DE19846687A1 - Vorrichtung zum Ausführen von medizinischen Eingriffen und Verfahren zum Erzeugen eines Bildes - Google Patents

Vorrichtung zum Ausführen von medizinischen Eingriffen und Verfahren zum Erzeugen eines Bildes

Info

Publication number
DE19846687A1
DE19846687A1 DE19846687A DE19846687A DE19846687A1 DE 19846687 A1 DE19846687 A1 DE 19846687A1 DE 19846687 A DE19846687 A DE 19846687A DE 19846687 A DE19846687 A DE 19846687A DE 19846687 A1 DE19846687 A1 DE 19846687A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
image data
time
point
updated
predetermined
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19846687A
Other languages
English (en)
Other versions
DE19846687C2 (de
Inventor
Ludwig M Auer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Auer Dorothee Drmed 80339 Muenchen De
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE19846687A priority Critical patent/DE19846687C2/de
Priority to PCT/EP1999/007540 priority patent/WO2000021450A1/de
Priority to EP99950670A priority patent/EP1119306A1/de
Publication of DE19846687A1 publication Critical patent/DE19846687A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19846687C2 publication Critical patent/DE19846687C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Revoked legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B90/37Surgical systems with images on a monitor during operation
    • A61B2090/374NMR or MRI
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B90/37Surgical systems with images on a monitor during operation
    • A61B2090/378Surgical systems with images on a monitor during operation using ultrasound
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/30Surgical robots
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/10Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges for stereotaxic surgery, e.g. frame-based stereotaxis

