-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Gebiet der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Vorrichtung
für die
Gewebeentnahme aus einem interessierenden Bereich in einem Körperteil
eines Patienten. Genauer bezieht sich die vorliegende Erfindung
auf eine Vorrichtung für
die Gewebeentnahme aus einem interessierenden Bereich in einem Körperteil
eines Patienten, wie einer Brust, wobei die Gewebeentnahme durch
stereotaktische Radiographie geführt
ist.
-
Beschreibung des Standes
der Technik
-
Stereotaktische,
mammographische Vorrichtungen wurden verwendet, um die dreidimensionalen Koordinaten
eines interessierenden Bereichs in einer Brust in bezug auf einen
Bezugs- bzw. Referenzpunkt auf den stereotaktischen Vorrichtungen
zu bestimmen. Die dreidimensionalen Koordinaten werden allgemein
für diagnostische
und chirurgische Verfahren verwendet und genauer, um das Ende eines Drahts,
die Spitze einer Biopsienadel oder die Spitze eines drehenden bzw.
rotierenden Schneidwerkzeugs in den interessierenden Bereich der
Brust einzusetzen. Drähte
werden allgemein verwendet, um einen Chirurgen zu dem interessierenden
Bereich zu führen,
um ein Teil davon oder vollständig
zu entfernen. Die Biopsienadel wird typischerweise verwendet, um
Zellen oder Gewebe aus dem interessierenden Bereich zu sammeln.
Das rotierende Schneidwerkzeug wird allgemein für eine Entfernung Gewebe von
dem interessierenden Bereich verwendet.
-
Ein
Beispiel einer stereotaktischen, mammographischen Vorrichtung ist
in U.S. Patent Nr. 5,289,520 beschrieben. Die kommerzielle Ausbildung
der in dem Patent beschriebenen und dargestellten Vorrichtung wurde
verwendet, um eine Biopsienadel in einen interessierenden Bereich
zu führen, um
Proben von Zellen und Gewebe zu erhalten. Auch wurde eine derartige
Vorrichtung verwendet, um drehbare bzw. rotierende chirurgische
Schneidinstrumente zu führen,
um Gewebe aus einem interessierenden Bereich zu entfernen.
-
Wie
dies in C. W. Putnam, "Techniques
of Ultrasonic Dissection in Resection of the Liver", Surgery, Gynecology & Obstetrics, Band
157, Seiten 474–478,
November 1983 beschrieben ist, umfassen Ultraschall absaugende Dissektoren,
wie der Cavitron Ultraschall chirurgische Aspirator, ein Handstück, welches
mit einer Steuer- bzw. Regelkonsole verbunden ist. Das Handstück enthält einen
wassergekühlten
magnetorestriktiven Transducer bzw. Meßwertaufnehmer bzw. Empfänger, welcher
eine hohle Titanspitze entlang ihrer Längsachse mit einer Frequenz
von etwa 23.000 Zyklen pro Sekunde aktiviert. Die Spitze des Handstücks wird
gespült
und eine Saugleitung ist mit der hohlen Spitze verbunden, um das
Irrigat bzw. Spülmittel,
Blut und Gewebefragmente abzusaugen. Das Instrument arbeitet durch
Ausbilden von Ultraschallvibrationen, welche selektiv Gewebe im
Verhältnis
zu seinem Wassergehalt brechen. Das gebrochene Gewebe wird über die
Saugleitung entfernt.
-
Typischerweise
sind chirurgische Ultraschall-Aspiratoren bzw. Absaugeinrichtungen
mit der Hand in einem offenen chirurgischen Verfahren gesteuert
bzw. geregelt, welches nicht minimal invasiv ist. Jedoch werden,
wie der oben genannte Artikel nahelegt, derartige Vorrichtungen
verwendet, da sie eine größere Differenzierung
zwischen den verschiedenen Arten von Gewebestrukturen zur Verfügung stellen,
die während
einem chirurgischen Verfahren, welche auf eine Leber gerichtet sind,
gefunden werden. Jedoch wurde bisher nicht geglaubt, daß eine chirurgische
Ultraschall-Absaugeinrichtung allgemein als ein minimal invasives
Werkzeug verwendet wurde, um Gewebe aus einem interessierenden Bereich
in einem Patientenkörperteil,
wie einer Brust, zu entfernen, noch wurde ein derartiges Werkzeug durch
eine stereotaktische, radiographische Vorrichtung geführt, um
Gewebe von dem interessierenden Bereich zu entfernen.
