-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausrichten eines die Zielführung
bei einer Punktion eines Patienten unterstützenden Zielführungssystems
sowie ein bei dem Verfahren verwendbares Röntgenangiographiesystem.
-
Damit
eine Punktionsnadel zielgenau in den Patienten einführbar
ist, soll durch die Form des Zielführungssytems ein auf
den Patienten weisender Vektor definiert sein.
-
Ein
Beispiel für ein solches Zielführungssystem ist
in der
DE 10 2006 020 403 beschrieben:
Um die Zielführung bei einer Punktion eines Patienten technisch
zu unterstützten, wird dort ein Punktionsnadelhalter verwendet,
durch den die Punktionsnadel führbar ist. Der Punktionsnadelhalter
wird am Röntgen-Flachdetektor eines Röntgen-C-Bogensystems angebracht.
In mit Hilfe des Röntgen-Flachdetektors gewonnenen Bildern
erscheint der Punktionsnadelhalter als Punkt. Deckt sich ein solcher
Punkt mit in den Bildern sichtbaren Strukturen, in die die Punktion hinein
vorgenommen werden soll, soll der Punktionsnadelhalter nicht weiter
bewegt werden. Es ist möglich, mit Hilfe einer Operationshalterung,
die nichts anderes als ein am Röntgenangiographiesystem
befestigtes bewegliches Stativ ist, den Punktionsnadelhalter von
dem Röntgen-Flachdetektor zu übernehmen, indem
dieser an der Operationshalterung befestigt ist und von dem Röntgen-Flachdetektor
gelöst wird. In der
DE
10 2006 020 403 ist auch erwähnt, dass ein 3-D-Bilddatensatz
verwendbar ist. Nach Durchführen einer Registrierung, d.
h. der lage- und dimensionsrichtigen Zuordnung der Koordinaten des 3-D-Bilddatensatzes
zu den Koordinaten des C-Bogens, können die auf dem 3-D-Bilddatensatz
basierenden Darstellungen den mit Hilfe des Röntgen-Flachdetektors
aufgenommenen Bildern überlagert dargestellt werden. Dies
ist deswegen sinnvoll, weil in den mit Hilfe des Röntgen-Flachdetektors
aufgenommenen Bildern die Strukturen möglicherweise nicht
ausreichend gut zu erkennen sind, in welche die Punktion hineingeführt
werden soll.
-
Das Überlagern
der zum Ausrichten des Zielführungssystems gemäß der
DE 10 2006 020 403 unbedingt
aufzunehmenden 2-dimensionalen Röntgenbilder mit Darstellungen,
welche auf dem 3-D-Bilddatensatz beruhen, ist nicht nur aufwändig, sondern
auch fehleranfällig, und bisher wurden hierbei nicht keine
wirklich befriedigenden Ergebnisse erzielt.
-
Es
ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Ausrichten eines die
Zielführung bei einer Punktion eines Patienten unterstützenden
Zielführungssystems bereitzustellen, das einfacher handhabbar ist,
zuverlässig und gleichzeitig flexibel ist. Die Aufgabe
wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1
und ein Röntgenangiographiesystem gemäß Patentanspruch
16 gelöst.
-
Erfindungsgemäß wird
bei dem Ausrichten des Zielführungssystems ein 3-dimensionaler
Bilddatensatz (3-D-Bilddatensatz) des Patienten verwendet, in dem
zumindest ein Zielpunkt ausgewählt ist. Das Verfahren umfasst
die Schritte:
- – lage- und dimensionsrichtiges
Zuordnen des Koordinatensystems des Zielführungssystems
zu dem Koordinatensystem des 3-D-Bilddatensatzes,
- – Berechnen einer Darstellung des 3-D-Bilddatensatzes
aus Sicht des Zielführungssystems entsprechend dem Vektor,
wobei in der Darstellung der zumindest eine Zielpunkt markiert ist,
- – Erzeugen einer Relativbewegung zwischen Patient und
Zielführungssystem unter Beachtung der Darstellung, bis
ein Zustand erreicht ist, dass der Vektor auf den Zielpunkt zielt.
-
Während
in der
DE 10 2006 020 403 das Hinzuziehen
des 3-D-Bilddatensatzes lediglich unterstützend erfolgte,
wird vorliegend genau umgekehrt ausschließlich der 3-D-Bilddatensatz
verwendet, und die 2-D-Bilder können entfallen.
