WO2009052818A1 - Marking for surgical instruments and implants - Google Patents

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WO2009052818A1
WO2009052818A1 PCT/DE2008/001774 DE2008001774W WO2009052818A1 WO 2009052818 A1 WO2009052818 A1 WO 2009052818A1 DE 2008001774 W DE2008001774 W DE 2008001774W WO 2009052818 A1 WO2009052818 A1 WO 2009052818A1
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marking
surgical instruments
spiral
balloon
implants
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PCT/DE2008/001774
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Franz Herbst
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Franz Herbst
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61M2025/0008Catheters; Hollow probes having visible markings on its surface, i.e. visible to the naked eye, for any purpose, e.g. insertion depth markers, rotational markers or identification of type

Definitions

  • the present invention relates to a marker for surgical instruments and implants, in particular for a dilation balloon in PTCA catheters for dilatation of stenoses in the vascular system and also for a stent.
  • An insufficiently solved problem in minimally invasive surgery or surgery is the lack of visibility of an implant if it does not have sufficient X-ray contrast during or after implantation and it is not possible for the surgeon to observe the implant directly, but only with indirect methods such.
  • Computed tomography allows X-rays to visualize the implant during and after implantation as long as the implant has sufficient X-ray contrast. If this contrast is minimal, e.g. in the case of very thin or small plastic implants or implants, the surgeon is dependent on radiopaque markers located on or in the implant, so that localization of the implant via these markers is possible. Typically, these markers are made from highly radiopaque metals, e.g. Platinum or gold.
  • these radiopaque markers are sufficient, but for implants or procedures such as stents or dilatation catheters to open stenoses, these markers are completely inadequate or nonexistent.
  • the cardiologist must rely on his many years of experience here and in the case of a stent implantation on the weak radiopaque contrast of the metallic implant.
  • a pure balloon dilatation for the opening of a stenosis only small radial or longitudinal movements are involved
  • the catheter shaft or on the dilatation balloon attached radiopaque marker provided by the cardiologist can close the position of the balloon in the blood vessel indirectly.
  • a direct visualization of the dilatation balloon is not possible because it is based on a polymer that does not have any radiopaque properties.
  • these markers are applied to the shaft in radial or longitudinal form, which allow localization of the catheter but do not give any information as to which three-dimensional spatial arrangement the object to be observed has ,
  • the so-called balloon dilation describes a procedure in which vessels are widened. Specifically, a stenosis is usually diagnosed by the addition of contrast agents.
  • a dilatation catheter is guided to the stenotic areas via the lumen of the vessel.
  • the dilatation catheter usually has an expandable balloon at the distal end, which is usually made of a high strength polymer such as nylon.
  • the dilatation balloon can be expanded to a predetermined maximum dilation diameter. To do this, it is pressurized and inflated from the proximal end of the catheter via a lumen in the catheter shaft with a fluid.
  • Radiopaque markers at each end of the balloon allow the cardiologist to determine where the balloon is at the moment. These radiopaque markers are usually not applied to the balloon, but on the catheter shaft, which leads pressure-tight through the balloon. Typically, the markers consist of two concentric strips of radiopaque material disposed about the catheter and attached to the distal and proximal ends of the balloon. They thus mark the balloon volume available for dilatation. A major disadvantage of this mark is that after inflation of the balloon, no statement can be made as to whether the balloon is actually inflated and, if so, how strong that inflation is. Likewise, no statement can be made as to whether the balloon is completely concentrically inflated or whether there are areas in the open stenosis that could not be fully opened.
  • the attending physician is blind at this moment and can not tell if the dilatation was successful. Even after the treatment and application of a contrast medium into the vessel, it can not be said with certainty whether the vessel is completely open or whether there are areas that have not been opened.
  • the reason for the failure of this method is that an X-ray computer tomograph provides a two-dimensional image and there is not enough data to convert it to a three-dimensional image of the stenosis. It is possible that the stenosis appears open in the X-ray, but in reality it still has spots that have not been opened.
  • EP0244818B1 also proposes a radiopaque means having a radiopaque ring member peripherally formed on the catheter to intersect an axial or axial direction of the catheter, the ring member being provided with a portion having no or less radiopacity extends in the axial direction of the catheter. It describes a marker on catheters that do not have a balloon portion that is dilatable.
  • the disadvantage of this embodiment described in EP0244818B1 is that it is not possible to detect even small distortions, since only a discontinuous correlation of the analytical elements is described here. An exact statement about Distorsionen with recordings (pictures), which were generated directly perpendicularly to the radiation source, is not possible. The ring elements appear only as rectangles.
  • the present invention has for its object to provide an optimal arrangement of a computer tomography, fluoroscopy or otherwise two-dimensional mapable marking on medical instruments and implants, in particular dilatation onskathetern, catheters and stents.
  • the mark must not alter the mechanical behavior of the medical instrument or implant.
  • the evaluation of the individual marking positions with the aid of an algorithm should make it possible to calculate an exact three-dimensional image of the medical instrument or implant, insofar as a clear statement can be made as to whether the marking or a part thereof is located on the Observer facing side or opposite side is located.
  • the marking for surgical instruments and implants for realizing a three-dimensional visualization from a computer tomographic, fluoroscopic or otherwise created two-dimensional image on the surgical instrument or implant circumferentially symmetrical Using an algorithm that evaluates the space-specific data from the mark and appearance present on the surgical instrument or implant can provide an accurate and accurate result Three-dimensional representation can be calculated from a two-dimensional computer tomographic or other kind of mapping.
  • the invention makes it possible to observe a direct observation of the inflation process during the treatment by means of a special arrangement of the marker, for example on a balloon membrane, and to make a statement as to how far the balloon was able to open the stenosis and possibly where Still stenotic areas are present, which were not open.
  • a simple view of positioning The marking on the balloon allows the cardiologist to make a statement about the extent to which the stenosis could be opened or not.
  • a dilatation balloon coated in the form of the proposed marker is also suitable as a carrier for a stent.
  • stents are poorly radiopaque and their structure is difficult to detect after dilatation in the vessel.
  • a radiopaque balloon if a stent is dilated with the help of a radiopaque balloon, the same effects as in the case of the mere dilatation of a balloon come into play.
  • the radiopaque marker directly on the stent surface or into the stent. This makes it possible to accurately locate the stent during its implantation.
  • the stent can be observed at any time throughout its lifetime and it can be determined whether structural problems of the stent occur and where these areas are located in the stent.
  • the proposed mark can be applied to all medical instruments, which are constructed of tubular structures, and determine the exact positioning of these devices in the body by computer tomographic evaluations. It is e.g. possible to track the exact course of a catheter shaft from the proximal to the distal end. Each type of catheter can be marked in this way radiopaque and is therefore easy to track visually.
  • the symmetrically arranged marking is applicable to medical instruments or implants of any shape and size.
  • the object can also be labeled with a grid of radiopaque markers such as spirals, polygons, marker lines, points or combinations are symmetrically coated.
  • the medical instrument or implant becomes directly visible by analysis of these markers in the manner described above. By analyzing the angles and the structure of the polygons or marking lines, a three-dimensional image can be generated.
  • a three-dimensional image of the stenosis can be generated by analyzing the point distances to one another.
  • the marking in a radiopaque embodiment can be made of a wide variety of materials.
  • materials mainly the following elements or their chemical derivatives are used: barium, hafnium, tantalum, tungsten, rhenium, osmium, iridium, platinum, gold, lead, and bismuth.
  • barium, hafnium, tantalum, tungsten, rhenium, osmium, iridium, platinum, gold, lead, and bismuth are used.
  • the marking is not limited to being radiopaque, it can also be made of any other material that allows to create a contrast image or the like, which is subsequently represented in an image.
  • Applications of fluorescence and luminescence labeling are conceivable, but by no means limited to these.
  • FIG. 1 shows a PTCA dilatation catheter 3 with dilatation balloon 2 and a circumferential symmetrical marking 1 in the form of a clockwise helical helix (also referred to below as spiral), FIG.