-
WO
98/40026 offenbart ein System zum Ausführen von Chirurgie, Biopsie
und Ablation eines Tumors oder einer anderen physikalischen Anomalie, umfassend
bzw. beinhaltend einen Körperteilhalter, eine
stereotaktische Abbildungseinrichtung, ein Benutzerinterface, eine
motorisierte bzw. angetriebene Gewebeentfernungs-Werkzeugführungsstufe,
ein Gewebeentfernungswerkzeug und eine Steuer- bzw. Regeleinrichtung.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Dementsprechend
ist es ein Hauptgegenstand der vorliegenden Erfindung, ein chirurgisches Ultraschallabsaugungs-Gewebeentfernungswerkzeug
zu einem interessierenden Bereich innerhalb eines Patientenkörperteils
zu führen.
-
Es
ist ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein Gewebeentfernungswerkzeug
innerhalb eines Volumens, das einen interessierenden Bereich innerhalb
eines Patientenkörperteils
umgibt, zu führen
und zu steuern bzw. zu regeln.
-
Diese
Ziele bzw. Gegenstände
werden zumindest teilweise durch Bereitstellen einer Vorrichtung
zur Gewebeentnahme aus einem Volumen erzielt, das einen interessierenden
Bereich innerhalb des Körperteils
eines Patienten umgibt, wie dies nachfolgend beansprucht ist. Diese
Vorrichtung umfaßt
einen Körperteilhalter,
der adaptiert ist, um den Körperteil
unbeweglich zu halten. Er definiert auch einen vorbestimmten Bezugspunkt
relativ zu dem unbeweglichen Körperteil.
Die Vorrichtung wendet eine stereotaktische Abbildungsanordnung
an, die eine Strahlungsübertragungsquelle,
die adaptiert ist, um Betätigungsinstruktionssignale
zu erhalten und den Körperteil
zu bestrahlen, und einen Strahlenempfänger aufweist, der adaptiert
ist, um Bildsignale entsprechend der von der Übertragungsquelle empfangenen
Strahlung zu übertragen,
die durch den Körperteil
hindurchtritt, um stereotaktische Bilder des gehaltenen Körperteils
und des interessierenden Bereichs darin zu erhalten. Die Vorrichtung
beinhaltet eine Anzeige, die adaptiert ist, um Anzeigesignale zu empfangen
und um stereotaktische Bilder des Körperteils und interessierenden
Bereichs darin entsprechend den empfangenen Anzeigesignalen anzuzeigen.
Ein Benutzerinterface, das adaptiert ist, um interaktiv einem Benutzer
zu ermöglichen,
eine Grenze um den interessierenden Bereich des angezeigten Körperteils
zu ziehen, stellt Grenzsignale zur Verfügung, die die Abmessungen und
den Ort davon um den interessierenden Bereich darstellen. Die Vorrichtung
beinhaltet auch eine motorisierte bzw. angetriebene Gewebeentfernungs-Werkzeugsführungsstufe,
die fähig
ist, sich relativ zu dem vorbestimmten Referenzpunkt zu bewegen.