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausführen von medizinischen Eingriffen am menschlichen oder tierischen Körper sowie ein Verfahren zum Erzeugen eines Bildes des menschlichen oder tierischen Körpers. DOLLAR A Erfindungsgemäß werden präoperativ gewonnene erste Bilddaten mittels intraoperativ gewonnener zweiter Bilddaten aktualisiert, und zwar entsprechend den Veränderungen zwischen zwei zu unterschiedlichen Zeitpunkten aufgenommenen zweiten Bilddaten.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausführen von medizinischen Eingriffen (Operationen) am menschlichen oder tierischen Körper, mit einer Einrichtung zum Speichern von er­ sten Bilddaten über das Operationsgebiet, die beispielsweise im Wege der Computertomographie und/oder der Kernspintomogra­ phie gewonnen worden sind, und mit einer Einrichtung zum An­ zeigen von Bilddaten.
Im Gegensatz zu Operationen in der Orthopädie ändert sich das Operationsgebiet z. B. in der Hirnchirurgie und der Leber­ chirurgie während des Eingriffs. Im Falle beispielsweise der Koagulation eines Hirntumors treten nämlich zwei Effekte auf.
Der Hirntumor wird sich zum einen absenken und zum anderen an Volumen abnehmen, wobei das Gehirn jeweils sofort das von dem koagulierenden Tumor freigegebene Volumen einnimmt. Mithin ist es erforderlich, präoperativ gewonnene Bilddaten intraoperativ zu aktualisieren, um zu verhindern, daß wegen falscher oder fehlender Informationen über die aktuelle Lage des zu koagu­ lierenden Tumors Schädigungen des angrenzenden Gehirns auftre­ ten.
Um detaillierte Informationen über das Operationsgebiet zu erhalten, werden bildgebende Verfahren eingesetzt, wie bei­ spielsweise die Kernspintomographie und die Computertomogra­ phie. Beide bildgebenden Verfahren sind aber nur eingeschränkt oder gar nicht zur intraoperativen Bildgebung geeignet. Bild­ gebende Verfahren mittels Ultraschalls können zwar intraopera­ tiv angewendet werden, die damit gewonnenen Bilddaten sind aber meist nicht detailliert genug.
Der Erfindung liegt mithin die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit der in­ traoperativ ausreichend detaillierte Bilddaten ermittelt und angezeigt werden können.
Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe bei einer Vor­ richtung der eingangs genannten Art gelöst durch eine bei­ spielsweise mit Ultraschall arbeitende bildgebende Einrichtung zum Gewinnen von zweiten Bilddaten über das Operationsgebiet während der Operation und eine Aktualisierungseinrichtung, die dazu ausgelegt ist, zu einem ersten Zeitpunkt gewonnene zweite Bilddaten mit zu einem zweiten, nach dem ersten Zeitpunkt lie­ genden Zeitpunkt gewonnenen zweiten Bilddaten zu vergleichen, die ersten Bilddaten entsprechend der sich aus dem Vergleich ergebenden Veränderung zu aktualisieren und die aktualisierten ersten Bilddaten der Anzeigeeinrichtung zuzuleiten.
Mit anderen Worten werden intraoperativ nicht oder nur schwer zu erhaltende, jedoch ausreichend detaillierte Bildda­ ten präoperativ gewonnen und intraoperativ mittels während der Operation leichter zu erhaltender, jedoch weniger detaillier­ ter Bilddaten aktualisiert und angezeigt, so daß ein aktuelles und ausreichend detailliertes, wenngleich künstlich erzeugtes Bild erhalten und angezeigt werden kann. Es werden also erfin­ dungsgemäß die intraoperativ erhaltenen Bilddaten nicht selbst zur Anzeige gebracht, sondern nur dazu verwendet, präoperativ erhaltene und wesentlich detailliertere Bilddaten zu aktuali­ sieren.
Erfindungsgemäß bevorzugt kann vorgesehen sein, daß die Aktualisierungseinrichtung die ersten Bilddaten in vorbestimm­ ten Zeitabständen aktualisiert. Die Zeitabstände werden dabei den der jeweilig durchzuführenden Operation eigenen Erforder­ nissen angepaßt sein. Manche Veränderungen, wie z. B. Schrump­ fungen bei Koagulation erfordern, daß die Aktualisierung na­ hezu in Echtzeit erfolgt. Dies kann viele Aktualisierungen pro Sekunde bedeuten.
Es kann aber auch vorgesehen sein, daß die Aktualisie­ rungseinrichtung die ersten Bilddaten immer dann aktualisiert, wenn die sich aus dem Vergleich ergebenden Änderungen ein vor­ bestimmtes Maß überschreiten. Mit anderen Worten erfolgt eine Aktualisierung nur dann, wenn dies erforderlich ist, weil zu berücksichtigende Änderungen eingetreten sind. Dadurch kann die zur Aktualisierung erforderliche Rechenzeit und -kapazität auf ein Minimum reduziert werden.
Bevorzugt weist die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Operationsroboter auf, der dazu ausgelegt ist, unter Einbezie­ hung der aktualisierten ersten Bilddaten manuell eingegebene Befehle auszuführen und/oder nach einem vorbestimmten Programm mindestens einen Operationsschritt selbsttätig auszuführen.
Mit anderen Worten arbeitet der Operationsroboter selbsttätig auf der Grundlage der jeweils aktualisierten ersten Bilddaten, und/oder er wird von einem Operateur geführt, der die jeweils aktualisierten Bilddaten der Anzeigeeinrichtung entnehmen kann und gegebenenfalls durch endoskopische Einrichtungen di­ rekten Einblick in den Operationsbereich hat.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, daß der Operations­ roboter dazu ausgelegt ist, auf ein vorbestimmtes Volumen in dem durch die aktualisierten ersten Bilddaten repräsentierten Operationsgebiet beschränkt zu arbeiten. Dieses Volumen kann beispielsweise ein zu koagulierender Hirntumor sein. Mithin wird der Operationsroboter in diesem Fall die Koagulation auf den Tumor beschränken, so daß angrenzende Gehirnsubstanz nicht gefährdet ist.
Der Operationsroboter kann erfindungsgemäß dazu ausgelegt sein, einen vorbestimmten Abstand zu einer vorbestimmten Grenzoberfläche in dem durch die aktualisierten ersten Bildda­ ten repräsentierten Operationsgebiet einzuhalten. Wiederum gilt, daß dadurch an das Operationsgebiet angrenzende Hirnsub­ stanz vor einer Schädigung durch den Operationsroboter sicher ist.
Ferner kann der Operationsroboter erfindungsgemäß dazu ausgelegt sein, einen vorbestimmten Punkt in dem durch die ak­ tualisierten ersten Bilddaten repräsentierten Operationsgebiet anzufahren. Bei so einem Anfahrpunkt kann es sich beispiels­ weise um das Zentrum eines zu koagulierenden Hirntumors han­ deln.
Erfindungsgemäß bevorzugt ist eine Einrichtung zum Einge­ ben des Beschränkungsvolumens, der Grenzoberfläche und/oder des Anfahrpunktes vorgesehen. Dadurch hat der Operateur die Möglichkeit, dem Operationsroboter präoperativ und/oder in­ traoperativ die für die Sicherheit erforderlichen und oben be­ schriebenen Grenzen zu setzen bzw. einen Anfahrpunkt zu set­ zen, der zu Beginn, im Verlauf oder gegen Ende der Operation von dem Operationsroboter angefahren werden soll.
