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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Positionieren von Instrumenten innerhalb eines Untersuchungsraumes, bei der ein Strahlungselement einen Zugangsbereich und die relative Ausrichtung des Instrumentes zur Erreichung eines Zielbereiches mittels sichtbarer Strahlung markiert.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Positionieren eines Instrumentes innerhalb eines Untersuchungsraumes sowie Elemente zur Verwendung in dem Verfahren.
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In der interventionellen Radiologie haben sich die von Schnittbildverfahren wie beispielsweise Computertomographie (CT) oder Magnetresonanztomographie (MRT) geführten Punktionseingriffe wie Biopsien, Drainagen, Schmerz- und Tumortherapien zwischenzeitlich fest etabliert. Der Erfolg begründet sich dabei sowohl auf eine im Vergleich zu klassischen invasiven Operationen deutliche Kostenreduktion als auch auf einen für den Patienten schonenderen Eingriff.
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Insbesondere die MRT rückt als Bild gebendes Verfahren immer weiter in den Vordergrund. So sind bislang keine Nebenwirkungen der MRT bekannt und der Patient ist vor allem keiner belastenden Röntgenstrahlung ausgesetzt. Gleichzeitig ermöglicht die MRT eine freie Schichtpositionierung, eine sehr detaillierte Auflösung des Weichgewebes und eine kontrastmittelfreie Darstellung von Blutgefäßen, was den Einsatz dieses Verfahrens zur Darstellung von Organen und möglichen Pathologien dieser prädestiniert.
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Eine Herausforderung in der interventionellen Radiologie ist dabei noch immer die richtige Platzierung der für den minimalinvasiven Eingriff genutzten Instrumente wie beispielsweise Nadeln, Kanülen etc. Denn auch wenn eine geeignete Punktionsstelle bzw. ein geeigneter Zugangspunkt an der Körperoberfläche relativ einfach zu markieren sind, so ist das Einführen des Instruments im richtigen Eintrittswinkel und mit der richtigen Einstichtiefe eine noch immer große Herausforderung für den Operateur.
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Zwischenzeitlich stehen Hilfsmittel zur Verfügung, die dem Operateur das Einführen der Instrumente an der richtigen Stelle und in einem geeigneten Winkel erleichtern. Eine solche Vorrichtung zum Positionieren von Instrumenten ist beispielsweise aus der
WO 2006125605 A1 bekannt, in der ein Nadelpositioniersystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben wird. Das bekannte System umfasst eine Strahlungsquelle, die anhand von Bilddaten, die beispielsweise durch CT oder MRT erhoben wurden, einen sichtbaren Strahl auf den Patienten projiziert, der den gemäß Bilddaten ausgewählten Zugangspunkt und Eintrittswinkel abbildet. Richtet der Operateur das invasive Instrument innerhalb der Trajektorie aus, so ist eine bezüglich Eintrittsstelle und Eintrittswinkel korrekte Platzierung des Instruments möglich. Neu ist an dem bekannten System auch, dass es in einer festen Position installiert wird und daher sofort einsetzbar ist. Andere Systeme mussten vor dem Einsatz aufwändig positioniert und registriert werden. Zusätzlich werden mit diesem System Zeit und Kosten gespart, weil aufgrund der berührungslosen Funktionsweise mit einer Trajektorie keine Sterilverpackung eines ansonsten notwendigen Navigationsgerätes mehr erforderlich ist. Die berührungslose Funktionsweise mit einer Trajektorie ist zudem erheblich sicherer als starr mit dem Navigationssystem verbundene Nadelhalter. Nicht zuletzt kann der Operateur seine Punktionsinstrumente bei dem bekannten System frei wählen. Aufgrund der Einbeziehung des Behandlungstisches in die Funktionalität des Navigationssystems können beliebig viele, auch weit voneinander entfernt zu platzierende Nadeln ohne Umbauten des Systems positioniert werden. Nachteilig an dem bekannten System ist jedoch, dass es auf eine rein transversale Nadelführung beschränkt ist.