  • FIG. 2 shows a PTCA dilatation catheter 3 with a circumferential symmetrical marker 1 in the form of a double helix
  • FIG. 3 shows an image of an encircling symmetrical marking 1 in the form of a clockwise helix without distortions 8.
  • the left end 7 of the clockwise spiral spiral 1 with the spiral spiral segment 13 faces the observer and lies above the spiral axis 6.
  • the spiral spiral segment 14 is the observer turned away and lies below the spiral axis 6,
  • FIG. 7 shows an image of an encircling symmetrical marking 1, wherein the object is coated with a marking network of polygons 15 (here: triangles) 15,
  • FIGS. 11a-d shows an image of a dilatation balloon 2 with markings I as in FIGS. 11a-d, with respectively front and back side stenosis 8.
  • the symmetrically arranged marker 1 in a preferred embodiment in the form of a spiral, which is here applied to the expanded balloon surface of a dilatation balloon 2 of radiopaque material and winds from the distal to the proximal end of the balloon 2.
  • FIG. 2 and 2a show a symmetrically arranged marking 1, which has the shape of a double helix.
  • FIG. 2a further optical intersections 4 of the double helix are visible meet at a certain angle 5.
  • These angles 5 will change if there is a distortion 8 of the double helix.
  • the analysis accuracy of the overall picture is thereby increased.
  • Introducing a triple helix results in further optical intersections 4 and angles 5.
  • the spiral appears in a two-dimensional image, in the case of a completely symmetrical opening of the dilatation balloon 2, as a symmetrical zigzag line with alternating angles which are completely identical.
  • Angle 5 depends on the slope of Spiral and the diameter of the balloon 2 open and precisely set by this geometry in advance. From the data of the resulting angles 5, as well as from the data of the balloon diameter and a possible distortion of the zigzag line, it can be seen exactly whether the balloon 2 is symmetrically opened or there are areas which have not been opened and what these areas look like. Using an algorithm, an accurate three-dimensional image of the opened balloon 2 can be calculated by correlating this data.
  • the distal end of the spiral is located on the to the viewer facing side on the balloon surface.
  • the distal start of the spiral is located on the side of the balloon 2 facing away from the observer. Exact analysis of the start of the zigzag line reveals how the dilatation balloon 2 spatially is placed.
  • a three-dimensional image of the stenotic vessel can be calculated, which consists solely of the analysis of the data such as balloon diameter, zigzag twist, torsion of the zigzag angle, length of a half zigzag line and analysis of the start of the zigzag line of links or Right beginning, based.
  • FIGS. 8-10 show further preferred exemplary embodiments of symmetrically arranged markings 1 on a PTCA dilatation catheter 3 with dilatation balloon 2, which reveal a clear placement of the surgical instrument and implant.
  • the markers 1, the catheter 3 and the balloon 2 from bottom left to top right are on the one, whereas the bottom left to right above the viewer facing side, whereas the left from top to bottom right markings are arranged on the side facing away from the viewer of the catheter 3.
  • a clear assignment of the front and rear sides of the dilatation catheter 3 can be made and the degree of distortion (distortion) calculated and evaluated on evaluation of the occurring real and visual distortions of the marking lines and their geometrical position 3 dimensional image are built.
  • FIGS. 9-10 A further advantageous embodiment of the dilatation catheter 3 shown in FIGS. 9-10 provides for arranging longitudinally and parallelly extending markings 1, each of which has recesses 16 on the inside. As shown in Figs. 9 and 10, these lobes 16 may have a variety of shapes and orientations that enable one to make a directional statement as to the inserted catheter or other surgical instruments and implants.
  • FIGS. 11a-12d and 12 show images of a dilatation balloon 2 with circumferentially symmetrically arranged markings 1 with different characteristics, as has already been shown in FIG. 8, the markings 1 arranged at the rear being punctiform.
  • Marking 1 as shown in FIGS. 11a-d and 12, whose marking lines 1 point longitudinally to the axis of the dilatation balloon 2 and which are each offset by the value x on the left and right sides, have the advantage that a continuous negative of FIG Stenosis 8 images on the marking lines.
  • a spiral there is a discontinuous mapping, since only certain spiral segments, which are indeed in interaction with each other, but spatially separated from each other, allow a negative imaging of the stenosis 8.
  • a marker line 1 as in the latter case, there is no spatial separation within the affected by the stenosis 8 points. This results in a finer resolution and a better negative impression of the stenosis 8.
  • FIG. 11a-d and 12 whose marking lines 1 point longitudinally to the axis of the dilatation balloon 2 and which are each offset by the value x on the left and right sides, have the advantage that a continuous negative of FIG Stenosis 8 images on the marking lines.
  • a spiral there is a discontinuous mapping,
  • FIGS. 11a-d and 12 a dilatation balloon 2 with respectively front and back side 8 is illustrated for clarification. Recognizable in FIGS. 11a-d and 12 are the optical angles 17 at the visual intersections of the front and rear markings 1, and also the optical changes of the marking distances / distortions 18.
  • the marking 1 according to the invention is not limited in its execution to the above-mentioned preferred embodiments. Rather, a variety of design variations are possible, which make use of the solution shown even with fundamentally different type of execution. List of reference numbers:

Abstract

The present invention relates to a marking (1) for surgical instruments and implants - in particular for a dilation balloon (2) in PTCA catheters (3) for the dilation of strictures in the vascular system and furthermore for a stent, to achieve three-dimensional visualization of a two-dimensional recording of the marking (1), produced by computer tomography, fluoroscopy or in some other way, by means of an algorithm, which evaluates the space-specific data from a marking (1) present on the surgical instrument (3) or implant and the appearance thereof, characterized in that the marking (1) is arranged symmetrically around the surgical instrument (3) or the implant.

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION
Markierung für chirurgische Instrumente und ImplantateMarking for surgical instruments and implants
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Markierung für chirurgische Instrumente und Implantate, insbesondere für einen Dilatationsballon bei PTCA-Kathetern zur Dilatation von Stenosen im Gefäßsystem sowie ferner für einen Stent.The present invention relates to a marker for surgical instruments and implants, in particular for a dilation balloon in PTCA catheters for dilatation of stenoses in the vascular system and also for a stent.
Ein nicht ausreichend gelöstes Problem in der minimal invasiven Chirurgie oder Chirurgie ist die mangelnde Sichtbarkeit eines Implanta- tes, wenn dieses nicht einen ausreichenden Röntgenkontrast während oder auch nach der Implantation besitzt und es dem Chirurgen nicht möglich ist, das Implantat direkt zu beobachten, sondern nur mit indi- rekten Methoden wie z. B. der Computertomographie. Die Computertomographie ermöglicht mit Hilfe von Röntgenstrahlen eine Visualisierung des Implantates während und nach der Implantation, solange das Implantat einen ausreichenden Röntgenkontrast besitzt. Ist dieser Kontrast nur minimal wie z.B. bei sehr dünnen oder kleinen metalli- sehen Implantaten oder Implantaten aus Kunststoffen, so ist der Chirurg auf radiopaque Marker angewiesen, die sich auf oder in dem Implantat befindet, so dass eine Lokalisation des Implantates über diese Marker möglich ist. In der Regel sind diese Marker aus hoch röntgendichten Metallen hergestellt, wie z.B. Platin oder Gold.An insufficiently solved problem in minimally invasive surgery or surgery is the lack of visibility of an implant if it does not have sufficient X-ray contrast during or after implantation and it is not possible for the surgeon to observe the implant directly, but only with indirect methods such. As the computed tomography. Computed tomography allows X-rays to visualize the implant during and after implantation as long as the implant has sufficient X-ray contrast. If this contrast is minimal, e.g. in the case of very thin or small plastic implants or implants, the surgeon is dependent on radiopaque markers located on or in the implant, so that localization of the implant via these markers is possible. Typically, these markers are made from highly radiopaque metals, e.g. Platinum or gold.
