DE19627315C1

DE19627315C1 - Localisation and positioning device for planning and executing surgical engagement

Info

Publication number: DE19627315C1
Application number: DE19627315A
Authority: DE
Inventors: Stephan Albert Dr Schmitz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-06-25
Filing date: 1996-06-25
Publication date: 1998-05-20
Anticipated expiration: 2016-06-26

Abstract

The device is based on X-ray computer or core resonance tomographical pictures and involves a frame, and at least one localisation component (1,2) together with positioning unit for guiding surgical apparatus to an operational target. A drilled surface is at least partly arranged crossways to the longitudinal axis in the localisation component, and is made of a material which is visible in the tomogram. The localisation components at least partly are a part of the frame. The localisation and positioning device (4-12) has at least two parallel elongated bodies at a predetermined distance from one another. At least one of the parallel-running bodies is formed as a localisation component. The two elongated bodies are joined to one another by a cross brace. The cross brace is connected with the elongated bodies in the area of two adjacently located ends of the localisation components.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lokalisations- und Positioniervorrichtung zur Lokalisation von Kör perstellen und zur berechneten Positionierung von chirurgischen Instrumenten auf der Grundlage von medizini schen bilderzeugenden Untersuchungsverfahren.The invention relates to a localization and Positioning device for the localization of bodies and for the calculated positioning of surgical instruments based on medicinal imaging test methods.

Lokalisations- und Positioniervorrichtungen werden in Positioniervorrichtungen, z. B. stereotaktischen Systemen, eingesetzt, mit deren Hilfe unter Verwendung von Bildern, insbesondere von Serien parallel verlaufender Röntgencomputer- oder Kernresonanztomo gramme, Operationen mit hoher Zielgenauigkeit durch geführt werden. Die Ortsinformation dieser Bilder, die das Operationsziel und eine neben dem Patienten angeordnete Lokalisationseinrichtung eines stereota ktischen Rahmens abbilden, wird für die exakte Planung des Operationsweges genutzt, indem zunächst mit einem vom Bild vorgegebenen Koordinatensystem die Lagebe ziehung von Ziel und Rahmen beschrieben und diese dann durch besondere Berechnungen auf ein zweites, durch den stereotaktischen Rahmen vorgegebenes Koor dinatensystem übertragen wird. Mit Hilfe dieses Rahmenkoordinatensystems wird auch der vom Operateur wählbare Ausgangspunkt der Operation beschrieben, an den das chirurgische Instrument, meist eine Nadel oder Sonde, zu Beginn der Operation mit einer am Rahmen befestigten Positionierungseinrichtung geschoben wird. Von diesem Ausgangspunkt wird dann das Instrument mit Hilfe der Positionierungseinrichtung in berechneter Weise hochpräzise ausgerichtet und im Patienten exakt bis zum Ziel vorgeschoben. Localization and positioning devices are in Positioning devices, e.g. B. stereotactic Systems used with the help of using of images, especially of series in parallel trending x-ray computer or nuclear magnetic resonance tomography programs, operations with high accuracy be performed. The location information of these images, the the surgical goal and one next to the patient arranged localization device of a stereota the actual framework is used for exact planning of the surgical route by first using a the coordinate system given by the picture shows the position drawing of the target and the framework described and then by special calculations on a second, by Koor given the stereotactic framework dinate system is transmitted. With the help of this The frame coordinate system is also that of the surgeon selectable starting point for the operation described the surgical instrument, usually a needle or Probe at the beginning of the operation with one on the frame attached positioning device is pushed. From this starting point, the instrument then becomes Using the positioning device in calculated Aligned with high precision and exactly in the patient advanced to the goal.

Im Gegensatz zum Körper sind die Voraussetzungen für stereotaktische Operationen am Gehirn besonders günstig, da der Rahmen fest mit dem knöchernen Schädel verschraubt werden kann und sich so seine Lagebezie hung zum Operationsziel in dem Zeitintervall zwischen der Bilderstellung und der Durchführung der Operation nicht verändert. Am Kopf kann dieses Zeitintervall ohne einen Verlust an Präzision sehr lang sein. Daher bietet die von Leksell et al. (Leksell L, Leksell D, Schebel J: Stereotaxis and nuclear magnetic resonance, J Neurol Neurosurg Psychiatry, 1985; 48 : 14-18) vorgeschlagene Vorrichtung die Möglichkeit, daß nach der Bilderstellung die Lokalisationseinrichtung voll ständig vom Rahmen entfernt werden kann, um einer Positionierungseinrichtung für das chirurgische Gerät Platz zu machen. Da bei Gehirnoperationen die freie Wahl des Operationsweges besonders wichtig ist, besteht die Positionierungseinrichtung der o.g. Vorrichtung aus einem System von rotierbaren und verschieblichen Halbbögen, die den Schädel helmartig umschließen und eine halbkugelförmig um den Schädel angeordnete, große Anzahl von Ausgangseinstellungen ermöglichen.In contrast to the body, the requirements are for stereotactic operations on the brain in particular cheap because the frame is fixed with the bony skull can be screwed and so its location hung to the operation goal in the time interval between image creation and performing the operation not changed. This time interval can occur on the head be very long without a loss of precision. Therefore offers that of Leksell et al. (Leksell L, Leksell D, Schebel J: Stereotaxis and nuclear magnetic resonance, J Neurol Neurosurg Psychiatry, 1985; 48: 14-18) proposed device the possibility that after the localization device full of image creation can be constantly removed from the frame to one Positioning device for the surgical device To make room. Because free brain surgery Choice of the route of operation is particularly important there is the positioning device of the above Device from a system of rotatable and sliding semicircular arches that make the skull helmet-like enclose and a hemispherical around the skull ordered, large number of output settings enable.

Dieses System ist für die Anwendung am Körper jedoch ungeeignet, da die Situation bei einem stereotak tischen System für den Körper eine grundsätzlich andere als für den Kopf ist. Denn am Körper ist der Rahmen nicht in vergleichbarer Weise an Knochen zu befestigen, was bei Bewegungen des Patienten zu Verlagerungen des Rahmens mit der gegen das Zielorgan verschieblichen Haut führt. Darüber hinaus kommt es auch zu atembedingten Verlagerungen des Operationszieles. Für stereotaktische Operationen am Körper muß daher das Intervall von der Bilderstellung bis zur Operation besonders kurz sein, um die Wahrscheinlichkeit von Verlagerungen zwischen dem Rahmen und Ziel zu minimieren. Bei der o.g. Vorrichtung würde das Entfernen der Lokalisationseinrichtung und die Montage der Positionierungseinrichtung zu einer erheblichen Zeitverzögerung und damit zu starken Abweichungen des tatsächlichen vom berechneten Operationsweg und somit letztendlich zu einer Gefährdung des Patienten führen. Auch müßte der Rahmen bei einer Anwendung des oben genannten Systems am Körper größer sein, so daß die Operation nicht im Tomographen durchgeführt werden könnte. Der Patient müßte aus dem Tomographen herausgefahren werden, wodurch das kritische Zeitintervall jedoch zu lang werden würde, um eine Operation in einem Atemstillstand durchzuführen.This system is for body use however unsuitable as the situation with a stereotak table system for the body a basically other than for the head. Because on the body there is The frame is not comparable to bone attach what to the patient's movements Shifts of the frame with that against the target organ sliding skin leads. Beyond that it comes also to breath-related relocations of the Surgical goal. For stereotactic operations on Body must therefore the interval from image creation be particularly short until the operation Probability of relocations between the Minimize frame and goal. At the above Device would be removing the Localization device and the assembly of the Positioning device to a significant Time delay and thus excessive deviations of the actual from the calculated route of operation and thus ultimately endanger the patient. The framework would also have to apply if the above mentioned system on the body be larger, so that the Operation cannot be performed in the tomograph could. The patient would have to get out of the tomograph be brought out, which makes the critical Time interval would, however, become too long to be a Carry out surgery in a cessation of breath.

