-
Problemstellung und Stand der Technik
-
Die im Körper des Menschen verlaufenden Gefässe und Nerven sind meistens von außen nicht sichtbar. Ihre Punktion setzt gute Kenntnisse der Anatomie des Punktionsziels und der benachbarten anatomischen Leitstrukturen voraus, welche bei der Orientierung helfen. Durch Ultraschalllotungen besteht die Möglichkeit die Zielstrukturen sichtbar zu machen, indem ein zweidimensionales Bild des Punktionsziels und des umgebenden Gewebes erstellt wird. Dabei wird die Koordination des Ultraschallbildes mit der Lage und Stichrichtung der Punktionsnadel durch mehrere Umstände erschwert. Die Ebene des zweidimensionalen Ultraschallbilds und die Position der in den Körper eingeführten Punktionsnadel sind in der Regel so weit von einander entfernt, dass Zielstruktur und Nadel auch durch Kippen und Verschieben der Schallsonde nicht gemeinsam im Ultraschallbild dargestellt werden können. Dieses Problem nimmt mit dem Abstand zwischen der Einstichposition der Nadel und der Position der Schallsonde zu. Ferner sind Punktionsnadeln – insbesondere dünne zur Durchführung von Nervenblockaden geeignete Nadeln – im Ultraschallbild nur schwer sichtbar (MAECKEN et al. 2007).
-
Die anatomische Situation einer ultraschallgesteuerten Punktion eines in die linke Hand hinein verlaufenden Astes des Nervus medianus ist in 2 dargestellt. Die Schallsonde ist auf die palmare Seite des Unterarms im Bereich des Handgelenks angelegt. Die Linie über die der Schall, der auf die Haut des Arms aufgesetzten Schallsonde in das Gewebe des Arms eintritt sei im folgenden als X-Achse, die Richtung in der sich der Ultraschall in die Tiefe des Gewebes ausbreitet, als Z-Achse, der Schalllotung bezeichnet. Dem entsprechend sei der radiale Schnittpunkt der Z-Achse mit der X-Achse als 0 Punkt des Koordinatensystems der Schalllotung definiert, wobei sich die Y-Achse der Schalllotung im rechten Winkel von X- und Z-Achse auf der Haut vor der Schallsonde befindet. Der Winkel zwischen X- und Z-Achse ist rechtwinklig, wogegen der Winkel zwischen Z- und Y-Achse vom Neigungswinkel, bzw. von der Kippstellung der um die X-Achse drehbaren Schallsonde (etwa 45–135 GRT) abhängig ist (In unserem Beispiel ist auch dieser Winkel rechtwinklig.). Im Arbeitsraum der ultraschallnavigierten Punktion ist eine Punktionsnadel auf die Haut des Unterarms aufgesetzt. Der Strahl der sich als Verlängerung dieser aufgesetzten Punktionsnadel unter das Hautniveau fortsetzt ist als Stichprojektion, als durchbrochene Linie in 2 dargestellt. In dem dreidimensionalen Koordinatensystem kann die Punktionsnadel in dem aus der X-, und der Z-Achse gebildeten Graphen in der Ebene der Schalllotung als Projektionslinie S(x, z), und in dem aus der Y-, und der Z-Achse gebildeten Graphen als Projektionslinie S(y, z) dargestellt werden (2). Die weiteren Darstellungen beziehen sich damit auf ein dreidimensionales rechtwinkliges Koordinatensystem. Die Stichprojektion S(x, z) befindet sich in der Ebene der Schalllotung und erscheint deshalb im Ultraschallbild, wie in dem Graphen der X- und Z-Achse als Gerade. Auf welchen Punkt dieser Gerade die eingestochene Nadel projeziert wird, ist von der Steilheit des Einstichs und damit vom Winkel Ay abhängig. Der Schnittpunkt der Stichprojektionen in der Ebene der Schalllotung wird im folgenden durch eine Markierung (1, T > < T) auf der Linie S(x, z) im Bild der Schalllotung angezeigt.
-
Chan et al. (2005) sowie Najafi und Rohling (2011) beschreiben die optische Erfassung der Lage von Punktionsnadeln durch monokulare und binokulare Kamerasysteme, die an die Schallsonde montiert sind und auf den vor der Schallsonde befindlichen Arbeitsraum der Punktionsnadel blicken. Bei Versuchen an Modellen konnten die Autoren die Lage von Injektionsnadeln im Raum vor der Schallsonde nach entsprechender Kalibrierung jeder Kamera sicher erfassen.