Erfindungsgemäß bevorzugt ist eine Eicheinrichtung vorge­ sehen, die fest an dem Körper anzubringen ist und die minde­ stens eine Landmarke aufweist, welche bezüglich des Körpers einen festen gemeinsamen Bezugspunkt für die ersten und die zweiten Bilddaten darstellt. Eine solche Eicheinrichtung dient beispielsweise dazu, mittels Ultraschall erhaltene Bilddaten unmittelbar vor Beginn der Operation mit präoperativ im Wege der Computertomographie oder der Kernspintomographie erhalte­ nen Bilddaten durch sogenannte Koregistrierung abgleichen zu können.
Die Eicheinrichtung ist erfindungsgemäß bevorzugt von ei­ nem stereotaktischen Rahmen gebildet. Selbstverständlich sind auch andere (äquivalente) Einrichtungen für diesen Zweck ein­ setzbar.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Erzeugen eines Bildes eines menschlichen oder tierischen Körpers.
Wie bereits oben erwähnt, gibt es Situationen, beispiels­ weise während einer Operation, in denen nur Bildgebungsverfah­ ren angewendet werden können, die keine ausreichend detail­ lierten Bilddaten ergeben.
Der Erfindung stellt sich mithin die Aufgabe, ein Verfah­ ren der genannten Art anzugeben, das auch dann intraoperativ detaillierte Bilddaten ergibt, wenn ein entsprechend detail­ liert arbeitendes Bildgebungsverfahren intraoperativ nicht an­ wendbar ist.
Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe durch ein Ver­ fahren mit folgenden Schritten gelöst:
  • - Speichern erster, beispielsweise im Wege der Computerto­ mographie oder der Kernspintomographie gewonnener Bildda­ ten des Körpers,
  • - Aufnehmen zweiter Bilddaten des Körpers, beispielsweise mittels Ultraschalls, zu einem ersten und zu einem zwei­ ten, nach dem ersten Zeitpunkt liegenden Zeitpunkt,
  • - Vergleichen der zu dem ersten und zu dem zweiten Zeit­ punkt aufgenommenen zweiten Bilddaten miteinander,
  • - Aktualisieren der ersten Bilddaten entsprechend einer sich aus dem Vergleich ergebenden Veränderung und
  • - Anzeigen der aktualisierten ersten Bilddaten.
Wie bereits oben unter Bezugnahme auf die erfindungsge­ mäße Vorrichtung detailliert erläutert, wird nach dem erfin­ dungsgemäßen Verfahren in bestimmten Situationen, d. h. bei­ spielsweise während einer Operation, ein Bildgebungsverfahren angewendet, das weniger detaillierte Bilddaten liefert, wobei nicht diese weniger detaillierten Bilddaten, sondern anhand der Änderung der weniger detaillierten Bilddaten aktualisierte detailliertere Bilddaten angezeigt werden.
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, daß sich das er­ findungsgemäße Verfahren ausschließlich auf das Erzeugen bzw. Anzeigen eines Bildes des menschlichen oder tierischen Kör­ pers, nicht aber auf eine Diagnose oder Therapie bezieht. Zur Diagnose ist es nämlich erforderlich, das Bild nicht nur zu erzeugen und anzuzeigen, sondern auch auszuwerten. Zur Thera­ pie sind über die bloße Erzeugung und das bloße Anzeigen hin­ ausgehende Maßnahmen an dem Körper erforderlich.
Erfindungsgemäß bevorzugt werden der erste Zeitpunkt und die Lage des Körpers bei dem Aufnehmen der zweiten Bilddaten derart gewählt, daß die zum ersten Zeitpunkt aufgenommenen zweiten Bilddaten den gespeicherten ersten Bilddaten entspre­ chen.
Mit anderen Worten wird eine Eichung insofern vorgenom­ men, daß die ersten und die zweiten Bilddaten einmal aufeinan­ der abgestimmt werden, indem sie ein und denselben Zustand des Körpers wiedergeben.
Erfindungsgemäß kann der Schritt des Aktualisierens in vorbestimmten Zeitabständen durchgeführt werden.
Es kann aber auch vorgesehen sein, daß der Schritt des Aktualisierens immer (nur) dann durchgeführt wird, wenn die sich aus dem Vergleich ergebenden Änderungen ein vorbestimmtes Maß überschreiten. Dadurch kann Rechenzeit und -kapazität ein­ gespart werden.
Im folgenden ist die Erfindung anhand bevorzugter Ausfüh­ rungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung mit weiteren Einzelheiten näher erläutert, wobei die Zeichnung schematisch ein Ausführungsbeispiel der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung zeigt.
Herzstück der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein Rech­ ner 10 mit einem Vergleicher 12. Mittels eines fest am Körper, zu neurochirurgischen Zwecken beispielsweise am Kopf ange­ brachten stereotaktischen Rahmens 14 wird präoperativ unter Einbeziehung von Landmarken ein Computertomogramm und/oder ein Kernspintomogramm mittels eines Computertomographen bzw. Kern­ spintomographen 16 aufgenommen. Die dabei erhaltenen Bilddaten werden in einem Speicher 18 abgelegt. Zu Beginn der Operation wird unter Benutzung desselben stereotaktischen Rahmens 14 mittels eines Ultraschallgeräts 20 ein Ultraschallbild aufge­ nommen, das zu Eichzwecken mit dem Computertomogramm bzw. Kernspintomogramm abgeglichen wird.
Das präoperativ gewonnene Computertomogramm bzw. Kern­ spintomogramm wird mittels einer Anzeige, beispielsweise in Form eines Monitors 22 angezeigt.
Im Verlaufe der Operation, die beispielsweise mittels ei­ nes Operationsroboters 24 durchgeführt wird, werden immer wie­ der Ultraschallbilder erzeugt, die mit vorhergehenden Ultra­ schallbildern verglichen werden. Dabei sich ergebende Abwei­ chungen dienen dazu, das Computertomogramm bzw. das Kernspin­ tomogramm entsprechend zu ändern. Die jeweils so geänderte ak­ tuellste Version des Computertomogramms bzw. Kernspintomo­ gramms wird zum einen von dem Rechner 12 dem Monitor 22 zuge­ führt, so daß der Operateur durchgehend über den Verlauf der Operation informiert ist. Zum anderen wird sie aber auch ver­ wendet, um den Operationsroboter 24 zu steuern, was beispiels­ weise beinhaltet, daß ihm ein (sich im Laufe der Operation veränderndes) Operationsvolumen zugewiesen wird, wobei er bei­ spielsweise weiter dazu angehalten wird, einen vorbestimmten Abstand von einer vorher in den Rechner eingegebenen Grenzoberfläche einzuhalten.
Der Operationsroboter 24 ist u. a. zu folgendem in der Lage:
  • - automatisches Beschränken auf einen vom Operateur vorge­ planten Raum,
  • - automatisches Halten einer vorgegebenen Distanz zu einer Oberfläche im Operationsgebiet und/oder
  • - Zurückkehren zu einem vorgewähltem Punkt im Opera­ tionsfeld oder am operativen Zugangsweg.