-
Es
ist bei einer Ausführungsform nicht einmal vorgesehen,
dass das Zielführungssystem sich an dem Röntgen-Flachdetektor
orientiert. Vielmehr kann das Zielführungssystem an einem
beweglichen Stativ angeordnet sein, wobei ein Positionssensor an
dem Stativ angebracht ist und mitbeweglich ist, wobei über
den Positionssensor die Stellung des Stativs und damit des Zielführungssystems
erfasst wird. Bei dieser Ausführungsform wird ein an sich
aus der
DE 10 2006 020 403 bekanntes
Stativ, das in der genannten Druckschrift eine passive Funktion
hat, zu einem aktiven Teil, und zwar dadurch, dass es mit einem
Positionssensor ausgestattet wird. Eine Registrierung des 3-D-Bilddatensatzes
mit einem solchen Stativ kann sehr einfach unter Verwendung von
Markern erfolgen: Auf den Patienten werden Bleimarker aufgeklebt,
die im 3-D-Bilddatensatz sichtbar sind. Das bewegliche Stativ wird
zu dem Bleimarker hingeführt, sobald sich der Patient im
Einflussbereich des Zielführungssystems, z. B. in einem
Röntgenangiographiesystem auf einer Liege, befindet. Wird
das Stativ zu dem Marker hinbewegt, werden die Koordinaten relativ
zu dem Röntgenangiographiesystem gemessen, und geschieht
dies bei mindestens vier Bleimarkern, können die Koordinaten
des 3-D-Bilddatensatz lage- und dimensionsrichtig dem Koordinatensystem
des Röntgenangiographiesystems und damit mittelbar des
Zielführungssystems zugeordnet werden. Es ist bei Verwendung
des Stativs auch ein Registrieren über den Umweg eines
Röntgen-C-Bogens möglich: Dann wird einfach eine
3-D-2-D-Registrierung durchgeführt, es müssen
also mit Hilfe des Röntgen-C-Bogens 2-dimensionale Röntgenbilder zusätzlich
zu dem 3-D-Bilddatensatz aufgenommen werden. Dann wird das Zielführungssystem
mit dem Röntgen-C-Bogen registriert, wobei abermals Marker verwendet
werden können, die dann einerseits in einem 2-dimensionalen
Bild sichtbar sind und andererseits von dem Stativ angefahren werden.
-
Bei
einer bevorzugten Ausführungsform, bei der das bewegliche
Stativ verwendet wird, wird die Darstellung des 3-D-Bilddatensatzes
nicht lediglich berechnet, sondern auch auf einem Bildschirm bereitgestellt.
Dann wird sie den Bewegungen des Stativs (und/oder auch des Patienten)
angepasst. Dadurch, dass sich die relative Lage des Zielführungssystems
zum Patienten ändert, ändert sich die Sichtweise
des Zielführungssystems, und die geänderte Sichtweise
wird einer Bedienperson auf dem Bildschirm verdeutlicht. Das Stativ
(bzw. der Patient) kann dann solange verfahren werden, bis genau
der Zielzustand erreicht ist.
-
Es
kann auch vorgesehen sein, dass das Stativ durch zumindest einen
Motor beweglich ist, wobei es bevorzugt zu jeder Bewegungsmöglichkeit einen
Motor aufweist. Es wird die Darstellung auf einem Bildschirm dargestellt,
und eine von den Bewegungen des Stativs nunmehr unabhängige
Eingabeeinheit kann die Blickrichtung verändern, ohne das Zielführungssystem
tatsächlich zu bewegen. Die Darstellung wird somit einer
Bewegung der Eingabeeinheit angepasst. Ist die Eingabeeinheit eine
Computermaus, muss die Maus lediglich hin- und hergefahren werden,
wobei Drehungen in der Darstellung durch Tastendruck und Verfahren
der Maus möglich sind. Schließlich kann über
die Eingabeeinheit das Erreichen des Zielzustands bei der Bildschirmdarstellung
eingegeben werden, z. B. durch Maus-Doppelklick. Anschließend
wird der zumindest eine Motor automatisch angesteuert, um das Stativ
in eine Stellung zu bewegen derart, dass aus Sicht des Zielführungssystems
am Stativ genau die Bildschirmdarstellung im Zielzustand erreicht
ist. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass die Bedienperson
zur Definition des Zielzustands lediglich den Bildschirm betrachten
muss und sich nicht um den realen Patienten und das reale Zielführungssystem
kümmern muss. Es ist dann auch unerheblich, über
welchen Weg die Bedienperson zum Zielzustand in der Bildschirmdarstellung
gelangt. Das Röntgenangiographie system berechnet bevorzugt
völlig unabhängig von den Bewegungen der Eingabeeinheit
die Bewegungen der Motoren, und zwar möglichst in einer
optimalen Weise.
-
Anstatt
die Zieldarstellung mit Hilfe einer Eingabeeinheit vorzugeben, kann
diese auch geeignet berechnet werden. Hierbei entfallen mögliche
Auswahlmöglichkeiten, die die Bedienperson sonst haben
mag.
-
Es
muss keineswegs völlig von dem in der
DE 10 2006 020 403 Offenbarten
abgegangen werden. Beispielsweise kann auch bei der vorliegenden Erfindung,
bei der ein 3-D-Bilddatensatz die zentrale Funktion hat, eine Darstellung
zu liefern, unter deren Beachtung ein Zielzustand definiert wird,
vorgesehen sein, dass das Zielführungssystem zumindest
zum Teil an einem Röntgendetektor angebracht ist, der an einem
beweglichen Röntgen-C-Bogen eines Röntgenangiographiesystems,
in welchem der Patient platziert ist, angeordnet ist.