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Alle sonstigen vorbekannten Systeme verbessern zwar auch die Präzision der Instrumentenführung, aber ihre klinische Akzeptanz leidet unter den aufwändigen und zeitintensiven Vorbereitungen. Unkomfortabel und fehlerträchtig ist es beispielsweise, wenn bei diesen Systemen der Eintrittspunkt der Nadel konventionell ermittelt werden muss. Die aufwändigen Vorbereitungen, wie zum Beispiel das Heranschieben des Systems, das Entfernen der Sterilverpackung und die Registrierung des Navigationssystems behindern den klinischen Workflow. Die starre Verbindung des Navigationssystems mit der im Patienten positionierten Punktionsnadel stellt ein zusätzliches Sicherheitsrisiko für den Patienten dar. Zudem werden hierdurch das taktile Feedback und die Nadelsteuerungsmöglichkeiten des Arztes eingeschränkt. Nicht zuletzt begrenzt die eingeschränkte Auswahl verfügbarer Nadelhalter das Spektrum der einsetzbaren Operationsinstrumente.
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Der enge Bewegungsbereich robotischer Navigationssysteme führt wiederum häufig dazu, dass erneut positioniert, gescannt und registriert werden muss, weil die geplante Intervention außerhalb des eingestellten Bewegungsbereiches des Systems liegt. Liegen die Nadeln in Multi-Nadel-Interventionen nicht dicht beieinander, so muss mehrfach positioniert, gescannt und registriert werden.
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Ebenfalls verfügbare elektromagnetische Systeme verfügen über eine geringe Reichweite und die Sendespule behindert die Punktion. Die Genauigkeit eines solchen Systems schwankt in Abhängigkeit von Metallteilen im Umfeld des Punktionsortes. Für entsprechende Interventionen werden teure Spezialnadeln benötigt und aufgrund des engen Registrierungsbereiches können nur nah beieinanderliegende Nadeln navigiert werden. Spezialnadeln für spezielle Anwendungen sind kaum erhältlich.
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Bei einer Positionierung mit optischen Trackingsytemen muss ein Referenzrahmen unverrückbar mit dem Patienten verbunden werden und die optische Linie zwischen den Kameras und den Referenzrahmen aufrechterhalten bleiben. Der mit dem Punktionsinstrument verbundene Referenzrahmen behindert den Operateur und muss aufgrund seines Gewichtes bei Kontrollaufnahmen gestützt werden.
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Die genannten Einschränkungen führen dazu, dass noch immer der größte Teil der Interventionen ohne Navigation in der sogenannten „Freihand-Technik“ durchgeführt wird.
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein praxistaugliches Navigationssystem zu entwickeln, das die genannten Einschränkungen überwindet. Das System muss - so wie das in
WO 2006125605 A1 beschriebene Nadelpositioniersystem - jederzeit sofort einsetzbar sein, aber seine Anwendung darf nicht auf rein transversale Zugänge bei den Interventionen beschränkt sein. Das erfindungsgemäße Navigationssystem soll entsprechend neben einer transversalen Nadelführung auch die freie Planung und Anzeige von caudocranial und craniocaudal gewinkelten Nadelpfaden ermöglichen, so dass immer der medizinisch bzw. therapeutisch sinnvollste Zugang zum Zielort der Behandlung oder Biopsie wählbar ist. Dadurch wird verhindert, dass gegebenenfalls ein ungünstiger Zugang allein deshalb genutzt werden muss, weil nur dieser in einer der durch das System darstellbaren Ebenen liegt. Wünschenswert wäre ein Positionierungssystem, das einen flexiblen Zugangsweg mittels einer Trajektorie darstellen kann, auch wenn Zugangspunkt und Zielpunkt nicht in derselben Transversalebene liegen.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Positionierungssystem zur Verfügung zu stellen, das eine unabhängige Auswahl des Zugangs- und Zielpunktes und eine entsprechend flexible Ausrichtung der Strahlung zur Darstellung der zur Platzierung des interventionellen Instrumentes notwendigen Trajektorie entlang der drei Raumachsen, also der Longitudinalachse, Transversalachse und Sagittalachse (nachfolgend auch Bewegungsachsen genannt), ermöglicht und die Trajektorie in ihrer Darstellung nicht mehr auf eine Transversalebene beschränkt ist.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Erfindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale auch in beliebiger und technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und somit weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen.