Das Programmieren dieser robotischen Leistungen erfolgt dadurch, daß der Operateur auf Schichtbildern präoperativ er­ haltener Bilddatensätze manuell Umgrenzungen angibt, welche sodann Punkte, Strecken oder Räume ergeben und für die Steue­ rung des Operationsroboters 24 verwendet werden können. Ein solcher Punkt kann ein Start- oder Zielpunkt oder ein Rück­ kehrpunkt auf einen operativen Zugangsweg sein. Eine Strecke kann eine Verbindungslinie zwischen verschiedenen Punkten auf einem Zugangsweg zu einem Operationsgebiet oder innerhalb des Operationsgebietes sein. Ein Raum oder Volumen kann der Umfang eines soliden oder zystischen Tumors oder einer Zyste bzw. de­ ren Wandung sein, deren Außengrenze mit einem Operationsin­ strument nicht berührt werden soll.
Zur Kontrolle der räumlichen Gegebenheiten und ihrer Ver­ änderungen während einer Operation bedient sich der Operateur der intraoperativen Ultraschallbildgebung.
Vor der Operation wird ein 3D-Datensatz mit einem bildge­ benden Verfahren wie etwa der Kernspintomographie oder der Computertomographie hergestellt. Dieser Datensatz dient als Referenzbildgebung für die weiteren Schritte. Während dieser Untersuchung wird für neurochirurgische Zwecke dem Patienten der stereotaktische Rahmen 14 am Kopf befestigt. Dieser Rahmen 14 enthält Landmarken, welche zur Eichung bzw. Koregistrierung der Systeme zu Operationsbeginn verwendet werden können. Zum Zeitpunkt des Operationsbeginns wird der Operationsroboter 24, der beispielsweise die Form eines Roboterarms hat, in eine fest vorgegebene räumliche Beziehung zu dem montierten stereo­ taktischen Rahmen 14 gebracht und fest montiert. Sodann werden Landmarkenpunkte mit der Spitze des Operationsinstruments als Eichungsgerät angefahren, wodurch eine eindeutige Beziehung zwischen dem Arbeitsraum des Roboters und dem Raum der präope­ rativ hergestellten Bilder erzeugt wird. Eine ähnliche feste Verbindung wird sodann hergestellt zwischen dem stereotakti­ schen Rahmen 14 und dem zu inplantierenden Ultraschallkopf 20 zur Herstellung 3-dimensionaler Ultraschallbilder. Durch diese feste, vorgegebene Verbindung zwischen dem präoperativen Bild­ raum und dem intraoperativen Ultraschallbildraum besteht die Möglichkeit, Veränderungen im Operationsfeld mit Hilfe der Ul­ traschallbildgebung zunächst einmal festzuhalten.
Sodann erfolgt eine sogenannte Koregistrierung zwischen präoperativen und intraoperativen Bildern mit dem Ziel, diese Informationen in Echtzeit an den Roboterarm weiterzugeben und damit die geplanten operativen Schritte an die aktuellen räum­ lichen Gegebenheiten anzupassen. Außerdem ermöglicht es dieser Koregistrierschritt, für die Bilddarstellung, welche dem Ope­ rateur während des Eingriffs als Orientierung dient, die je­ weils qualitativ höchstwertige Darstellung der aktuellen Gege­ benheiten zu erhalten, indem durch die Koregistrierung zum Beispiel der präoperative 3D-Kernspindatensatz nach den im in­ traoperativen Ultraschallbild erkannten räumlichen Veränderun­ gen abgewandelt und dargestellt wird. Der koregistrierte, ab­ gewandelte Kernspindatensatz als Kunstprodukt eines Koregi­ strierschrittes wird daher Bilder ergeben, welche den Anschein erwecken, es sei intraoperative Kernspintomographie durchge­ führt worden. Tatsächlich aber wurde die Bildinformation von der intraoperativen Ultraschallbildgebung dazu verwendet, den präoperativen Kernspindatensatz derart abzuändern, daß das neue Kernspinbild den aktuellen räumlichen Gegebenheiten ent­ spricht und identisch mit denen des aktuellen Ultraschallbil­ des ist. Damit können gegebenenfalls auch Bilddetails aus dem Kernspinbild, welche im Ultraschallbild nicht darstellbar sind, in diese abgewandelten, der aktuellen Situation angegli­ chenen Form dargestellt werden und dem Operateur ein hoch auf­ gelöstes virtuelles Bild seines Operationsgebietes präsentie­ ren. Umgekehrt werden damit auch Bildinhalte präsentierbar, welche im präoperativen Bild nicht vorkommen, die also erst mittels des Ultraschalls erhalten werden können.
Im Detail bedeutet dieser Koregistriermechanismus, daß vorgeplante Zielpunkte, Strecken, Flächen und Räume des Robo­ terraumes jeweils den aktuellen Gegebenheiten im Operationsge­ biet angepaßt werden. Sie ermöglichen aktuell präzises Operie­ ren.
Wenn also z. B. eine Koagulationssonde aktiviert wird, um den zentralen Bereich eines Tumors zu koagulieren, wird als Folge des Koagulationsvorgangs der gesamte Tumor schrumpfen und die vom Operateur präoperativ vorgegebene Tumorgrenze nicht mehr den aktuellen Tumorgrenzen entsprechen. Die erfin­ dungsgemäße Vorrichtung ist dazu in der Lage, Bewegungen die­ ser vorgegebenen Grenze zu beobachten und zu dokumentieren, also die Volumenveränderungen zu registrieren und an den Ope­ rationsroboter weiterzugeben. Das vom Operateur im Rahmen sei­ ner präoperativen Planung vorgegebene Volumen wird als "Alarmvolumen" bezeichnet. Die Steuersoftware zur Registrie­ rung von Veränderungen dieses Volumens bzw. Veränderungen der Oberfläche dieses Volumens wird als "Alarmvolumen-Adaptie­ rungstool" (AVAT) bezeichnet.
Eines der Programme für robotische operative Leistungen besteht darin, ein vom Operateur vorgeplantes Volumen automa­ tisch zu koagulieren. Dabei wird der automatische Koagulati­ onsvorgang gestoppt, sobald das aktuell koagulierte Volumen an einer Stelle das geplante Volumen erreicht. Dabei ist die Lei­ stung des AVAT zu berücksichtigen, welches gewährleistet, daß das geplante Volumen gegen Ende des Koagulationsvorgangs nicht mehr dem aktuellen Volumen entspricht, weil der gesamte Tumor während des Koagulationsvorgangs geschrumpft ist. Der Koagula­ tionsvorgang wird also entsprechend der Bewegung der Tumoroberfläche während des Koagulationsvorgangs adaptiert und früher beendet.
Der nächste Operationsschritt besteht dann beispielsweise darin, die Spitze der Koagulationssonde in den Mittelpunkt je­ ner neuen Kugel zu befördern, welche den größtmöglichen näch­ sten zu koagulierenden Resttumoranteil beinhaltet. Auch dabei ist wieder das AVAT zur Adaptierung zwischen geplantem und ak­ tuellem Volumen zu berücksichtigen. Außerdem wird für diesen und die darauffolgenden Schritte zur dritten, vierten, etc. Koagulation jeweils die Bewegung vom aktuellen Standpunkt der Sondenspitze zu einem vorgegebenen Eintrittspunkt und von dort entlang einer Zugangsstrecke zum neuen Zielpunkt geführt.
Ein weiterer Programmablauf ist beispielsweise dazu vor­ gesehen, die innere Oberfläche eines zystischen Tumors mit ei­ nem Operationsinstrument abzuscannen, zuerst eine vorgegebene Schichtdicke zu koagulieren und sodann das koagulierte Gewebe abzuschürfen. Dabei wird das Distanzhalteprogramm aktiviert, welches gewährleistet, daß ein Sicherheitsabstand von der Koagulationsgrenze gehalten wird, damit bei der Tumorentfer­ nung Blutungen vermieden werden.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen so­ wie der Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausfüh­ rungsformen wesentlich sein.