Die Entfernungswerkzeugsführungsstufe
ist adaptiert, um Antriebssignale zu empfangen, um die Stufe zu
einer Position relativ zu dem vorbestimmten Referenzpunkt zu führen, und ist
weiters adaptiert, um Positionsanzeigesignale zur Verfügung zu
stellen, welche die Position der Stufe relativ zu dem vorbestimmten
Referenzpunkt anzeigen. Ein Gewebeentfernungswerkzeug ist durch
die Werkzeugsführungsstufe
gehalten. Das Gewebeentfernungswerkzeug hat ein fragmentierende
Spitze und Mittel zum Extrahieren und Entfernen von fragmentiertem
Gewebe aus der fragmentierenden Spitze. Die Vorrichtung ist durch
eine Steuer- bzw. Regeleinrichtung gerichtet bzw. gesteuert, die
adaptiert ist, um: Betätigungssignale
an die Steuerungsquelle zur Verfügung
zu stellen, um die Strahlungsquelle zu veranlassen, Strahlung zu übertragen;
Bildsignale von dem Strahlungsempfänger zu empfangen; Anzeigesignale
an die Anzeige basierend auf den empfangenen Bildsignalen zur Verfügung zu
stellen; Grenzsignale von dem Benutzerinterface zu empfangen; Grenzanzeigesignale
der Anzeige basierend auf den empfangenen Grenzsignalen zur Verfügung zu
stellen; die Größe und den
Ort eines Gewebeentfernungsvolumens relativ zu dem vorbestimmten
Referenzpunkt basierend auf den empfangenen Grenzsignalen zu berechnen;
Antriebssignale zu der motorisierten Führungsstufe zur Verfügung zu
stellen, um die Stufe zu steuern bzw. zu regeln, um sich zu einer Position
innerhalb des Gewebeentfernungsvolumens zu bewegen; und Positionsanzeigesignale
von der Führungsstufe
zu empfangen.
-
Andere
Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann
aus der folgenden detaillierten Beschreibung, offensichtlich werden
die im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen und Patentansprüche gelesen
wird, die angeschlossen sind.
-
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
Die
Zeichnungen, die nicht maßstabgemäß gezeichnet
sind, beinhalten:
-
1 ist ein schematisches
Diagramm der Vorrichtung zur Gewebeentnahme und zur Überwachung
des Gewebeentnahmeverfahrens
-
2 ist eine Seitenansicht
einer stereotaktischen Mammographienadel-Biopsievorrichtung zum
Führen
und Steuern eines chirurgischen ansaugenden Ultraschall-Gewebeentfernungswerkzeugs;
-
3 ist eine perspektivische
Ansicht einer Ultraschallansaugvorrichtung;
-
4A, 4B und 4C sind
eine Vorder-, Seiten- und schematische Draufsicht der Ansaugvorrichtung und
der Stufe;
-
5A und 5B sind schematische Illustrationen der
Ansaugeinrichtung und Stufe, die um einen Schwenkpunkt schwenkbar
ist;
-
6 ist ein Flußdiagramm
eines Verfahrens, das die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
einsetzt;
-
7A und 7B sind Draufsichten von linken und rechten
stereotaktischen Bildern einer Brust, enthaltend einen interessierenden
Bereich;
-
8 ist eine kombinierte perspektivische Ansicht
der geometrischen Beziehung der Grenzen, die um den interessierenden
Bereich gezogen sind, der in den stereotaktischen Bilder angezeigt
ist;
-
9 ist eine Draufsicht der
geometrischen Beziehung der Grenzen, die um den interessierenden
Bereich gezogen sind, die weiters die Ableitung des Gewebeentfernungsvolumens
darstellt; und
-
10 ist eine dreidimensionale
Darstellung der Sensoranzeigen gegen die Position des Entfernungswerkzeugs
als kartesische Koordinaten.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zur Gewebeentnahme von bzw.
aus einem Volumen, das einen interessierenden Bereich in einem Körperteil
umgibt. Während
die vorliegende Erfindung in dem Kontext einer verdächtigen
Verletzung bzw. Läsion
diskutiert wird, die innerhalb einer Brust enthalten ist, welche
zuvor durch mammographische Biopsieverfahren diagnostiziert wurde,
wird der Fachmann erkennen, daß die
vorliegende Erfindung an anderen Körperteilen enthaltend interessierende
Bereiche verwendet werden kann, in welchen Gewebe zu entfernen ist.
Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung wird zuerst diskutiert, gefolgt durch eine Diskussion
des Verfahren zu ihrer Verwendung.