-
Eigene Versuche zur Abbildung von Punktionsnadeln mit entsprechenden monokularen und binokularen Kamerasystemen vergleichbarer Qualität zeigen jedoch, dass die Darstellung von für die Durchführung von Lokalanästhesien geeigneten Punktionsnadeln – es wurden 20 bis 24 Gaugenadeln verwendet – unter den in Operationssälen herrschenden Bedingungen deutlich erschwert wird.
-
Vor allem hat sich gezeigt, dass, die Ausleuchtung des Arbeitsraums vor der Schallsonde durch die notwendigen Bewegungen von Nadel und Schallsonde unter den in Operationsräumen vorliegenden Lichtverhältnissen ständig verändert wird. Hinzu kommt, daß bei in flachem Winkel auf die Haut aufgesetzten kürzeren Nadeln Teile der Handbewegungen des Operateurs im Sichtfeld der Kamerasysteme stattfinden. Die Lichtverhältnisse in dem Arbeitsbereich vor der Schallsonde können durch geeignete Leuchtmittel, welche an der Schallsonde befestigt sind und den Arbeitsraum ausleuchten, verbessert werden. Bei der praktischen Umsetzung bleiben dessen ungeachtet mehrere Probleme bestehen:
Die überwiegende Anzahl der Verfahren wird nicht durch Injektionen in ebene Hautoberflächen sondern in gewölbte anatomische Strukturen durchgeführt. Bei den gebräuchlichen Leitungsblöcken wie, Plexus axillaris Blockaden, Skalenusblockaden, Lokalanästhesien des Ganglion Stellatum, vorderen infraclaviculären Blockaden, Blockaden des Nervus femoralis, Poplitealblöcken sowie bei Gefäßpunktionen wie der Punktion der Vena jugularis interna, der Vena subclavia und der Vena femoralis, nehmen auf Schallsonden montierte Kameras Nadelbilder vor sich verändernden Hintergründen wechselnd beleuchteter und bewegter Körperoberflächen und Höhlungen auf.
-
Bei der ultraschallsonografisch navigierten Punktion wird die Schallsonde unterschiedlich fest auf die Körperoberfläche aufgesetzt bzw. in diese eingedrückt. Gerade bei Lokalanästhesien und Gefäßpunktionen sind die Veränderungen des Gewebes im Schallbild, die durch unterschiedlich festes Andrücken der Schallsonde ausgelöst werden, ein wichtiges Kriterium für die Identifikation der sonografierten Körperstruktur (Unterscheidung von Venen, Arterien, Nervensträngen und Sehnen). Auch werden Schallsonden über dem Gewebe gedreht und geneigt um den räumlichen Verlauf der Strukturen im Gewebe zu erfassen. Bei jeder dieser Manipulationen verändern sich sowohl die von den Kameras erfassten Hintergründe der Körperoberfläche, als auch das von der Nadel reflektierte Licht.
-
Die topologisch anatomischen Bedingungen im Arbeitsraum vor Ultraschallsonden erschweren die Analyse durch Kamerasysteme aufgenommener Bilder erheblich. Fast bei allen Stellungen der Ultraschallsonde entstehen durch die notwendigen Neigungen der Punktionsnadel Schattenbilder der Nadel auf der Körperoberfläche.
-
Die für die korrekte Punktion notwendige Kenntnis der Einstichtiefe der Nadel erzwingt bei der Nutzung von Navigationssystemen eine entsprechende Markierung der Nadel. Ferner empfiehlt es sich bei Systemen zur dreidimensionalen Darstellung der Punktionsnadellage Markierungen auf der Punktionsnadel zu nutzen, die für Kamerasysteme mindestens einen spezifischen Ort der Punktionsnadel definieren. Bei den in Operationsräumen vorliegenden Lichtverhältnissen ist es sehr schwierig Punktionsnadeln für Kamerasysteme sichtbar mit Markierungen zu versehen. Um Verletzungen bei der Punktion zu vermeiden darf dabei der Durchmesser der Nadel durch die Markierungen nicht vergrößert werden. Die Nadeloberfläche sollte aus dem gleichen Grund nicht zusätzlich durch Markierungen aufgerauht werden. Mit Kamerasystemen gut identifizierbare Markierungen übersteigen jedoch den von gebräuchlichen Lokalanästhesienadein zur Verfügung gestellten Raum beträchtlich.
