DE102009042049A1 - Medical instrument system for use during e.g. laparoscopic surgery, has instruments transformable from transport state into working state to perform medical procedure in which components cooperate in system form - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein medizinisches Instrumentensystem und ein Verfahren zum Einbringen eines medizinischen Instruments in das Innere eines Patienten durch einen minimal invasiven Zugang.The invention relates to a medical instrument system and a method for introducing a medical instrument into the interior of a patient through a minimally invasive approach.
Eine medizinische Intervention an einem Patienten umfasst stets den Schritt, einen Zugangsweg an die entsprechend zu behandelnde oder zu untersuchende Stelle im Inneren des Patienten zu schaffen und offenzuhalten. Ein solcher Zugangsweg kann z. B. ein natürlicher Zugangsweg, z. B. die Speiseröhre, der Darm oder der Harnleiter des Patienten sein. Der Zugangsweg kann aber auch künstlich geschaffen sein, z. B. ein relativ kleiner Schnitt an der Bauchdecke oder am Knie eines Patienten. Beide Arten des Zugangs sollen im Rahmen der vorliegenden Erfindung als minimalinvasive Zugangswege bezeichnet werden.A medical intervention on a patient always includes the step of creating and keeping an access route to the appropriate place to be treated or examined inside the patient. Such access can z. B. a natural access path, z. As the esophagus, the intestine or the ureter of the patient. The access path can also be created artificially, z. B. a relatively small incision on the abdominal wall or on the knee of a patient. Both types of access in the context of the present invention should be referred to as minimally invasive access routes.
Bei allen Interventionen, z. B. chirurgischen Eingriffen ist eine Minimierung der Anzahl und der Größe der zu schaffenden oder zu erweiternden natürlichen Zugangswege am Patienten gefordert. So soll die Belastung für den Patienten während und nach dem Eingriff reduziert werden. Derartige schonende Operationsverfahren werden als minimalinvasive Chirurgie bezeichnet. Die sogenannte endoskopische und laparoskopische Chirurgie – auch Knopflochchirurgie genannt – hat bereits eine weite Verbreitung gefunden. Bei dieser Form der Chirurgie werden entweder über eine natürliche Körperöffnung, z. B. die Harnröhre, die Speiseröhre oder der Enddarm des Patienten bei der Endoskopie oder über kleine Schnitte am Körper des Patienten eine Kamera mit Lichtquelle sowie Instrumente eingeführt. Über einen Monitor wird dann die Operation mit Hilfe der Kamera und Lichtquelle durchgeführt.For all interventions, eg. For example, surgical procedures require minimizing the number and size of patients' natural access pathways to be created or augmented. Thus, the burden on the patient during and after the procedure should be reduced. Such gentle surgical procedures are referred to as minimally invasive surgery. The so-called endoscopic and laparoscopic surgery - also called buttonhole surgery - has already found widespread use. In this form of surgery are either a natural body opening, z. As the urethra, the esophagus or the rectum of the patient at endoscopy or small cuts on the patient's body, a camera with light source and instruments introduced. A monitor then performs the operation using the camera and light source.
Durch den Zugangsweg muss also Instrumentensystem in den Patienten eingebracht werden. Dieses umfasst z. B. mindestens einen Sichtpfad für die freie Sicht des Arztes auf die betreffende Stelle im Inneren des Patienten. Weiterhin muss ein Arbeitsweg für Betriebsmittel bereitgestellt werden, d. h. ebenfalls ein Zugangsweg durch den Zugang, über welchen Instrumente in den Patienten eingebracht oder z. B. Gewebeproben aus dem Patienten herausgebracht werden können.The access path therefore requires instrument system to be introduced into the patient. This includes z. B. at least one visual path for the free view of the doctor on the relevant point inside the patient. Furthermore, a work path for equipment must be provided, ie. H. also an access path through the access, via which instruments introduced into the patient or z. B. tissue samples can be brought out of the patient.