-
Diejenigen
Ausführungsformen, die oben unter Bezug auf das Stativ
erläutert wurden, können auch im Falle der Befestigung
des Zielführungssystems am Röntgendetektor realisiert
werden. So kann auch hier die Darstellung auf einem Bildschirm bereitgestellt
werden, und nunmehr wird sie über Bewegungen des Röntgen-C-Bogens
angepasst.
-
Auch
hier kann mit Hilfe einer Eingabeeinheit ein Zielzustand anhand
der Bildschirmdarstellung definiert werden, der nachfolgend automatisch
angefahren wird. Auch hier kann der Zielzustand anstelle mit Hilfe
einer Eingabeeinheit durch Berechnung definiert werden.
-
Bei
einer der Ausführungsformen, bei der das Zielführungssystem
zumindest zum Teil an einem Röntgendetektor angebracht
ist, ist das Zielführungssystem sogar vollständig
am Röntgendetektor angebracht. Ferner umfasst das Röntgen-C-Bogensystem
ein bewegliches Stativ. Nach Erreichen einer Zielstellung des Zielführungssystems
wird das Stativ zu dem Zielführungssystem anm Röntgendetektor gefahren
(oder umgekehrt der Röntgendetektor in Richtung des Vektors
gefahren), das Zielführungssystem wird an dem Stativ befestigt
und vom Röntgendetektor getrennt. Anschließend
kann der Röntgen-C-Bogen wieder verfahren werden, damit
Fluoroskopiebilder aufgenommen werden können, die bei der
Punktion den Arzt unterstützen. Bei diesem Aspekt der Erfindung
hat das beanspruchte Verfahren viel Ähnlichkeit mit dem
in der
DE 10 2006 020 403 beschriebenen
Verfahren. Es sei aber nochmals auf den zentralen Unterschied aufmerksam
gemacht, dass vorliegend der 3-D-Bilddatensatz verwendet wird, der
vorab aufgenommen worden ist, während in der
DE 10 2006 020 403 beschrieben
ist, dass mit Hilfe des Röntgendetektors ständig
neue 2-dimensionale Bilder aufgenommen werden, mit Hilfe derer dann
der Zielzustand definiert wird.
-
Anstatt
das Zielführungssystem vollständig am Röntgendetektor
anzubringen, kann am Röntgendetektor auch ein Laserfächerquellenpaar
angebracht sein, durch welches eine ausgezeichnete Strahlrichtung
definiert ist. Es wird nun ein weiterer Teil des Zielführungssystems
an einem beweglichen Stativ des Röntgen-C-Bogensystems
angeordnet. Die oben genannten Schritte, die zum Erreichen des Zielzustands
führen, dienen zunächst zum Erreichen einer Zielstellung
des ausgezeichneten Strahls, wobei insbesondere eine Relativbewegung
zwischen Patient und Röntgen-C-Bogen mit dem Röntgendetektor
erfolgt. Dann wird das Stativ bewegt, um so den weiteren Teil des
Zielführungssystem an der ausgezeichneten Strahlrichtung
auszurichten. Dann kann der Röntgen-C-Bogen wieder verfahren
werden, und im weiteren wird nur noch der weitere Teil des Zielführungssystems
verwendet.
-
Als
Beispiel für ein Zielführungssystem war bereits
ein Punktionsnadelhalter genannt worden, der insbesondere eine Punktionsnadelführungshülse umfassen
kann.
-
Das
Zielführungssystem kann jedoch auch ein Laserpointer sein.
Ein Laserpointer gibt einen Laserstrahl in einen vorbe stimmte Zielrichtung
ab, und die Punktionsnadel kann dann so in den Laserstrahl gehalten
werden, dass der Verlauf der eigentlichen Nadel genau dem Verlauf
des Laserstrahls entspricht.
-
Das
Zielführungssystem kann auch ein Laserfächerquellenpaar
umfassen, durch welches eine ausgezeichnete Strahlrichtung definiert
ist. An die Laserfächerquellen kann dann ein Ausrichtungshilfestab
koppelbar sein, wobei der Ausrichtungshilfestab dann auch wieder
entkoppelbar sein soll. Der Stab wird zunächst zur Festlegung
der ausgezeichneten Strahlrichtung eingesetzt und dann entfernt, und
anschließend erfolgt die Ausrichtung der Punktionsnadel
mit Hilfe des Laserfächequellenpaars. Die ausgezeichnete
Strahlrichtung wird durch zwei fächerförmige Laserstrahlenbündel
der Laserfächer definiert, die sich längs einer
geraden Strecke schneiden.
-
Bisher
war davon die Rede, dass der 3-D-Bilddatensatz einen Zielpunkt umfasst.