-
Ferner stellt die keimfreie Umhüllung der Schallsonde ein weiteres Problem dar. Ultraschallsonden müssen zur sterilen Abdeckung mit keimfreien Folien umhüllt werden, um die bakterielle Kontamination der Punktionsstelle zu vermeiden. Die unregelmäßige Anlage solcher lichtdurchlässiger Umhüllungen stört die Wiedergabe des Nadelbildes erheblich. Die durch den Operateur bedingten Bewegungen der Folienabschnitte vor der Kamera stören die optische Güte des Kamerabildes erheblich.
-
Beschreibung der Erfindung
-
In einer einfachen Ausgestaltung der Erfindung wird die Position der Punktionsnadel mittels mindestens zweier Lichtstrahlen im folgenden als Ortungslichtstrahlen (O) bezeichnet und mindestens eines Photodetektors ermittelt. Die beiden Ortungslichtstrahlen überstreichen nacheinander einen waagrechten Sektor gleicher Höhe Z0 bzw. Z1 in dem Bereich vor der Schallsonde (3). Beim Überstreichen der Punktionsnadel wird das Licht von der Nadel reflektiert und auf einen an der Vorderseite der Schallsonde befestigten Lichtdetektor zurückgeworfen. Der zwischen der X-Achse und dem die Nadel treffenden Ortungslichtstrahl liegende Winkel (3 α1, β1, α2, β2) kann beispielsweise aus der Winkelgeschwindigkeit des drehenden Lichtstrahls und der Zeit, die der Lichtstrahl vom Überstreichen der Z-Linie (0 GRT) bis zum Erreichen der reflektierenden Punktionsnadel benötigt, ermittelt werden. Hierfür kann jeweils eine Photodiode im Inneren der Meßvorichtung so angebracht werden, dass sie von dem Ortungslichtstrahl beim Überfahren einer definierten Position z. B. der Z-Linie angestrahlt wird, wobei der Lichtimpuls mit einem Meßverstärker gemessen und einem Rechner zugeführt wird. Wenn das Licht zweier drehender Ortungslichtstrahlen (L1, L2) von unterschiedlichen Positionen der X-Achse einen Punkt der Punktionsnadel trifft und das von diesem Punkt reflektierte Licht auf den vor der Schallsonde befindlichen Photodetektor (3 D) fällt, können dieser Punkt P (x1, y1, z1) auf der Punktionsnadel und die Lichtquellen L1 und L2 als Dreieck aufgefaßt werden. Das Dreieck ist in 3 links oben dargestellt, wobei die Grundseite C durch die Eckpunkte L1 und L2 begrenzt wird. Der der Grundseite C gegenüberliegende Eckpunkt P(x1, y1, z1) wird mit einem Strahl von L1 mit dem Innenwinkel α1 und mit einem Strahl von L2 mit dem Innenwinkel β1 erreicht. Die von P(x1, y1, z1) auf die Grundlinie C gefällte Höhe (Y1) unterteilt C in die Abschnitte x1 und q. X1 entspricht dem Schnittpunkt der Stichprojektion auf der Ebene des Hautniveaus (siehe 1).