Claims (14)

1. Vorrichtung zum Ausführen von medizinischen Eingriffen (Operationen) am menschlichen oder tierischen Körper, mit
einer Einrichtung (18) zum Speichern von ersten Bilddaten über das Operationsgebiet, die beispielsweise im Wege der Com­ putertomographie und/oder der Kernspintomographie gewonnen worden sind, und
einer Einrichtung (22) zum Anzeigen von Bilddaten, gekennzeichnet durch
eine beispielsweise mit Ultraschall arbeitende bildge­ bende Einrichtung (20) zum Gewinnen von zweiten Bilddaten über das Operationsgebiet während der Operation und
eine Aktualisierungseinrichtung (10, 12), die dazu ausge­ legt ist, zu einem ersten Zeitpunkt gewonnene zweite Bilddaten mit zu einem zweiten, nach dem ersten Zeitpunkt liegenden Zeitpunkt gewonnenen zweiten Bilddaten zu vergleichen, die er­ sten Bilddaten entsprechend der sich aus dem Vergleich erge­ benden Veränderung zu aktualisieren und die aktualisierten er­ sten Bilddaten der Anzeigeeinrichtung (22) zuzuleiten.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktualisierungseinrichtung (10, 12) die ersten Bilddaten in vorbestimmten Zeitabständen aktualisiert.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktualisierungseinrichtung (10, 12) die ersten Bilddaten immer dann aktualisiert, wenn die sich aus dem Vergleich erge­ benden Änderungen ein vorbestimmtes Maß überschreiten.
4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, ge­ kennzeichnet durch einen Operationsroboter (24), der dazu aus­ gelegt ist, unter Einbeziehung der aktualisierten ersten Bild­ daten manuell eingebene Befehle auszuführen und/oder nach ei­ nem vorbestimmten Programm mindestens einen Operationsschritt selbsttätig auszuführen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Operationsroboter (24) dazu ausgelegt ist, auf ein vorbe­ stimmtes Volumen in dem durch die aktualisierten ersten Bildda­ ten repräsentierten Operationsgebiet beschränkt zu arbeiten.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich­ net, daß der Operationsroboter (24) dazu ausgelegt ist, einen vorbestimmten Abstand zu einer vorbestimmten Grenzoberfläche in dem durch die aktualisierten ersten Bilddaten repräsentier­ ten Operationsgebiet einzuhalten.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Operationsroboter (24) dazu ausgelegt ist, einen vorbestimmten Punkt in dem durch die aktualisierten ersten Bilddaten repräsentierten Operationsgebiet anzufahren.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, gekenn­ zeichnet durch eine Einrichtung zum Eingeben des Beschrän­ kungsvolumens, der Grenzoberfläche und/oder des Anfahrpunktes.
9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, ge­ kennzeichnet durch eine Eicheinrichtung (14), die fest an dem Körper anzubringen ist und die mindestens eine Landmarke auf­ weist, welche bezüglich des Körpers einen festen gemeinsamen Bezugspunkt für die ersten und die zweiten Bilddaten dar­ stellt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Eicheinrichtung (14) von einem stereotaktischen Rahmen ge­ bildet ist.
11. Verfahren zum Erzeugen eins Bildes eines menschlichen oder tierischen Körpers, mit folgenden Schritten:
  • - Speichern erster, beispielsweise im Wege der Computerto­ mographie oder Kernspintomographie gewonnener Bilddaten des Körpers,
  • - Aufnehmen zweiter Bilddaten des Körpers, beispielsweise mittels Ultraschalls, zu einem ersten und zu einem zwei­ ten, nach dem ersten Zeitpunkt liegenden Zeitpunkt,
  • - Vergleichen der zu dem ersten und zu dem zweiten Zeit­ punkt aufgenommenen zweiten Bilddaten miteinander,
  • - Aktualisieren der ersten Bilddaten entsprechend einer sich aus dem Vergleich ergebenden Veränderung und
  • - Anzeigen der aktualisierten ersten Bilddaten.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Zeitpunkt und die Lage des Körpers bei dem Aufnehmen der zweiten Bilddaten derart gewählt werden, daß die zum er­ sten Zeitpunkt aufgenommenen zweiten Bilddaten den gespeicher­ ten ersten Bilddaten entsprechen.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeich­ net, daß der Schritt des Aktualisierens in vorbestimmten Zeit­ abständen durchgeführt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeich­ net, daß der Schritt des Aktualisierens immer dann durchge­ führt wird, wenn die sich aus dem Vergleich ergebenden Ände­ rungen ein vorbestimmtes Maß überschreiten.
DE19846687A 1998-10-09 1998-10-09 Chirurgische Hilfsvorrichtung zur Verwendung beim Ausführen von medizinischen Eingriffen und Verfahren zum Erzeugen eines Bildes im Rahmen von medizinischen Eingriffen Revoked DE19846687C2 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19846687A DE19846687C2 (de) 1998-10-09 1998-10-09 Chirurgische Hilfsvorrichtung zur Verwendung beim Ausführen von medizinischen Eingriffen und Verfahren zum Erzeugen eines Bildes im Rahmen von medizinischen Eingriffen
PCT/EP1999/007540 WO2000021450A1 (de) 1998-10-09 1999-10-07 Vorrichtung zum ausführen von medizinischen eingriffen und verfahren zum erzeugen eines bildes
EP99950670A EP1119306A1 (de) 1998-10-09 1999-10-07 Vorrichtung zum ausführen von medizinischen eingriffen und verfahren zum erzeugen eines bildes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19846687A DE19846687C2 (de) 1998-10-09 1998-10-09 Chirurgische Hilfsvorrichtung zur Verwendung beim Ausführen von medizinischen Eingriffen und Verfahren zum Erzeugen eines Bildes im Rahmen von medizinischen Eingriffen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19846687A1 true DE19846687A1 (de) 2000-04-27
DE19846687C2 DE19846687C2 (de) 2001-07-26

