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DE2443558B2 - Vorrichtung zum Punktieren von körperinternen Organen und Gefäßen - Google Patents

Vorrichtung zum Punktieren von körperinternen Organen und Gefäßen

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DE2443558B2
DE2443558B2 DE2443558A DE2443558A DE2443558B2 DE 2443558 B2 DE2443558 B2 DE 2443558B2 DE 2443558 A DE2443558 A DE 2443558A DE 2443558 A DE2443558 A DE 2443558A DE 2443558 B2 DE2443558 B2 DE 2443558B2
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puncture
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angle
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Punktieren von körperinternen Organen, Gefäßen unter Verwendung einer Ultraschall gut reflektierenden Punktionskanüle sowie eines Ultraschall-EciiO-Schnittbildgerätes mit einem Ultraschall-Applikator mit Ultraschall-Abtastsystem für die flächenweise Ultraschallabtastung des zu punktierenden Körpergebietes und einem Sichtgerät zum Sichtbarmachen der Echo-Schnittbilder.
Es ist bekannt mittels geeigneter Punktionskanülen Gewebe oder Körperflüssigkeiten aus körperinneren Organen, z.B. Leber oder Niere, zu diagnostischen Zwecken zu entnehmen. Ebenso kann bei einer Schwangerschaft zum gleichen Zweck beispielsweise aus dem Uterus Fruchtwasser entnommen oder z. B. Blut oder ein Medikament in den fetalen Körper injiziert werden.
In allen diesen Fällen ist es außerordentlich wichtig, die genaue Lage der Punktionskanüle gegenüber den zu punktierenden Organen oder Gefäßen zu kennen, um unnötige Verletzung gefährdeter Bezirke, z. B. der Placenta bei Uteivspunktion od. dgl, zu verhindern bzw. auch eine irrtümliche Gewebeentnahme aus unerwünschten Körpergebieten bzw. bei einer Injektion Fehlinjektionen zu vermeiden.
Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ermöglicht die fortlaufende Punktionskontrolle unter Zuhilfenahme von Ultraschall, insbesondere durch rasche Ultraschall-Schnittbildaufzeichnung nach dem B-Scan-Verfahren. Hierzu wird durch schnelle zeilenweise Verschiebung des Ultraschallstrahles eines an sich bekannten Ultraschall-Echo-Schnittbildgerätes (z. B. DE-OS 19 28 367 oder DE-OS 19 48 463) im zu punktierenden Körpgergebiet eic'e für eine Punktionszielrichtung bevorzugte Schnittebene selektiert und als Echo-Schnittbild z. B. am Bildschirm einer Oszillographenröhre sichtbar gemacht Die in der Ebene geführte Punktionskanüle ist auf dem Bildschirm ebenfalls gut sichtbar, da das Kanülenmaterial in gut unterscheidbarem Ultraschallkontrast zum umliegenden biologischen Gewebe steht
Trotz guter Sichtkontrolle im Abtastgebiet ergeben sich jedoch weiterhin Anzielprobleme. So läßt sich zwar die Bewegung der Kanüle im Gewebe mit dem Auge am Bildschirm des Sichtgerätes unmittelbar verfolgen, jedoch erst dann, wenn die Kanüle auch tatsächlich in den Bereich der Ultraschall-Abtastwellen in der Abtast-Schnittebene gelangt. Bis zum Erreichen des angezielten Abtastbereiches erfolgt jedoch der Einstechvorgang blind; der Einstich der Kanüle muß deshalb je nach Geschicklichkeit der die Punktion ausführenden Person mehr oder weniger häufig korrigiert werden. Häufige Richtungskorrekturen der Punktionskanüle führen jedoch zu unerwünschten Gewebeverletzungen und verzögern insgesamt den Puntionsvorgang.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die ein von der Geschicklichkeit der jeweiligen Bedienungsperson im wesentlichen unabhängiges treffsicheres Einstechen der Punktionskanüle in das zu punktierende Körpergebiet erlaubt
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß am Sichtgerät eine Zielhilfe zum Anzielen eines beliebigen Punktionspunktes im Echo-Schnittbild und am Ultraschall-Applikator eine wenigstens auf die Zielrichtung der Zielhilfe einstellbare Führungshilfe zum Einführen der Punktionskanüle in das zu punktierende Körpergebiet vorgesehen ist.