-
Ein weiterer Punkt auf der Punktionsnadel P(x2, y2, z2) kann durch ein weiteres Paar drehbar gehaltener Ortungslichtstrahlen L3 und L4, welche parallel zu den im vorigen beschriebenen Lichtquellen zwei weitere Sektoren vor der Schallsonde überfahren, in gleicher Weise optisch erfaßt werden. Mit diesen zusätzlichen, räumlichen Informationen für P1 und P2 kann die Lage der Stichprojektion S (x/z), x1, x2 und der Winkel Az sowie der Durchtritt der Stichprojektion in der Ebene der Schalllotung (1 T > < T) berechnet und auf dem Schallbild dargestellt werden. Die 4 zeigt eine beispielhafte Ausführung der Erfindung ohne diese hierauf zu beschränken. Die Ortungslichtstrahlen (4, O) werden mittels der Lichtquellen (4 links oben, links unten) erzeugt und durch Spiegel auf die Drehspiegel (4 DS) umgelenkt. Zur synchronen Rotation sind die beiden Drehspiegel (DS) durch einen Zahnriemen oder durch ein Getriebe miteinander verbunden, welche in jeweils ein mit DS verbundenes Ritzel greifen. Zur besseren Übersichtlichkeit ist in 4 auf die Abbildung eines den Zahnriemen treibenden Motors, sowie auf die Darstellung der elektrischen Leitungen zu Lichtquellen und Photodetektoren verzichtet worden. In 4 rechts unten ist die mit schlitzförmigen Blenden versehene Abschlußplatte des Geräts mit einem Photodetektor zur Messung des von der Punktionsnadel reflektierten Ortungslichtstrahls (O) abgebildet. In dem in 4 abgebildeten Beispiel der Erfindung sind die drehbar gehaltenen Lichtquellen (L1, L2, L3, L4) mit Mitteln zur Messung der Winkel, der in das Areal vor der Schallsonde eingestrahlten Ortungslichtstrahlen (O), versehen. Die Messungen Winkel der Ortungslichtstrahlen können durch Incrementgeber erfolgen, die über entsprechende USB-Verbindungen direkt mit dem an Rechner verbunden sind, der auch an Kamera und Ultraschallgerät angeschlossen ist. Die beiden Ortungslichtstrahlen können vorteilhaft durch ein Getriebe gegenläufig gedreht werden, sodaß jeder Ortungslichtstrahl nacheinander von außen nach innen ineinanderscherend den Arbeitsraum durchfährt.
-
In weiteren Untersuchungen sind die Intensitäten von durch verschiedene Punktionsnadeln (Durchmesser 20–23 Gauge) reflektierten Ortungslichtstrahlen untersucht worden. Neben der Messung der zurückgestrahlten Lichtintensitäten mit einzelnen Photodioden, sind auch Messungen des von den Punktionsnadeln reflektierten Lichts im Kamerabild einer auf die Ultraschallsonde montierten CCD-Kamera aufgenommen worden. Hierfür ist vor die CCD-Kamera ein Objektiv (5, 6) bestehend aus mindestens einer Sammellinse (5.1) und einem Spiegel (5.2) dergestalt vorgesetzt worden, daß jeder Gegenstandspunkt im Arbeitsraums, parallel zur Linie des Mittelpunktstrahls des Objektivs auf einem entsprechenden Bildpunkt der Kamera zur Abbildung kommt. Die achsenparallele Darstellung des Arbeitsraums auf der Bildebene der Kamera wird durch Einbau eines Objektivs mit einer hinreichend starken Gesamtbrennweite bewirkt. Die für die Handhabung notwendige kleine Baugröße der Navigationsvorrichtung kann vorteilhaft durch einen Umlenkspiegel erreicht werden (1, 5.2, 3, 5.2, 4, 5.2) ohne wesentliche Einbußen in der Güte des Objektivs hinzunehmen. Der Strahlengang durch das Objektiv ist in 7 dargestellt, wobei die Spiegelung des Strahlengangs nach oben zur besseren Übersichtlichkeit nicht nachgebildet worden ist. Der Spiegel ist nur schraffiert angedeutet (5.2), der Strahlengang so in einer Ebene dargestellt worden. Im unteren Abschnitt der 7 ist der Winkel des eingestrahltes Ortungslichtstrahls α des Lasers (6) dargestellt. Auf der rechten Seite befindet sich das rechtwinklige Dreieck, welches aus dem Winkel α des Ortungslichtstrahls, aus der Reflektionslinie (Y1) und aus der Strecke X1 des Kamerabildes konstruiert werden kann. Dieses Dreieck von dem α und X1 bekannt sind, bzw. ermittelt werden, ist die Grundlage der durch die Recheneinheit durchgeführten Triangulationen. Die 