Bei einigen Implantaten sind diese röntgendichten Marker völlig ausreichend, bei Implantaten oder Prozeduren wie z.B. Stents oder Dilatationskathetern zur Öffnung von Stenosen sind diese Marker völlig unzureichend oder gar nicht vorhanden. Der Kardiologe muss sich hier auf seine langjährige Erfahrung verlassen und im Falle einer Stentimplantation auf den schwachen röntgendichten Kontrast des metallischen Implantates. Im Falle einer reinen Ballondilatation zur Öffnung einer Stenose sind hier nur kleine radial oder longitudinal um den Katheterschaft oder auf dem Dilatationsballon angebrachte röntgendichte Marker vorgesehen, durch die der Kardiologe auf die Position des Ballons im Blutgefäß indirekt schließen kann. Eine direkte Visualisierung des Dilatationsballons ist nicht möglich, da dieser auf einem Polymer besteht, das keinerlei röntgendichte Eigenschaften besitzt. Bei Kathetern, die nicht zur Dilatation eingesetzt werden, sind diese Marker auf dem Schaft in radialer oder longitudinaler Form aufgebracht, die es erlauben, eine Lokalisation des Katheters vorzunehmen, aber keinerlei Information darüber geben, welche dreidi- mensionale räumliche Anordnung das zu beobachtende Objekt hat.For some implants, these radiopaque markers are sufficient, but for implants or procedures such as stents or dilatation catheters to open stenoses, these markers are completely inadequate or nonexistent. The cardiologist must rely on his many years of experience here and in the case of a stent implantation on the weak radiopaque contrast of the metallic implant. In the case of a pure balloon dilatation for the opening of a stenosis, only small radial or longitudinal movements are involved The catheter shaft or on the dilatation balloon attached radiopaque marker provided by the cardiologist can close the position of the balloon in the blood vessel indirectly. A direct visualization of the dilatation balloon is not possible because it is based on a polymer that does not have any radiopaque properties. For catheters that are not used for dilatation, these markers are applied to the shaft in radial or longitudinal form, which allow localization of the catheter but do not give any information as to which three-dimensional spatial arrangement the object to be observed has ,
Die so genannte Ballondilatation beschreibt ein Verfahren, bei dem Gefäße geweitet werden. Konkret wird eine Stenose in der Regel durch Zugabe von Kontrastmitteln diagnostiziert. Durch Verfahren und Methoden aus der PTCA (perkutane transluminale Coronarangi- oplastie) oder PTA (perkutane transluminale Angioplastie) bekannt sind, werden an die stenotischen Bereiche über das Lumen des Gefäßes ein Dilatationskatheter geführt. Der Dilatationskatheter besitzt in der Regel am distalen Ende einen expandierbaren Ballon, der in der Regel aus einem hochfesten Polymer, wie z.B. Nylon besteht. Der Dilatationsballon kann auf einen vorherbestimmten maximalen Dilatationsdurchmesser expandiert werden. Dazu wird er vom proximalen Ende des Katheters über ein Lumen im Katheterschaft mit einer Flüssigkeit, unter Druck gesetzt und inflatiert. Durch radiopaque Marker an beiden Enden des Ballons kann der Kardiologe ermitteln, wo sich der Ballon im Augenblick befindet. Diese röntgendichten Marker sind in der Regel nicht auf dem Ballon aufgebracht, sondern auf dem Katheterschaft, der druckdicht durch den Ballon führt. In der Regel bestehen die Marker aus zwei konzentrische um den Katheters chaft an- geordneten Streifen aus einem röntgendichten Material, die an dem distalen sowie proximalen Ende des Ballons angebracht sind. Sie markieren damit das zur Dilatation verfügbare Ballonvolumen. Ein großer Nachteil dieser Markierung besteht darin, das nach Inflation des Ballons keine Aussage getroffen werden kann, ob der Ballon tatsächlich inflatiert ist und wenn ja, wie stark diese Inflation ist. E- benso kann keine Aussage getroffen werden, inwieweit der Ballon völ- lig konzentrisch inflatiert ist oder ob es Bereiche in der zu öffnenden Stenose gibt, die nicht völlig geöffnet werden konnten. Der behandelnde Arzt ist in diesem Moment blind und kann keine Aussage treffen, ob die Dilatation erfolgreich war. Auch nach der Behandlung und Applikation eines Kontrastmittels in das Gefäß kann nicht mit Sicher- heit gesagt werden, ob das Gefäß vollständig offen ist, oder ob es Bereiche gibt, die nicht geöffnet wurden. Der Grund für das Versagen dieser Methode liegt darin begründet, dass ein Röntgencomputerto- mograph ein zweidimensionales Bild liefert und für eine Umrechnung auf ein dreidimensionales Bild der Stenose nicht genügend Daten vor- handen sind. Es ist möglich, dass im Röntgenbild die Stenose offen erscheint aber in Wirklichkeit noch Stellen besitzt, die nicht geöffnet wurden.The so-called balloon dilation describes a procedure in which vessels are widened. Specifically, a stenosis is usually diagnosed by the addition of contrast agents. By methods and methods known from PTCA (percutaneous transluminal coronary angioplasty) or PTA (percutaneous transluminal angioplasty), a dilatation catheter is guided to the stenotic areas via the lumen of the vessel. The dilatation catheter usually has an expandable balloon at the distal end, which is usually made of a high strength polymer such as nylon. The dilatation balloon can be expanded to a predetermined maximum dilation diameter. To do this, it is pressurized and inflated from the proximal end of the catheter via a lumen in the catheter shaft with a fluid. Radiopaque markers at each end of the balloon allow the cardiologist to determine where the balloon is at the moment. These radiopaque markers are usually not applied to the balloon, but on the catheter shaft, which leads pressure-tight through the balloon. Typically, the markers consist of two concentric strips of radiopaque material disposed about the catheter and attached to the distal and proximal ends of the balloon. They thus mark the balloon volume available for dilatation. A major disadvantage of this mark is that after inflation of the balloon, no statement can be made as to whether the balloon is actually inflated and, if so, how strong that inflation is. Likewise, no statement can be made as to whether the balloon is completely concentrically inflated or whether there are areas in the open stenosis that could not be fully opened. The attending physician is blind at this moment and can not tell if the dilatation was successful. Even after the treatment and application of a contrast medium into the vessel, it can not be said with certainty whether the vessel is completely open or whether there are areas that have not been opened. The reason for the failure of this method is that an X-ray computer tomograph provides a two-dimensional image and there is not enough data to convert it to a three-dimensional image of the stenosis. It is possible that the stenosis appears open in the X-ray, but in reality it still has spots that have not been opened.
Auch in EP0244818B1 wird ein Röntgenkontrastmittel besitzender Katheter vorgeschlagen, der ein strahlungsundurchlässiges Ringelement aufweist, das am Katheter umfangmäßig so angeformt ist, dass es eine Axial- oder Achsrichtung des Katheters schneidet, wobei das Ringelement mit einem Abschnitt ohne oder mit geringerer Strahlungsdurchlässigkeit versehen ist und sich in der Achsrichtung des Katheters erstreckt. Es wird hier eine Markierung auf Kathetern beschrieben, die keinen Ballonabschnitt besitzen, der dilatierbar ist. Nachteil dieser in EP0244818B1 beschrieben Ausführung ist, dass es nicht möglich ist, selbst kleine Distorsionen zu erkennen, da hier lediglich eine diskontinuierliche Korrelation der analytischen Elemente beschrieben wird. Eine genaue Aussage über Distorsionen mit Aufnahmen (Bildern), die direkt senkrecht zur Strahlungs quelle erzeugt wurden, ist nicht möglich. Die Ringelemente erscheinen nur als Rechtecke. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine optimale Anordnung einer mittels Computertomographie, Fluoroskopie oder auf sonstige Weise zweidimensional abbildbaren Markierung auf medizinischen Instrumenten und Implantaten, im speziellen Dilatati- onskathetern, Kathetern und Stents zu schaffen.EP0244818B1 also proposes a radiopaque means having a radiopaque ring member peripherally formed on the catheter to intersect an axial or axial direction of the catheter, the ring member being provided with a portion having no or less radiopacity extends in the axial direction of the catheter. It describes a marker on catheters that do not have a balloon portion that is dilatable. The disadvantage of this embodiment described in EP0244818B1 is that it is not possible to detect even small distortions, since only a discontinuous correlation of the analytical elements is described here. An exact statement about Distorsionen with recordings (pictures), which were generated directly perpendicularly to the radiation source, is not possible. The ring elements appear only as rectangles. The present invention has for its object to provide an optimal arrangement of a computer tomography, fluoroscopy or otherwise two-dimensional mapable marking on medical instruments and implants, in particular dilatation onskathetern, catheters and stents.