-
Die Vorrichtung
-
Bezugnehmend
auf 1 besteht die Vorrichtung
für eine
Gewebeentnahme aus einem Volumen, das einen interessierenden Bereich
innerhalb des Körperteils
eines Patienten umgibt, aus zahlreichen Komponenten. Die Vorrichtung 10 umfaßt bzw. beinhaltet
einen Körperteilhalter 12,
der adaptiert ist, um einen Körperteil 14,
wie eine Brust, unbeweglich zu halten und um einen vorbestimmten
Bezugs- bzw. Referenzpunkt zu definieren. Sie beinhaltet auch eine
stereotaktische Abbildungsanordnung, die eine Strahlungsübertragungsquelle 16,
die adaptiert ist, um Betätigungs-
bzw. Operationsinstruktionssignale zu empfangen und den Körperteil 14 zu
bestrahlen, und einen Strahlungsempfänger 18 aufweist,
der adaptiert ist, um Bildsignale entsprechend der von der Übertragungsquelle 16 empfangenen
Strahlung zu übertragen,
die durch den Körper 14 hindurchtritt.
Die Abbildungsanordnung ist weiters adaptiert, um stereotaktische Bilder
des Körperteils 14,
der durch den Halter 12 gehalten ist, und des darin interessierenden Bereichs
zu erhalten.
-
Diese
Vorrichtung beinhaltet auch eine Anzeige 24, welche adaptiert
ist, um Anzeigesignale zu empfangen und stereotaktische Bilder des
Körperteils 14 und
eines interessierenden Bereichs darin entsprechend den empfangenen
Anzeigesignalen anzuzeigen bzw. abzubilden. Die Anzeige 24 kann eine übliche Videoanzeige
sein, die einen geeigneten Kontrast und eine räumliche Auflösungskapazität besitzt,
um eine Visualisierung des interessierenden Bereichs innerhalb des
Körperteils
zu ermöglichen.
-
Die
Vorrichtung ist weiters mit einem Benutzerinterface 26 versehen,
welches adaptiert ist, um es einem Benutzer zu ermöglichen,
interaktiv eine sichtbare Grenze um den interessierenden Bereich des
Körperteils 14 zur
Verfügung
zu stellen, der in jedem stereotaktischen Bild angezeigt ist. Ein
derartiges Interface kann beispielsweise eine Tastatur, Maus, ein
Joystick oder Trackball sein, welche(r) mit Steuer- bzw. Regelsoftware
wechselwirkt. Das Interface bzw. die Schnittstelle ermöglicht es
auch, daß ein
Grenzsignal, das die Abmessungen und Position der sichtbaren Grenze
repräsentiert,
für jede
Grenze ausgebildet wird, welche verwendet wird, um ein Gewebeentfernungsvolumen
zu berechnen, wie dies unten beschrieben werden wird.
-
Die
Vorrichtung beinhaltet weiters eine angetriebene bzw. motorisierte
Gewebeentfernungs-Werkzeugführungsstufe 28,
die fähig
ist, sich relativ zu dem vorbestimmten Referenzpunkt zu bewegen,
der durch den Halter 12 definiert ist. Das Entfernungswerkzeug
ist adaptiert, um Antriebssignale zu erhalten, um die Stufe 28 zu
einer oder mehreren Posi tion(en) relativ zu dem vorbestimmten Referenzpunkt
zu führen.
Die Stufe ist auch adaptiert, um Positionsanzeigesignale zur Verfügung zu
stellen, um die Position der Stufe relativ zu dem vorbestimmten Referenzpunkt
anzuzeigen, der durch den Halter 12 definiert ist.
-
Ein
Gewebeentfernungswerkzeug 30 ist durch die Werkzeugführungsstufe 28 gehalten.
Vorzugsweise hat das Gewebeentfernungswerkzeug eine fragmentierende
Spitze 32 und eine Leitung 34, um fragmentiertes
Gewebe von der Fragmentierungsspitze 32 zu extrahieren
oder zu entfernen.