Die erfindungsgemäße Kombination einer Zielhilfe am Sichtgerät mit einer auf die Zielrichtung der Zielhilfe einstellbaren Führungshilfe für die Punktionskanüle am Ultraschall-Applikator ermöglicht eine exakte Vorabeinstellung der erwünschten Einstechrichtung der Punktionskanüle in Richtung auf das zu punktierende Körpergebiet Diese Vorabeinstellung ermöglicht dann auch eine relativ treffsichere Überbrückung jenes unsichtbaren Gewebegebietes, welches vom Ultraschallstrahl des Ultraschall-Abtastsystems im Ultraschall-Applikator nicht erfaßt wird und welches somit bisher von der Punktionskanüle lediglich im Blindzielverfahren durchstochen werden konnte. Die erhöhte Treffsicherheit bei der Vorrichtung nach der Erfindung gewährleistet, daß die einmal gewählte Einstechrichtung der Punktionskanüle praktisch nicht mehr korrigiert zu werden braucht Die Punktion kann damit unter Umständen auch von weniger geübten Hilfskräften durchgeführt werden.
Zielhilfen zum Einbringen von Nadeln, Drähten od. dgl. in bestimmte Körperregionen des menschlichen Körpers sind für sich gesehen nicht mehr neu. So ergibt sich beispielsweise eine Punktierungsmöglichkeit im Zusammenhang mit Ultraschallabtastung aus der US-PS 37 21 227. Beim Gegenstand dieser Druckschrift handelt es sich um einen Ultraschall-Applikator mit Rundbohrung, der über den menschlichen Körper schrittweise verschoben wird. Auf diese Weise läßt sich der Körper Zeile für Zeile abtasten. Speziell dieser Ultraschall-Applikator ist jedoch für eine Punktion unter Sichtkontrolle bei B-Scan ungeeignet deshalb, weil er bei festgelegtem Einstechort nur eine einzige Einstechrichtung erlaubt Der Einstich kann nicht unter gleichzeitiger Bildkontrolle erfolgen, da ja hierzu der Wandler weiter verschoben werden muß, was jedoch das Einstechen verhindert. Entsprechendes gilt im Prinzip auch für die Wandleranordnung der US-PS 35 56 079. Hier handelt es sich um einen Ultraschall-Applikator, der zum Anzielen speziell von Blut nur Ultraschall-Dopplersignale vom fließenden Blut empfängt. Die Richtung des Ultraschallstrahles bei Dopplersignalempfang bildet dann die Leitstrahlrichtung für den Einstich in Richtung auf das Blutgefäß. Darüber hinaus ist durch die US-PS 26 97 433 auch noch ein sogenanntes Knochennagelgerät vorbekannt, das aus einem ain Patientenkörper zu befestigenden Schienenteil besteht. Auf dem Schienenteil ist mittels Kugelgelenk in Längsrichtung eines Winkelmessers einerseits bzw. in senkrechter Richtung dazu längs einer Führungsschiene andererseits schwenkbar ein Führungsrohr für einen Knochennagel gehaltert. Das Knochennagelgerät arbeitet völlig unabhängig von Ultraschallschnittbildabtastung. Es ermöglicht und benötigt ferner Auslenkungen des einzutreibenden Knochennagels in beliebige Einstichrichtungen. Dies steht jedoch im Gegensatz zu unserer vorliegenden Erfindung, wo die Punktionskanüle immer exakt in jener Schnittebene des zu punktierenden Körperteils geführt wird, die in diesem Augenblick auch gerade als Echo-Schnittbild am Bildschirm des Oszillographer dargestellt wird. Ein s .itliches Ausweichen der Kanüle ist in diesem Sinne beim Gegenstand vorliegender Erfindung im Gegensatz zum Knochennagelgerät der US-PS 26 97 433 unmöglich (und unerwünscht). Schließlich ist auch noch die US-PS 29 68 302 erwähnenswert, die jedoch lediglich eine Fokussierungsrichtung für Ultraschallstrahlen betrifft Der Stiftnagel dieser Fokussierungseinrichtung ist keine Punktionskanüle oder gar ein Zielstift, wie er bei vorliegender Erfindung gefordert wird Der Nagel dient lediglich mit seiner Spitze zur
ίο Positionierung desjenigen Zielpunktes für die Ultraschallstrahlen einer Mehrzahl von um den Nagel gruppierten Ultraschallwandlern, der dem erwünschten gemeinsamen Brennpunkt der Ultraschallstrahlen sämtlicher Ultraschallwandler entspricht Abseits liegt schließlich auch noch die Einstichvorrichtung des Artikels »A TREPHINE NEEDLE FOR VERTEBRAL BODY BIOPSY« von P. H. KENDALL aus der Zeitschrift »The Lancet« Seite 414 vom 27.2.1960. Bei der Einstichvorrichtung dieses Artikels liegt die Einstichrichtung einer Einstichkanüle immer unter einem konstanten Winkel von 55°. Die Anzielung unterschiedlicher Zielpunkte e.vjlgt allein aufgrund Längenveränderung mittels einer Lin.-arskala, mit deren Hilfe sich aus dem zu messenden Abstand zwischen einem Aufsetzpunkt am zu punktierenden Objekt und dem Abstand der Kanüle von diesem Aufsetzpunkt sow.e dem konstanten Einstichwinkel von 55° die Einstechtiefe über eine Tangensfunktion ermitteln läßt. Gemäß dem Artikel ist zwar eine bessere Positionierung der Nadel im Zielgebiet mit Hilfe von Röntgenstrahlen möglich. Festzuhalten ist jedoch, daß mittels dieser Röntgenstrahlen eine Schnittbildaufnahme des zu punktierenden Objektes nicht möglich ist; demzufolge ergeben sich auch keine Schnittbilder des Objektes, in denen eine Punktionskanüle zum Zielpunkt in dieser Schnittebene führbar ist.
In einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung sollte die Zielhilfe einen über den Bildschirm des Sichtgerätes in beliebige Zielrichtungen schwenkbaren sowie längs der jeweiligen Zielrichtung verschiebbaren Zielstift umfassen. Zum Ablesen des sich für die jeweilige .Zielrichtung ergebenen Schwenkwinkels sollte hierbei dem Zielstift eine Winkelskala zugeordnet sein. Ferner sollte zweckmäßigerweise am Zielstift auch eine
■ts Tiefenskala zum Erfassen der fiktiven Eirutechtiefe für die Punktionskanüle angebracht sein. Die Führungshilfe für die Punktionskanüle sollte beispielsweise eine Führungshülse sein, die entsprechend dem Zielstift am Bildschirm eines Sichtgerätes in beliebige Zielrichtungen schwenkbar ist und die zum Einstellen des Schwenkwinkels des Zielstiftes eine entsprechende Winkelskala aufweist. Zur Überwachung der an der Tiefenskala des Zielstiftes abzulesenden fiktiven Einstechtiefe sollte auch die Punktionskanüle mit einer entsprechenden Tiefenskala versehen sein.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausfuhrungsbeispieles anhand der Zeichnung in Verbindung mit den Unteransprüchen.
wi In der Figu" ist mit 1 ein Ultraschall-Applikator bezeichnet, der in seinem Innern einen zylindrischen Parabolreflektor 2 aufweist, in dessen Brennlinie ein Ultraschall-Sende/Empfangskopf 3 um die Brennlinie als Achse in Richtung des Drehpfeiles drehbar und längs
*■>'< der Brennlinie verschiebbar angeordnet ist. Der Applikator 1, de! ferner auch noch ein Ankoppelmedium 4, z. B. Wasservorlaufstrecke, umfaßt, ist auf der Körperoberfläche eines Patienten 5 in Höhe eines zu
punktierenden Organs 6, ζ. B. der Leber oder bei Schwangeren des Uterus, aufgesetzt. Bei rascher Rotation des Ultraschallkopfes 3 wird aufgrund der Reflexionseigenschaften des Reflektors 2 der in Richtung auf den Reflektor abgestrahlte und von diesem in das Körpergebiet reflektierte Ultraschall-Sendestrahl 7, T etc. in diesem Körpergebiet parallel zu sich selbst verschoben. Der reflektierte Ultraschallstrahl 7, T etc. lastet somit dieses Körpergebiet, insbesondere das zu punktierende Organ 6, in rascher Aufeinanderfolge zeilenweise ab.
Durch entsprechende zeilenweise Abbildung der aus jeder Ultraschallzeile im Untersuchungsgebiet herrührenden Ultraschall-Echoimpulse z. B. auf dem Bildschirm 8 eines Oszillographen 9 erhält man schließlich ein Sichtbild der vom Ultraschallstrahl 7, T etc. jeweils abgetasteten Ebene des Organes 6. Dieses Bild ist durch Leuchtpunkte 10 auf dem Bildschirm 8 des Sichtgerätes 9 schematisch angedeutet. Das Schnittbild 10 gibt lediglich eine einzige selektierte Schnittebene des Organes 6 wieder. Durch Verschiebung des Ultraschallkopfes 3 längs der Brennlinie des Reflektors 2 lassen sich jedoch beliebig weitere Schnittebenen selektieren und im Sichtbild darstellen.