Es können jedoch auch in dem 3-D-Bilddatensatz zwei Zielpunkte
ausgewählt sein, nämlich z. B. das Punktionsziel
und eine bevorzugte Einstichstelle. Der Zielzustand ist dann derjenige
Zustand, bei dem sich die beiden Zielpunkte in der Darstellung aus
Sicht des auf sie zielenden Zielführungssystems decken. Üblicherweise
fallen die Zielpunkte dann genau in die Mitte der Bildschirmdarstellung,
und zwar beide gleichzeitig.
-
Zur
Erfindung gehört auch ein Röntgenangiographiesystem
mit einer Patientenlagerung und mit einem die Zielführung
bei einer Punktion eines Patienten unterstützenden Zielführungssystems,
durch dessen Form ein auf einen auf der Patientenlagerung befindlichen
Patienten weisenden Vektor definiert ist. Erfindungsgemäß ist
das Röntgenangiographiesystem dazu ausgelegt, einen 3-D-Bilddatensatz
mit zumindest einem ausgewählten Punkt zu empfangen und
das Koordinatensystem des Zielführungssystems zu dem Koordinatensystem
des 3-D-Bilddatensatzes lage- und dimensionsrichtig zuzuordnen.
Sodann soll das Röntgenangiographiesystem eine Darstellung
des 3-D- Bilddatensatzes aus Sicht des Zielführungssystems
entsprechend dem Vektor berechnen. Das erfindungsgemäße
Röntgenan giographiesystem dient somit zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei Herzstück
die Verwendung des 3-D-Bilddatensatzes ist, von dem perspektivische
Darstellungen, insbesondere aus Sicht des Zielführungssystems
berechnet werden.
-
Es
kann vorgesehen sein, dass ein Zielzustand für die Stellungen
von Zielführungssystemen und Patienten nach vorbestimmten
Definitionen errechenbar ist. Sind Zielführungssystem und/oder
Patient automatisch verfahrbar, kann der Zielzustand automatisch
eingestellt werden.
-
Alternativ
zur Verwendung bloßer Berechnungen kann vorgesehen sein,
dass die Darstellung auf einem Bildschirm bereitgestellt wird. Sämtliche ausgewählten
Punkte sollten in der Bildschirmdarstellung markiert sein.
-
Es
kann vorgesehen sein, dass Zielführungssystem und/oder
Patient verfahrbar ist/sind. Dann sollte die berechnete und auf
dem Bildschirm bereitgestellte Darstellung beim Verfahren angepasst werden.
Eine Bedienperson kann dann zielgenau einen Zielzustand einstellen,
gegebenenfalls nach und nach mit sich steigernder Genauigkeit.
-
Es
kann auch vorgesehen sein, dass die auf dem Bildschirm bereitgestellte
Darstellung durch eine Eingabeeinrichtung veränderlich
ist und eine Zieldarstellung vorgebbar ist, z. B. durch Computermaus-Doppelklick
bei Erreichen einer bestimmten Bildschirmdarstellung. Zielführungssystem
und/oder Patient sind dann bevorzugt automatisch in eine der Zieldarstellung
entsprechenden Zielstellung verfahrbar.
-
Auch
hier wieder kann das Zielführungssystem an einem beweglichen
Stativ des Röntgenangiographiesystems befestigt sein. Entweder
ist an dem Stativ ein Laserpointer oder auch eine Punktionsnadelführungshülse
befestigbar oder es kann auch vorgesehen sein, dass einem Röntgen-(Flach-)Detektor des
Röntgenangiographiesystems ein Laserpointer bzw. eine Punktionsnadelführungshülse
abnehmbar befestigbar und das Stativ (in mehreren oder bevorzugt
allen Stellungen des Röntgendetektors) zu dem Röntgendetektor
führbar ist.
-
Für
den Fall, dass der Laserpointer bzw. die Punktionsnadelführungshülse
nicht nur an dem Stativ befestigbar, sondern bereits befestigt ist,
kann an dem Stativ ein Positionssensor angeordnet sein.
-
Anstelle
von Laserpointer oder Punktionsnadelführungshülse
kann auch ein Laserfächerquellenpaar bereitgestellt sein,
das zwei Laserquellen aufweist, die fächerförmige,
d. h. sich in einer Ebene erstreckende Laserbündel abgeben.
Ein Ausrichtungshilfestab soll dann abnehmbar an dem Stativ befestigt
sein, damit er die Ausrichtung unterstützen kann, später
aber bei der Punktion nicht stört. Dies ist insbesondere
bei Verwendung von besonders langer Punktionsnadeln sinnvoll.
-
Auch
an dem Röntgendetektor kann ein Laserfächerquellenpaar
befestigt sein, wobei dann auch wieder das Stativ zu dem Röntgendetektor
(in mehreren oder allen Stellungen des Röntgen-C-Bogens
mit dem Röntgendetektor) führbar sein soll.