5 zeigt ein Anwendungsbeispiel einer Anordnung mit einem achsenparallel projezierenden Objektiv, bestehend aus einr 7,5 dpt Fresnell-Linse (5.1), einem Umlenkspiegel (5.2); einer CCD-Kamera (4) und einem Ultraschallgerät (2). Die gewünschte achsenparallele Projektion aller Gegenstandspunkte des Arbeitsraums ist durch eine Justierung des Abstands zwischen Kamera und Objektiv anhand von in verschiedenen Abständen vor der Linse platzierten Kalibriermodellen durchgeführt worden. Eine einzelne drehbare Lichtquelle zur Erzeugung eines Ortungslichtstrahls (6), mit einem Incrementgeber (7) und Schrittmotor (8) befindet sich links neben dem Objektiv. Die Ultraschalllotungen werden an Gelblocken mit eingegossenen metallenen Zielstrukturen durchgeführt, die in ihren Abmessungen und Positionen exakt den Abmessungen der Kalibrierkörper entsprechen und sich im Gelblock genau unter der Position befinden, die bei der Kalibration von Kamera und Objektiv von dem Kalibrierkörper eingenommen worden ist. Die 8 zeigt im oberen Teil das Kamerabild einer mit dem System aufgenommenen Punktionsnadel im Arbeitsraum der erfindungsgemäßen Vorrichtung über dem Ultraschallbild des Gelblocks (im unteren Teil der Abbildung). Die Größen X1 und der Winkel Az können direkt aus dem Kamerabild ermittelt und als Stichprojektion im Ultraschallbild eingeblendet werden. Den eingeblendeten Stichprojektion folgend können die Zielstrukturen, welche achsenparallel zum Mittelpunktstrahl der Kamera verlaufen mit der Punktionsnadel aus einer Vielzahl von unterschiedlichen Projektionen Xn und Az(n) problemlos sicher getroffen werden, wobei der Durchtritt der Stichprojektion durch die Ebene der Schalllotung und die Einstichtiefe der Punktionsnadel ohne Verwendung eines Ortungslichtstrahls unbekannt bleiben.
-
Untersuchungen mit der im vorigen beschriebenen Kamera und Objektivvorrichtung und verschiedenen Lichtquellen als Ortungslichtstrahl haben nun überraschend gezeigt, daß die Punktionsnadel durch das Überstreichen des Arbeitsraums mit einem Linienlaser gut in dem Bild der Kameraeinheit zur Darstellung kommt. Bei Neigung der Schallsonde in den Arbeitsraum der Punktion hinein kann eine Lichtline auf der Körperoberfläche beobachtet werden, die durch die Punktionsnadel deutlich unterbrochen bzw. verworfen wird. Das bei punktförmigen Ortungslichtstrahlen auftretende Problem, daß Reflektionen von der Körperoberfläche nur schwer von den gewünschten Reflektionen des Lichtstrahls durch die Punktionsnadel zu unterscheiden sind, kann so durch graphische Analyse der durch die Punktionsnadel bewirkten Verwerfung der auf den Körper gestrahlten Lichtlinie einfach gelöst werden. In dem Moment, in dem der linienförmige Ortungslichtstrahl die Punktionsnadel überstreicht, entstehen gleichzeitig eine Unterbrechung der auf die Haut aufgestrahlten Lichtlinie sowie eine Reflektion des Ortungslichtstrahls von der Punktionsnadel. Die auf die Haut gestrahlte Linie des Ortungslichtstrahls wird dabei im Kamerabild auf einen anderen Ort projeziert als die Reflektion des Lichts von der Oberfläche der Punktionsnadel.
-
Ferner kommen sowohl auf die auf die Punktionsnadel aufgeschobene kleine kugelförmige Markierungen, als auch kleine in die Nadeloberfläche getriebene Dellen als sehr charakteristische Verwerfung der Lichtlinie zur Darstellung. Bei präziser Kalibration der Objektiv- und Kameraeinheit, bekanntem geraden Verlauf der Punktionsnadel und hinreichend genauer Messung des Einstrahlwinkels α des Linienlasers können Auflösungen der Punktionsnadelstruktur und der Nadelposition in Subpixeldimensionen der Kameraeinheit erreicht werden. Für die Berechnungen geeignete Algorithmen sind dem Fachmann von Lichtschnittverfahren zur dreidimensionalen optischen Erfassung von räumlichen Körpern bekannt. Für die erfindungsgemäße Vorrichtung können beispielsweise die Algorithmen der OpenCV, Qt und IVT Programmbibliotheken genutzt werden.