-
Die
oben beschriebenen Komponenten der Vorrichtung sind durch eine Steuer-
bzw. Regeleinrichtung 36 gesteuert bzw. geregelt, welche
durch jeden kommerziell erhältlichen
Computer gebildet sein kann, der eine ausreichende Verarbeitungsgeschwindigkeit
und einen Speicher aufweist, wie einen Computer, der einen Intel
Pentium IITM Prozessor aufweist, der mit
300 MHz und 64 MBytes RAM arbeitet. Die Steuer- bzw. Regeleinrichtung 36 ist
adaptiert, um eine Anzahl von Funktionen der Vorrichtung zu koordinieren,
beinhaltend: Bereistellen von Betätigungssignalen zu der Strahlungsquelle 16,
um die Strahlungsquellen zu veranlassen, Strahlung zu übertragen;
Empfangen von Bildsignalen von dem Strahlungsempfänger 18;
Bereitstellen von Anzeigesignalen zu der Anzeige 24 basierend
auf den empfangenen Bildsignalen; Empfangen von Grenzsignalen, die
durch das Benutzerinterface 26 erzeugt bzw. ausgebildet
werden; Bereitstellen von Grenzanzeigesignalen zu der Anzeige 24 basierend
auf den empfangenen Grenzsignalen; Berechnen der Größe und des
Orts eines Gewebeentfernungsvolumens relativ zu dem vorbestimmten
Referenzpunkt, der durch den Halter 12 definiert ist, basierend
auf den empfangenen Grenzsignalen. Die Steuer- bzw. Regeleinrichtung stellt auch Antriebssignale
zu der motorisierten Führungsstufe 28 zur
Verfügung,
um die Stufe zu steuern bzw. zu regeln, um sich zu einer Position
innerhalb des berechneten Gewebeentfernungsvolumens zu bewegen,
und erhält
Positionsanzeigesignale von der Führungsstufe 28.
-
Eine
weiterentwickelte Ausbildung der vorliegenden Erfindung beinhaltet
einen entfernten Gewebesensor 38, der mit der Gewebeentfernungs-Werkzeugleitung 34 verbunden
ist. Extrahiertes Gewebe wird durch den Gewebesensor über die
Leitung 34 geführt.
Der Gewebesensor 38 ist adaptiert, um abzutasten bzw. zu
erfassen, ob das entfernte Gewebe eine detektierbare Markersubstanz
enthält,
welche in den Körperteil
mit der Intention injiziert wurde, das Gewebe in dem interessierenden
Bereich mit der detektierbaren Markersubstanz zu markieren. Der
entfernte Gewebesensor ist weiters adaptiert, um Abtastsignale zu
der Steuer- bzw. Regeleinheit 36 zur Verfügung zu
stellen, und ist außerdem
geeignet adaptiert, um derartige Signale von dem Gewebesensor zu
empfangen. Es ist bekannt, bestimmte radioaktive Isotope zu verwenden,
um Krebsgewebe zu markieren, da derartige Isotope dazu tendieren,
sich um derartiges Gewebe zu konzentrieren. So sollte unter der
Annahme, daß der
interessierende Bereich aus krebsartigem Gewebe besteht, das von
dem interessierenden Bereich entfernte Gewebe den Sensor 38 veranlassen
anzuzeigen, daß das
Gewebe in dem interessierenden Bereich war, aufgrund der hohen Konzentration
von radioaktiven Isotopen, die in dem entfernten Gewebe anwesend
bzw. vorhanden sind. Unter der Annahme, daß das Gewebe, das den interessierenden
Bereich umgibt, nicht karzinogen bzw. krebsartig ist und daher keine
Konzentration oder nur eine niedrige Konzentration an radioaktiven Isotopen
vorhanden ist, wird das Material, das um den interessierenden Bereich,
jedoch außerhalb
desselben, entfernt wird, typischerweise nicht durch den Gewebesensor 38 abgetastet,
wenn der Schwellwert für
den Sensor korrekt kalibriert ist.
-
Die
Vorrichtung kann mit einer optischen oder magnetischen Datenspeichervorrichtung 37 versehen
sein, welche die durch den Gewebesensor generierten Signale und
die eine Position anzeigenden Signale von der Stufe 28 speichern
kann. Die Daten können
von der Speichervorrichtung 37 durch die Steuer- bzw. Regeleinrichtung
wieder aufgerufen werden, um eine Karte des Gewebesensorsignals gegen
das Positionsanzeigesignal auszubilden und anzuzeigen.
-
2 illustriert eine liegende
stereotaktische Mammographievorrichtung, welche typischerweise für stereotaktische
mammographische geführte
Nadelbiopsien der Brust verwendet wird, und welche mit der vorliegenden
Erfindung verwendet werden kann. Eine detaillierte Beschreibung
der liegenden stereotaktischen Vorrichtung 10 kann im U.S.