Family

ID=7884010

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19846687A Revoked DE19846687C2 (de) 1998-10-09 1998-10-09 Chirurgische Hilfsvorrichtung zur Verwendung beim Ausführen von medizinischen Eingriffen und Verfahren zum Erzeugen eines Bildes im Rahmen von medizinischen Eingriffen

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP1119306A1 (de)
DE (1) DE19846687C2 (de)
WO (1) WO2000021450A1 (de)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10000937A1 (de) * 2000-01-12 2001-08-09 Brainlab Ag Intraoperative Navigationsaktualisierung
DE10013360A1 (de) * 2000-03-09 2001-09-27 Forschungsverbund Berlin Ev Verfahren zur Ermittlung von Verschiebungen der Hirnareale durch Tumorbildung und deren Darstellung auf einem Bildschirm
DE10100335A1 (de) * 2001-01-03 2002-08-01 Zeiss Carl Verfahren und Vorrichtung zum Festlegen eines Ortes
DE10108947A1 (de) * 2001-02-23 2002-09-19 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Abgleichen von wenigstens einem visualisierten medizinischen Messergebnis mit wenigstens einem weiteren, eine räumliche Information enthaltenden Datensatz
DE102006004703A1 (de) * 2006-01-31 2007-08-09 MedCom Gesellschaft für medizinische Bildverarbeitung mbH Betrieb eines Positionierungsroboters
DE102007023552A1 (de) * 2007-05-21 2008-11-27 Siemens Ag Kombiniertes Bildgebungsverfahren

