-Bildgebungskontrolle jederzeit verfolgbar.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung kann die Biopsieführungseinrichtung einen Führungsklotz mit einer Vielzahl gegeneinander geneigter, durchgehender, möglichen Biopsietrajektorien entsprechenden Führungskanälen umfassen.
Diese Führungskanäle können nummeriert sein, wobei nach der Erstellung der MR-Bilddatensätze der jeweils beste Kanal ausgewählt wird.
Schließlich liegt es auch noch im Rahmen der Erfindung, dass die Biopsieführungseinrichtung beabstandete Lochrasterplatten zur Vorgabe der möglichen Biopsietrajektorien enthält. Die Kombination der Vielzahl der Löcher der einen Platte mit einem der Löcher der anderen Platte ergibt eine große Vielzahl möglicher Tajektorien, längs deren die Biopsienadel geführt werden kann.
Grundsätzlich kann zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Endorektalspule mit einem Prostatabiopsieaufsatz versehen sein. Wegen der größeren Freiheit und den vielfältigeren Manipulationsmöglichkeiten hat es sich aber als besonders zweckmäßig erwiesen, die Biopsieeinrichtung von der Endorektalspule zu trennen und die Biopsienadel respektive ihre Führung im Bereich der, vorzugsweise als Schnappspitze mit einstellbarer Ausfahrlänge ausgebildeten, Nadelspitze mit einem aufblasbaren Gummiball od. dgl. zu versehen. Dieser simuliert nach der Einführung quasi die bei der vorherigen Bildaufnahme an die Prostata angedrückte Endorektalspule und sorgt für eine Verdrängung der Prostata wie bei der vorhergehenden Feinstrukturaufnahme mit Hilfe der Endorektalspule.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Ablaufdiagramm einer Prostatakarzinom-Untersuchung bis zum Ende der erfindungsgemäßen MR-geführten Prostatabiopsie,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Prostatabiopsieeinrichtung in Seitenansicht,
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Prostatabiopsieeinrichtung nach Fig. 2,
Fig. 4 eine zweite Ausführungsform einer Biopsieführungseinrichtung mit Hilfe eines eine Vielzahl von durchgehenden Bohrungen enthaltenden Klotzes und
Fig. 5 eine dritte Ausführungsform einer Biopsieführungseinrichtung unter Verwendung beabstandeter Lochplatten.
Gemäß Fig. 1 wird bei Verdacht auf ein Prostatakarzinom, z. B. aufgrund eines erhöhten PSA-Wertes und/oder anderer klinischer Befunde zunächst eine MR-Untersuchung mit kombinierter Body-Phased-Array- und Endorektalspule zur Tumorprimärerkennung und Staging oder Ausschluss eines Karzinoms durchgeführt.
Zeigt sich dabei kein Karzinom, so ist die Untersuchung beendet. Kann man in den Bildern ein Karzinom erkennen, so muss entschieden werden, ob noch zusätzlich eine Biopsie notwendig ist oder nicht. Wenn eine Biopsie nicht mehr von Nöten ist, kann die Untersuchung wiederum beendet werden. Bei Notwendigkeit einer Biopsie wird die zu biopsierende Stelle, also der Zielpunkt im MR-Bild markiert und somit die Koordinaten festgelegt. Anschließend wird die Biopsieeinrichtung (Fig. 2 bis 5) eingeführt und ausgerichtet. Nach Aufnahme eines 2D- oder 3D-Datensatzes wird die Achse, welche die Biopsieeinrichtung mit dem Zielpunkt bildet, also die Gerade zwischen Zielpunktkoordinaten und Koordinatenbiopsieeinrichtung gesucht und die Biopsieeinrichtung solange verschoben, bis die Achse gefunden wurde. Anschließend wird die Biopsieeinrichtung so nahe wie möglich an die Lesion herangeführt. Nach nochmaliger Überprüfung der Achse und ggf. Korrektur unter MR-Kontrolle kann die bevorzugt als Schnappspitze ausgebildete Biopsienadel ausgelöst werden.
Zur Führung der Biopsienadel unter MR-Kontrolle dient beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2 und 3 eine allseitig drehbar auf einer Auflage 1 gelagerte Kugel 2 mit einander gegenüberliegenden Bohrungen 3 und 4 für die Nadelführung 5, beispielsweise ein Rohr. Die frei drehbare Kugel kann mit Teilkreisen mit Gradeinteilung zum Navigieren versehen sein. Im Bereich der als Schnappspitze ausgebildeten Spitze der Biopsienadel 6 ist ein aufblasbarer Gummiball 7 vorgesehen, der nach dem Einführen in den After in gleicher Weise an die Prostata angedrückt wird wie vorher die zur Feinaufnahme eingesetzte Endorektalspule, um einen Ausgleich für die Verdrängung der Prostata bei dieser vorhergehenden Feinstrukturaufnahme zu erhalten. Die Halterung 1 für die Kugel ist vor der Kissenauflage 8 auf dem Patiententisch 9 fest angeordnet. Entsprechend den mit Hilfe der Endorektalspule ermittelten Bilddatensätzen in 2D und/oder 3D können die anzufahrenden Positionen in den verschiedenen Richtung X, Y und Z durch entsprechende Verdrehung der Kugel 2 eingestellt werden.