-
Ein
weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Röntgenangiographiesystem
mit einem drehbaren und kippbaren Röntgen-C-Bogen, an dem
eine Röntgenquelle und Röntgenflachdetektor mit
ebener Oberfläche angeordnet sind, wobei es dadurch gekennzeichnet
ist, dass an dem Röntgen-Flachdetektor ein Laserpointer
befestigt ist, der sich geradlinig senkrecht zu der ebenen Oberfläche
erstreckt. Im Unterschied zu dem in dem
DE 10 2006 020 403 beschriebenen
Röntgenangiographiesystem (dort Röntgen-C-Bogen-System
genannt) wird nicht mehr ein Punktionsnadelhalter, sondern ein Laserpointer verwendet.
Während ein Punktionsnadelhalter zur Führung der
Punktionsnadel dient und daher mechanisch mit dieser wechselwirkt,
hat ein Laserpointer den Vorteil, dass dieser frei einen Vektor im
Raum definiert, und zwar mit Hilfe eines Laserstrahls, wobei die
Punktionsnadel an dem Laserstrahl und damit entsprechend dem Vektor
ausgerichtet werden kann, ohne den Laserpointer berühren
zu müssen. In an sich bekannter Weise kann das Röntgenangiographiesystem
ein Stativ für den Laserpointer umfassen, das sich bei
der Bewegung des Röntgen-C-Bogens nicht mitbewegt, wobei
das Stativ zu dem Röntgen-Flachdetektor bewegbar ist, der
Laserpointer an dem Stativ befestigbar ist und anschließend
von dem Röntgenflachdetektor abnehmbar ist.
-
Zu
dem Aspekt der Bereitstellung des Röntgenangiographiesystems
gemäß Patentanspruch 27 gehört auch ein
Verfahren zum technischen Unterstützen der Zielführung
bei einer Punktion eines Patienten gemäß Patentanspruch
29. Das Verfahren umfasst somit die Schritte:
- a)
Bereitstellen eines Röntgenangiographiesystems nach Anspruch
27 oder 28,
- b) Verbringen des Patienten in das Röntgenangiographiesystem,
- c) Erzeugen zumindest einer Abbildung eines zu punktierenden
Körperbereichs des Patienten unter Einsatz des Röntgenangiographhiesystems,
in der der Laserpointer als punktförmiges Objekt gekennzeichnet
oder sichtbar ist,
- d) Wiederholen von Schritt c) für verschiedene Dreh-
und Kippstellungen des Röntgen-C-Bogens, bis das gekennzeichnete
oder abgebildete punktförmige Objekt genau auf einem Zielpunkt
in dem Körperbereich liegt,
- e) Einschalten des Laserpointers, um das Ausrichten einer Punktionsnadel
an dem von dem Laserpointer ausgehenden Laserstrahl zu ermöglichen.
-
Bei
dem Verfahren wird bevorzugt nach Schritt d) das Stativ zu dem Laserpointer
gebracht und dieser an dem Stativ in der in Schritt d) definierten
Zielausrichtung befestigt.
-
Nachfolgend
werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter
Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, in der
-
1 die
Schrittfolge bei einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Verfahrens und
-
2 die
Schrittfolge bei einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens veranschaulicht,
-
3 eine
Seitenansicht und
-
4 eine
Draufsicht eines bei einer Ausrichtungsform der Erfindung verwendeten
Stativs veranschaulicht,
-
5 eine
perspektivische Ansicht eines Röntgen-Flachdetektors veranschaulicht,
der bei einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird,
-
6 und 7 das
Zusammenwirken des Röntgen-Flachdetektors aus 5 mit
einem Stativ veranschaulichen,
-
8 eine
Ausführungsform eines Röntgen-Flachdetektors veranschaulicht,
wie er bei einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung verwendet
wird,
-
9 und 10 die
Verwendung eines Laserfächerquellenpaars bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
gemäß unterschiedlichen Schritten des Verfahrens
veranschaulicht.
-
Die 1 und 2 veranschaulichen sämtliche
Schritte, die bei zwei unterschiedlichen Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt
werden müssen, damit eine Punktion eines Patienten erfolgen
kann.
-
Beide
Verfahren beginnen mit dem Schritt S10: Es wird ein 3-dimensionaler
Bilddatensatz bereitgestellt, und zumindest ein Punkt in dem 3-dimensionalen
Bilddatensatz wird ausgewählt. Der 3-dimensionale Bilddatensatz
soll mit einem solchen Bildgebungssystem gewonnen werden, bei dem
typische Punktionsziele (z. B. gestaute Gallengänge eines
Patienten) besonders gut erkennbar sind. Es kann sich hierbei um
einen mit Hilfe von Kernspinntomographie gewonnenen 3-D-Bilddatensatz
handeln. Der 3-D-Bilddatensatz kann auch aus herkömmlicher Computertomographie
(Röntgen) hervorgehen oder mit Hilfe eines Röntgen-C-Bogens,
insbesondere eines Röntgenangiographiesystems, gewonnen
werden. Der ausgewählte Punkt soll bevorzugt einen Zielpunkt
für die Punktion angeben. Es ist möglich, dass
mit Hilfe von Bilderkennung ein solcher Zielpunkt ausgewählt
wird. Häufig wird der Punkt durch einen behandelnden Arzt
ausgewählt. Neben dem Zielpunkt kann auch ein weiterer
Punkt in dem 3-D-Bilddatensatz ausgewählt sein, z. B. der
geplante Einstichpunkt oder auch ein Zwischenziel bei der Punktion,
z. B. ein Rippendurchgang.