Es ist bekannt, als Instrumentensystem ein Endoskop auf den Zugangswegen zu verwenden. Das Endoskop stellt eine längliche, in der Regel röhrenförmige Einheit dar, in deren Innerem sowohl der Sichtpfad, der Zugangsweg für das Instrument als auch der Arbeitsweg für Betriebsmittel bereitgestellt wird. Dies ist realisiert, indem z. B. So Steuerdrähte das Endoskop durchlaufen, um eine Biopsiezange zu betätigen oder die Endoskopiespitze zu bewegen. Eine Lichtleitfaser dient zur Übertragung eines Kamerabildes nach außen oder zur Beleuchtung des Patienteninneren. Eine Schlauchleitung zur Führung von Arzneimittel oder Spülflüssigkeit kann ebenso vorgesehen sein.It is known to use as an instrument system an endoscope on the access routes. The endoscope is an elongated, generally tubular unit, within which is provided both the visual path, the access path for the instrument and the working path for resources. This is realized by z. B. So control wires go through the endoscope to operate a biopsy forceps or to move the endoscopy tip. An optical fiber is used to transmit a camera image to the outside or to illuminate the patient's interior. A hose line for guiding medicaments or rinsing liquid can also be provided.
Problematisch ist dabei die bis heute nicht optimale Ausleuchtung und generell die Visualisierung des Operationsgebietes. Aufgrund der oben genannten Beschränkungen sind bei gegebenem, also kleinem Zugangsweg mit geringem Querschnitt, nämlich nur eingeschränkte Optiken bzw. deren eingeschränkte Bewegung möglich. Zudem wird bei der Laparoskopie stets eine zusätzliche Öffnung, also ein entsprechender Zugang zum Patienten – in der Regel in Form eines Trokars – für die Optik benötigt. Dies bedeutet eine zusätzliche Inzision bzw. Wunde für den Patienten. Bei der Endoskopie von Hohlräumen befinden sich die Optik und die Arbeitskanäle für Instrumente in einem Gerät, d. h. in einem röhrenförmigen Endoskop. Durch den relativ großen Querschnitt des optischen Pfads, welcher im Endoskop verläuft, geht wertvoller Platz für Instrumente bzw. deren Manipulationsfähigkeit bei der eigentlichen Operation verloren. Alle optischen Systeme der Laparoskopie und der Endoskopie erlauben derzeit ausschließlich die Sicht, aus einem definierten Winkel zum Operatiosgebiet.The problem is the still not optimal illumination and generally the visualization of the operating area. Due to the above-mentioned limitations, only restricted optics or their limited movement are possible given a small access path with a small cross section. In addition, laparoscopy always requires an additional opening, ie a corresponding access to the patient - usually in the form of a trocar - for the optics. This means an additional incision or wound for the patient. In endoscopy of cavities, the optics and working channels for instruments are contained in one device; H. in a tubular endoscope. Due to the relatively large cross section of the optical path, which runs in the endoscope, valuable space for instruments or their manipulation capability is lost during the actual operation. All optical systems of laparoscopy and endoscopy currently allow only the view, from a defined angle to Operatiosgebiet.
Mit anderen Worten geht die Schlankheit der Endoskope zu Lasten der Dimension des verfügbaren Platzes im Zugangsweg, und damit der Größe und der Anzahl bzw. der Freiheitsgrade für gleichzeitig im Patienten verfügbare Instrumente, Medikamente, Optiken usw.In other words, the thinness of the endoscopes is at the expense of the size of the available space in the access path, and hence the size and number or degrees of freedom for instruments, medications, optics, etc. available simultaneously in the patient.
Es ist bekannt, bei Operationen sogenannte OP-Roboter zu verwenden, welche dem Chirurgen die Möglichkeit bieten, komplexe und häufig zu wiederholende manuelle Manöver von einer Maschine ausführen zu lassen. Derartige Hilfsmittel sind vom Wesen her vergleichbar z. B. mit der Nähmaschine eines Schneiders. Aus der
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes medizinisches Instrumentensystem und ein verbessertes Verfahren zum Einbringen eines medizinischen Instruments in das Innere eines Patienten durch einen minimalinvasiven Zugang anzugeben.The object of the invention is to specify an improved medical instrument system and an improved method for introducing a medical instrument into the interior of a patient through a minimally invasive approach.