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Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Vorrichtung zum Positionieren von interventionellen Instrumenten innerhalb eines Untersuchungsraumes erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass gerichtete elektromagnetische Strahlung einen Zugangsbereich und die relative Ausrichtung des Instrumentes zur Erreichung des Zielbereiches, der in der Trajektorie liegt, markiert.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Positionieren von interventionellen Instrumenten erlaubt dabei mit der von einer Strahlungsquelle ausgehenden gerichteten elektromagnetischen Strahlung die positionsgenaue Markierung einer Trajektorie, die der Verlängerung der Geraden zwischen dem gewählten Zugangsbereich und dem gewählten Zielbereich und insbesondere zwischen dem gewählten Zugangspunkt und dem gewählten Zielpunkt entspricht.
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Als gerichtete elektromagnetische Strahlungen kommen ein Strahl oder eine Strahlung im Bereich der Radiofrequenzen, der Mikrowellen, des Infrarots, auch des fernen oder des nahen Infrarotes, des UV-Bereichs sowie, insbesondere des sichtbaren oder Visbereichs in Betracht.
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Zur genauen Markierung des Zugangsbereiches und der relativen Ausrichtung des Instrumentes besteht die Notwendigkeit, nicht streuende gerichtete elektromagnetische Strahlungen zu verwenden. Bevorzugt ist daher die Verwendung von Laserlicht, insbesondere von Laserlicht im Visbereich. Anwendungsbedingt wird ein Laser mit geringer Leistung bevorzugt, der zur Markierung der Trajektorie ausreichend ist.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Positionierung von interventionellen Instrumenten umfasst ein Bild gebendes System, wobei das Bild gebende System ein MR-, ein CT-, ein Ultraschall-System oder ein anderes Schnittbildverfahren sein kann. Bevorzugt sind Schichtbildverfahren wie insbesondere MRT und CT. Die diagnostischen bildgebenden Systeme erlauben durch Aufzeichnung des Untersuchungsraumes die Bestimmung des Zielbereichs sowie des Zugangsbereichs, insbesondere die Bestimmung des Zugangspunkts und des Zielpunkts. Die Trajektorie verlängert die Gerade zwischen Zugangsbereich und Zielbereich bzw. zwischen Zugangspunkt und Zielpunkt und definiert so unmittelbar die relative Ausrichtung des Instrumentes.
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Des Weiteren umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Patiententisch der zumindest transversal bewegbar und/oder rotierbar ist. Zweckmäßigerweise ist das Material des Patiententisches und der gegebenenfalls aufgelegten Liege aus MR-kompatiblem Material oder röntgenschwachen Material ausgebildet.
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Um die gerichtete elektromagnetische Strahlung entsprechend den ermittelten Koordinaten einer Trajektorie ausrichten zu können, ist der erfindungsgemäßen Vorrichtung mindestens eine Trägervorrichtung zugeordnet. Dieser mindestens einen Trägervorrichtung ist erfindungsgemäß mindestens eine Strahlungseinheit zugeordnet, wobei die mindestens eine Strahlungseinheit die Strahlungsquelle selbst oder die von der Strahlungsquelle ausgehende Strahlung beispielweise über einen Strahlenleiter umfasst. Aus Gründen der Verständlichkeit wird nachfolgend von „Trägervorrichtung“ und „Strahlungseinheit“ in der Einzahl gesprochen, wobei erfindungsgemäße Vorrichtungen, wie beschrieben, auch mehrere Trägervorrichtungen und/oder mehrere Strahlungseinheiten umfassen können.