Die Anordnung und Geometrie dieser Markierung auf Dilatationskathetern oder anderen medizinischen Instrumenten oder Implantaten sollte dabei folgende Aufgaben erfüllen:The arrangement and geometry of this marking on dilatation catheters or other medical instruments or implants should fulfill the following tasks:
Erstens darf die Markierung das mechanische Verhalten des medizinischen Instruments oder Implantats nicht verändern. Zweitens muss sie mittels Computertomographie, Fluoroskopie oder auf sonstige Weise zweidimensional darstellbar sein, und drittens müssen sie so angeordnet sein, dass man aus dem zweidimensionalen Abbild der Markierung auf die dreidimensionale Anordnung des medizinischen Instruments oder Implantates schließen kann. Hierbei sollte es die Auswertung der einzelnen Markierungspositionen mit Hilfe eines Algorithmus ermöglichen, ein exaktes dreidimensionales Bild des medi- zinischen Instruments oder Implantates zu errechnen, insoweit, dass eine eindeutige Aussage darüber getroffen werden kann, ob sich die Markierung oder ein Teil davon auf der dem Betrachter zugewandten Seite oder abgewandten Seite befindet.First, the mark must not alter the mechanical behavior of the medical instrument or implant. Second, it must be two-dimensionally imageable by computed tomography, fluoroscopy, or otherwise, and third, they must be arranged so that one can deduce from the two-dimensional image of the mark the three-dimensional arrangement of the medical instrument or implant. Here, the evaluation of the individual marking positions with the aid of an algorithm should make it possible to calculate an exact three-dimensional image of the medical instrument or implant, insofar as a clear statement can be made as to whether the marking or a part thereof is located on the Observer facing side or opposite side is located.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß dem vorliegenden Anspruch 1 vorgeschlagen, dass die Markierung für chirurgische Instrumente und Implantate zur Realisierung einer dreidimensionalen Visualisierung aus einer computertomographischen, fluoroskopischen oder auf sonstige Weise erstellten zweidimensionalen Aufnahme am chirurgischen Instrument oder Implantat umlaufend symmetrisch angeordnet ist. Mit einem Algorithmus, der die raumspezifischen Daten aus der auf dem chirurgischen Instrument oder Implantat vorhandenen Markierung und deren Erscheinungsbild auswertet, kann so eine exakte dreidimensionale Darstellung aus einer zweidimensionalen computer- tomographischen oder anders gearteten Abbildung errechnet werden.To achieve this object, it is proposed according to the present claim 1 that the marking for surgical instruments and implants for realizing a three-dimensional visualization from a computer tomographic, fluoroscopic or otherwise created two-dimensional image on the surgical instrument or implant circumferentially symmetrical. Using an algorithm that evaluates the space-specific data from the mark and appearance present on the surgical instrument or implant can provide an accurate and accurate result Three-dimensional representation can be calculated from a two-dimensional computer tomographic or other kind of mapping.
Verfahrensmäßig wird hierzu vorgeschlagen, dass die Auswertung der zweidimensionalen Abbildung der erfindungs gemäßen Markierung für chirurgische Instrumente und Implantate unter Einbeziehung der folgenden Parameter erfolgt:In terms of method, it is proposed in this regard that the evaluation of the two-dimensional image of the marking according to the invention for surgical instruments and implants takes place with the inclusion of the following parameters:
Winkel und Winkeldistorsionen von Markierungslinien - optische Winkel und Winkeldistorsionen von Markierungslinien optische Verkürzungen oder Verlängerungen von MarkierungslinienAngle and Angle Distortions of Mark Lines - Optical Angle and Angle Distortions of Mark Lines optical truncations or extensions of marking lines
Verzerrungen von Abständen zwischen Markierungslinien optische Verzerrungen zwischen Markierungslinien - optischen Ab Stands Vergrößerung oder Verkleinerung von MarkierungslinienDistortion Distortion Lines Optical Distortion Between Mark Lines - Optical Off Gain Magnification or Reduction of Mark Lines
Verkürzungen oder Verlängerungen von Spiralhalbstrecken Verzerrungen im Durchmesser einer Spiralwendel Verzerrungen im Durchmesser einer SpiraleForeshortenings or extensions of spiral helices Distortions in the diameter of a spiral helix Distortions in the diameter of a spiral
in der zweidimensionalen Abbildung, die über die symmetrisch angeordnete Markierung ausgebildet sind. Darüber hinaus ist auch die Verwendung weiterer Parameter durchaus denkbar. Alle analytischen Elemente der Markierung sind in kontinuierlicher Korrelation zuein- ander und über den Gesamtbereich miteinander verbunden.in the two-dimensional image formed over the symmetrically arranged mark. In addition, the use of other parameters is quite conceivable. All analytical elements of the label are linked in continuous correlation to one another and over the entire range.
Die Vorteile der vorliegenden Markierung sind vielseitig: So erlaubt es die Erfindung, durch eine spezielle Anordnung der Markierung z.B. auf einer Ballonmembran eine direkte Beobachtung des Inflationsvorgangs während der Behandlung zu beobachten und eine Aussage zu treffen, inwieweit der Ballon die Stenose öffnen konnte und wo möglicherweise noch stenotische Bereiche vorhanden sind, die nicht zu öffnen waren. Eine einfache Betrachtung der Positionierung der Markierung auf dem Ballon erlaubt es dem Kardiologen, eine Aussage darüber zu treffen, inwieweit die Stenose geöffnet werden konnte oder nicht.The advantages of the present marker are versatile: For example, the invention makes it possible to observe a direct observation of the inflation process during the treatment by means of a special arrangement of the marker, for example on a balloon membrane, and to make a statement as to how far the balloon was able to open the stenosis and possibly where Still stenotic areas are present, which were not open. A simple view of positioning The marking on the balloon allows the cardiologist to make a statement about the extent to which the stenosis could be opened or not.
Ein in Form der vorgeschlagenen Markierung beschichteter Dilatationsballon ist auch als Träger eines Stents geeignet. In der Regel sind Stents nur schlecht röntgendicht und deren Struktur nach Dilatation im Gefäß nur schwer zu erkennen. Wird ein Stent aber mit Hilfe eines röntgendicht markierten Ballons dilatiert, so kommen die gleichen Effekte zum tragen, wie diese bei der reinen Dilatation eines Ballons auftreten. Man kann somit eine genaue Analyse der Stentöffnung durchführen und erkennen, in welchen Bereichen es zu nur teilweiser Öffnung des Stents kommt. Ebenso ist es möglich, die röntgendichte Markierung direkt auf der Stentoberfläche oder in den Stent zu integ- rieren. Damit wird es möglich, den Stent während seiner Implantation genau zu lokalisieren. Weiterhin kann der Stent während seiner gesamten Lebenszeit jederzeit beobachtet werden und es ist feststellbar, ob strukturelle Probleme des Stents auftreten und wo diese Bereich im Stent lokalisiert sind.A dilatation balloon coated in the form of the proposed marker is also suitable as a carrier for a stent. As a rule, stents are poorly radiopaque and their structure is difficult to detect after dilatation in the vessel. However, if a stent is dilated with the help of a radiopaque balloon, the same effects as in the case of the mere dilatation of a balloon come into play. Thus one can carry out a precise analysis of the stent opening and recognize in which areas there is only partial opening of the stent. It is also possible to integrate the radiopaque marker directly on the stent surface or into the stent. This makes it possible to accurately locate the stent during its implantation. Furthermore, the stent can be observed at any time throughout its lifetime and it can be determined whether structural problems of the stent occur and where these areas are located in the stent.