Die Anwendung bestimmter Lokalisationseinrichtungen von speziell für den Kopf entwickelten, stereotakti schen Systemen ohne deren Positionierungseinrichtung ist jedoch grundsätzlich auch für stereotaktische Systeme beim Körper denkbar. Die meisten stereotaktischen Systeme für Gehirnoperationen verwenden eine von Brown beschriebene Lokalisationseinrichtung, die zwei oder drei N-förmige Lokalisationselemente mit Hilfe des Rahmens neben dem Schädel anordnet (Brown R A.: A computerized tomography-computer graphics approach to stereotactic localization, J Neurosurg, 1979; 50:715-720). Die beiden äußeren, parallelen Schenkel eines solchen N- förmigen Elementes stehen senkrecht zur Tomogrammebene und sind im Tomogramm neben den Schädelstrukturen als zwei Punkte sichtbar. Der dritte, diagonal verlaufende Schenkel wird als ein dritter Punkt zwischen den beiden Punkten abgebildet. In der Bildebene des Tomogrammes werden die Punkte mit den Koordinaten x und y beschrieben, wobei üblicherweise die Tomogrammkoordinaten mit x (horizontal), y (vertikal) und z (senkrecht zur Bildebene) bezeichnet werden. Durch das Verhältnis des Abstands zwischen den beiden äußeren Punkten zu dem Abstand eines äußeren Punktes zum inneren, wird der z-Koordinatenwert berechnet; nach einer Parallelverschiebung der Tomogrammebene in Richtung Z, rückt der mittlere der drei Punkte weiter an den einen äußeren Punkt heran und von dem anderen weg.The use of certain localization facilities from stereotakti specially developed for the head systems without their positioning device is basically also for stereotactic Systems conceivable for the body. Most stereotactic systems for brain surgery use one described by Brown Localization device, the two or three N-shaped Localization elements using the frame next to the Skull arranges (Brown R A .: A computerized tomography-computer graphics approach to stereotactic localization, J Neurosurg, 1979; 50: 715-720). The two outer, parallel legs of such an N- shaped element are perpendicular to the tomogram plane and are in the tomogram next to the skull structures as two points visible. The third, diagonal Thigh is considered a third point between the legs shown in both points. In the image plane of the The points with the coordinates x and y, usually the Tomogram coordinates with x (horizontal), y (vertical) and z (perpendicular to the image plane). By the ratio of the distance between the two outer points to the distance of an outer point to the inside, the z coordinate value is calculated; after a parallel shift of the tomogram level in Direction Z, the middle of the three points moves on to one outer point and from the other path.

Aus der DE 38 31 218 A1 ist eine stereotaktische Lokalisations- und Positioniervorrichtung bekannt, in der die N-förmigen Lokalisationselemente in einer imaginär gekrümmten Fläche angeordnet sind, wodurch der diagonale Schenkel eine wendelförmige Anordnung erhält, die parallelen Schenkel der Lokalisationsvor richtung jedoch weiterhin gerade verlaufen.DE 38 31 218 A1 is a stereotactic Localization and positioning device known, in of the N-shaped localization elements in one imaginary curved surface are arranged, whereby the diagonal leg has a helical arrangement receives the parallel legs of the localization direction continues to run straight.

Da die für den Kopfbereich entwickelten stereotakti schen Systeme für Eingriffe am Körper ungeeignet sind, wurden für diesen Bereich andere stereotaktische Systeme vorgeschlagen. Nach Onik wird eine drei ecksförmige Referenz in einer senkrecht zur Bildebene des Tomographen verlaufenden Ebene, z. B. der Ebene (x, z), auf die Haut des Patienten geklebt (Onik, G. et al.: CT body stereotaxis: an aid for CT guided biopsies. American Journal of Roentgenology, 1986; 146:163-78). Bei Tomogrammen an Positionen mit unterschiedlichem z-Koordinatenwert wird das Dreieck im jeweiligen Tomogramm als Strecke sichtbar. Die Länge der Strecken variiert abhängig vom z- Koordinatenwert. Von der Länge einer Strecke kann auf den z-Koordinatenwert geschlossen werden. Dieser wiederum wird außen auf einer Skala am Referenzdreieck anzeigt, und kann so auf die Haut des Patienten über tragen werden. Von diesem Punkt aus wird die Lage des Zieles mit den x- und y-Koordinaten, die im Tomogramm ausgemessen wurden beschrieben. Die Nadel wird durch ein Stativsystem geführt, das neben dem Tomographen auf dem Fußboden steht oder am Tomographentisch befestigt wird.Because the stereotakti developed for the head area systems are unsuitable for interventions on the body, have been other stereotactic for this area Systems proposed. According to Onik, a three corner-shaped reference in a perpendicular to the image plane of the tomograph level, z. B. the plane (x, z), glued to the patient's skin (Onik, G. et al .: CT body stereotaxis: an aid for CT guided biopsies. American Journal of Roentgenology, 1986; 146: 163-78). With tomograms at positions with The triangle becomes a different z coordinate value visible as a route in the respective tomogram. The Length of the routes varies depending on the z Coordinate value. The length of a route can be on the z coordinate value can be closed. This in turn, outside is on a scale at the reference triangle indicates, and can thus on the patient's skin will wear. From this point the location of the Target with the x and y coordinates in the tomogram measured have been described. The needle is through a tripod system that runs next to the tomograph stands on the floor or at the tomograph table is attached.