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Ein solcher Strahlenleiter kann eine Anordnung aus Glasfasern umfassen. Im Sinne dieser Erfindung soll der Begriff „Strahlung“ in Abgrenzung zu dem Begriff „Strahlenquelle“ so verstanden werden, dass Strahlung - soweit dies nicht explizit anders erwähnt wird - neben der eigentlichen Strahlung auch die von der Strahlungsquelle weggeleitete Strahlung in einem Strahlungsleiter, also beispielsweise wie oben beschrieben in einem Glasfaserkabel, umfasst. Mittels der Trägervorrichtung sind die Strahlungseinheit und somit auch die entsprechende Strahlung in einem ersten Freiheitsgrad transversal relativ zum Patiententisch ausrichtbar.
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Wesentlich für das Funktionieren der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Begründung eines gemeinsamen Untersuchungsraumes und damit eines gemeinsamen Koordinatensystems sowohl des Bild gebenden Verfahrens als auch der Trägervorrichtung bzw. der der Strahlungseinheit zugeordneten Strahlungsquelle.
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Um eine Bewegung der Strahlung relativ zum Patiententisch auszuführen, ist die Trägervorrichtung vorzugsweise als Brücke in Form eines Kreises beziehungsweise eines Kreisabschnittes auf einem Radius um den Patiententisch herumgeführt, sodass die Strahlungseinheit mit der Strahlungsquelle entlang der Trägervorrichtung auf einem Radius relativ zum Patiententisch verfahrbar ist.
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In einer alternativen Ausführungsform können auch mehrere Trägervorrichtungen, denen jeweils mindestens eine Strahlungseinheit zugeordnet ist, um den Patiententisch angeordnet sein. So ist beispielsweise eine erfindungsgemäße Ausführungsform denkbar, bei der die Vorrichtung drei Trägervorrichtungen und drei Strahlungseinheiten umfasst, wobei jeder Trägervorrichtung genau eine Strahlungseinheit zugeordnet ist. Die Trägervorrichtungen sind U-förmig um den Patiententisch angeordnet, wobei die Öffnung des „U“ nach unten zeigt. Entsprechend sind die drei Trägervorrichtungen oberhalb sowie rechts und links vom Patiententisch vorzugsweise in einer Ebene angeordnet, die senkrecht zur Längsachse des Patiententischs liegt. Die Trägervorrichtungen sind bei dieser Ausführungsform im Wesentlichen gerade, können jedoch auch teilweise oder ganz gebogen sein. Die Trägervorrichtungen können getrennt voneinander oder miteinander verbunden sein. Zur Darstellung der Trajektorie wird jeweils die am besten geeignete Strahlungseinheit ausgewählt, also die Strahlungseinheit, die geeignet ist, die Trajektorie in dem erforderlichen Winkel auf dem Untersuchungsobjekt abzubilden.
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Die Trägervorrichtungen sind vorzugsweise rechtwinkelig zueinander angeordnet, es sind jedoch auch andere Winkel denkbar.
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Diese alternative Ausführungsform mit drei Trägervorrichtungen und drei Strahlungseinheiten ist beispielsweise dann vorteilhaft, wenn eine kreisbogenförmige Trägervorrichtung schwierig zu montieren ist. Auch sind im Wesentlichen gerade geformte Bauteile in der Regel weniger störanfällig und einfacher herzustellen und somit kostengünstiger als gebogene Bauteile.
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Es ist dem Fachmann möglich, weitere Anordnungen von Trägervorrichtungen und Strahlungseinheiten gemäß den jeweiligen Anforderungen zu wählen.