Mit anderen Worten besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Vorrichtung bzw. Technik oder Verfahren anzugeben, mit der eine Vielzahl von Optiken und/oder Instrumenten über nur einen schlanken natürlichen oder geschaffenen Weg am Interventionsgebiet zur Verfügung gestellt werden können.In other words, the object of the invention is to provide a device or technique or method with which a plurality of optics and / or instruments can be made available on the intervention area via only one slender natural or created path.
Hinsichtlich des medizinischen Instrumentensystems wird die Aufgabe gelöst durch ein Instrumentensystem mit einem Instrument. Das Instrument ist durch einen minimalinvasiven Zugang in das Innere eines Patienten einbringbar. Während dieses Vorgangs befindet sich das Instrument in einem Transportzustand. Im Transportzustand weist das Instrument mindestens zwei Komponenten auf. Die zwei Komponenten sind einzeln nacheinander in das Innere des Patienten einbringbar. Im Inneren des Patienten ist das Instrument in einem Arbeitszustand transformierbar. Im Arbeitszustand ist das Instrument zur Durchführung einer medizinischen Maßnahme geeignet. Im Arbeitszustand arbeiten die Komponenten nach Art eines Systems zusammen.With regard to the medical instrument system, the object is achieved by an instrument system with an instrument. The instrument can be introduced into the interior of a patient through a minimally invasive approach. During this process, the instrument is in a transport state. In the transport state, the instrument has at least two components. The two components can be introduced one after the other into the interior of the patient. Inside the patient, the instrument is transformable in a working state. In the working state, the instrument is suitable for carrying out a medical procedure. In the working state, the components work together in the manner of a system.
Im Gegensatz zu einem Implantat, welches zwar auch in Form mehrerer Teile in einen Patienten eingebracht wird und dort zusammensetzt wird, kann mit dem Instrument aktiv eine medizinische Maßnahme im Patienten durchgeführt werden. Unter Durchführung einer medizinischen Maßnahme ist hierbei auch die Unterstützung einer solchen Maßnahme zu verstehen. In der Regel ist die Ausdehnung des Instruments im Transportzustand um ein vielfaches kleiner als diejenigen Ausdehnung des Instruments im Arbeitszustand.In contrast to an implant, which is indeed introduced into a patient in the form of several parts and is composed there, the instrument can actively carry out a medical procedure in the patient. By carrying out a medical measure, this also means the support of such a measure. In general, the extent of the instrument in the transport state is many times smaller than those expansion of the instrument in the working state.
Mit anderen Worten basiert die Erfindung auf der Idee, über einen entsprechenden Pfad, nämlich den Zugang, zusammengefaltete, zerlegte oder nach Art eines synergetischen Systems aus Einzelkomponenten arbeitende Optiken, Instrumente oder Stützstrukturen in das Interventionsgebiet einzubringen und erst vor Ort zusammenzufügen. Das beschriebene medizinische Instrumentensystem erlaubt dies.In other words, the invention is based on the idea of introducing optics, instruments or support structures that are folded, disassembled or in the manner of a synergetic system into the intervention area via an appropriate path, namely the access, and then put them together on site. The medical instrument system described allows this.
Die Erfindung erlaubt eine genaue Planung eines komplexen chirurgischen Eingriffes und unterstützt diesen bzw. die Operation durch Hilfsstrukturen vor dem Zielgebiet. Hierdurch können bei Pathologien, die heute eine offene Chirurgie oder ein minimalinvasive mit vielen Zugängen erfordern, diese durch eine minimalinvasive Operation mit nur einem Zugang ersetzt werden. Die manuellen Anforderungen an den Chirurgen und an das Personal sind geringer als bisher. Hierdurch werden Kosten eingespart.The invention allows accurate planning of a complex surgical procedure and supports this or the operation by auxiliary structures in front of the target area. In this way, in pathologies that today require open surgery or a minimally invasive, multiple approach, they can be replaced with a single-access, minimally invasive surgery. The manual requirements for the surgeon and the staff are lower than before. This saves costs.