-
Beiden
Verfahren ist ferner gemeinsam, dass nach Schritt S10 der Schritt
S12 folgt, dem gemäß der 3-D-Bilddatensatz mit
einem Zielführungssystem registriert wird. Das Zielführungssystem
ist Teil des Systems, in das der Patient verbracht wird, z. B. eines
Röntgenangiographiesystems mit einer Patientenliege. Um
den 3-D-Bilddatensatz nutzen zu können, der außerhalb
des vorliegenden Behandlungssystems aufgenommen sein mag, muss eine Registrierung
durchgeführt werden. Dies bedeutet, dass die Koordinaten
des 3-D-Bilddatensatzes den Koordinaten des Zielführungssystems
lage- und dimensionsrichtig zugeordnet werden. Dies kann mit Hilfe
von Markern in den Abbildungen erfolgen, wenn eine herkömmliche
Bilderkennung nicht ausreicht.
-
Bei
beiden Verfahren folgt nun dem Schritt S12 der Schritt S14: Die
3-D-Bilddaten werden aus Sicht des Zielführungssystems
dargestellt. Durch das Zielführungssystem ist ein Vektor
definiert, und dieser Vektor definiert eine Blickrichtung auf den
Patienten. Dem Patienten ist der 3-D-Bilddatensatz zugeordnet, so
dass durch das Zielführungssystem eine Blickrichtung auf
den 3-D-Bilddatensatz definiert ist. Dies soll bevorzugt so geschehen,
dass das Zielführungssystem auf dem Bildschirm in dessen
zentralem Punkt als Kreuz dargestellt ist, und der ausgewählte
Punkt soll ebenfalls als Kreuz dargestellt sein. Sind zwei Punkte
ausgewählt, sollen zwei solche weiteren Kreuze dargestellt
sein. Ziel ist es nun, dass das Zielführungssystem genau
auf beide Kreuze zeigt und dies bedeutet bei der genannten Darstellung,
dass alle drei Kreuze einander decken sollen.
-
Während
also der 3-D-Bilddatensatz gemäß dem Ist-Zustand
dargestellt wird, muss das Zielführungssystem oder der
Patient bei unveränderter Körperhaltung mit seiner
Liege bewegt werden, damit der Zielzustand (Soll-Zustand) erreicht
wird. Bei der Ausführungsform gemäß 1 bewegt
nun die Bedienperson das Zielführungssystem oder den Patienten
entsprechend Schritt S16, und weil sich durch diese Bewegung die
Sichtweise des Zielführungssystems auf den Patienten und
damit den 3-D-Bilddatensatz ändert, wird die Darstellung
gemäß Schritt S18 angepasst. In Schritt S20 wird
geprüft, ob die Zieldarstellung erreicht ist, ob sich also
die zwei bzw. drei Kreuze decken. Falls die Zieldarstellung nicht
erreicht ist, werden die Schritte S16, S18 und S20 wiederholt. Irgendwann
ist die Zieldarstellung bei Schritt S20 erreicht, und gemäß Schritt
S22 kann dann die Punktion mit Hilfe des Zielführungssystems
durchgeführt werden.
-
Bei
der Ausführungsform des Verfahrens gemäß 2 folgt
dem Darstellen des 3-D-Bilddatensatzes gemäß dem
Ist-Zustand aus Sicht des Zielführungssystems in Schritt
S14 ein Definieren der Zieldarstellung, also von 3-D-Soll in Schritt
S24. Dieses Definieren kann durch einfaches Berechnen erfolgen oder
aber auch durch virtuelles Verändern der Sicht mit Hilfe
einer Eingabeeinrichtung. Ist die Zieldarstellung definiert, wird
das Zielführungssystem oder die Patientenliege gemäß Schritt
S26 automatisch bewegt, bis die Ist-Darstellung gleich der Soll-Darstellung
entspräche bzw. entspricht. Somit ist auch hier der Zielzustand
erreicht, und gemäß Schritt S22 kann die Punktion
mit Hilfe des Zielführungssystems durchgeführt
werden.
-
Während
das Verfahren gemäß 1 es lediglich
erfordert, dass Sensoren die Koordinaten und die Ausrichtung des
Zielführungssystems erfassen, erfordert das Verfahren gemäß 2 das
Bereitstellen von Motoren zum Anfahren von Zielführungssystem
bzw. Patient, damit dieses automatisch durchführbar ist.