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Die Verfahrbarkeit der Strahlungseinheit entlang der Trägervorrichtung kann aktiv, also durch einen in der Strahlungseinheit befindlichen Antrieb, oder passiv, also über einen außerhalb der Strahlungseinheit befindlichen Antrieb, vorgesehen sein. Bevorzugt ist ein passiver Antrieb außerhalb der Strahlungseinheit. Ein solcher passiver Antrieb kann beispielsweise realisiert werden, indem die Strahlungseinheit an einem seil- oder bandförmigen Transportelement festgelegt ist, welches entlang der Trägervorrichtung beweglich vorgesehen ist. Das Transportelement kann beispielsweise durch einen Schrittmotor der nachfolgend beschriebenen Art bewegt werden und die Strahlungseinheit somit entlang der Trägervorrichtung in eine gewünschte Position gebracht werden. Die Trägervorrichtung ist entsprechend vorzugsweise zur Aufnahme eines solchen Transportelements mit zumindest einem Antriebsmotor ausgelegt.
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Die Trägervorrichtung umfasst eine Stromversorgung für die Strahlungseinheit. Eine solche Stromversorgung kann beispielsweise in Form von Kontaktschienen vorgesehen sein. Vorteilhaft an Kontaktschienen ist, dass keine Verkabelung die Bewegungsfreiheit der Strahlungseinheit behindern könnte. Die Strahlungseinheit verfügt entsprechend über Kontakte zur Abnahme des Stroms von der oder den Kontaktschiene/n.
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Um weitere Freiheitsgrade in der relativen Ausrichtung der Strahlung im Hinblick auf den Patienten bzw. den Patiententisch zu ermöglichen, umfasst die Strahlungseinheit erfindungsgemäß eine Ausrichtvorrichtung. Die Ausrichtvorrichtung ermöglicht die Ausrichtung der Strahlung in mindestens zwei weiteren Freiheitsgraden, also mindestens in einem zweiten und einem dritten Freiheitsgrad. Durch die Verwirklichung von mindestens drei voneinander unabhängigen Freiheitsgraden wird erfindungsgemäß eine Ausrichtung der Strahlung ausgehend von der Strahlungsquelle in nahezu jedem Winkel und an nahezu jedem Punkt auf der Oberfläche des zu behandelnden Objekts ermöglicht.
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Sofern zur Beschreibung der vorliegenden Erfindung auf Achsen beziehungsweise auf Ebenen verwiesen wird, so ist es für den Fachmann selbstverständlich, dass aufgrund des erfindungsgemäß gemeinsamen Koordinatensystems immer sowohl die entsprechenden Raumachsen und Raumebenen sowie die entsprechenden Körperachsen (bzw. Bewegungsachsen) und Körperebenen gemeint sind.
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Der erste Freiheitsgrad ermöglicht, wie oben beschrieben, die Ausrichtung der gesamten Strahlungseinheit transversal (innerhalb einer Transversalebene) relativ zum Patiententisch. Der zweite Freiheitsgrad ermöglicht eine zusätzliche Ausrichtung der Strahlung innerhalb dieser Transversalebene. Erster und zweiter Freiheitsgrad ermöglichen somit eine Ausrichtung der Strahlung innerhalb einer Transversalebene entlang der diese aufspannenden Sagittal- und Transversalachse. Der dritte Freiheitsgrad ermöglicht die zusätzliche Ausrichtung der Strahlung aus der Transversaleben heraus entlang der Longitudinalachse des Patienten bzw. des Patiententisches. Entsprechend ist die Strahlung erfindungsgemäß mit drei Freiheitsgraden entlang der drei Bewegungsachsen ausrichtbar.
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Die Ausrichtvorrichtung umfasst zur Umsetzung der Ausrichtung der Strahlung Ausrichtelemente, insbesondere Gelenke und Spiegelelemente, wobei die Spiegelelemente beweglich vorgesehen sind. Als Gelenke wählt der Fachmann die für die jeweils gewünschte Beweglichkeit geeigneten Gelenke, beispielsweise Drehgelenke, Kugelgelenke etc. Die Ausrichtelemente zur Ausrichtung der Strahlung umfassen vorzugsweise mindestens ein Drehgelenk und mindestens ein Spiegelelement. Es sind jedoch auch Ausführungsformen denkbar, bei denen die Ausrichtelemente nur Gelenke oder nur Spiegelelemente umfassen.