In einer ersten vorteilhaften Variante der Erfindung umfasst das Instrument im Arbeitszustand mindesten zwei autark arbeitende Komponenten. Hier werden die beiden Komponenten auch im Patienten zwar nicht mechanisch Zusammengefügt, arbeiten jedoch als System zusammen und bedingen einander. Die beiden Komponenten arbeiten also im Arbeitszustand autark als Instrument synergetisch zusammen. Ein Beispiel hierfür wäre z. B. ein Kamerasystem aus mehreren Einzelkameras, welche systematisch zusammen ein Operationsgebiet aus mehreren Blickrichtungen erfassen.In a first advantageous variant of the invention, the instrument in the working state comprises at least two autonomously operating components. Although the two components are not mechanically joined together in the patient, they work together as a system and condition each other. Thus, the two components work together autonomously as an instrument in working condition as an instrument. An example of this would be z. Example, a camera system of a plurality of individual cameras, which systematically capture together a surgical field from several directions.
In einer anderen Ausführungsform besteht im Arbeitszustand das Instrument aus mindestens zwei zusammengefügten Komponenten. Im Gegensatz zu oben werden also mindestens zwei Komponenten bei der Transformation des Instruments in den Arbeitszustand zum eigentlichen Instrument zusammengefügt. Hierdurch ist es möglich, auch große bzw. sperrige Instrumente durch einen sehr kleinen Zugang in den Patienten einzubringen. Das Instrument ist z. B. nach Ende der medizinischen Maßnahme dann wieder zerlegbar. Hierbei kann das Instrument auch außerhalb des Patienten vorher bereits zerlegt sein oder es wird lediglich zur Transformation in den Transportzustand bereits außerhalb des Patienten zerlegt.In another embodiment, in the working state, the instrument consists of at least two assembled components. In contrast to the above, at least two components are combined in the transformation of the instrument into the working state to the actual instrument. This makes it possible to bring even large or bulky instruments through a very small access in the patient. The instrument is z. B. after the end of the medical procedure then dismantled again. In this case, the instrument may also be previously disassembled outside the patient or it may already be disassembled outside the patient for transformation into the transport state.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der eben genannten Variante weisen die das Instrument bildenden Komponenten Kupplungsstellen auf, die ein definiertes Zusammenfügen der Komponenten zu dem Instrument erlauben. Die Kupplungsstellen können z. B. mechanisch stabile magnetische Kupplungsstellen sein. Da die Manipulationsmöglichkeiten eines Chirurgen durch den minimalinvasiven Zugang begrenzt sind, ist hierbei der Zusammenbau des Instruments im Patienten deutlich vereinfacht, wenn sich das Instrument nur auf eine bestimmte, nämlich die definierte Weise zusammenbauen lässt. Bei einem definierten Zusammenfügen ist dann z. B. bereits der Ort bzw. der Winkel, unter welchem Einzelkomponenten zusammengefügt werden, vorgegeben, so dass der Chirurg hier keinen Fehler machen kann. Dies führt mit anderen Worten zu einem halbautomatischen Zusammenfügen. Z. B. Stützstrukturen haben magnetische Kopplungsstellen, an denen sie sich halbautomatisch zusammenfügen und wieder leicht trennen lassen. Die Stützstrukturen haben aber auch z. B. diskrete Kopplungsstellen, die eine Kopplung mit verschiedenen Winkeln und Abständen erlauben. So entsteht eine Art Baukastensystem, z. B. vergleichbar dem Legosystem bei Spielzeug.In an advantageous embodiment of the variant just mentioned, the components forming the instrument have coupling points which permit a defined joining of the components to the instrument. The coupling points can z. B. be mechanically stable magnetic coupling points. Since the surgeon's manipulation options are limited by the minimally invasive access, the assembly of the instrument in the patient is greatly simplified if the instrument can be assembled only in a specific, namely the defined manner. In a defined joining is then z. B. already the place or the angle under which individual components are assembled, given so that the surgeon can make no mistake here. In other words, this leads to a semi-automatic assembly. For example, support structures have magnetic coupling sites where they can be semi-automatically assembled and easily separated again. The support structures also have z. B. discrete coupling sites that allow coupling at different angles and distances. This creates a kind of modular system, eg. B. comparable to the Legosystem in toys.