Darüber hinaus lässt sich die vorgestellte Markierung auch bei allen medizinischen Instrumenten, die aus röhrenförmigen Gebilden aufgebaut sind, anbringen und die exakte Positionierung dieser Geräte im Körper durch computertomographische Auswertungen bestimmen. Es ist z.B. möglich, den genauen Verlauf eines Katheterschafts vom proximalen bis zum distalen Ende zu verfolgen. Jede Art von Katheter kann in dieser Weise röntgendicht markiert werden und ist damit leicht visuell zu verfolgen.In addition, the proposed mark can be applied to all medical instruments, which are constructed of tubular structures, and determine the exact positioning of these devices in the body by computer tomographic evaluations. It is e.g. possible to track the exact course of a catheter shaft from the proximal to the distal end. Each type of catheter can be marked in this way radiopaque and is therefore easy to track visually.
Die symmetrisch angeordnete Markierung ist auf medizinischen Instrumenten oder Implantaten jedweder Form und Größe anwendbar. Hier kann das Objekt auch mit einem Markierungsnetz aus röntgendichten Markern wie Spiralen, Polygonen, Markierungslinien, Punkten oder Kombinationen symmetrisch überzogen werden. Das medizinische Instrument oder Implantat wird durch Analyse dieser Marker in oben beschriebener Weise direkt sichtbar. Durch eine Analyse der Winkel und dem Aufbau der Polygone oder Markierungslinien kann ein dreidimensionales Abbild generiert werden.The symmetrically arranged marking is applicable to medical instruments or implants of any shape and size. Here, the object can also be labeled with a grid of radiopaque markers such as spirals, polygons, marker lines, points or combinations are symmetrically coated. The medical instrument or implant becomes directly visible by analysis of these markers in the manner described above. By analyzing the angles and the structure of the polygons or marking lines, a three-dimensional image can be generated.
Im Falle einer punktuellen symmetrischen Markierung kann durch Analyse der Punktabstände zueinander ein dreidimensionales Abbild der Stenose generiert werden.In the case of punctual symmetrical marking, a three-dimensional image of the stenosis can be generated by analyzing the point distances to one another.
Es gibt eine Reihe weiterer geometrischer Anordnungsformen der Markierung, die alle auf dem gleichen Prinzip basieren: Analyse der Winkel und Abstände von gegebenen Punkten voneinander und Einbeziehung dieser Daten in eine vorgegebene Geometrie.There are a number of other geometrical arrangements of the mark, all based on the same principle: analysis of the angles and distances of given points from each other and incorporation of these data in a given geometry.
Die Markierung in röntgendichter Ausgestaltung kann aus unterschiedlichsten Materialien gefertigt sein. Hier kommen vornehmlich die folgenden Elemente oder deren chemische Derivate zum Einsatz: Barium, Hafnium, Tantal, Wolfram, Rhenium, Osmium, Iridium, Platin, Gold, Blei, und Bismut. Die Verwendung weiterer Materialien ist darüber hinaus nicht ausgeschlossen.The marking in a radiopaque embodiment can be made of a wide variety of materials. Here are mainly the following elements or their chemical derivatives are used: barium, hafnium, tantalum, tungsten, rhenium, osmium, iridium, platinum, gold, lead, and bismuth. In addition, the use of other materials is not excluded.
Die Markierung ist aber nicht beschränkt darauf, röntgendicht zu sein, sie kann ferner auch aus jedem anderen Material gefertigt sein, das es erlaubt, ein Kontrastbild oder ähnliches zu erzeugen, welches anschließend abbildhaft darstellbar ist. Anwendungen einer Fluoreszenz- und Lumineszenzmarkierung sind vorstellbar, aber keineswegs beschränkt auf diese.However, the marking is not limited to being radiopaque, it can also be made of any other material that allows to create a contrast image or the like, which is subsequently represented in an image. Applications of fluorescence and luminescence labeling are conceivable, but by no means limited to these.
Zur Anbringung der Markierung auf chirurgischen Instrumenten und Implantaten kann auf die im Stand der Technik bewährten Verfahren verwiesen werden. Es muss hierbei jedoch sicher gestellt sein, dass die Anbringungsweise der Markierung nicht die Widerstandsfähigkeit des Instruments oder Implantats signifikant bzw. vorzugsweise überhaupt nicht beeinträchtigt.For the attachment of the marking on surgical instruments and implants, reference may be made to the well-proven in the prior art method. However, it must be ensured that the method of attachment of the marker does not provide the resistance of the instrument or implant significantly or preferably not affected at all.
Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Markierung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von der Zusammenfassung in einzelnen An- Sprüchen oder deren Rückbeziehung.Other objects, features, advantages and applications of the invention mark will become apparent from the following description of several embodiments with reference to the drawings. All described and / or illustrated features, alone or in any combination form the subject matter of the invention, regardless of the summary in individual An-claims or their relationship.
Es zeigen:Show it:
Fig.l einen PTCA-Dilatationskatheter 3 mit Dilatationsballon 2 und einer umlaufenden symmetrischen Markierung 1 in Form einer rechtsdrehenden spiralförmigen Helix (im Folgenden auch: Spirale),1 shows a PTCA dilatation catheter 3 with dilatation balloon 2 and a circumferential symmetrical marking 1 in the form of a clockwise helical helix (also referred to below as spiral), FIG.
Fig.2 einen PTCA-Dilatationskatheter 3 mit einer umlaufenden symmetrischen Markierung 1 in Form einer Doppel-Helix,2 shows a PTCA dilatation catheter 3 with a circumferential symmetrical marker 1 in the form of a double helix,
Fig.2a eine vergrößerte Darstellung der Doppel-Helix,2a is an enlarged view of the double helix,
Fig.3 ein Abbild einer umlaufenden symmetrischen Markierung 1 in Form einer rechtsdrehenden Helix ohne Distorsionen 8. Das linke En- de 7 der rechtsdrehenden Spiralwendel 1 mit dem Spiralwendelsegment 13 ist dem Betrachter zugewandt und liegt oberhalb der Spiralachse 6. Das Spiralwendelsegment 14 ist dem Betrachter abgewandt und liegt unterhalb der Spiralachse 6,3 shows an image of an encircling symmetrical marking 1 in the form of a clockwise helix without distortions 8. The left end 7 of the clockwise spiral spiral 1 with the spiral spiral segment 13 faces the observer and lies above the spiral axis 6. The spiral spiral segment 14 is the observer turned away and lies below the spiral axis 6,
Fig.4 wie Fig.3, als Rastergrafik randvektorisiert,4 as in FIG. 3, edge vectorized as a raster graphic,
Fig.5 wie Fig.3, mit Distorsionen 13, Fig.6 wie Fig.5, als Rastergrafik randvektorisiert,5 as in FIG. 3, with distortions 13, 6 as in FIG. 5, edge vectorized as a raster graphic,
Fig.7 ein Abbild einer umlaufenden symmetrischen Markierung 1, wobei das Objekt mit einem Markierungsnetz aus Polygonen (hier: Drei- ecken) 15 überzogen ist,7 shows an image of an encircling symmetrical marking 1, wherein the object is coated with a marking network of polygons 15 (here: triangles) 15,
Fig.8 einen PTCA-Dilatationskatheter 3 mit Dilatationsballon 2 und symmetrisch angeordneten, längs verlaufenden linienförmigen Markierungen 1,8 shows a PTCA dilatation catheter 3 with dilatation balloon 2 and symmetrically arranged, longitudinal linear markings 1,
Fig.9 einen PTCA-Dilatationskatheter 3 mit Dilatationsballon 2 und längs parallel verlaufenden Markierungen 1 mit jeweils innen angeordneten Ausbuchtungen 16,9 shows a PTCA dilatation catheter 3 with dilatation balloon 2 and markings 1 running parallel to it, each having bulges 16 arranged on the inside,
Fig.10 eine weitere Ausführungs- und Anordnungsform der Ausbuchtungen 16 an der Markerierungen 1 des PTCA-Dilatationskatheters 3,10 shows a further embodiment and arrangement of the protrusions 16 on the markings 1 of the PTCA dilatation catheter 3,
Fign.lla-d Abbilder eines Dilatationsballons 2 mit umlaufend symmetrisch angeordneten Markierungen 1 wie aus Fig.8 mit unterschiedli- chen Ausprägungen,Fign.lla-d Images of a dilatation balloon 2 with circumferentially symmetrically arranged markings 1 as in FIG. 8 with different forms,
Fig.12 ein Abbild eines Dilatationsballons 2 mit Markierungen Iwie in Fign.lla-d mit jeweils vor- und rückseitiger Stenose 8.12 shows an image of a dilatation balloon 2 with markings I as in FIGS. 11a-d, with respectively front and back side stenosis 8.