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Vorzugsweise ist die Strahlung durch die Ausrichtelemente der Ausrichtvorrichtung entlang der Longitudinalachse und der Transversalachse jeweils um bis zu 100°, vorzugsweise um bis zu 90° und insbesondere um bis zu 88° verschwenkbar. Eine Verschwenkung von 90° entlang der Longitudinalachse bedeutet beispielsweise, dass ausgehend von einem lotrechten Strahl auf den Patiententisch eine Verschwenkung der Strahlung um 45° in eine erste Richtung entlang der Longitudinalachse erfolgen kann, beispielsweise zum Kopfende des Patiententisches, und eine Verschwenkung der Strahlung um 45° in eine zweite Richtung entlang der Longitudinalachse erfolgen kann, beispielsweise zum Fußende des Patiententisches. Entsprechendes gilt für die Verschwenkung entlang der Transversalachse.
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Auf diese Weise kann jede zur Platzierung eines Instrumentes notwendige Trajektorie im Koordinatensystem des Untersuchungsraumes, und damit auch auf dem Patienten, abgebildet werden. Zur genauen Justage des Laserstrahls relativ zum Patiententisch im Koordinatensystem des Untersuchungsraumes kann ein Goniometer verwendet werden. Für die bevorzugt Automatisierte Bewegung der Gelenke und Spiegelelemente zur Ausrichtung der Strahlung ist der Einsatz von Schrittmotoren bevorzugt, die in der Lage sind, sehr kleine Winkelbereiche von bis zu 10-4° abzufahren.
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Zur Übertragung der Daten an die Strahlungseinheit zur Steuerung der Motoren und entsprechender Ausrichtung der Ausrichtelemente können neben den Kontaktschienen zur Stromversorgung der Strahlungseinheit auch weitere Kontaktschienen zur Datenübertragung in der Trägervorrichtung vorgesehen sein. Selbstverständlich kann die Datenübertragung zur Strahlungseinheit auch auf andere Weise, insbesondere über Kabel oder auch kabellos, erfolgen. Der Fachmann wählt hier die geeignete Möglichkeit aus.
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In Abstimmung mit dem Computerprogramm der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Ausrichtung des Patiententisches in ebenso kleinen Schritten rein transversal beispielsweise rauf/runter, vor/zurück oder recht/links durchgeführt werden. Eine geringe Neigung beziehungsweise Rotation des Patiententisches kann ebenfalls erfolgen, doch sollte sie, um eine eigene Positionsveränderung des Patienten im Untersuchungsraum und damit im Koordinatensystem der Vorrichtung zu vermeiden, nur zu einem geringen Ausmaß erfolgen.
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Wie bereits ausgeführt wird erfindungsgemäß das vorhandene Koordinatensystem, eines bildgebenden Verfahrens beispielsweise eines Computertomographen, eines Kernspintomographen oder eines anderen bildgebenden Systems, für die Steuerung und Ausrichtung von elektromagnetischer Strahlung innerhalb des Untersuchungsraumes genutzt.
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Das dazu benötigte Computerprogramm kann beispielsweise auf bestehende Hardware der bildgebenden Systeme implementiert werden. Das Computerprogramm ermöglicht die Steuerung der erfindungsgemäßen Positioniervorrichtung.
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Das Computerprogramm berechnet aus Volumenbilddaten mögliche Positionsdaten für Zugangsbereiche und Zielbereiche, bevorzugt Zugangspunkte und Zielpunkte, beziehungsweise können Zugangsbereiche und Zielbereiche, bevorzugt Zugangspunkte und Zielpunkte, durch den Operateur anhand der Bilddaten ausgewählt werden. Das Programm berechnet anhand der Auswahl die zur korrekten Positionierung erforderliche Trajektorie und steuert über eine Steuereinheit eine geeignete Trägervorrichtung mit einer zugeordneten Strahlungseinheit, so dass der gerichtete elektromagnetische Strahl in der berechneten Trajektorie liegt.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil auf, dass sie die möglichen frei angulierten Zugangswege invasiver Interventionen, wie beispielsweise Biopsien, Drainagen, Medikamentenabgaben oder auch Tumorbehandlungen, berührungslos anzeigen kann. Der Operateur ist nicht auf einen transversalen Zugang beschränkt, sondern er kann mit der nun vorgeschlagenen Vorrichtung den bestmöglichen Zugangsweg wählen.