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Instrumentensystems sind mindestens zwei Komponenten über eine Verbindungsstruktur verbunden. Die Verbindungsstruktur, z. B. ein mehrere Kameras als Komponenten tragendes Stativ, ist während der Transformation in den Arbeitszustand entfaltbar und/oder aufblasbar. Innerhalb des Patienten während der Transformation wird als die Verbindungsstruktur entfaltet und/oder aufgeblasen. Dies stellt gegenüber dem oben genannten Zusammenfügen der Komponenten eine noch weiter vereinfachte Variante der Transformation dar, da ein Entfalten oder Aufblasen eine noch einfachere Manipulation für den Chirurgen bedeutet. Nach Ende der Maßnahme ist die Verbindungsstruktur z. B. wieder zusammenfaltbar oder entleerbar. Das Aufblasen kann z. B. mittels Gas oder Flüssigkeit erfolgen. Bei aufblasbaren Strukturen sind diese z. B. aus einem hinsichtlich des Dehnungskoeffizienten anisotropen Material gefertigt. Einige Bereiche der Verbindungsstruktur dehnen sich dann stark, andere wenig. In a further advantageous embodiment of the instrument system, at least two components are connected via a connection structure. The connection structure, z. As a multiple cameras as components supporting tripod is deployed during the transformation into the working state and / or inflatable. Within the patient during the transformation, the connecting structure is deployed and / or inflated. This represents an even more simplified variant of the transformation compared to the above-mentioned assembly of the components, since unfolding or inflation means even easier manipulation for the surgeon. After the end of the measure, the connection structure z. B. again collapsible or emptied. The inflation can z. B. by gas or liquid. In inflatable structures these z. B. made of a respect to the expansion coefficient anisotropic material. Some areas of the connection structure then expand a lot, others little.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind an der Komponente Ortsmarker und/oder Lizenzmarker angebracht. Die Instrumente bzw. Instrumententeile tragen somit Marker, die mit radiologischen Verfahren z. B. Röntgen – der Marker ist dann z. B. ein Silberinlay – oder mit Hilfe von Magnetresonanz – der Marker ist dann z. B. ein Gemisch von Wasser und dem Kontrastmittel GD-DTPA – dargestellt werden können. In vom Patienten aufgenommenen 3D-Bilddaten können so die Komponenten bzw. Instrumente automatisch segmentiert bzw. geortet werden. So können während und am Ende des Eingriffs Strukturelemente erkannt, geortet und segmentiert werden.In a further advantageous embodiment, location markers and / or license markers are attached to the component. The instruments or instrument parts thus bear markers that can be used with radiological procedures z. B. X-ray - the marker is then z. B. a silver inlay - or with the help of magnetic resonance - the marker is then z. As a mixture of water and the contrast agent GD-DTPA - can be displayed. In 3D image data recorded by the patient, the components or instruments can be automatically segmented or located. Thus, during and at the end of the intervention structural elements can be detected, located and segmented.
Die Komponenten, z. B. in Form von Stützstrukturen, werden aus magnetresonanzkompatiblem Material gefertigt, also z. B. nicht ferromagnetisch, nicht elektrisch leitend, mit kleinem tan Δ und sehr kurzen MR-Relaxationszeiten. Ein geeignetes Material ist beispielsweise Teflon.The components, eg. B. in the form of support structures are made of magnetic resonance compatible material, ie z. B. non-ferromagnetic, not electrically conductive, with small tan Δ and very short MR relaxation times. A suitable material is for example Teflon.
Die Ortsmarker erlauben damit eine hochgenaue Ortung eines Instrumentes im Patienten. Die Ortsmarker können z. B. auch HF-Sender einer hohen Frequenz sein, die eine Phasendetektion in der freien Bauchhöhe ermöglichen.The location markers thus allow a highly accurate location of an instrument in the patient. The place marker can z. B. RF transmitter of a high frequency, which allow a phase detection in the free stomach height.
Die Kopplungsstellen können wie oben beschrieben zwischen einzelnen Komponenten wirken, können aber auch z. B. Andockstellen für anderes Hilfszubehör wie Kameras oder Hauthaken sein, mit Hilfe derer z. B. Komponenten im Patienten fixiert werden.The coupling points can act as described above between individual components, but can also z. B. docking points for other auxiliary equipment such as cameras or Hauteaken be with the help of which z. B. components are fixed in the patient.