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6597934B1 (en) 2000-11-06 2003-07-22 Inspektor Research Systems B.V. Diagnostic image capture
DE10210650B4 (de) * 2002-03-11 2005-04-28 Siemens Ag Verfahren zur dreidimensionalen Darstellung eines Untersuchungsbereichs eines Patienten in Form eines 3D-Rekonstruktionsbilds und medizinische Untersuchungs- und/oder Behandlungseinrichtung
DE10221642B4 (de) * 2002-05-15 2009-10-08 Siemens Ag Verfahren und Steuereinrichtung zur Steuerung einer Schichtbildaufnahmeeinrichtung
DE10242802B4 (de) * 2002-09-14 2005-02-24 Universitätsklinikum Lübeck Navigationsfhilfsvorrichtung für neurochirurgische Eingriffe am menschlichen Gehirn
RU2315603C2 (ru) 2002-12-20 2008-01-27 Ф.Хоффманн-Ля Рош Аг Композиция с высокой дозой ибандроната
US7557129B2 (en) * 2003-02-28 2009-07-07 Bayer Healthcare Llc Cyanopyridine derivatives useful in the treatment of cancer and other disorders
WO2007126932A1 (en) * 2006-03-28 2007-11-08 Xoran Technologies, Inc. Ct scanner with automatic determination of volume of interest
US9119655B2 (en) 2012-08-03 2015-09-01 Stryker Corporation Surgical manipulator capable of controlling a surgical instrument in multiple modes
US9921712B2 (en) 2010-12-29 2018-03-20 Mako Surgical Corp. System and method for providing substantially stable control of a surgical tool
US9820818B2 (en) 2012-08-03 2017-11-21 Stryker Corporation System and method for controlling a surgical manipulator based on implant parameters
US9226796B2 (en) 2012-08-03 2016-01-05 Stryker Corporation Method for detecting a disturbance as an energy applicator of a surgical instrument traverses a cutting path
CN112932672A (zh) 2012-08-03 2021-06-11 史赛克公司 用于机器人外科手术的***和方法
AU2014248758B2 (en) 2013-03-13 2018-04-12 Stryker Corporation System for establishing virtual constraint boundaries
KR102101435B1 (ko) 2013-03-13 2020-04-17 스트리커 코포레이션 수술 절차들을 위한 준비시 수술실에 대상들을 배치하는 시스템
WO2017117369A1 (en) 2015-12-31 2017-07-06 Stryker Corporation System and methods for performing surgery on a patient at a target site defined by a virtual object
PL3442397T3 (pl) 2016-04-13 2021-11-08 Inspektor Research Systems B.V. Dwuczęstotliwościowe badanie stomatologiczne
EP3554414A1 (de) 2016-12-16 2019-10-23 MAKO Surgical Corp. Techniken zur modifizierung der werkzeugbedienung in einem chirurgischen robotischen system auf basis des vergleichs von gegenwärtigen und befohlenen zuständen des werkzeugs in bezug auf eine operationsstelle

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5479927A (en) * 1993-10-29 1996-01-02 Neovision Corporation Methods and apparatus for performing sonomammography and enhanced x-ray imaging

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5086401A (en) * 1990-05-11 1992-02-04 International Business Machines Corporation Image-directed robotic system for precise robotic surgery including redundant consistency checking
US5765561A (en) * 1994-10-07 1998-06-16 Medical Media Systems Video-based surgical targeting system
WO1996025882A1 (en) * 1995-02-22 1996-08-29 Groenningsaeter Aage Method for ultrasound guidance during clinical procedures
WO1998038908A1 (en) * 1997-03-03 1998-09-11 Schneider Medical Technologies, Inc. Imaging device and method

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5479927A (en) * 1993-10-29 1996-01-02 Neovision Corporation Methods and apparatus for performing sonomammography and enhanced x-ray imaging