-
Die
beiden Verfahren ermöglichen eine Vielzahl von Ausführungsformen
für das Zielführungssystem und für Hilfseinrichtungen.
Die 3 und 4 veranschaulichen die Verwendung
eines beweglichen Stativs 10, das an einen Patiententisch 12 befestigt
wird. Das Stativ 10 hat einen Schwenkarm 14, der
entsprechend dem Pfeil 16 in 4 rotierbar ist.
An dem Schwenkarm 14 ist eine Befestigungseinrichtung 18 vorgesehen,
an der ein Laserpointer 20 befestigt ist. Die Befestigungseinrichtung 18 ist
dergestalt, dass 3-dimensionale Bewegungen des Laserpointers 20 möglich
sind, insbesondere entsprechend den Bewegungspfeilen 22, 24 und 26.
-
Bevorzugt
ist an dem Stativ 10 ein Positionssensor 28 vorgesehen,
durch welchen die Stellung des Laserpointers 20 im Raum
relativ zu dem Patiententisch 12 messbar ist. Durch den
Positionssensor 28 ist ein Koordinatensystem definiert,
das mit einem vorab aufgenommenen 3-D-Bilddatensatz gemäß Schritt
S12 (vgl. 1 bzw. 2) registriert
werden kann.
-
Nicht
gezeigt in den 3 und 4 sind mögliche
Motoren, welche die Bewegungen gemäß den Bewegungspfeilen 16, 22, 24 und 26 ermöglichen.
Solche Motoren werden nicht benötigt, wenn das Verfahren
gemäß 1 durchgeführt wird,
denn das Bewegen des Zielführungssystems gemäß Schritt
S16 kann von Hand durch eine Bedienperson erfolgen. Motoren werden
jedoch dann benötigt, wenn das Verfahren gemäß 2 durchgeführt
werden soll, damit ein automatisches Bewegen entsprechend Schritt
S26 möglich ist.
-
5 zeigt
einen Röntgen-Flachdetektor 30 an dem zwei Streben 32 befestigt
sind, welche parallel zur ebenen Oberfläche 34 des
Röntgen-Flachdetektors 30 verlaufen. Senkrecht
von den Streben 32 steht eine Hülse 36 weg,
die zum Befestigen eines Laserpointers 38 dient. Der Laserpointer
ist Zielführungssystem bei den Verfahren gemäß 1 bzw. 2.
Zum Bewegen des Zielführungssystems muss der gesamte Röntgen-Flachdetektor 30 verfahren
werden, insbesondere ein Röntgen-C-Bogen verdreht oder
verkippt werden, an dem der Röntgen-Flachdetektor 30 befestigt
ist.
-
Für
den Fall, dass keine zusätzlichen Fluoroskopieaufnahmen
während der Punktion für notwendig gehalten werden,
kann der Laserpointer
38 in der Hülse
36 an
dem Röntgen-Flachdetektor
30 verbleiben. Bevorzugt
wird jedoch ein Verfahren eingesetzt, das bereits aus der
DE 10 2006 020 403 bekannt
ist, in der ein Röntgen-Flachdetektor nach Art des Röntgen-Flachdetektors
30 mit
Streben nach Art der Streben
32 beschrieben ist, wobei
an dem Röntgen-Flachdetektor eine Punktionsnadelhalterung
befestigt wird. Diese Punktionsnadelhalterung wird nämlich
nach Erreichen einer Zielausrichtung von dem Röntgen-Flachdetektor
getrennt. In gleicher Weise wird vorliegend ein Röntgen-C-Bogen
40 mit dem
Röntgen-Flachdetektor
30 und einer Röntgenquelle
42 (vgl.
6)
so lange verfahren, bis die Zieldarstellung erreicht ist. Ein Stativ
44 nach
Art des Stativs
10 aus den
3 und
4,
das allerdings nicht notwendigerweise den Positionssensor
28 braucht,
wird zu dem Laserpointer
38 geführt. Der Laserpoin ter
38 wird
an dem Stativ
44 befestigt und von dem Röntgen-Flachdetektor
30 getrennt.
Anschließend kann der Röntgen-C-Bogen verdreht
werden, z. B. in die in
7 dargestellte Stellung. Der
Laserpointer
38 hat nun wegen seiner Befestigung an dem Stativ
44 weiterhin
die Zielausrichtung auf den Patienten
46, und eine Punktionsnadel
kann an dem von dem Laserpointer
38 erzeugten Laserstrahl
(siehe Vektor
48 in
7) ausgerichtet
werden. Während der Punktion können mit Hilfe
des Röntgen-C-Bogens
40 Fluoroskopiebilder aufgenommen
werden, z. B. in einem Winkel von 90° zur Punktionsrichtung
48, und
diese Fluoroskopiebilder helfen dem Arzt in an sich bekannter Weise
bei der zielgenauen Punktion.