Im Bedarfsfall kann dabei auch noch vorgesehen sein, dass die Nadelführung 5 mit der im Inneren verschiebbaren Biopsienadel zwischen Spitze und dem aufblasbaren Gummiball 7 ein Gelenk aufweist, um auch bei ungünstig gelagerten Karzinomen ein Anfahren mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchführen zu können.
Die Fig. 4 zeigt schematisch einen anstelle der vorstehend beschriebenen drehbaren Kugel einsetzbaren, über ein Halterungselement 10 auf dem Patientenlagerungstisch befestigbaren Block 11, der zahlreiche nummerierte durchgehende Kanäle enthält, von denen in der Figur der Übersichtlichkeit halber nur die Kanäle 12 und 13 dargestellt sind. Der "beste" Kanal, ausgehend von dem vorher errechneten Trajektorienwinkel zur Ansteuerung des erkannten Karzinoms in der Prostata wird ausgewählt, um die Biopsieführung 5 der Biopsienadel 6 und den aufblasbaren Gummiball 7 in optimaler Weise an die Prostata heranzuführen, um anschließend eine Biopsieprobe zu entnehmen.
Fig. 5 zeigt schließlich eine weitere Ausführungsform einer Biopsieführungseinrichtung, bestehend aus zwei beabstandeten Lochplatten 14 und 15, die jeweils mit einer Vielzahl von Bohrungen 16 bzw. 17 versehen sind, die in unterschiedlicher Weise miteinander kombiniert werden können und somit unterschiedlichste geführte Trajektorien für die Nadelführung 5 ermöglichen. Derartige Lochrasterplatten sind besonders einfach herzustellen und auch sehr einfach sterilisierbar.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. So wäre es insbesondere auch möglich - dies gilt für alle Biopsieführungseinrichtungen, bevorzugt aber für die mit der frei drehbaren Kugel 2 nach den Fig. 2 und 3 - parallel zum Führungskanal längsgeformte Hohlräume anzubringen, die mit Wasser gefüllt werden können und somit im MR-Bild sichtbar sind. Dadurch ist bei Durchführung des Eingriffs die Trajektorie unter MR-Bildgebungskontrolle jederzeit verfolgbar.

Claims

1. Vorrichtung zur MR-geführten endorektalen Prostatabiopsie, gekennzeichnet durch eine mit einer MR-Anlage verbundene und über diese ausrichtbare am Patientenlagerungstisch befestigte Biopsieführungseinrichtung (1, 2; 10, 12, 13; 14, 15) zur Ausrichtung und Führung der Biopsienadel in ein vorwählbares Zielgebiet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Biopsieführungseinrichtung (1, 2; 10, 12, 13; 14, 15) fest mit der MR-Anlage bzw. deren Messkoordinatensystem verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Biopsieführungseinrichtung MR-bildgebende Marker enthält.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Biopsieführungseinrichtung (1, 2; 10, 12, 13; 14, 15) mit einer Trajektorieneinstellvorrichtung versehen ist, an welcher die vorher gewählte und errechnete Trajektorie einstellbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Trajektorie von Hand eingestellt wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Trajektorie motorisch über eine mit der MR-Anlage gekoppelte Berechnungseinheit einstellbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Biopsieführungseinrichtung eine frei drehbar gelagerte Kugel (2) mit einem Führungskanal (3, 4)für die Biopsienadel (5, 6) enthält.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Kugel (2) um die Pole und den Äquator Teilkreise mit Gradeinteilungen zur Einstellung der Führungstrajektorie auf der Basis der gemessenen MR- Bilddatensätze aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zum Führungskanal (3, 4) mit Wasser befüllbare Trajektorienkontroll- Hohlräume vorgesehen sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Biopsieführungseinrichtung einen Führungsklotz (11) mit einer Vielzahl gegeneinander geneigter, durchgehender, möglichen Biopsietrajektorien entsprechenden Führungskanälen (12, 13) umfasst.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Biopsieführungseinrichtung beabstandete Lochrasterplatten (14, 15) zur Vorgabe der möglichen Biopsietrajektorien enthält.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Endorektalspule mit einem Prostatabiopsieaufsatz versehen ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Biopsienadel (6) bzw. ihre Führung (5) im Bereich der vorzugsweise als Schnappspitze mit einstellbarer Ausfahrlänge ausgebildeten Nadelspitze einen aufblasbaren Gummiball (7) od. dgl. trägt.