Wie in Fig.l dargestellt, weist die symmetrisch angeordnete Markierung 1 in bevorzugter Ausführung die Form einer Spirale auf, die hier auf der expandierten Ballonoberfläche eines Dilatationsballons 2 aus röntgendichten Material aufgebracht ist und sich vom distalen bis zum proximalen Ende des Ballons 2 windet.As shown in Fig.l, the symmetrically arranged marker 1 in a preferred embodiment in the form of a spiral, which is here applied to the expanded balloon surface of a dilatation balloon 2 of radiopaque material and winds from the distal to the proximal end of the balloon 2.
Fig.2 sowie Fig.2a zeigen eine symmetrisch angeordnete Markierung 1, die die Form einer Doppel-Helix aufweist. Wie in Fig.2a ersichtlich, sind weitere optische Schnittpunkte 4 der Doppel-Helix sichtbar, die sich unter einem bestimmten Winkel 5 treffen. Diese Winkel 5 werden sich ändern, falls es zu einer Distorsion 8 der Doppel-Helix kommt. Die Analysengenauigkeit des Gesamtbildes wird dadurch noch erhöht. Führt man eine Dreifach-Helix ein, so kommt es zu weiteren optischen Schnittpunkten 4 und Winkeln 5. Je mehr Winkel 5 einer Auswertung zur Verfügung stehen, desto genauer wird die dreidimensionale Rekonstruktion.2 and 2a show a symmetrically arranged marking 1, which has the shape of a double helix. As can be seen in FIG. 2a, further optical intersections 4 of the double helix are visible meet at a certain angle 5. These angles 5 will change if there is a distortion 8 of the double helix. The analysis accuracy of the overall picture is thereby increased. Introducing a triple helix results in further optical intersections 4 and angles 5. The more angles 5 of an evaluation are available, the more accurate is the three-dimensional reconstruction.
Wie aus Fig.3 und Fig.4 ersichtlich, erscheint die Spirale in einer zwei dimesionalen Abbildung, im Falle einer völlig symmetrischen Öffnung des Dilatationsballons 2, als eine symmetrische Zickzacklinie mit alternierenden völlig gleichen Winkeln 5. Die Winkel 5 sind abhängig von der Steigung der Spirale und dem Durchmesser des geöffneten Ballons 2 und genau durch diese Geometrie im Voraus festgelegt. Aus den Daten der sich ergebenden Winkeln 5, als auch aus den Daten des Ballondurchmessers sowie einer möglichen Distorsion der Zickzacklinie kann man exakt erkennen, ob der Ballon 2 symmetrisch geöffnet ist oder Bereiche vorhanden sind, die nicht geöffnet wurden und wie diese Bereiche aussehen. Mit einem Algorithmus lässt sich durch Kor- relation dieser Daten ein genaues dreidimensionales Bild des geöffneten Ballons 2 errechnen. Darüber hinaus lassen sich der stenotische Zustand der Läsion sowie die genauen räumlichen Stellen bestimmen, an der die Stenose nicht richtig geöffnet wurde. Auch die Stärke der Öffnungen ist bestimmbar. Ferner ist eine eindeutige Aussage dar- über möglich, dass bei einer rechtsdrehende Spirale alle Spiralwendelsegmente 13, die von links nach rechts verlaufen, dem Betrachter zugewandt sind, also oberhalb der Spiralachse 6 liegen und alle Spiralwendelsegmente 14, die von rechts nach links verlaufen, unterhalb der Spiralachse 6 liegen und dem Betrachter abgewandt sind. Alle auftretenden Spiralwinkel 5 sind in der Abbildung in Fig.3 nicht verbogen und gleich. Sowohl die Spiralhalbstrecken 9, die Abstände zwischen den Spiralspitzen 10, der Durchmesser der Spirale 11 und der Durchmesser der Spiralwendel 12 sind überall gleich. Handelt es sich um eine rechtsdrehende röntgendichte Spirale, die sich vom distalen Ende des Ballons 2 um den Ballon 2 windet und ist der Start der zu beobachtenden Zickzacklinie im computerto- mographischen Bild von links nach rechts, so befindet sich das distale Ende der Spirale auf dem zum Betrachter zugewandten Seite auf der Ballonoberfläche. Erkennt der Betrachter aber eine Zickzacklinie, die von recht nach links verläuft, so befindet sich der distale Start der Spirale auf der zum Betrachter abgewendeten Seite des Ballons 2. Durch genaue Analyse des Anfangs der Zickzacklinie kann man er- kennen, wie der Dilatationsballon 2 räumlich platziert ist.As can be seen from FIG. 3 and FIG. 4, the spiral appears in a two-dimensional image, in the case of a completely symmetrical opening of the dilatation balloon 2, as a symmetrical zigzag line with alternating angles which are completely identical. Angle 5 depends on the slope of Spiral and the diameter of the balloon 2 open and precisely set by this geometry in advance. From the data of the resulting angles 5, as well as from the data of the balloon diameter and a possible distortion of the zigzag line, it can be seen exactly whether the balloon 2 is symmetrically opened or there are areas which have not been opened and what these areas look like. Using an algorithm, an accurate three-dimensional image of the opened balloon 2 can be calculated by correlating this data. In addition, it is possible to determine the stenotic condition of the lesion as well as the exact spatial locations at which the stenosis was not properly opened. The strength of the openings is determinable. Furthermore, a clear statement about it is possible that in a clockwise spiral all spiral spiral segments 13, which extend from left to right, facing the viewer, ie above the spiral axis 6 and all spiral spiral segments 14 which extend from right to left, below the spiral axis 6 and are facing away from the viewer. All occurring spiral angle 5 are not bent in the figure in Figure 3 and the same. Both the Spiralhalbstrecken 9, the distances between the spiral tips 10, the diameter of the spiral 11 and the diameter of the spiral coil 12 are the same everywhere. If it is a clockwise radiopaque spiral that winds around the balloon 2 from the distal end of the balloon 2 and the start of the zigzag line to be observed in the computed tomography image is from left to right, the distal end of the spiral is located on the to the viewer facing side on the balloon surface. However, if the observer recognizes a zigzag line that runs from right to left, the distal start of the spiral is located on the side of the balloon 2 facing away from the observer. Exact analysis of the start of the zigzag line reveals how the dilatation balloon 2 spatially is placed.