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Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung zeigen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die gezeigte Ausführungsvariante beschränkt. Insbesondere umfasst die Erfindung, soweit es technisch sinnvoll ist, beliebige Kombinationen der technischen Merkmale, die in den Ansprüchen aufgeführt oder in der Beschreibung als erfindungsrelevant beschrieben sind.
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Es zeigen:
- 1 die Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung an einem CT
- 2 eine schematische Übersicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Darstellung der möglichen Einstellwinkel der Strahlung
- 3 eine detaillierte Ansicht der Trägervorrichtung mit Kontaktschienen und Transportelement
- 4 eine detaillierte Ansicht der Strahlungseinheit mit Strahlungsleiter und Ausrichtelementen
- 5 eine schematische Ansicht einer alternativen Ausführungsform der Vorrichtung mit drei Strahlungseinheiten und drei Trägervorrichtungen
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1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 in diesem Fall in Kombination mit einem CT als Bild gebendem System 11. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 umfasst weiterhin die Strahlungseinheit 2 und die Trägervorrichtung 3. Die Trägervorrichtung 3 ist in einem Kreissegment um den Patiententisch 4 angeordnet. Die Strahlungseinheit 2 ist verfahrbar an der Trägervorrichtung 3 vorgesehen. Die die Trägervorrichtung 3 ist über ein Halteelement A an einer in Bezug auf das bildgebende System 11 definierten Position verbunden, beispielsweise mit der Decke des CT-Raumes oder mit dem Bild gebenden System 11.
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2 zeigt einen Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1, nämlich die Strahlungseinheit 2 und die Trägervorrichtung 3. Erfindungsgemäß kann die Strahlung 5 ausgehend von der Strahlungseinheit 2 sowohl entlang der Transversalachse B als auch entlang der Longitudinalachse C ausgerichtet werden. Dies ist einer der wesentlichen Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1, da sie so die Auswahl eines Zugangswegs auch außerhalb einer rein transversalen Ausrichtung innerhalb der Transversalebene erlaubt.
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Vorzugsweise ist die von der Strahlungseinheit 2 ausgehende Strahlung 5 durch die Ausrichtelemente 7, 8 der Ausrichtvorrichtung 6 (nicht dargestellt) entlang der Transversalachse B und der Longitudinalachse C jeweils um bis zu 90° verschwenkbar. Eine Verschwenkung von 90° entlang der Longitudinalachse bedeutet beispielsweise, dass ausgehend von einem gedachten lotrechten Strahl D auf den Patiententisch (nicht dargestellt) eine Verschwenkung der Strahlung um 45° in eine erste Richtung entlang der Longitudinalachse C erfolgen kann, beispielsweise zum Kopfende des Patiententisches, und eine Verschwenkung der Strahlung um 45° in eine zweite Richtung entlang der Longitudinalachse C erfolgen kann, beispielsweise zum Fußende des Patiententisches. Entsprechendes gilt für die Verschwenkung entlang der Transversalachse B.
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3 zeigt eine Detailansicht der Trägervorrichtung 3 mit Kontaktschienen 9 und Transportelement 10. Die Kontaktschienen 9 dienen zur Stromversorgung der Strahlungseinheit 2, die über entsprechende Kontakte verfügt (beides nicht dargestellt). Diese oder weitere Kontaktschienen 9 können auch zur Übermittlung von Daten an die Strahlungseinheit 2 vorgesehen sein. Die Transportelemente 10 sind vorliegend als Bänder vorgesehen, die über Motoren (nicht dargestellt) angetrieben werden können. Die Strahlungseinheit 2 ist in diesem Fall mit dem Transportelement 10 verbunden und über dieses als passiven Antrieb entlang der Trägervorrichtung 3 ausrichtbar.