In der Medizintechnik wird aus Sicherheitsgründen und Geschäftsmodellgründen (pay-per-use) die Anzahl der Benutzungsfälle für Materialien begrenzt. Entsprechendes ist z. B. aus der
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Instrument eine im Arbeitszustand ein Bild des Inneren des Patienten liefernde Optik. Da die Optik mehrere autark arbeitende Einzelkomponenten, z. B. die oben genannten Einzelkameras beinhaltet oder auch in Form eines kombinierten Instruments eine wesentlich aufwendigere bzw. komplexere Optik erlaubt, ist die Bildgebung vom Interventionsgebiet gegenüber einem herkömmlichen Endoskop entscheidend verbessert.In a further preferred embodiment, the instrument is an optically delivering an image of the patient's interior when working. Since the optics several self-sufficient individual components, eg. B. includes the above single cameras or even in the form of a combined instrument allows a much more complex or complex optics, the imaging of the intervention area compared to a conventional endoscope is significantly improved.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst das Instrument also ein im Patienten installierbares Kamerasystem mit mindestens zwei Kameras als Komponenten. Diese Ausgestaltung der Erfindung beruht auf der Erkenntnis, in dem freien Volumen vor dem Interventionsziel eine Anzahl von mindestens zwei – z. B. unabhängig arbeitenden – Kameras zu installieren. Die Kameras können hierbei gleichzeitig Bilder aus unterschiedlicher Richtung und mit unterschiedlichem Abstand zum Zielgebiet liefern. Für die Intervention muss dennoch nur ein einziger Weg, nämlich der Zugangsweg, genutzt werden. Dieser wird – wenn erforderlich – durch Erweitern eines natürlichen Weges, z. B. des Harnweges zur Harnblase geebnet oder chirurgisch geschaffen. Über diesen Weg werden also z. B. mit einem flexiblen Endoskop oder mittels magnetischer Navigation schnurlose Kameras mit Funksender in das Volumen vor dem Interventionsgebiet gebracht und z. B. dort verankert, z. B. durch Clips oder magnetisch mittels Gegenmagnet am Äußeren des Patienten.In a particularly preferred embodiment, the instrument thus comprises a camera system which can be installed in the patient and has at least two cameras as components. This embodiment of the invention is based on the recognition, in the free volume before the intervention target, a number of at least two -. B. independently working - to install cameras. The cameras can simultaneously deliver images from different directions and at different distances to the target area. Nevertheless, only one way, namely the access route, has to be used for the intervention. This is - if necessary - by extending a natural path, for. B. the urinary tract bladder or surgically created. About this way so z. B. brought with a flexible endoscope or magnetic navigation wireless cameras with radio transmitter in the volume in front of the intervention area and z. B. anchored there, z. B. by clips or magnetically by means of counter magnet on the outside of the patient.
Bei einem derartigen Kamerasystem kann in einer vorteilhaften Ausgestaltung z. B. die Lage der Sichtfelder der Kameras ermittelt werden und die Sichtfelder zu einem zumindest teilweisen 3D-Sichtbild kombiniert werden. Zum Beispiel werden mit einem 3D-Bilgebungsverfahren – z. B. einem 3D-Röntgen C-Bogen – am Ende der Positionierung aller Kameras 3D-Bilddaten des Zielgebietes aufgenommen und darin die Kameras automatisch segmentiert. Sodann wird kontinuierlich das Sichtfeld der jeweiligen Kamera in Kenntnis der Abbildungseigenschaften auf eine gerenderte 3D-Oberfläche virtuell projiziert. Durch das gestitchte Bild bzw. die Projektion der Kamerabilder auf eine gerenderte Oberfläche entsteht also das genannte zumindest teilweise 3D-Sichtbild.In such a camera system, for example, in an advantageous embodiment. B. the position of the fields of view of the cameras are determined and the fields of view are combined to form an at least partial 3D visual image. For example, with a 3D imaging method - e.g. B. a 3D X-ray C-arm - recorded at the end of the positioning of all cameras 3D image data of the target area and automatically segmented in the cameras. Then, the field of view of the respective camera, in the knowledge of the imaging properties, is virtually projected onto a rendered 3D surface virtually. Due to the stitched image or the projection of the camera images onto a rendered surface, the so-called at least partially 3D visual image is produced.