Während der Inflation des Ballons 2 im stenotische Gefäß kann man durch die oben beschriebenen Daten ein exaktes dreidimensionales Bild erstellen. Es ist also möglich, sofort zu erkennen, wo es zu mögli- cherweise auftretenden Problemen während der Dilatation kommt und entsprechend zu handeln. Über ein vorzugsweise online geschaltetes Computerprogramm lässt sich ein dreidimensionales Abbild des stenotischen Gefäßes errechnen, das nur aus der Analyse der Daten wie Ballon Durchmesser, Torsion der Zickzacklinie, Torsion der Zickzack- Winkel, Länge einer halben Zickzacklinie und Analyse des Startes der Zickzacklinie von Links oder Rechts beginnend, basiert.During the inflation of the balloon 2 in the stenotic vessel, one can create an exact three-dimensional image by the data described above. It is thus possible to immediately recognize where there are potential problems during dilatation and to act accordingly. By means of a computer program preferably switched online, a three-dimensional image of the stenotic vessel can be calculated, which consists solely of the analysis of the data such as balloon diameter, zigzag twist, torsion of the zigzag angle, length of a half zigzag line and analysis of the start of the zigzag line of links or Right beginning, based.
Kommt es zur Distorsion der Spirale durch auftretende Stenosen, so ergibt sich ein in wie in Fig.5 und Fig.6 dargestelltes Abbild im Falle dreier Stenosen 8. Das linke Ende 7 der Spiralwendel mit dem Spiralwendelsegment 13 ist dem Betrachter zugewandt und liegt oberhalb der Spiralachse. Das Spiralwendelsegment 14 ist dem Betrachter abgewandt und liegt unterhalb der Spiralachse 6. Nicht alle Spiralwinkel 5 sind gleich. Es kommt zur Distorsion der Winkel 5. Nicht alle Spiral- halbstrecken 9 sind gleich. Es kommt zu optischen Verkürzungen oder Verlängerung der Halbstrecken 9. Weder die Abstände zwischen den Spiralspitzen 10, der Durchmesser 11 der Spirale, noch die Durch- messer der Spiralwendel 12 sind überall gleich, sondern teilweise extrem verzerrt.If it comes to the distortion of the spiral by occurring stenoses, as shown in Figure 5 and Figure 6 results in the case of three stenoses 8. The left end 7 of the spiral spiral with the spiral spiral segment 13 faces the viewer and is above the spiral axis. The spiral spiral segment 14 faces away from the observer and lies below the spiral axis 6. Not all spiral angles 5 are the same. Distortion of angles 5 occurs. Not all spiral half-lines 9 are the same. It comes to optical shortening or extension of the half-tracks 9. Neither the distances between the spiral tips 10, the diameter 11 of the spiral, nor the Durchstr. The diameter of spiral spiral 12 are the same everywhere, but sometimes extremely distorted.
In den Fign.8-10 sind weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele für symmetrisch angeordnete Markierungen 1 an einem PTCA- Dilatationskatheter 3 mit Dilatationsballon 2 dargestellt, die eine eindeutige Platzierung des chirurgischen Instruments und Implantats erkennen lassen.FIGS. 8-10 show further preferred exemplary embodiments of symmetrically arranged markings 1 on a PTCA dilatation catheter 3 with dilatation balloon 2, which reveal a clear placement of the surgical instrument and implant.
Fig.8 zeigt eine Ausführung schräg und in einem Winkel beliebigen Grades parallel verlaufender linienförmiger Markierungen 1. In dieser Ausführung liegen die Markierungen 1, die am Katheter 3 bzw. dem Ballon 2 von links unten nach rechts oben verlaufen auf der einen, wohingegen die von links unten nach rechts oben dem Betrachter zugewandten Seite verlaufen, wohingegen die von links oben nach rechts unten verlaufenden Markierungen auf der dem Betrachter abgewandten Seite des Katheters 3 angeordnet sind. Durch diese strukturelle Anordnung der Markierungen 1 kann gemäß den obigen Ausführungen eine eindeutige Zuweisung der Vorder- und Rückseite des Dilatationskatheters 3 vorgenommen und bei Auswertung der auftretenden realen wie optischen Distorsionen der Markierungslinien und deren geometrische Lage zueinander den Grad der Verzerrung (Distorsion) berechnet und ein 3 dimensionales Bild aufgebaut werden.8 shows an embodiment obliquely and at an angle arbitrary degrees parallel linear markings 1. In this embodiment, the markers 1, the catheter 3 and the balloon 2 from bottom left to top right are on the one, whereas the bottom left to right above the viewer facing side, whereas the left from top to bottom right markings are arranged on the side facing away from the viewer of the catheter 3. As a result of this structural arrangement of the markings 1, a clear assignment of the front and rear sides of the dilatation catheter 3 can be made and the degree of distortion (distortion) calculated and evaluated on evaluation of the occurring real and visual distortions of the marking lines and their geometrical position 3 dimensional image are built.
Eine weitere vorteilhafte Ausführung des in den Fign.9-10 dargestellten Dilatationskatheters 3 sieht vor, längs und parallel verlaufende Markierungen 1 anzuordnen, die jeweils innenliegend Ausbuchtungen 16 aufweisen. Wie in den Fign.9 und 10 dargestellt, können diese Ausbuchtungen 16 unterschiedlichste Ausformungen und Ausrichtungen aufweisen, die es ermöglichen, auch eine Richtungsaussage bezüglich des eingeführten Katheters oder sonstiger chirurgischer Instrumente und Implantate zu treffen. Die Fign.lla-d und Fig.12 zeigen schließlich Abbilder eines Dilatationsballons 2 mit umlaufend symmetrisch angeordneten Markierungen 1 mit unterschiedlichen Ausprägungen, wie er bereits in Fig.8 dargestellt wurde, wobei die rückseitig angeordneten Markierungen 1 punktuell ausgeführt sind.A further advantageous embodiment of the dilatation catheter 3 shown in FIGS. 9-10 provides for arranging longitudinally and parallelly extending markings 1, each of which has recesses 16 on the inside. As shown in Figs. 9 and 10, these lobes 16 may have a variety of shapes and orientations that enable one to make a directional statement as to the inserted catheter or other surgical instruments and implants. Finally, FIGS. 11a-12d and 12 show images of a dilatation balloon 2 with circumferentially symmetrically arranged markings 1 with different characteristics, as has already been shown in FIG. 8, the markings 1 arranged at the rear being punctiform.
Markierung 1 wie aus den Fign.lla-d und Fig.12, dessen Markierungslinien 1 longitudinal zur Achse des Dilatationsballons 2 zeigen und die links- und rechtseitig jeweils um den Wert x versetzt sind ha- ben den Vorteil, dass sich ein kontinuierliches Negativ der Stenose 8 auf den Markierungslinien abbildet. Bei einer Spirale kommt es zu einer diskontinuierlichen Abbildung, da immer nur bestimmte Spiralsegmente, die zwar in Interaktion zueinander, aber räumlich voneinander getrennt sind, eine Negativ-Abbildung der Stenose 8 erlauben. Bei einer Markierungslinie 1 wie im letzten Fall ist keine räumliche Trennung innerhalb der durch die Stenose 8 beeinflußten Punkte gegeben. Es kommt damit zu einer feineren Auflösung und zu einem besseren Negativabdruck der Stenose 8. In Fig.12 ist zur Verdeutlichung ein Dilatationsballon 2 mit jeweils vor- und rückseitiger Steno- se 8 abgebildet. Erkennbar sind in den Fign.lla-d und Fig.12 die optischen Winkel 17 an den visuellen Schnittpunkten der vorderseitigen und hinterseitigen Markierungen 1 und ferner auch die optischen Änderungen der Markierungsabstände / Verzerrungen 18.Marking 1, as shown in FIGS. 11a-d and 12, whose marking lines 1 point longitudinally to the axis of the dilatation balloon 2 and which are each offset by the value x on the left and right sides, have the advantage that a continuous negative of FIG Stenosis 8 images on the marking lines. In a spiral, there is a discontinuous mapping, since only certain spiral segments, which are indeed in interaction with each other, but spatially separated from each other, allow a negative imaging of the stenosis 8. In a marker line 1 as in the latter case, there is no spatial separation within the affected by the stenosis 8 points. This results in a finer resolution and a better negative impression of the stenosis 8. In FIG. 12, a dilatation balloon 2 with respectively front and back side 8 is illustrated for clarification. Recognizable in FIGS. 11a-d and 12 are the optical angles 17 at the visual intersections of the front and rear markings 1, and also the optical changes of the marking distances / distortions 18.