Nachteilig ist bei dieser Methode, daß die Operation nicht im Tomographen durchgeführt werden kann, so daß der Patient nach der Bilderstellung aus dem Tomogra phen heraus gefahren werden muß, da das Stativ sehr groß ist und keinen Platz im Tomographen hat. Durch das Herausfahren ist Zeitintervall zwischen der Bilderstellung und der Punktion ist so lang, daß Atem bewegungen zu einer Verlagerung des Operationszieles führen. Zusätzlich kommt es beim Herausfahren des Patienten aus dem Tomographen zu Verlagerungen des Dreieckes durch Verschiebungen der Haut. Nachteilig ist auch, daß das Stativ sehr aufwendig am Tomographen befestigt bzw. unverrückbar aufgebaut werden muß.The disadvantage of this method is that the operation cannot be carried out in the tomograph, so that the patient after the image creation from the tomogra phen must be driven out, since the tripod is very is large and has no space in the tomograph. By driving out is the time interval between the Imaging and puncturing is so long that breath movements to shift the goal of the operation to lead. In addition, when the Patients from the tomograph to relocate the Triangle due to shifts in the skin. Disadvantageous is also that the tripod is very complex on the tomograph attached or must be built immovable.

Eine andere Lokalistionsvorrichtung eines stereotak tischen Rahmens für den Körper wird in der DE 40 29 590 C2 beschrieben. Sie bezeichnet eine Vorrichtung zum Messen eines Koordinatenwertes bei tomographischen Schichtbildern, die im Querschnittsbild ein unmittel bares Ablesen der senkrecht zur Tomogrammebene ver laufenden Koordinate erlaubt. Das Verfahren sieht ein stabförmiges Lokalisationselement mit einem zentralen Stapel numerierter Scheiben und einem umgebenden Rohr mit wendelförmig angeordneten Löchern vor, wobei Zahlen im Tomogramm lesbar den Zentimeterwert und die Querschnittsposition der abgebildeten Löcher den Millimeterwert der z-Koordinaten darstellen. Zu dieser Lokalisationseinrichtung ist für die Anwendung am Körper ein kastenartiger stereotaktischer Rahmen, der den Patienten umgibt, aber nicht mit ihm verbunden ist, vorgesehen.Another stereotak localization device table frame for the body is in DE 40 29 590 C2 described. It denotes a device for measuring a coordinate value in tomographic Layer images, which in the cross-sectional image an immediate barely read the ver current coordinate allowed. The procedure understands rod-shaped localization element with a central one Stack of numbered disks and a surrounding pipe with helically arranged holes, whereby Numbers in the tomogram read the centimeter value and the Cross-sectional position of the holes shown Display the millimeter value of the z coordinates. To this Localization facility is for use on Body a box-like stereotactic frame that surrounds but not connected to the patient is provided.

Dieser Rahmen erfordert jedoch wegen seiner erheb lichen Größe, daß der Patient nach der Bilderstellung aus der Röhre gefahren wird, um die Operation durch führen zu können. Zwar kann bei der angegebenen Loka lisationseinrichtung der z-Koordinatenwert direkt im Bild vom Operateur abgelesen werden, was bei der zuvor erwähnten N-förmigen Lokalisationseinrichtung nicht der Fall ist. Jedoch ist die im Tomogramm sichtbare Struktur des Elementes sehr komplex, so daß eine automatisierte computerunterstützte Bestimmung der z- Koordinaten sehr schwer möglich ist. Da der Rahmen am Tomographen befestigt ist und keinen Kontakt mit dem Patienten hat, kann er sich nicht mit diesem mitbewegen, wodurch im Intervall von der Bilderstellung bis zum Vorschieben der Nadel Verlagerungen zwischen dem Ziel und dem Rahmen mit dem oben bereits erwähnten Verlust an Präzision entstehen.However, this framework requires because of its elevation lichen size that the patient after image creation is driven out of the tube to go through the surgery to be able to lead. Although with the specified Loka the z coordinate value directly in the Image can be read by the surgeon, what happened at the previous not mentioned N-shaped localization device the case is. However, that is visible in the tomogram Structure of the element very complex, so that a automated computer-aided determination of the z- Coordinates are very difficult. Since the frame on Tomograph is attached and no contact with the Patient, he cannot deal with this move, whereby in the interval from the Image creation until the needle is advanced Shifts between the goal and the frame with the loss of precision already mentioned arises.

Aus den genannten Gründen haben stereotaktische Ver fahren für den Körperbereich keine Verbreitung gefun den. Tomographisch gesteuerte Eingriffe im Körper werden derzeit in der überwiegenden Mehrzahl ohne Lokalisations- oder Positionierungshilfen durchge führt. Dabei wird eine Nadel von einem Ausgangspunkt mit Hilfe eines Lichtvisiers, das die Ebene des Tomo grammes in der Öffnung des Tomographen anzeigt, stückweise unter mehrfacher bildlicher Kontrolle bis zum Ziel vorgeschoben (Grönemeyer, D. H. W. und Seibel, R. M. M.: Interventionelle Computertomographie, Lehrbuch und Atlas zur interventionellen Operationstechnik und Schmerztherapie, Ueberreuther Wissenschaft, Wien Berlin 1989).For the reasons mentioned, stereotactic ver drive no spread found for the body area the. Tomographically controlled interventions in the body are currently without the vast majority Localization or positioning aids leads. This is a needle from a starting point with the help of a light visor that covers the plane of the Tomo gram in the opening of the tomograph, piece by piece under multiple visual control until advanced to the goal (Grönemeyer, D. H. W. and Seibel, R. M. M .: Interventionale Computer tomography, textbook and atlas for interventional surgical technique and Pain therapy, Ueberreuther Wissenschaft, Vienna Berlin 1989).

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lokalisations- und Positioniervorrichtung zur Verfügung zu stellen, die erlaubt, das Intervall zwischen der Bilderstellung und der Operation auf wenige Sekunden zu verkürzen, wodurch bewegungs- und atmungsbedingte Verlagerungen zwischen Rahmen und Operationsziel vermieden und hochpräzise stereotaktische Operationen am Körper durchgeführt werden können.The object of the invention is to provide a localization and to provide a positioning device, which allows the interval between image creation and shorten the operation to a few seconds, resulting in movement and breathing-related shifts avoided between framework and operational goal and high-precision stereotactic operations on the body can be carried out.

Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.This object is the subject of claim 1 solved.

Die im Tomographen kontrastierende Schraubenfläche ermöglicht die Bestimmung der Tomogrammkoordinaten in der Längsachse der Lokalisations- und Positioniervor richtung. Diese Koordinate läßt sich aus der Drehung der im Tomogramm erscheinenden Schnittlinie des Tomo gramms mit der Schraubenfläche leicht visuell oder numerisch bestimmen. Die Lokalisations- und Positioniervorrichtung eignet sich daher sehr gut für die rechnergestützte automatische Bildauswertung. Durch diese Bestimmung der dritten Koordinate des Tomogrammes wird eine exakte Schnittpunktbestimmung der Längskoordinaten und die operative "Durch-Schicht- Technik" ermöglicht.The contrasting screw surface in the tomograph enables the determination of the tomogram coordinates in the longitudinal axis of the localization and positioning direction. This coordinate can be derived from the rotation the cutting line of the Tomo that appears in the tomogram with the screw surface slightly visual or determine numerically. The localization and Positioning device is therefore very suitable for the computer-aided automatic image evaluation. By determining the third coordinate of the Tomogram becomes an exact intersection determination the longitudinal coordinates and the operational "through-shift Technology ".