-
Die Lichtlinie wird erfindungsgemäß durch ein Objektiv und eine Kamera aufgenommen, die den ganzen Arbeitsraum der Ultraschallpunktion achsenparallel zum Mittelpunktstrahl der Kamera zur Darstellung bringt. Versuche mit einfachen nicht achsenparallel projezierenden Objektivsystemen zeigen, daß bei Aufsetzen der Nadel in den Randbereichen des Arbeitsraums und in den Fällen in denen die Punktion in Richtung des Linienlasers gerichtet ist keine präzisen Daten bezüglich der Position der Nadel mehr gemessen und berechnet werden können.
-
Nicht achsenparallel zum Mittelpunktstrahl abbildende Objektive weisen Vorteile bei der Wiedergabe von in die Punktionsnadel eingetriebenen oder eingefrästen Markierungsmerkmalen auf. Vorteilhaft können deshalb beide Kamerasysteme gleichzeitig in das Navigationssystem eingebaut werden. Als besonders vorteilhaft erweist sich dabei der Einbau einer mit weiterem Winkel aufnehmenden Kamera, als ein mit dem Ortungslicht rotierendes zusätzliches Aufnahmesystem. Der Schwierigkeit fehlender räumlicher Auflösung kann zwar durch die Abbildung des Arbeitsraums unter Verwendung mehrerer auf der X-Achse der Schalllotung beabstandeter Kamerasysteme und/oder zweier gleichermassen angeordneter Linienlaser teilweise begegnet werden. Die Meßzyklen des Systems verlängern sich jedoch bei Verwendung zweier Linienlaser erheblich. Die Nutzung mehrerer Kamerasysteme ist insgesamt mit erhöhtem Rechenaufwand verbunden.
-
Durch die Verwendung von Linienlasern als Ortungslichtstrahl wird erreicht, daß die Punktionsnadel nicht nur an einzelnen punktförmigen Abschnitten beleuchtet wird, wie dies bei der Nutzung von punktförmigen Lichtstrahlen der Fall ist, sondern im längeren Verlauf vom Lichtstrahl erfasst wird. Dies erst ermöglicht die Punktionsnadel zur Berechnung der Einstichtiefe durch kleine Markierungen unterschiedlich zu gestalten. Als Markierungselement kommen hierfür alle Maßnahmen zur Änderungen der Lichtreflektionseigenschaften der Punktionsnadel in Betracht. Dies kann durch Schattieren (Übermalen), durch Gravieren (sehr kleiner dicht beieinander liegender lichtbrechender Linien), durch Verformen der Oberfläche (beispielsweise durch kleine in die Nadeloberfläche getriebene Dellen und durch Einschleifen kleiner (Licht reflektierender Spiegelebenen) bewirkt werden.
-
In einer weiteren Ausgestaltung werden kleine Markierungskörper, vorteilhaft kugelförmige Rotationskörper aufgeschoben, die eine kleine Bohrung zur Aufnahme der Punktionsnadel aufweisen (1, 3.1, 3.2). Von diesen aufgeschobenen Markierungskörpern kann einer im Bereich des Spritzenansatzstücks der Nadel mit dieser fest verbunden sein (1, 3.1) und ein zweiter verschieblicher Markierungskörper sich bezüglich des ersten Markierungskörper näher an der Nadelspitze befinden (1, 3.2). Durch tieferes Einstechen der Nadel kann der vordere Markierungskörper durch Kontakt mit der Körperoberfläche passiv nach hinten geschoben werden. Vorteilhaft kann der vordere Markierungskörper durch einen Abstandshalter mit dem hinteren Teil der Nadel verbunden sein; besonders vorteilhaft weist der Abstandshalter einen Scharniermechanismus auf (9 3.3), der den vorderen Markierungskörper so lange in seiner Position arretiert, bis die Arretierung durch Kontakt des vorderen Markierungskörpers mit der Körperoberfläche gelöst wird, und der Markierungskörper durch eine Rückzugsvorrichtung beispielsweise eine Feder (9, 3.5) in eine festgelegte Stellung nach hinten gezogen wird.