Hieraus ergibt sich der Vorteil, dass der Betrachter nun im Prinzip jeden beliebigen virtuellen Beobachtungsort einnehmen kann. Hierbei wird dem Beobachter in Echtzeit ein gestitchtes Bild aus den jeweiligen Einzelbildern der jeweiligen Kameras angezeigt. Die Lage der Kameras bzw. deren Sichtfelder kann alternativ jedoch auch dadurch festgelegt bzw. bestimmt werden, dass diese wie oben genannt an einem faltbaren Stativ befestigt sind. Im entfalteten Zustand des Statives sind dann die relativen Orts- und Winkelbeziehungen der einzelnen Kameras zueinander bekannt. Zur Erkennung der Lage der Kameras bzw. deren Sichtfelder können die Kameras jedoch auch wie oben genannt mit Ortsmarkern ausgestattet sein, welche die Lageermittlung mit Hilfe eines magnetischen Navigationssystems ermöglichen. This results in the advantage that the viewer can now in principle take any virtual observation location. In this case, the viewer is shown in real time a gestitchtes image from the respective frames of each camera. Alternatively, the position of the cameras or their fields of view can also be defined or determined by fixing them to a foldable tripod as mentioned above. In the unfolded state of the status then the relative location and angle relationships of the individual cameras are known to each other. However, to detect the position of the cameras or their fields of view, the cameras can also be equipped, as mentioned above, with location markers, which enable position determination with the aid of a magnetic navigation system.
Die Kameras sind also dann bereits vor dem Einbringen in die Operationshöhle an einem Multikamerastativ befestigt. Dieses ist beim Einbringen durch den Trokar zusammengefaltet und wird in der Operationshöhle entfaltet. Alternativ ist es möglich, die Kameras und ein Stativ nacheinander über den Trokar in die Operationshöhle einzubringen und dort zusammenzufügen.The cameras are then already attached to a multicamera tripod prior to insertion into the surgical cavity. This is folded when introduced through the trocar and deployed in the surgical cavity. Alternatively, it is possible to introduce the cameras and a tripod successively over the trocar in the surgical cavity and put together there.
Im Kamerasystem kann z. B. mindestens eine Komponente eine Beleuchtungskomponente sein. Dies ist eine Alternative zu Kameras, welche selbst eine – z. B. gepulste – Beleuchtung enthalten. Die Ansteuerung der Beleuchtung ist hierbei unabhängig von der Bildaufnahme möglich, um die Ausleuchtung für jede einzelne Kamera zu optimieren. Optional übernimmt also eine reine Beleuchtungskapsel die Ausleuchtungsfunktion, welche speziell hierauf optimiert ist.In the camera system z. B. at least one component to be a lighting component. This is an alternative to cameras, which themselves - z. B. pulsed - contain lighting. The control of the lighting is hereby possible independently of the image acquisition in order to optimize the illumination for each individual camera. Optionally, a pure illumination capsule thus assumes the illumination function, which is specially optimized for this purpose.
Am Ende einer Intervention werden z. B. alle Kamera- oder Beleuchtungskapseln entfernt. Die erfolgreiche Entfernung kann z. B. mit Hilfe einer Röntgenaufnahme überprüft werden. Es ist auch denkbar, ein oder mehrere Kapseln im Patienten zu belassen, um z. B. gemäß einem aus der
Das Instrument kann in einer alternativen Ausgestaltung auch eine im Patienten platzierbare, einen Hohlraum offenhaltende Stützstruktur sein. Da die Stützstruktur aus mehreren Einzelkomponenten zusammengebaut ist, kann hier eine besonders patientenschonende, z. B. den Patienten großflächig abstützende Struktur gewählt werden. Diese kann z. B. alleine durch Berührung, also ohne Verwendung von Hauthaken oder ähnlichem patientenschonend arbeiten.In an alternative embodiment, the instrument can also be a support structure that can be placed in the patient and holds a cavity open. Since the support structure is assembled from several individual components, a particularly patient-friendly, z. B. the patient over a large area supporting structure can be selected. This can, for. B. work alone by touching, so without the use of skin hooks or the like patient friendly.