Bei einer Verkantung der Tomogrammebene gegenüber der auf der Längsachse der Lokalisationselemente senk rechten Ebene läßt sich aufgrund der sich dabei auf dem Tomogramm abzeichnenden charakteristischen "S"- Kurve als Schnittpunkt des Tomogramms mit der Schraubenfläche der Winkel zwischen dieser Längsachse und dem Tomogramm auf einfache Art und Weise bestimmen.If the tomogram plane is tilted in relation to the lower on the longitudinal axis of the localization elements right level can be based on the characteristic "S" that shows the tomogram - Curve as the intersection of the tomogram with the Helical surface the angle between this longitudinal axis and the tomogram in a simple way determine.

Ausführungsarten der Erfindung sind in den Unter ansprüchen angegeben.Embodiments of the invention are in the sub claims specified.

Ist die Lokalisations- und Positioniervorrichtung in einer Positioniervorrichtung angeordnet, die gemeinsame Lokalisations- und tragende Elemente aufweist, zwischen denen die Positioniereinheit für die chirurgischen Instrumente angeordnet ist, so ist die Positioniervorrichtung durch diesen flachen Aufbau die Positioniereinheit sehr klein und mit einer geringen Teilezahl herzustellen. Weiterhin besitzt sie ein geringes Gewicht.Is the localization and positioning device in arranged a positioning device, the common Has localization and supporting elements, between which the positioning unit for the surgical instruments is arranged, so is the Positioning device through this flat structure Positioning unit very small and with a small one To manufacture the number of parts. Furthermore, she owns a light weight.

Die Lokalisations- und Positioniervorrichtung ist dann frei auf oder am Körper eines Patienten lagerbar und für etwaige Korrekturen ihrer Lage leicht verschieblich. Sie ermöglicht, die gesamte Positioniereinrichtung und damit auch die Lokali stionsvorrichtung in einem Tomographen auch unter beengten räumlichen Verhältnissen am Körper des Pa tienten zu belassen und so im Tomographen unter ständiger Kontrolle bzw. mit geringer Zeitverzögerung zwischen Planung und Ausführung Operationen durchzu führen.The localization and positioning device is then can be freely stored on or on the body of a patient and for any corrections to their location easily movable. It enables the entire Positioning device and thus also the loci stionsvorrichtung in a tomograph also under confined space on the body of the pa patient and so in the tomograph constant control or with little time delay between planning and execution operations to lead.

Dabei gewährleisten die im wesentlichen parallel verlaufenden Lokalisationselemente eine sichere Erkennung der Lage des Tomogramms und die volle Einstellungsfreiheit der zwischen ihnen angeordneten chirurgischen Instrumente sowie ein freies Operationsfeld.This essentially ensure parallel trending localization elements a safe Detection of the location of the tomogram and the full Freedom of adjustment of those arranged between them surgical instruments as well as a free Operating field.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Lokalisations- und Positioniervorrichtung an Hand der Zeichnungen beschrieben.Exemplary embodiments of the Localization and positioning device using the Described drawings.

Es zeigenShow it

Fig. 1 eine Lokalisations- und Positioniervorrichtung; Fig. 1 is a localization and positioning device;

Fig. 2 eine Darstellung von Tomogrammebenen; Fig. 2 is an illustration of Tomogrammebenen;

Fig. 3A bis 3D eine schraubenförmige Lokalisationsvorrich tung; Figs. 3A to 3D processing a helical Lokalisationsvorrich;

Fig. 4 eine Darstellung eines Rahmenvektorsystems; Fig. 4 is an illustration of a frame vector system;

Fig. 5 eine Darstellung eines Rahmenvektorsystems; Fig. 5 is an illustration of a frame vector system;

Fig. 6 eine Darstellung eines Operationsweges. Fig. 6 is an illustration of an operation route.

Fig. 1 zeigt eine Lokalisations- und Positionier vorrichtung innerhalb einer Positioniervorrichtung. Die in Fig. 1 gezeigte Positioniervorrichtung, ein stereotaktischer Rahmen, besteht aus Materialien, die keine Bildstörungen erzeugen. Das Material ist entweder selbst im Tomogramm sichtbar, oder es werden besondere Anteile des Rahmens mit Hohlräumen versehen, die durch geeignete Kontrastsubstanzen gefüllt und so im Bild sichtbar gemacht werden. Für die Röntgencomputertomographie eignet sich Acryl oder Aluminium, die sich hell im Bild darstellen, und Wasser oder Luft als Kontrastsubstanzen, die sich dunkel im Bild darstellen. Für die Kernresonanz tomographie eignet sich Acryl, das sich schwarz im Bild darstellt und eine kontrastgebende Substanz, wie z. B. eine wäßrige Gadoliniumsalzlösung, die sich hell abbildet. Fig. 1 shows a localization and positioning device within a positioning device. The positioning device shown in Fig. 1, a stereotactic frame, is made of materials that do not produce image disturbances. The material is either visible in the tomogram itself, or special parts of the frame are provided with cavities, which are filled with suitable contrast substances and thus made visible in the image. For X-ray computed tomography, acrylic or aluminum, which appear bright in the image, and water or air as contrast substances, which appear dark in the image, are suitable. For nuclear magnetic resonance imaging, acrylic is suitable, which is black in the image and a contrast-giving substance, such as. B. an aqueous gadolinium salt solution, which is bright.

Der stereotaktische Rahmen - siehe Fig. 1 - besteht aus zwei zueinander parallelen Lokalisationselementen 1 und 2, die U-förmig auf einer Grundplatte 3 in einer Ebene angeordnet sind. Auf dieser Grundplatte ist ferner eine Positionierungseinrichtung 4-12, die die Führung einer Nadel 13 ermöglicht, angebracht. Durch die Positionierungseinrichtung ist der Ausgangspunkt der Operation, definiert durch den Schnittpunkt der Nadel und der von den Lokalisationselementen aufgespannten Ebene, an beliebig viele Punkte dieser Ebene verschiebbar. Zusätzlich ist die Nadel um die beiden Achsen der Ebene rotierbar.The stereotactic frame - see Fig. 1 - consists of two mutually parallel localization elements 1 and 2 , which are arranged in a U-shape on a base plate 3 in one plane. A positioning device 4-12 , which enables a needle 13 to be guided, is also attached to this base plate. The starting point of the operation, defined by the intersection of the needle and the plane spanned by the localization elements, can be displaced to any number of points of this plane by the positioning device. In addition, the needle can be rotated around the two axes of the plane.