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4 zeigt eine Detailansicht der geöffneten Strahlungseinheit 2 mit Ausrichtvorrichtung 6. Die Ausrichtvorrichtung 6 umfasst zur Umsetzung der Ausrichtung der Strahlung 5 Ausrichtelemente 7, 8, vorliegend ein Drehgelenk 7 zur Ausrichtung des Strahlenleiters 5 und ein Spiegelelement 8 zur Ausrichtung der aus dem Strahlenleiter ausgehenden Strahlung 5. Die Ausrichtelemente 7, 8 sind über Motoren beweglich vorgesehen. Die Gelenke 7 wählt der Fachmann nach der jeweils gewünschten Beweglichkeit. So sind auch Ausführungsformen beispielsweise mit Kugelgelenken etc. denkbar. Ebenso wählt der Fachmann die Spiegelelemente 8 gemäß seinem Fachwissen aus.
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Die Ausrichtvorrichtung 6 ermöglicht mittels der Ausrichtelemente 7, 8 die Ausrichtung der Strahlung 5 - zusätzlich zu der über die Verfahrbarkeit der Strahlungseinheit 2 entlang der Trägervorrichtung möglichen ersten Freiheitsgrad - in mindestens zwei weiteren Freiheitsgraden, also mindestens in einem zweiten und einem dritten Freiheitsgrad. Wichtig ist hierbei, dass die drei Freiheitsgrade zumindest teilweise unterschiedliche Achsen betreffen, so wie 2 dargestellt.
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5 zeigt eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1A mit drei Strahlungseinheiten 2A, 2B, 2C, die jeweils einer Trägervorrichtung 3A, 3B, 3C zugeordnet sind. Der technische Aufbau der Strahlungseinheiten 2A, 2B, 2C und der Trägervorrichtungen 3A, 3B, 3C entspricht dem zuvor beschriebenen Aufbau. Diese alternative Ausführungsform der Vorrichtung 1A unterscheidet sich von der zuvor beschriebenen Ausführungsform mit nur einer Strahlungseinheit und einem kreisbogenförmigen Trägerelement (wie in 2 dargestellt) dadurch, dass hier zur Darstellung verschiedener Trajektorien nicht eine einzelne kreisbogenförmige Trägervorrichtung mit nur einer daran verfahrbar angeordneten Strahlungseinheit vorgesehen ist. Vorliegend sind drei Strahlungseinheiten 2A, 2B, 2C vorgesehen, die jeweils einer Trägervorrichtung 3A, 3B, 3C zugeordnet sind. Die Trägervorrichtungen 3A, 3B, 3C sind vorzugsweise gerade ausgeformt vorgesehen, es sind jedoch auch Ausführungsformen denkbar, bei denen alle oder einzelne der Trägervorrichtungen 3A, 3B, 3C gebogen sein können.
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Die Trägervorrichtungen 3A, 3B, 3C sind vorzugsweise U-förmig derart um den Patiententisch 4 angeordnet, dass die Öffnung des „U“ nach unten zeigt. Die Trägervorrichtungen 3A, 3B, 3C sind dabei vorzugsweise in einem rechten Winkel zueinander angeordnet, wobei auch Anordnungen in einem anderen Winkel denkbar sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Strahlungseinheit
- 3
- Trägervorrichtung
- 4
- Patiententisch
- 5
- Strahlung
- 6
- Ausrichtvorrichtung
- 7
- Ausrichtelement, Gelenk
- 8
- Ausrichtelement, Spiegel
- 9
- Kontaktschiene
- 10
- Transportelement
- 11
- Bild gebendes System
- A
- Halteelement
- B
- Transversalachse
- C
- Longitudinalachse
- D
- Lotrechter Strahl (Sagittalachse)
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2006125605 A1 [0006, 0012]