Patent Nr. 5,289,520 gefunden werden. Die StereoGuideTM stereotaktische
Mammographievorrichtung, welche kommerziell von Trex Medical Corporation
erhältlich ist,
ist eine Vorrichtung, die unter den Konfigurationen und Prinzipien
arbeitet, die U.S. Patent Nr. 5,289,520 beschrieben sind.
-
Allgemein
hat die in 1 gezeigte
stereotaktische Vorrichtung eine stereotaktische Abbildungsanordnung,
umfassend eine Röntgenstrahlröhre 16 und
einen Bildempfänger 18,
der auf einem Abbildungsarm 42 festgelegt bzw. montiert
ist, der fähig ist,
sich relativ zu der Brust zu bewegen, um zwei stereotaktische Bilder
zur Verfügung
zu stellen. Die Vorrichtung hat einen Halter 12, um die
Brust unbeweg lich und komprimiert zu halten. Spezifischer umfaßt der Halter
bzw. die Halteeinrichtung 12 ein bewegliches Kompressionspaddel
bzw, eine -schaufel 44 und eine bewegbare Druck- bzw. Kompressionsplatte 46 und
diese definieren einen vorbestimmten Bezugs- bzw. Referenzpunkt
um die Brust 14.
-
Die
Konfiguration der in 1 dargestellten bzw.
illustrierten stereotaktischen Vorrichtung ist in der vorliegenden
Erfindung aufgrund der Bildaufnahmevorteile bevorzugt, die aus der
relativen Konfiguration des Abbildungsarms und des Kompressionsarms
resultieren. Eine derartige vorteilhafte Konfiguration ist in U.S.
Patent Nr. 5,289,250 und U.S. Patent Nr. 5,594,769 beschrieben.
Jedoch können
andere stereotaktische Mammographie-Biopsievorrichtungen, beinhaltend
sowohl aufgerichtete als auch liegende, unter Verwendung anderer
Abbildungs- und Kompressionskonfigurationen auch verwendet werden.
Ein Beispiel von derartigen anderen Konfigurationen können in
Ericson, U.S. Patent Nr. 4,727,565 mit dem Titel "Method of Localization" gefunden werden.
-
Die
stereotaktische Vorrichtung 10, die in 1 illustriert ist, enthält eine
motorisierte Führungsstufe 28,
welche für
die Zwecke der vorliegenden Erfindung adaptiert sein bzw. werden
kann. Typischerweise wird die Stufe zum Führen eines Biopsienadelinstruments
oder eines drehenden bzw. rotierenden Schneidwerkzeugs verwendet,
das in dem Halter 48 gehalten ist, welcher geeignet zum
Halten von derartigen Vorrichtungen adaptiert ist. Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann der Halter 48, falls erforderlich, modifiziert
sein, um ein chirurgisches Ultraschall-Ansaug-Gewebeentfernungswerkzeug in einer Weise
zu halten, in wel cher die Spitze eines derartigen Werkzeugs zu einem
interessierenden Bereich bzw. Bereich von Interesse innerhalb einer Brust
geführt
werden kann, die, wie illustriert, in der stereotaktischen Vorrichtung
pendelnd vorhanden ist. In dem Fall des Ultraschallansaugwerkzeugs,
das in 3 dargestellt
ist, wie dies später
diskutiert werden wird, muß der
Halter so hergestellt sein, daß er nicht
mit der Werkzeugbetätigung
wechselwirkt bzw. diese beeinflußt.
-
3 illustriert ein kommerziell
verfügbares Ultraschallgewebeansaugungs-Entfernungswerkzeug 50,
das durch Valleylab, Inc. hergestellt ist und unter der Marke CUSATM verkauft wird. Das Werkzeug umfaßt einen
Transducer 52, der durch eine elektrische Spule 54 umgeben
ist. Die Spule veranlaßt
den Transducer und die Spitze 32 davon, bei Ultraschallfrequenzen
zu vibrieren. Das Werkzeug beinhaltet auch eine Spül- bzw.
Irrigationsleitung 58, um eine Spülung an der Spitze 32 zur
Verfügung
zu stellen, und die Ansaugleitung 34, welche eine Ansaugquelle
zur Verfügung
stellt, um Gewebefragmente zu entfernen, die an oder nahe der Spitze 32 angeordnet sind.