Die Lokalisationselemente liegen auf dem Patienten und übernehmen somit auch tragende Funktion. Daher bekommt die Positionierungseinrichtung keinen Kontakt mit der Haut und ist frei verschiebbar. Da die Lokalisations elemente auch diese tragende Funktion erfüllen, wird eine aufwendige Rahmenkonstruktion eingespart und die Anzahl der Teile reduziert. Der Rahmen wird klein und leicht. Er kann auf dem Patienten verschoben werden, wodurch besonders günstige Ausgangspositionen eingestellt werden können. Der Rahmen ist mit ca. 25 mal 30 Zentimetern Umfang so klein, daß er auf dem Patienten liegend im Tomographen Platz findet. Durch die geringe Größe und insbesondere durch die konstruktionsbedingte geringe Höhe des Rahmens braucht der Patient zu keinem Zeitpunkt vom Beginn der Bilderstellung bis zum Ende der Operation aus dem Tomographen herausgefahren werden. Die Operation kann daher im Tomographen durchgeführt werden. Voraussetzung für die Lokalisation ist jedoch, daß die Lokalisationselemente so auf dem Patienten gelagert werden, daß ihre Längsachsen senkrecht oder annähernd senkrecht zur Bildebene des Tomographen stehen.The localization elements lie on the patient and thus also have a supporting function. Therefore gets the positioning device has no contact with the Skin and is freely movable. Because the localization elements also fulfill this main function saved an elaborate frame construction and the Number of parts reduced. The frame gets small and light. It can be moved on the patient whereby particularly favorable starting positions can be adjusted. The frame is around 25 times 30 centimeters in circumference so small that it Patients can be seated lying in the tomograph. By the small size and especially by the design-related low height of the frame the patient never needs from the beginning of the Image creation from the end of the operation Tomographs are pulled out. The surgery can therefore be carried out in the tomograph. However, the prerequisite for localization is that the Localization elements so stored on the patient be that their longitudinal axes are perpendicular or approximate stand perpendicular to the image plane of the tomograph.

Für die Planung des Operationsweges erzeugt der Tomo graph parallel zueinander liegende Tomogramme. Die Tomogramme sind Querschnittsbilder, die eine bestimmte Dicke und einen bestimmten Abstand zueinander aufwei sen. Sie bilden einen dreidimensionalen Raum ab, der durch ein rechtsdrehendes, rechtwinkliges Vektorsystem (e1, e2, e3) beschreibbar ist, siehe Fig. 1 und 2. Im Gegensatz zu den eingangs erwähnten Beispielen mit Koordinatensystemen werden hier der Einfachheit halber Vektoren verwendet. Die Vektoren (e1, e2) sind die Vektoren der jeweiligen Tomogrammebene. Der Vektor e3 steht senkrecht zu dieser Ebene. Vektoren werden im folgenden Text fettgedruckt, z. B. der Vektor a in Fig. 4. Im Vektorsystem des Tomographen ist der Vektor a mit den Komponenten (a1, a2, a3) der Ortsvektor des Punktes A.To plan the route of the operation, the tomograph generates tomograms that are parallel to each other. The tomograms are cross-sectional images that have a certain thickness and a certain distance from one another. They represent a three-dimensional space that can be described by a right-handed, right-angled vector system (e1, e2, e3), see FIGS. 1 and 2. In contrast to the examples with coordinate systems mentioned at the beginning, vectors are used here for the sake of simplicity. The vectors (e1, e2) are the vectors of the respective tomogram level. The vector e3 is perpendicular to this plane. Vectors are printed in bold in the following text, e.g. B. Vector a in FIG. 4. In the vector system of the tomograph, vector a with the components (a1, a2, a3) is the location vector of point A.

Zunächst wird die Lage des Rahmens im Tomographenvek torsystem beschrieben. Auf zwei parallelen Tomogram men, T1 und T2, werden jeweils beide Lokalisa tionselemente in Querschnittsansicht abgebildet. Das Zentrum der kreisförmigen Querschnittsansicht ist als Schnittpunkt zwischen Lokalisationselement und Tomo gramm definiert. Mit drei Schnittpunkten wird das Rahmenvektorsystem konstruiert. Es sind die Punkte A, B (Schnittpunkt des ersten Lokalisationselementes mit dem Tomogramm T1 bzw. T2) und C (Schnittpunkt des zweiten Lokalisationselementes mit T1).First, the location of the frame in the tomograph door system described. On two parallel tomograms men, T1 and T2, both become localis tion elements shown in cross-sectional view. The Center of the circular cross-sectional view is as Intersection point between the localization element and Tomo grams defined. With three points of intersection Frame vector system constructed. It's points A, B (intersection of the first localization element with the tomogram T1 or T2) and C (intersection of the second localization element with T1).

Mit den T1 und T2 ist die Lage der Schnittpunkte in der Bildebene (e1, e2) hinreichend beschrieben. Jedoch sind weder der Abstand zwischen den Tomogrammen T1 und T2 noch die Lage des Rahmens bezüglich der senkrecht zur Tomogrammebene verlaufenden Koordinate (e3) durch die Lokalisationseinrichtung charakterisiert. Zur Lösung dieser beiden Fragen ist im äußeren Rohr jedes Lokalisationselementes 1 und 2 eine Schraubenfläche vorgesehen, siehe Fig. 3. Die Schraubenflächen werden so in den Lokalisationselementen montiert, daß die Längsachse einer Schraubenfläche mit der Längsachse des entsprechenden Lokalisationselementes zur Deckung kommt. Die Schraubenflächen werden durch ein zweites Koordinatensystem, das Rahmenvektorsystem beschrieben. Es ist rechtwinklig und rechtsdrehend. Es wird durch die Vektoren (u, v, n) aufgespannt. Die Schrau benflächen weisen auf einer definierten Distanz k des in ihrer Längsachse verlaufenden Vektors u eine Eigenrotation ϕ von n nach v auf. Als Beispiel sei k 12 Zentimeter lang und führe eine Rotation ϕ um 180 Grad aus. Steht ein Lokalisationselement der Schraubenfläche senkrecht oder annähernd senkrecht zur Tomogrammebene, dann stellt sich die Schraubenfläche in Querschnittsansicht, wie in Fig. 3B gezeigt, als Strecke dar. Die Strecke wird von einem Kreis umgeben, der der Abbildung des Rohres entspricht. Die Strecke bildet mit dem Horizontalenvektor v des Rahmens einen Winkel κ. Dem oben genannten Beispiel folgend sei k = 0 cm, wenn κ = 0 Grad und k = 6 cm, wenn κ = 90 Grad, siehe Fig. 3C. Falls die Längsachse der Lokalisations elemente nicht senkrecht zur Tomogrammebene angeordnet ist und der Normalenvektor dieser Tomogrammebene in einem bestimmten Winkel ψ von n abweicht, dann verformt sich in der Querschnittsdarstellung der Kreis zu einer Ellipse und die gerade Strecke zu einer symmetrischen, s-förmigen Kurve, siehe Fig. 3D. Tritt dieser Fall auf, so kann die Lage der Vorrichtung leicht korrigiert werden. Die Abbildung der Schraubenlinie im Tomogramm dient also der einfachen Erkennung der Lage des stereotaktischen Rahmens.The position of the intersection points in the image plane (e1, e2) is adequately described with T1 and T2. However, neither the distance between the tomograms T1 and T2 nor the position of the frame with respect to the coordinate (e3) perpendicular to the tomogram plane are characterized by the localization device. To solve these two questions, a screw surface is provided in the outer tube of each localization element 1 and 2 , see FIG. 3. The screw surfaces are mounted in the localization elements in such a way that the longitudinal axis of a screw surface coincides with the longitudinal axis of the corresponding localization element. The screw surfaces are described by a second coordinate system, the frame vector system. It is right-angled and right-handed. It is spanned by the vectors (u, v, n). The screw surfaces have a self-rotation ϕ from n to v at a defined distance k of the vector u running in their longitudinal axis. As an example, let k be 12 centimeters long and rotate ϕ by 180 degrees. If a localization element of the screw surface is perpendicular or approximately perpendicular to the tomogram plane, the screw surface is shown as a distance in cross-sectional view, as shown in FIG. 3B. The distance is surrounded by a circle which corresponds to the image of the tube. The path forms an angle κ with the horizontal vector v of the frame. Following the above example, let k = 0 cm if κ = 0 degrees and k = 6 cm if κ = 90 degrees, see Fig. 3C. If the longitudinal axis of the localization elements is not arranged perpendicular to the tomogram plane and the normal vector of this tomogram plane deviates from n by a certain angle ψ, then the cross section in the cross-sectional representation deforms the circle into an ellipse and the straight line into a symmetrical, s-shaped curve, see Fig. 3D. If this occurs, the position of the device can be easily corrected. The depiction of the screw line in the tomogram thus serves to easily identify the position of the stereotactic frame.