Im Rahmen der Erfindung können die Komponenten oder Strukturbausteine des Instruments z. B. in einer Bibliothek abgelegt sein. Der Nutzer des Instruments, z. B. der Chirurg kann basierend auf dieser Bibliothek und den Daten des zu operierenden Patienten den Einsatz von Komponenten planen und diese gezielt und individuell als Set z. B. beim Hersteller oder aus einem Vorratslager ordern.In the context of the invention, the components or structural components of the instrument z. B. stored in a library. The user of the instrument, for. B. the surgeon can plan the use of components based on this library and the data of the patient to be operated and this targeted and individually as a set z. B. order from the manufacturer or from a warehouse.
Die Komponenten können hierbei auch als radiologische Objekte in einer Datenbank verfügbar sein. Nach der Aufnahme einer 2D- oder vorzugsweise einer 3D-Röntgenaufnahme können so die aktuell im Patienten installierten Strukturbausteine anhand dieser Bibliothek segmentiert werden. Auch kann so ein logisches 3D-Modell der aktuellen Operationssituation dargestellt bzw. in vorhandenes Bildmaterial eingeblendet werden.The components can also be available as radiological objects in a database. After recording a 2D or preferably a 3D X-ray image, the structure blocks currently installed in the patient can be segmented using this library. Also, a logical 3D model of the current operation situation can be displayed or superimposed into existing image material.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Einbringen eines medizinischen Instruments in das Innere eines Patienten durch einen minimalinvasiven Zugang. Das Instrument umfasst in einem Transportzustand mindestens zwei Komponenten und die Komponenten werden einzeln nacheinander durch den Zugang in den Patienten eingebracht. Das Instrument wird im Patienten in einen Arbeitszustand zur Durchführung einer medizinischen Maßnahme transformiert, in dem die Komponenten zusammenarbeitend zu einem System kombiniert werden.With regard to the method, the object is achieved by a method for introducing a medical instrument into the interior of a patient through a minimally invasive approach. The instrument comprises at least two components in a transport state, and the components are introduced one at a time through access into the patient. The instrument is transformed in the patient into a working state for performing a medical procedure, in which the components are combined to form a system.
Ein medizinisches Instrument wird also im Transportzustand elementweise einzeln nacheinander in das Innere eines Patienten durch einen minimalinvasiven Zugang eingebracht. Erst im Patienten wird das Instrument zur Durchführung einer medizinischen Maßnahme in den Arbeitszustand transformiert, in dem die Komponenten zusammenarbeitend zu einem System kombiniert werden.A medical instrument is thus introduced in the transport state element by element one by one into the interior of a patient through a minimally invasive approach. Only in the patient, the instrument for the implementation of a medical procedure is transformed into the working state, in which the components are combined to form a system.
Das Verfahren wurde oben bereits zusammen mit seinem Ausgestaltungen erläutert.The method has already been explained above together with its embodiments.
Für eine weitere Beschreibung der Erfindung wird auf die Ausführungsbeispiele der Zeichnung verwiesen. Es zeigt in einer schematischen Prinzipskizze:For a further description of the invention reference is made to the embodiments of the drawing. It shows in a schematic outline sketch:
In
Ein erster Schritt dient zur Vorbereitung des eigentlichen Eingriffs am Patienten
Mit dem eben beschriebenen Vorgang werden die Komponenten
In der alternativen Ausführungsform erfolgt die Transformation in den Arbeitszustand A durch entfalten der Verbindungsstruktur
Anschließend werden nacheinander die Komponenten
Die einzelnen Komponenten
Die Verbindungsstruktur
Eine im Patienten
Der Chirurg kann nun das Instrument
Das Instrument
Nach Beendigung der Maßnahme entfernt der Chirurg das Instrument
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102007030747 A1 [0008, 0010] DE 102007030747 A1 [0008, 0010]
- WO 2006120179 A2 [0009, 0032] WO 2006120179 A2 [0009, 0032]
- US 2003/110260 [0025] US 2003/110260 [0025]
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