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10000937B4 (de) * 2000-01-12 2006-02-23 Brainlab Ag Intraoperative Navigationsaktualisierung
DE10000937A1 (de) * 2000-01-12 2001-08-09 Brainlab Ag Intraoperative Navigationsaktualisierung
US6609022B2 (en) 2000-01-12 2003-08-19 Brainlab Ag Intraoperative navigation updating
DE10013360A1 (de) * 2000-03-09 2001-09-27 Forschungsverbund Berlin Ev Verfahren zur Ermittlung von Verschiebungen der Hirnareale durch Tumorbildung und deren Darstellung auf einem Bildschirm
DE10013360B4 (de) * 2000-03-09 2004-07-22 Forschungsverbund Berlin E.V. Verfahren zur Ermittlung von Verschiebungen der Hirnareale durch Tumorbildung und deren Darstellung auf einem Bildschirm
DE10100335A1 (de) * 2001-01-03 2002-08-01 Zeiss Carl Verfahren und Vorrichtung zum Festlegen eines Ortes
US6741948B2 (en) 2001-01-03 2004-05-25 Carl-Zeiss-Stiftung Method and apparatus for fixing a location
DE10100335B4 (de) * 2001-01-03 2017-02-09 Carl Zeiss Meditec Ag Vorrichtung zur Anzeige einer Größe im Blickfeld eines Benutzers und Verwendung der Vorrichtung
DE10108947A1 (de) * 2001-02-23 2002-09-19 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Abgleichen von wenigstens einem visualisierten medizinischen Messergebnis mit wenigstens einem weiteren, eine räumliche Information enthaltenden Datensatz
US7010175B2 (en) 2001-02-23 2006-03-07 Siemens Aktiengesellschaft Method and apparatus for matching at least one visualized medical measured result with at least one further dataset containing spatial information
DE10108947B4 (de) * 2001-02-23 2005-05-19 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Abgleichen von wenigstens einem visualisierten medizinischen Messergebnis mit wenigstens einem weiteren, eine räumliche Information enthaltenden Datensatz
DE102006004703A1 (de) * 2006-01-31 2007-08-09 MedCom Gesellschaft für medizinische Bildverarbeitung mbH Betrieb eines Positionierungsroboters
DE102006004703B4 (de) * 2006-01-31 2016-08-04 MedCom Gesellschaft für medizinische Bildverarbeitung mbH Verfahren und Anordnung zum Betreiben eines Positionierungsroboters
DE102007023552A1 (de) * 2007-05-21 2008-11-27 Siemens Ag Kombiniertes Bildgebungsverfahren
DE102007023552B4 (de) * 2007-05-21 2015-02-12 Siemens Aktiengesellschaft Kombiniertes Bildgebungsverfahren

Also Published As

Publication number Publication date
WO2000021450A1 (de) 2000-04-20
EP1119306A1 (de) 2001-08-01
DE19846687C2 (de) 2001-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19846687C2 (de) Chirurgische Hilfsvorrichtung zur Verwendung beim Ausführen von medizinischen Eingriffen und Verfahren zum Erzeugen eines Bildes im Rahmen von medizinischen Eingriffen
DE69922980T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur positionierung eines geräts in einem körper
DE102005044033B4 (de) Positionierungssystem für perkutane Interventionen
EP1127545B1 (de) Verfahren zur Lokalisierung von Objekten in der interventionellen Radiologie
DE10047382C2 (de) Röntgenkalibrierphantom, Verfahren zur markerlosen Registrierung für navigationsgeführte Eingriffe unter Verwendung des Röntgenkalibrierphantoms und medizinisches System aufweisend ein derartiges Röntgenkalibrierphantom
DE10202091B4 (de) Vorrichtung zur Ermittlung einer Koordinatentransformation
DE102012215922B4 (de) Medizintechnische Anlage und Verfahren zur Erzeugung von Bildern
DE102005030646A1 (de) Verfahren zur Kontur-Visualisierung von interessierenden Regionen in 2D-Durchleuchtungsbildern
WO2002009611A9 (de) Verfahren zum navigieren im körperinneren anhand dreidimensional visualisierter strukturen
EP1348393A1 (de) Medizinische Navigation bzw. prä-operative Behandlungsplanung mit Unterstützung durch generische Patientendaten
DE102013213727A1 (de) Interventionelles Bildgebungssystem
EP1319368A2 (de) Verfahren zur Bestimmung der Orientierung und Relativposition eines medizinischen Instruments
DE102006026752A1 (de) Verfahren zur Registrierung von funktionellen MR-Bilddaten mit Röntgendurchleuchtung
DE102010062340A1 (de) Verfahren zur Bildunterstützung der Navigation eines medizinischen Instruments und medizinische Untersuchungseinrichtung
DE19951503B4 (de) Medizinisches System mit einem Bildgebungs- und einem Navigationssystem
EP1348394A1 (de) Planungs- bzw. Navigationsunterstützung durch generische und erfasste Patientdaten mit zweidimensionaler Anpassung
EP1114621A2 (de) Anordnung zur Darstellung von Schichtbildern
DE202005014582U1 (de) Positionierungssystem für perkutane Interventionen
EP0681251B1 (de) Verfahren zum Betrieb eines Operationsmikroskopes
DE10243162B4 (de) Rechnergestütztes Darstellungsverfahren für ein 3D-Objekt
DE102005051102B4 (de) System zur medizinischen Navigation
DE102014212089A1 (de) Verfahren zur Bildüberwachung eines minimalinvasiven Eingriffs, Bildverarbeitungseinrichtung und Ultraschallbildaufnahmeeinrichtung
DE10235795B4 (de) Medizinische Vorrichtung
DE102005040049A1 (de) Verfahren und Einrichtung zur Darstellung eines chirurgischen Instruments während dessen Platzierung in einem Patienten bei einer Behandlung
EP2441410A1 (de) Verfahren zum Erstellen eines medizinischen Bildes und medizinischer Arbeitsplatz

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: AUER, DOROTHEE, DR.MED., 80339 MUENCHEN, DE

D2 Grant after examination
8363 Opposition against the patent
8331 Complete revocation