Die ersten Aufgabe, die mit Hilfe der Schraubenfläche gelöst werden soll, die Bestimmung der Distanz zwi schen T1 und T2, ist für den Fall, in dem die Lokali sationselemente senkrecht zu den Tomogrammebenen T1 und T2 stehen, einfach. Die Distanz errechnet sich aus der Differenz von k1 und k2, die an den Schnittpunkten A bzw. B bestimmt werden.The first task with the help of the screw surface to be solved, the determination of the distance between T1 and T2, is for the case in which the local station elements perpendicular to the tomogram planes T1 and T2 stand, simple. The distance is calculated the difference of k1 and k2 at the intersections A or B can be determined.

Stehen die Lokalisationselemente nicht ganz genau senkrecht zu T1 und T2, dann berechnet sich die Di stanz zwischen zwei parallelen Tomogrammen folgendermaßen. Ein Lokalisationselement schneide das Tomogramm T1 im Punkt A mit (a1, a2, a3) und das Tomo gramm T2 in dem Punkt B mit (b1, b2, b3), wobei a3 die dritte Komponente aller auf T1 und b3 mit b3=0 die dritte Komponente aller auf T2 befindlichen Orts vektoren ist. Die Differenz (k2, k1) entspricht der Länge des Vektors a-b. Für die Bestimmung von a3 wird ein Hilfspunkt Y (a1, a2, 0) durch Projektion von A von T1 auf T2 gewonnen. Der Betrag von a3 zwischen T1 und T2 ist |a-y1|.
If the localization elements are not exactly perpendicular to T1 and T2, the distance between two parallel tomograms is calculated as follows. A localization element intersect the tomogram T1 in point A with (a1, a2, a3) and the tomogram T2 in point B with (b1, b2, b3), with a3 being the third component of all on T1 and b3 with b3 = 0 is the third component of all location vectors located on T2. The difference (k2, k1) corresponds to the length of the vector. To determine a3, an auxiliary point Y (a1, a2, 0) is obtained by projecting A from T1 to T2. The amount of a3 between T1 and T2 is | a-y1 |.

Die zweite Aufgabe, die mit Hilfe der Schraubenflächen gelöst werden soll, ist die Beschreibung des Ursprungs des Rahmenkoordinatensystems. Der Ursprung des Rahmenvektorsystems X ist durch den Schnittpunkt der Längsachse des Lokalisationselementes 1 und der Grundplatte 3 definiert, siehe Fig. 1. Vor der exakten Bestimmung des Ursprungs wird mit Hilfe der drei Schnittpunkte A, B und C das Rahmenvektorsystem (u, v, n) konstruiert.The second task to be solved with the help of the screw surfaces is the description of the origin of the frame coordinate system. The origin of the frame vector system X is defined by the intersection of the longitudinal axis of the localization element 1 and the base plate 3 , see FIG. 1. Before the exact determination of the origin, the frame vector system (u, v, n ) constructed.

Der zuerst gebildete Rahmenvektoren ist u, wobei u mit dem Vektor b-a des Tomographenkoordinatensystems übereinstimmt. Der Vektor n ist der Normalenvektor aus dem Vektorprodukt n = u.(c-a), siehe Fig. 1 und 4. Der Vektor v steht senkrecht zu u und n. Er wird durch mit dem Richtungsvektor vR , der sich aus dem Vektorprodukt vR = n.u ergibt und durch den Betrag |v|, der baulich bekannt ist und der Distanz zwischen den Lokalisationselementen des Rahmens entspricht, berechnet. Die Ebene (u, v) ist die Ebene zwischen den Lokalisationselementen, der Vektor n die Hauptrichtung des Operationsweges. Der Ursprung X des Rahmenvektorsystems entspricht dem Schnittpunkt A.The frame vector first formed is u, where u corresponds to the vector ba of the tomograph coordinate system. The vector n is the normal vector from the vector product n = u. (Ca), see FIGS. 1 and 4. The vector v is perpendicular to u and n. It is replaced by the direction vector vR which results from the vector product vR = nu results and is calculated by the amount | v |, which is known structurally and corresponds to the distance between the localization elements of the frame. The plane (u, v) is the plane between the localization elements, the vector n the main direction of the operation path. The origin X of the frame vector system corresponds to the intersection A.

Der Ausgangspunkt der Operation J liegt in der Ausgangsebene (u, v) zwischen den Lokalisations elementen. Der Ortsvektor von J wird vom Operateur festgelegt und ist sowohl durch das Tomographen vektorsystem (e1, e2, e3) als auch durch die Rahmen vektorsystem (u, v) beschreibbar, wobei λ und µ vom Operateur frei gewählt werden:
The starting point of operation J lies in the starting level (u, v) between the localization elements. The location vector of J is determined by the operator and can be described both by the tomograph vector system (e1, e2, e3) and by the frame vector system (u, v), with λ and µ being freely selectable by the operator:

j-a = λu + µv.j-a = λu + µv.

Der Zielpunkt Z mit dem Ortsvektor z des Tomographen vektorsystems wird ebenfalls sowohl durch das Tomo graphenvektorsystem als auch durch das Rahmenvektor system beschrieben:
The target point Z with the location vector z of the tomograph vector system is also described both by the tomograph vector system and by the frame vector system:

z = a + ρu + σv + τn,
z = a + ρu + σv + τn,

wobei
in which

sind.are.