-
In einer weiteren Ausgestaltung können die Markierungskörper so ausgeführt werden, daß sie sich bei leichtem Andrücken des vorderen Markierungskörpers (1 3.2) auf die Körperoberfläche von der Nadel lösen und herabfallen. Die 9a zeigt eine Längsschnittdarstellung einer beispielhaften Ausführung der Punktionsnadel mit aufgeschobenen Markierungskörpern (3.2, 3.1). Die 9b zeigt die den vorderen Markierungskörper (3.2) im Querschnittbild. Der vordere Markierungskörper (3.2) ist mit einem Scharniermechanismus (3.3) mit dem hinteren Markierungskörper (3.1) verbunden. Bei Andrücken des vorderen Markierungskörpers (3.2) auf die Haut wird das Scharniergelenk, durch einen Hebel (3.4) nach oben gedrückt, bzw. umgeklappt. Hierdurch kann die Wirkung der Feder (3.5) die nach oben frei beweglichen Arme des Scharniers zusammenziehen. Das Scharniergelenk klappt nach oben zusammen und zieht dabei den vorderen Markierungskörper (3.2) nach hinten. Die genaue Position, auf die der vordere Markierungskörpers (3.2) bewegt wird, kann durch Sperren (3.6) auf Punktionsnadel oder Scharniergelenk festgelegt werden.
-
Eine beispielhafte Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung enthält:
Eine zur Abbildung des Arbeitsraumes vor der Schallsonde geeignete und kalibrierte Kamera, ein Objektiv bestehend aus Linsen- und/oder Spiegeln, welche das Gegenstandsbild des Punktionsraumes vor der Ultraschallsonde dergestalt auf den Lichtsensoren der Kamera abbildet, daß alle Punkte des Arbeitsraums der Punktion in einer zum Mittelpunktstrahl der Kamera parallel verlaufenden Projektion auf der Bildebene der Kamera abbgebildet werden (7).
-
Mindestens einen drehbar gehaltenen linienförmigen Ortungslichtstrahl, dessen Linienverlauf vorteilhaft parallel zur Z-Achse der Schalllotung, und dessen Drehpunkt besonders vorteilhaft auf der Eingangsebene des optischen Linsensystems zur achsenparallelen Darstellung des Arbeitsraums liegt.
-
Mittel zur Drehung des linienförmigen Ortungslichtstrahls sowie Mittel zur Messung des Winkels des eingestrahlten Ortungslichtstrahls zur X-Achse des Koordinatensystems der Schalllotung (Incrementgeber).
-
Mittel zum Ansaugen und zur glatten Anlage der sterilen Abdeckung der sterilen Schallsondenhülle an die für den Durchgang des Lichts vorgesehenen Öffnungen vor Kamera und Linsen und der Austrittsöffnungen des Ortungslichtstrahls.
-
Eine Rechnereinheit (PC), die von der Kamera, dem Mittel zur Messung des Winkels des eingestrahlten linienförmigen Ortungslichtstrahls (Incrementgeber-Einheit), der Schallsonde, Informationen enthält und den Motor des drehbar gehaltenen linienförmigen Ortungslichtstrahls ansteuert.
-
Punktionsnadeln die durch Markierungen gekennzeichnet sind; oder Punktionsnadeln, die durch mindestens 2 aufgeschobene Rotationskörper (i. E. Kugeln) gekennzeichnet sind, wobei der der Nadelspitze am nächsten liegende vordere Markierungskörper beim Einstechen der Nadel zum hinteren Ende der Nadel bewegt werden kann; sowie ein Scharniermechanismus, der den vorderen Markierungskörpers bei Kontakt mit der Haut nach hinten zieht.
-
Ein Kit enthaltend die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie Punktionsnadeln, deren Oberflächenkontur durch Eindellungen gekennzeichnet sind. Punktionsnadeln in deren Oberflächenkontur sehr kleine eng benachbarte Rillen eingraviert wurden. Eine Abdeckfolie, die eine von dem im obigen beschriebenen Linienlaser unterschiedliche Farbe hat, und den von dem Laser abgestrahlten Lichtstrahl adsorbiert. Eine lichtdurchlässige sterile Hülle in die die Schallsonde sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ultraschallnavigation eingeführt werden kann, welche nach Einführung der Schallsonde nach aussen abgedichtet werden kann und welche einen zur Schallsonde offenen Schlauch, enthält, der an eine Absaugvoririchtung angeschlossen wird (Folie und Absaugvorrichtung sind in 1 nicht dargestellt). Ein definiertes Kalibrierbild auf der sterilen Abdeckungsfolie der Einstichstelle.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- MAECKEN et al. 2007 [0001]
- Chan et al. (2005) [0003]
- Najafi und Rohling (2011) [0003]