Wie dies oben beschrieben ist, kann die Leitung 34 mit
dem Gewebesensor 38 verbunden sein. Entferntes Gewebe in
der Leitung 34 kann durch den Sensor hindurchgeführt werden,
um zu bestimmen, ob das von dem interessierenden Bereich entfernte Gewebe
als solches Gewebe eine markierende bzw. Markersubstanz enthält, die
durch den Sensor detektiert werden kann. Während das CUSATM Ultraschall-Gewebeansaugungs-Entfernungswerkzeug hier
diskutiert wurde, wird der Fachmann erkennen bzw. schätzen, daß andere
Konfigurationen von Ultraschall-Gewebeansaugungs-Entfernungswerkzeugen
auch für
die Zwecke der vorliegenden Erfindung arbeiten werden. Auch wird
der Fachmann erkennen, daß andere
Arten von Gewebeentfernungswerkzeugen in der vorliegenden Erfindung
angewandt bzw. eingesetzt werden können.
-
4A, 4B und 4C.
sind eine Seiten-, Vorder- und schematische Draufsicht der Ansaugeinrichtung
und der Stufe, die die X-, Y- und Z-Richtungen der orthogonalen
Bewegung der Stufe 28 und des Ultraschall-Gewebeansaugungs-Entfernungswerkzeugs 30 illustrieren. 5A und 5B illustrieren, daß die Stufe 28 weiters,
falls dies gewünscht
ist, um einen beliebig ausgewählten
Schwenkpunkt 60 der Ansaugeinrichtung verschwenkt werden
kann.
-
Das Verfahren
-
Das
Verfahren zum Entfernen von Gewebe von bzw. aus einem Volumen, das
einen Bereich von Interesse innerhalb des Körperteils eines Patienten umgibt,
umfaßt
zahlreiche Stufen, welche weiter unten unter allgemeinem Bezug auf 6 beschrieben werden. In
dem Verfahren 100 ist der erste Schritt (Schritt 102)
ein Körperteil
eines Patienten zu halten, der einen interessierenden Bereich darin
aufweist. Ein derartiges Halten bildet auch einen vorbestimmten
Referenzpunkt für
die Vorrichtung aus.
-
Der
nächste
Schritt (Schritt 104) des Verfahrens ist es, stereotaktische
Bilder des Körperteils 14, enthaltend
den interessierenden Bereich 15 darin, zu erhalten. Diese
Stufe bzw. dieser Schritt wird in einer üblichen Weise, beispielsweise
wie es in U.S. Patent Nr. 5,289,520 beschrieben ist, durchgeführt. Sobald die
Bilder erhalten sind, werden sie angezeigt (Schritt 106),
wie dies in 7A und 7B illustriert ist, gemeinsam
mit dem Bezugspunkt 17.
-
Wie
dies weiters in 6, 7A und 7B erläutert ist, wird über das
Benutzerinterface eine Grenze 62a, 62b interaktiv
um den interessierenden Bereich 15 angeordnet (Schritt 108),
der auf jedem angezeigten stereotaktischen Bild 64a, 64b aufscheint.
Bezugnehmend auf 6, 8 und 9 berechnet die Steuer- bzw. Regeleinrichtung 20 die
Größe und den
dreidimensionalen Ort eines Gewebeentfernungsvolumens 66,
das den interessierenden Bereich 15 umgibt, relativ zu
dem vorbestimmten Referenzpunkt basierend auf dem Ort, der relativen
Geometrie und den Abmessungen der Grenzen 62a, 62b.
Der dreidimensionale Ort des Entfernungsvolumens wird in einer üblichen
Weise zum Berechnen der Position eines interessierenden Bereichs,
der in stereotaktischen Bildern aufscheint, relativ zu dem Referenzpunkt 17 berechnet,
der in den Bildern aufscheint. Eine Beschreibung von derartigen
Berechnungen ist in U.S. Patent Nr. 5,289,520 zur Verfügung gestellt.