Der Vektor z-j entspricht dem Operationsweg. Die Länge des Operationsweges ist:
The vector zj corresponds to the route of operation. The length of the surgical route is:

Nach Projektion von z-j auf die Ebene (v, n) wird der Winkel α zwischen z-j und v bestimmt.
After projecting zj onto the plane (v, n), the angle α between zj and v is determined.

Nach Projektion von z-j auf die Ebene (u, n) wird der Winkel β zwischen z-j und u bestimmt.
After projecting zj onto the plane (u, n), the angle β between zj and u is determined.

Der Operationsweg ist durch den Ausgangspunkt J, die Winkel α und β sowie die Punktionstiefe vollständig charakterisiert.The route of operation is through the starting point J, the Angle α and β as well as the puncture depth completely characterized.

Diese Berechnung erlaubt, den Operationsweg schräg durch mehrere Tomogrammebenen zu legen. Im einfachen Fall verläuft die Nadel innerhalb einer einzigen Tomogrammebene und nur ein Tomogramm wird zur Berechnung des Operationsweges verwendet, siehe Fig. 6. Voraussetzung ist, daß der Ausgangspunkt der Operation J und das Operationsziel Z in dieser Ebene liegen. Der Operationsweg kann dann abweichend von der oben genannten Lösung durch die Schnittpunkte A und B, den Ausgangspunkt J und den Zielpunkt Z berechnet werden.This calculation allows the operation path to be slanted through several tomogram planes. In the simple case, the needle runs within a single tomogram plane and only one tomogram is used to calculate the route of the operation, see FIG. 6. A prerequisite is that the starting point of the operation J and the operation target Z lie in this plane. In a departure from the solution mentioned above, the route of operation can then be calculated through the intersection points A and B, the starting point J and the target point Z.

Der Winkel γ (AJZ) wird berechnet nach:
The angle γ (AJZ) is calculated according to:

Technisch wird die Ausrichtung des chirurgischen Gerätes in der Ausgangsebene (u, v) durch die Verschiebungen von Führungseinrichtungen 3-7 umgesetzt. Zum einen ermöglicht ein Läufer 4 eine Verschiebung des Ausgangspunktes der Operation entlang v. Diese Funktion ist durch eine Schraube 5, die gegen die Grundplatte 3 drückt, arretierbar. Zum anderen kann durch eine Bohrung im Läufer 4 das Rohr 6 teleskopartig in Richtung u verschoben werden. Eine Nut des Rohres 6 und eine Rinne 4 in der Bohrung des Läufers verhindern eine Rotation des Rohres. Durch eine Schraube 7 im Läufer kann das Rohr 6 arretiert werden. Dieses weist eine Skalierung auf, die für den Ausgangspunkt den Betrag des Vektors u anzeigt.Technically, the alignment of the surgical device in the starting plane (u, v) is implemented by the displacements of guide devices 3-7 . On the one hand, a runner 4 enables the starting point of the operation to be shifted along v. This function can be locked by a screw 5 , which presses against the base plate 3 . On the other hand, the tube 6 can be telescopically displaced in the direction u through a bore in the rotor 4 . A groove of the tube 6 and a groove 4 in the bore of the rotor prevent the tube from rotating. The tube 6 can be locked by a screw 7 in the rotor. This has a scaling that indicates the magnitude of the vector u for the starting point.

Die Rotationen der Nadel um u und v werden konstruktionsbedingt folgendermaßen verwirklicht. Ein Rohr 8, das innerhalb des genannten Rohres 6 montiert ist, ermöglicht die Rotation der Nadel um u, wobei eine Skalierung am nadelfernen Ende des Rohres 6 den Rotationsgrad angibt und eine Schraube 9 eine Arretierung dieser Funktion ermöglicht. Die Rotation um v erfolgt durch eine Verschiebung des oberen Führungselementes 11 gegen das fest mit dem Rohr 8 verbundene untere Führungselement 10. Ein Nut (nicht gezeigt) verhindert die Rotation des oberen Führungselementes. An seinem nadelfernen Ende ist das obere Führungselement mit einer hülsenförmigen Schraube 12 verbunden, die frei gegen das Führungselement verdrehbar ist. Da die Schraube mit ihrem Gewinde am Rohr 8 faßt, kann das obere Führungselement teleskopartig gegen das Rohr herausgeschoben oder hereingezogen werden. Der Grad der Rotation ist an einer geeigneten Skala am nadelfernen Ende des Rohres 9 abzulesen. Die hülsenartige Schraube 12 ist so schwergängig, daß sie eine vorgenommene Einstellung trotz anderer Manipulationen am Apparat beibehält.The rotations of the needle around u and v are realized as follows due to the design. A tube 8 , which is mounted within said tube 6 , allows the needle to rotate by u, a scale at the end of the tube 6 remote from the needle indicating the degree of rotation and a screw 9 enabling this function to be locked. The rotation by v takes place by displacing the upper guide element 11 against the lower guide element 10, which is firmly connected to the tube 8 . A groove (not shown) prevents rotation of the upper guide element. At its end remote from the needle, the upper guide element is connected to a sleeve-shaped screw 12 which can be freely rotated against the guide element. Since the screw grips the pipe 8 with its thread, the upper guide element can be telescopically pushed out or pulled in against the pipe. The degree of rotation can be read on a suitable scale at the end of the tube 9 remote from the needle. The sleeve-like screw 12 is so stiff that it maintains an adjustment made despite other manipulations on the apparatus.

Die Nadel 13 selbst kann durch je ein Loch der Führungselemente 10, 11 vorgeschoben werden. Kleine Gummiringe (nicht gezeigt), die in die Löcher eingesetzt werden zentrieren die Nadeln verschiedener Stärke exakt in der Lochmitte und verhindern ein ungewolltes Verrutschen. Eine Skalierung auf der Nadel ermöglicht die Operationstiefe zu kontrollieren.The needle 13 itself can be advanced through a hole in each of the guide elements 10 , 11 . Small rubber rings (not shown) that are inserted into the holes center the needles of different sizes exactly in the center of the hole and prevent them from slipping unintentionally. Scaling on the needle enables the depth of the operation to be checked.