Zum Anzielen eines beliebigen Punktionspunktes, ζ. B. 11. im Sichtbild 10 umfaßt nun das Sichtgerät einen nadeiförmigen Zielstift 12. Dieser Zielstift 12 ist in einer Führungshülse 13 in deren Längsrichtung verschiebbar gelagert. Die Hülse 13 wiederum ist in einem Fixpunkt um eine Achse 14 drehbar gehaltert. Zum Drehen der Hülse 13 um den Drehpunkt 14 dient ein (arretierbarer) Drehknopf 15. Die Achse 14 ist Bestandteil eines Winkelstückes 16, welches mit seinem einen Schenkel in der Längsnut 17 eines am Gehäuse des Sichtgerätes 9 befestigten Halteteiles 18 in Längsrichtung der Nut verschiebbar angeordnet ist. Das Halteteil 18 kann gegebenenfalls ebenfalls verschiebbar sein, z. B. horizontal in einer horizontalen Schlitzführung im Gehäuse des Sichtgerätes. Zum Festklemmen des Winkelstückes 16 in einer bestimmten Höhenlage dient eine Klemm- to schraube 19. Ferner ist eine Winkelskala 20 vorgesehen, an der sich nach Anzielen eines bestimmten punktionspunktes, z.B. 11. der eingestellte Schwenkwinkel des Zielstiftes 12 (Zielrichtung des Zielstiftes) ablesen läßt. Zum Erfassen der Tiefenlage des fiktiven Punktionspunktes 11 ist außerdem entlang dem Zielstift 12 eine Tiefenskala 21 angebracht. Die jeweilige Tiefenlage ergibt sich beispielsweise durch den Abstand der auf den Punktionspunkt 11 gerichteten Spitze des Zielstiftes 12 wahlweise von einer der beiden Kanten der Führungs- v> hülse 13 oder einer sonstigen Bezugshilfe.
Als Führungshilfe für die eigentliche Punktionskanüle
22, die 7. B. aus Metall besteht, dient ebenfalls eine Hülse
23, die vorzugsweise dieselbe Länge wie die Führungshülse 13 für den Zielstift 12 aufweist In Äquivalenz zur Führungshülse 13 des Zielstiftes 12 ist auch die Führungshülse 23 für die Punktionskanüle 22 in einem Schwenkpunkt 24 schwenkbar gelagert Zum Schwenken dient ebenso ein (arretierbarer) Schwenkknopf 25 sowie zur Einstellung bestimmter Höhenlagen ein *>n Winkelstück 26, das wiederum in der Nut 27 eines am Applikator befestigten Halteteiles 2B vertikal verschiebbar ist und zum Arretieren mit einer Klemmschraube 29 versehen ist. Dem Halteteil 28 kann ebenfalls eine Horizontalschlitzführung am Applikator zugeordnet sein. Zum Einschwenken der Punktionskanüle 22 auf den Schwenkwinkel des Zielstiftes 12 ist als Einstellhilfe wiederum eine Winkelskala 30 vorgesehen. Zum Einstellen des an der Tiefenskala 3!1 des Zielstiftes 12 abgelesenen Tiefenwertes dient eine entsprechende Tiefenskala 31 an der Punktionskanüle 22 mit z. B. zugehörigem verstellbaren Anschlag.
Die gesamte Führungseinheit für die Punktionskanüle 22 ist über das Winkelstück 26 vom Applikator (durch Herausschieben aus der Nut des Trägerteiles) leicht abnehmbar. Im Bedarfsfall kann deshalb das Führungsteil oder gegebenenfalls auch die Führungshülse alkine vom Ultraschall-Applikator rasch abgesteckt und beispielsweise nach Sterilisation leicht wieder am Applikator adaptiert werden. Durch vertikale und gegebenenfalls auch horizontale Verrückung der Winkeiträger 16 bzw. 26 für den Zielstifl 12 einerseits sowie die Punktionskanüle 22 andererseits lassen sich die Drehpunkte 24 für die Punktionskanüle 22 sowie 14 für den Zielstift 12 in räumlicher Lage so aufeinander abstimmen, daß sich bezüglich des zu punktierenden Objektes, z. B. Organ 6, gleichartige geometrische Verhältnisse ergeben.