Die erfindungsgemäße Markierung 1 beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsformen. Vielmehr sind eine Vielzahl von Ausgestaltungsvariationen denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteter Ausführung Gebrauch machen. Liste der Bezugsziffern:The marking 1 according to the invention is not limited in its execution to the above-mentioned preferred embodiments. Rather, a variety of design variations are possible, which make use of the solution shown even with fundamentally different type of execution. List of reference numbers:
1 umlaufend symmetrisch angeordnete Markierung; Spiralwendel1 circumferentially symmetrically arranged marking; spiral coil
2 Dilatationsballon; Ballon 3 PTCA-Dilatationskatheter2 dilatation balloon; Balloon 3 PTCA dilatation catheter
4 Schnittpunkt der (Doppel-)Helix4 intersection of the (double) helix
5 Winkel5 angles
6 Spiralachse6 spiral axis
7 linkes Ende der rechtsdrehenden Spiralwendel 8 Stenose; Distorsion7 left end of the clockwise spiral 8 Stenosis; distortion
9 Spiralhalbstrecke9 spiral necklaces
10 Abstand zwischen den Spiralspitzen10 Distance between the spiral tips
11 Durchmesser der Spirale11 diameter of the spiral
12 Durchmesser der Spiralwendel 13 dem Betrachter zugewandtes Spiralwendelsegment12 diameter of the spiral spiral 13 facing the viewer spiral spiral segment
14 dem Betrachter abgewandtes Spiralwendelsegment14 facing away from the viewer spiral spiral segment
15 Polygone in Form von Dreiecken15 polygons in the form of triangles
16 Ausbuchtungen16 bulges
17 optische Winkel 18 Verzerrungen / Markierungsabstände 17 optical angles 18 distortions / marking distances

Claims

ANSPRÜCHEMarkierung für chirurgische Instrumente und Implantate CLAIM mark for surgical instruments and implants
1. Markierung (1) für chirurgische Instrumente und Implantate zur Realisierung einer dreidimensionalen Visualisierung aus einer computertomographischen, fluoroskopischen oder auf sonstige Weise erstellten zweidimensionalen Aufnahme der Markierung (1) mittels eines Algorithmus, der die raumspezifischen Daten aus einer auf dem chirurgischen Instrument oder Implantat vorhandenen Markierung (1) und deren Erscheinungsbild auswertet, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierung (1) am chirurgischen Instrument (3) oder Implantat umlaufend symmetrisch derart angeordnet und ausgestaltet ist, dass sie eine eindeutige Zuordnung der geometrischen Lage der Markierung (1) erlaubt.A marking (1) for surgical instruments and implants for the realization of a three-dimensional visualization from a computer tomographic, fluoroscopic or otherwise created two-dimensional recording of the marker (1) by means of an algorithm, the space-specific data from an existing on the surgical instrument or implant Marker (1) and their appearance evaluates, characterized in that the marking (1) on the surgical instrument (3) or implant circumferentially symmetrically arranged and configured such that it allows a clear assignment of the geometric position of the marker (1).
2. Markierung (1) für chirurgische Instrumente und Implantate nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie longitudinal zur Achse des chirurgischen Instruments oder Implantats zeigen und die links- und rechtseitig jeweils um den Wert x versetzt sind.2. marking (1) for surgical instruments and implants according to claim 1, characterized in that they point longitudinally to the axis of the surgical instrument or implant and the left and right sides are offset by the value x.
3. Markierung (1) für chirurgische Instrumente und Implantate nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie am chirurgischen Instrument oder Implantat vorzugsweise die Form einer Helix aufweist. 3. marking (1) for surgical instruments and implants according to claim 1, characterized in that it preferably has the shape of a helix on the surgical instrument or implant.
4. Markierung (1) für chirurgische Instrumente und Implantate nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie am chirurgischen Instrument oder Implantat vorzugs- weise die Form einer Doppel- oder Mehrfach-Helix aufweist.4. marking (1) for surgical instruments and implants according to claim 1, characterized in that it preferably on the surgical instrument or implant in the form of a double or multiple helix.
5. Markierung (1) für chirurgische Instrumente und Implantate nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass medizinische Instrumente oder Implantate mit einem Markierungsnetz aus Markern wie Spiralen, Polygonen (15), Markierungslinien, Punkten oder deren Kombinationen symmetrisch überzogen werden.5. marking (1) for surgical instruments and implants according to claim 1, characterized in that medical instruments or implants are coated symmetrically with a marking network of markers such as spirals, polygons (15), marking lines, points or combinations thereof.
6. Markierung (1) für chirurgische Instrumente und Implantate nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie in einem Winkel beliebigen Grades parallel zueinander verlaufen, derart, dass die Markierungen (1), die am Katheter (3) bzw. dem Ballon (2) von links unten nach rechts oben verlaufen auf der dem Betrachter zugewandten Seite, wohingegen von links oben nach rechts unten verlaufenden Markierungen auf der dem Betrachter abgewandten Seite des Katheters (3) angeordnet sind.6. marking (1) for surgical instruments and implants according to claim 1, characterized in that they extend at an angle of any degree parallel to each other, such that the markings (1) on the catheter (3) or the balloon (2 ) from bottom left to top right on the side facing the observer, whereas markings extending from top left to bottom right are arranged on the side of the catheter (3) facing away from the observer.
7. Markierung für chirurgische Instrumente und Implantate nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie jeweils am Instrument oder Implantat vorder- und rückseitig unter- und oberseitige Ausbuchtungen (16) aufweist. 7. marking for surgical instruments and implants according to claim 1, characterized in that it each on the instrument or implant front and rear lower and upper side bulges (16).
8. Markierung (1) für chirurgische Instrumente und Implantate nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie punktuell erfolgt.8. marking (1) for surgical instruments and implants according to one or more of the preceding claims, characterized in that it takes place selectively.
9. Markierung für chirurgische Instrumente und Implantate nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierung (1) auf einem Dilatationskatheter (2) mit Dilatationsballon (2) angeordnet ist und sich vom distalen bis zum proximalen Ende des Ballons (2) windet.9. marking for surgical instruments and implants according to one or more of the preceding claims, characterized in that the marking (1) on a dilatation catheter (2) with dilatation balloon (2) is arranged and extending from the distal to the proximal end of the balloon (2 ) winds.
10. Verfahren zur Auswertung der zweidimensionalen Abbildung der Markierung für chirurgische Instrumente und Implantate nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Auswertung folgende Parameter zugrunde liegen: a) Winkel und Winkeldistorsionen (5) von Markierungslinien10. A method for evaluating the two-dimensional image of the marking for surgical instruments and implants according to one or more of the preceding claims, characterized in that the evaluation is based on the following parameters: a) angle and angular distorsions (5) of marking lines
(D, b) optische Winkel (17) und Winkeldistorsionen von(D, b) optical angles (17) and angular distortions of
Markierungslinien (1), c) optische Verkürzungen oder Verlängerungen von Markierungslinien (1), d) Verzerrungen von Abständen zwischen Markierungslinien (1), e) optische Verzerrungen (18) zwischen Markierungslinien (1), f) optischen Abstandsvergrößerung oder Verkleinerung von Markierungslinien (1), g) Verkürzungen oder Verlängerungen von Spiralhalbstrecken (9), h) Verzerrungen im Durchmesser der Spiralwendel (12), i) Verzerrungen im Durchmesser der Spirale (11). C) optical shortening or extensions of marking lines (1), d) distortions of distances between marking lines (1), e) optical distortions (18) between marking lines (1), f) optical distance increase or reduction of marking lines 1), g) shortening or lengthening spiral hairlines (9), h) distortions in the diameter of the spiral spiral (12), i) distortions in the diameter of the spiral (11).
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