-
Die
Abmessungen des Entfernungsvolumens 66 sind bzw. werden
durch die Buchstaben a, b, c in 8 und 9 definiert. Wie dies in 9 illustriert ist, werden
die Abmessungen a und b durch Zeichnen eines rechteckigen Umfangs
bzw. Rands um die kreuzenden Diagonalen abgeleitet, die durch die
Grenzen 62a, 62b gebildet sind, wenn die perspektivische
Ansicht von 8 von oben
wie in 9 gesehen wird.
Die Abmessungen a und b werden in Übereinstimmung mit den Abmessungen
der Grenzen 62a, 62b, die um den interessierenden
Bereich gezeichnet sind, und den Winkel (Alpha) variieren, der für die stereotaktische
Abbildung verwendet wurde. Die Abmessung c ist die Höhe der Grenzen,
welche in Übereinstimmung
mit den Abmessungen der Grenzen variieren wird, die um den Bereich
von Interesse gezeichnet sind. Das Verfahren nimmt vorzugsweise
an, daß die
Abmessungen der Gren zen 62a, 62b, die über den
interessierenden Bereichen in den entsprechenden stereotaktischen
Bilder 64a, 64b angeordnet sind, dieselben sind.
Dies wird den Effekt eines Vereinfachens und Beschleunigens der Berechnungen
haben. Jedoch ist diese Annahme nicht absolut erforderlich für den Zweck
der vorliegenden Erfindung. Auch wurden die Grenzen 62a, 62b illustriert,
daß sie
quadratisch sind. Jedoch wird der Fachmann nun erkennen, daß die Grenzen 62a, 62b nicht
quadratisch in der Form sein müssen,
sie könnten
beispielsweise rechteckig, kreisförmig oder elliptisch sein,
und die Form des berechneten Entfernungsvolumens 66 wird
sich dementsprechend ändern,
da seine Abmessungen und Form durch die Abmessungen und Form der
Grenzen 62a, 62b diktiert sind.
-
Wie
dies weiters in 6 dargestellt
ist, ist der nächste
Schritt (Schritt 110) ein Halten einer Spitze eines Gewebeentfernungswerkzeugs
relativ zu dem vorbestimmten Referenzpunkt und ein derartiger Schritt
wird durch ein Bewegen der Spitze des Gewebeentfernungswerkzeugs
(Schritt 112) innerhalb des Gewebeentfernungsvolumens 66 gefolgt, um
Gewebe aus dem Gewebeentfernungsvolumen zu entfernen. Falls gewünscht, kann
der interessierende Bereich 15 mit einem radioaktiven Isotop
markiert werden und die Entfernung von einem derartigen Gewebe kann überwacht
werden (Schritt 114), um eine dreidimensionale Karte des
Gewebeentfernungsverfahrens gegen Koordinaten der Spitze des Gewebeentfernungswerkzeugs
zu entwickeln, welche aus der Kenntnis der Position der Spitze relativ zu
der Führungsstufe
und der Führungsstufenposition
abgeleitet ist bzw. wird.
-
Eine
exemplarische bzw. beispielhafte Karte 70 von einem derartigen
Schritt ist in 10 illustriert.
Ein dreidi mensionales Muster 72 gegen die orthogonalen
Koordinaten der Spitze des Gewebeentfernungswerkzeugs ist aufgezeichnet.
Das Muster besteht aus einer Mehrzahl von Punkten, die anzeigen,
daß der
Gewebesensor das markierte Gewebe detektiert hat oder das Gewebe
nicht detektiert hat. Das Muster stellt ein Bild der Ergebnisse
von dem chirurgischen Gewebeentfernungsverfahren zur Verfügung.
-
Es
wird derart gesehen werden, daß die
Ziele und Vorteile, die oben ausgeführt wurden, und jene, die aus
der vorhergehenden Beschreibung offensichtlich gemacht werden, effizient
erreicht werden und, da bestimmte Änderungen an der obigen Konstruktion
ausgeführt
werden können,
ohne von dem Rahmen der Erfindung abzugehen, ist es beabsichtigt,
daß das
in der obigen Beschreibung enthaltene Material oder in den beiliegenden
Zeichnungen enthaltene Material daher als erläuternd bzw. illustrativ und
nicht in einer einschränkenden
Weise interpretiert werden soll. Es ist zu verstehen, daß die Erfindung
durch die folgenden Ansprüche
definiert ist.