Die Funktionsweise der Vorrichtung nach der Figur ergibt sich somit wie folgt:
Vor Durchführung der eigentlichen Punktion wird mittels des Ultraschall-Applikators 1 aus dem zu punktierenden Organ 6 eine bevorzugte Schnittebene selektiert und als Schnittbild 10 auf dem Bildschirm 8 des Sichtgerätes 9 abgebildet. Anschließend wird durch Verschwenken und Längsverschiebung des Zielstiftes 12 dessen Spitze auf einen erwünschten Punktionspunkt, z.B. 11, gesetzt. Die Punktionskanüle 22 wird dann durch entsprechendes Verschwenken sowie durch entsprechende Längsverschiebung auf Schwenkwinkel und Tiefenschub des Zielstiftes 12 eingestellt. Die Kanüle 22 ist damit exakt auf den anzuzielenden Punktionspunkt 11 ausgerichtet und kann somit ohne große Schwierigkeiten und praktisch ohne Korrektur bis zum Zielpunkt eingestochen werden.
Bei der Vorrichtung nach dem Ausführungsbeispiel ist zur Ultraschall-Abtastung speziell ein Ultraschall-Applikator mit Reflektor und rasch rotierendem Ultraschall-Sende-Empfänger verwendet. Anstelle eines derarl ausgebildeten Applikator kann jedoch selbstverständlich auch ein sogenannter Lamellenapplikator, ζ. Β entsprechend DE-OS 19 48 463, verwendet werden, d. h ein solcher Applikator, der eine Vielzahl nebeneip-nder angeordneter Ultraschall-Sende/Empfangsschwinget aufweist, die zur zeilenweisen Verschiebung des Ultraschall-Sendestrahles entsprechend zeitlich nacheinander einzeln oder gruppenweise erregt werden. Im beschriebenen Ausführungsbeispiel sind ferner zum Einstellen und Ablesen von Schwenkwinkel und Einstechtiefe speziell Winkel- und Tiefenskalen verwendet
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche;
1. Vorrichtung zum Punktieren von körperinternen Organen, Gefäßen unter Verwendung einer Ultraschall gut reflektierenden Punktionskanüle sowie eines Ultraschall-Echo-Scnnittbildgerätes mit einem Ultraschall-Applikator mit Ultraschall-Abtastsystem für die flächenweise Ultraschallabtastung des zu punktierenden Körpergebietes und einem Sichtgerät zum Sichtbarmachen der Echo-Schnittbil- ' der, dadurch gekennzeichnet, daß am Sichtgerät (8, 9) eine Zielhilfe (12) zum Anzielen eines beliebigen Punktionspunktes (ζ. Β. 11) im Echo-Schnittbild (10) und am Ultraschall-Applikator (1) eine wenigstens auf die Zielrichrichtung der Zielhilfe (12) einstellbare Führungshilfe (23) zum Einführen der Punktionskanüle (22) in das zu punktierende Körpergebiet (6) vorgesehen ist
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zielhilfe einen über den Bildschirm
(8) des Sichtgerätes (9) in beliebige Zielrichtung schwenkbaren sowie längs der jeweiligen Zielrichtung verschiebbaren Zielstift (12) umfaßt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zielstift (12) in einer Führungshülse (13) längs verschiebbar isi, die in einem Fixpunkt (14) um eine Achse drehbar gehaltert ist
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zielstift (12) eine Winkelskala (20) zum Ablesen des sich für die jeweilige Zielrichtung ergebenden Schwenkwinkels zugeordnet ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Zielstift (12) eine Wegskala (21) zum Erfassen der fiktiven Einstechtiefe für die Punktionskanüle (22) angebracht ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Zielstift (12) nebst Führungshülse (13) und Winkelskala (20) an einem Winkelstück (16) gehaltert sind, das in einer *° Führungsnut (17) eines am Gehäuse des Sichtgerätes
(9) befestigten Halteteiles (18) leicht verschiebbar und vorzugsweise auch leicht abnehmbar eingelagert ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Festklemmen des Winkelstückes (16) in einer bestimmten Lage eine Klemmschraube (19) vorhanden ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Führungshilfe für w die Punktionskanüle (22) eine entsprechend dem Zielstift (12) der Zielhilfe um eine horizontale Achse (24) schwenkbare Führungshülse (23) dient, die zum Einstellen des an der Winkelskala (20) des Zielstiftes (12) abzulesenden Schwenkwinkels ebenfalls eine entsprechende Winkelskala (30) aufweist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einstellen des an der Wegskala (21) des Zielstiftes (12) abzulesenden fiktiven Tiefenwertes auch die Punktionskanüle (22) mit b0 einer entsprechenden Wegskala (31), gegebenenfalls mit zugehörigem verstellbaren Anschlag, versehen ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungshülse (23) für die h> Punktionskanüle (22) ebenfalls an einem Winkelstück (26) gehaltert ist, welches in einer Führungsnut (27) eines am Applikator (1) befestigten Halteteiles
(28) leicht verschiebbar und vorzugsweise auch leicht abnehmbar eingelagert ist
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