-
An
einem Röntgen-Flachdetektor 30' müssen
nicht notwendigerweise die Streben 32 befestigt sein, sondern
es können zwei Laserquellen 50 vorgesehen sein,
die am Rand des Röntgen-Flachdetektors 30 angeordnet
sind und in den mit Hilfe des Röntgen-Flachdetektors erzeugten
Bildern nicht sichtbar sind. Diese Laserquellen 50 geben
fächerförmig Licht ab: Es ist ein Fächerwinkel α definiert, über
den sich der Fächer erstreckt, und sämtliche abgegebenen
Laserstrahlen liegen in einer Ebene. Die beiden Ebenen schneiden
sich in einer zentralen geraden Linie 52, und diese zentrale
gerade Linie 52 ist für einen Betrachter gut zu
erkennen. Sieht man nun die beiden Laserquellen 50 als
Zielführungssystem, zumindest als Teil desselben an, ist
die Zieldarstellung, entsprechend Schritt S20 in 1 und
S26 in 2, dann erreicht, wenn die Verlängerung
der geraden Linie 52 den Soll-Einstichpunkt am Patienten und
die weitere Verlängerung das Punktionsziel, d. h. den einen
ausgewählten Punkt im Patienten, erreicht. Grundsätzlich
könnte eine Ausrichtung der Punktionsnadel anhand dieses
Strahls 52 erfolgen. Bevorzugt wird nun aber ein Laserpointer 38 an
der geraden Linie 52 ausgerichtet, und dann kann der Röntgen-Flachdetektor 30' weggefahren
werden, um gegebenenfalls bei der Aufnahme von Fluoroskopiebildern
verwendet zu werden, und der Laserpointer 38 dient als
Teil des Zielführungssystems, das beim Durchführen
der Punktion gemäß Schritt S22 verwendet wird.
Der Laserpointer 38 kann an einem Stativ nach Art des in 3 und 4 gezeigten
Stativs, gegebenenfalls ohne Positionssensor 28, angeordnet
sein, wenn er an der geraden Linie 52 ausgerichtet wird.
-
An
einem solchen Stativ kann auch ein Gestell nach Art des in 9 und 10 gezeigten
Gestells 54 angeordnet sein. Das Gestell 54 umfasst zwei
Arme 56, an denen jeweils eine Laserquelle 58 angebracht
ist, die wie die Laserquellen 50 fächerförmig
Licht abgeben. Die Schnittpunkte des Laserfächers definieren
eine gerade Linie 60. Diese ist besonders gut sichtbar,
wenn das Laserlicht auf ein festes Objekt trifft. Aus diesem Grund
ist vorgesehen, dass die Stangen 56 über eine
Verbindungsstange 62 miteinander verbindbar sind, die einen
Durchlass 64 für einen Ausrichtungshilfestab 66 umfassen.
Mit Hilfe dieses Stabes 66 wird ein Vektor 68 definiert, der
wie der Vektor 48 aus 7 eine vorbestimmte Blickrichtung
auf den Patienten definiert, die letztendlich die Einstichrichtung
(Funktionsrichtung) sein soll. Bei Verwendung des Röntgen-Flachdetektors 30' gemäß 8 wird
zunächst der Röntgen-Flachdetektor 30' in
die Zielstellung gebracht. Dann wird der Stab 66 an der
geraden Linie 52 ausgerichtet. Die Stangen 56 werden
so gestellt, dass sich die von den Laserquellen 58 ausgehenden
Laserfächer in einer Linie 60 schneiden, die eine
Verlängerung der Linie 52 ist. Anschließend
kann der Röntgen-Flachdetektor 30' weggefahren
werden. Es kann auch der Stab 66 entfernt werden, und eine
im Ganzen mit 70 bezeichnete Funktionsnadel kann dann an
dem von den Laserquellen 58 ausgehenden gefächerten
Laserlicht, insbesondere der Geraden 60, ausgerichtet werden.
Die Verwendung eines Laserfächers beim Stativ 54 hat insbesondere
den Vorteil, dass die Funktionsnadel 70 das Stativ 54 durchgreifen
kann, was insbesondere dann wünschenswert sein kann, wenn
eine besonders lange Punktionsnadel 70 verwendet wird.
Wird ein Laserpointer nach Art des Laserpointers 38 verwendet,
muss hingegen die Funktionsnadel vollständig zwischen Laserpointer 38 und
Patient 46 passen.
-
Es
sind weitere Zielführungssysteme zusätzlich zu
den in den 3 bis 10 gezeigten
Zielführungssystemen denkbar.
-
Herzstück
der Erfindung ist die Verwendung des in Schritt S10 bereitgestellten
3-D-Bilddatensatzes und das Anpassen der Darstellung gemäß Schritt S18
an die Bewegung gemäß Schritt S16, bzw. umgekehrt
das Anpassen der Bewegung gemäß Schritt S26 an
die Soll-Darstellung, die in Schritt S24 definiert wird.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 102006020403 [0003, 0003, 0004, 0007, 0008, 0012, 0015, 0015, 0030, 0053]