Die Operation wird folgendermaßen geplant und durch geführt. Vor der Operation wird der Patient bequem im Tomographen gelagert. Der stereotaktische Apparat wird auf den Patienten über das Operationsziel gelegt und mit Klebestreifen fixiert oder mit einem Gürtel am Patienten befestigt, wobei ein Gürtel zusätzlich ungewollte Atembewegungen einschränkt. Wichtig ist, daß der Apparat mit einem Spielraum von bis zu ca. 5 cm verschoben werden kann und doch genug Haftung am Patienten hat, um nicht ungewollt verlagert zu werden. Durch das Lichtvisier des Tomographen, das die Tomogrammebene darstellt, wird der stereotaktische Rahmen so plaziert, daß die Lokalisationselemente senkrecht oder annähernd senkrecht zur Tomogrammebene verlaufen. In einigen orientierenden Tomogrammen, die mit der herkömmlichen Röntgencomputertomographie nacheinander oder die mit der Spiral-Röntgencomputer tomographie oder der Kernresonanztomographie auf einmal aufgenommen werden, wird das Operationsziel auf einem Bildschirm des Tomographen oder eines peripheren Computers, zu dem die Bilder übertragen wurden, abgebildet. In einem Tomogramm wird der Zielpunkt markiert und seine Koordinaten gespeichert. Der Ausgangspunkt der Operation J wird durch den Operateur definiert. Wird ein Operationsweg durch ein oder mehrere Tomogramme gewählt, dann wird in zwei voneinander entfernt liegenden Tomogrammen T1 und T2 der Schnittpunkt der Lokalisationselemente und der Tomogramme durch Markierung per Hand oder durch eine Konturfindungsfunktion, die beide Lokalisations elemente umfährt und den Mittelpunkt der so gewonnenen Kreisfläche errechnet, oder durch eine Mustererkennung, die die Lokalisationselemente im Bild automatisch findet, bestimmt. Nach Berechnung des Operationsweges wird das Rahmenvektorsystem, der Operationsweg, sowie die Länge und die Winkel α und β in den Tomogrammen graphisch dargestellt. Der Operateur stellt darauf mit Hilfe der berechneten Werte den Ausgangspunkt und die Ausrichtung des chirurgischen Gerätes am Rahmen ein. Die restlichen Schritte der Operation werden in Sekundenschnelle durchgeführt.The operation is planned and carried out as follows guided. Before the operation, the patient is comfortably in the Tomographs stored. The stereotactic device will placed on the patient over the surgical goal and fixed with adhesive tape or with a belt on the Patients fastened with an additional belt restricts unwanted breathing movements. Important is, that the apparatus with a margin of up to approx. 5 cm can be moved and yet enough adhesion to Patient so as not to be unwanted to be relocated. Through the light sight of the tomograph, which the Represents the tomogram level, the stereotactic Frame placed so that the localization elements perpendicular or approximately perpendicular to the tomogram plane run. In some orientation tomograms that with conventional X-ray computer tomography one after the other or with the spiral x-ray computer tomography or nuclear magnetic resonance imaging Once recorded, the surgical goal will be on a screen of the tomograph or a peripheral Computer to which the images were transferred pictured. The target point is in a tomogram marked and its coordinates saved. Of the Operation J is started by the surgeon Are defined. If an operation path through a or multiple tomograms selected, then two Tomograms T1 and T2 lying apart from one another the intersection of the localization elements and the Tomograms by marking by hand or by a Contour finding function, both localization bypasses elements and the center of the so obtained Calculated circular area, or by a Pattern recognition, which is the localization elements in the image automatically finds, determines. After calculating the Operation path becomes the frame vector system that Operation path, as well as the length and the angles α and β represented graphically in the tomograms. Of the The surgeon places on it with the help of the calculated Evaluate the starting point and the orientation of the surgical device on the frame. The remaining Operation steps are done in a matter of seconds carried out.

In einem anschließend angefertigten Kontrolltomogrammen wird das chirurgische Gerät und das Ziel erneut abgebildet und die Lokalisations elemente, die jetzt möglicherweise an einer etwas anderen Position liegen, markiert. Vom Rahmen vektorsystem wird jedoch der Operationsweg, genauso wie er in der ersten Serie geplant worden ist, graphisch dargestellt. In diesen Tomogrammen vergleicht der Operateur die geplante und die tatsächliche Einstellung des chirurgischen Gerätes. In a subsequently made one Control tomograms will be the surgical device and the target mapped again and the localization elements that may now be on something other position, marked. From the frame however, the vector system becomes the way of surgery, just like as it was planned in the first series, represented graphically. In these tomograms the surgeon compares the planned and the actual setting of the surgical device.

Stimmen sie überein, dann kann er rasch das Gerät bis zum Ziel oder zumindest ein Stück weit vorschieben. Stimmen sie nicht überein, dann kann er durch Veränderung der Ausrichtung des Gerätes, durch Verlagerungen des Rahmens oder durch Atemkommandos so lange ausprobieren, bis die optimale Einstellung gefunden ist. Diese Vorgehensweise ermöglicht die Überprüfung der Einstellung und die Durchführung der Operation in einem Atemstillstand, da Bewegungs verlagerungen ausgeschaltet werden, wodurch hochpräzise Operationen im Körper ermöglicht werden.If they match, he can quickly move the device up to advance to the goal or at least a bit. If they do not match, then he can go through Change the orientation of the device by Displacements of the frame or by breath commands like that long try until the optimal setting is found. This procedure enables the Reviewing the setting and implementation of the Surgery to stop breathing because of movement shifts are eliminated, which high-precision operations in the body are made possible.

Claims

1. Localization and positioning device for planning and performing surgical interventions based on X-ray computer or nuclear magnetic resonance tomographic images; with a frame, at least one localization element and a positioning unit for aligning a surgical device to a surgical target, characterized in that in the localization element along its longitudinal axis there is at least partially a twisted surface made of a material which is visible in the tomogram along the longitudinal axis.

2. Device according to claim 1, characterized in that the Localization elements at least partially Are part of the frame.

3. Device according to claim 1, characterized characterized that the localization and Positioning device at least two in given distance parallel to each other running, elongated body.

4. The device according to claim 2, characterized characterized in that at least one of the parallel body than that Localization element is formed.

5. The device according to claim 3 or 4, characterized in that the two elongated Body connected with a cross strut are.

6. The device according to claim 5, characterized characterized in that the cross strut with the elongated bodies in the area of two adjacent ends of the loci station elements is connected.

7. The device according to at least one of claims 3 to 6, characterized in that the Positioning unit on the frame between the elongated bodies is arranged.

8. The device according to claim 7, characterized characterized in that the positioning unit on the Cross strut is attached.

9. The device according to claim 7 or 8, characterized characterized in that the positioning unit in Movable in the longitudinal direction of the cross strut is arranged.

10. Device according to one of the Claims 3 to 9, characterized in that the elongated body and the positioning unit in on a plane or on a curved surface are arranged.

11. Device according to one of the preceding Claims, characterized in that the Device consists of a material that at magnetic resonance imaging or X-ray computer tomography no interference generated.

12. Device according to one of the preceding Claims, characterized in that the individual elements of the device cavities possess that with suitable contrast substances are filled.

13. Device according to one of the Claims 3 to 10, characterized in that the elongated body at least partially are cylindrical.

14. Device according to one of the Claims 3 to 10 or 13, characterized in that the Positioning unit is designed so that the this attached surgical device through the Positioning unit along and / or around in the through the elongated body and the Positioning unit formed level Axis is slidable or rotatable.

15, device according to one of the preceding Claims, characterized in that the Positioning unit manually and / or automatically can be aligned.

16. Device according to one of the preceding Claims, characterized in that elements for determining the settings of the Positioning unit are provided.

17. Device according to one of the preceding Claims, characterized in that the Localization and / or the positioning unit visible scaling for angle and / or Have length determination.