DE102006004993A1 - Method and device for performing minimally invasive interventions - Google Patents

Abstract

Translated fromGerman

Zur Durchführung minimal-invasiver Operationen ist es bekannt, eine Stereotaxie-Anordnung am Kopf des Patienten zu befestigen, um einen präzisen Eingriff zu ermöglichen. Für eine größere Beweglichkeit kann alternativ eine Muffe an der Schädelöffnung des Patienten angebracht werden. Dies bringt mehr Flexibilität, ist aber aufgrund des Raumbedarfs nicht in bildgebenden Geräten wie etwa Magnetresonanztomographen einsetzbar. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein patientenschonendes Verfahren und eine ebensolche Vorrichtung zu schaffen, welche gleichzeitig flexibel und präzise einsetzbar ist. Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Zielstift (3), welcher unmittelbar in eine Trepanationsöffnung (2) des zu untersuchenden Körperteils (1) aufgesetzt wird. Eine definierte Position ergibt sich durch Aufdrücken eines Kalottenabschnitts (4) des Zielstifts (3) auf die Trepanationsöffnung (2) sowie die gleichzeitige Halterung des Zielstifts in einer Zielvorrichtung. Durchführung minimal-invasiver Operationen.In order to carry out minimally invasive operations, it is known to attach a stereotaxic arrangement to the patient's head in order to enable precise intervention. Alternatively, a sleeve can be attached to the patient's skull opening for greater mobility. This brings more flexibility, but cannot be used in imaging devices such as magnetic resonance tomographs due to the space required. The invention is therefore based on the object of creating a patient-friendly method and such a device which can be used flexibly and precisely at the same time. This task is achieved by a target pin (3) which is placed directly into a trephination opening (2) of the body part (1) to be examined. A defined position is obtained by pressing a spherical portion (4) of the aiming pin (3) onto the trephination opening (2) and simultaneously holding the aiming pin in a targeting device. Performing minimally invasive operations.

Description

Translated fromGerman

DieErfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung minimal-invasiverInterventionen unter Verwendung eines Zielstifts, dieser umfassendeinen Führungsabschnittund einen Kalottenabschnitt, welche einen gemeinsamen Führungskanalzur Führungwenigstens eines medizinischen Instruments aufweisen, wobei derZielstift mit dem Kalottenabschnitt im Bereich einer Trepanationsöffnung inAnlage mit dem zu intervenierenden Körperteil gebracht wird.TheThe invention relates to a method and apparatus for performing minimally invasiveInterventions using a stylus, this comprehensivea guide sectionand a dome section having a common guide channelto the leadershipat least one medical instrument, wherein theTarget pin with the dome section in the area of a trephine opening inAttachment is brought to the intervening body part.

Einesolche Vorrichtung ist bereits aus der WO 98/17191 A1 vorbekannt.Sie umfasst einen Zielstift zur Führung eines medizinischen Instruments, etwaeiner Biopsienadel, welcher in seinem dem Schädel zugewandten Anlagebereicheine kugelförmigeKalotte aufweist. Diese Kalotte wird erfindungsgemäß über einin die TrepanationsöffnungeingefügtesEinsetzstückmittelbar mit dem Schädelin Anlage gebracht. Das Einsetzstück selbst ist mit einer Verankerungderart versehen, dass es in der Trepanationsöffnung verhaftet wird. DerZielstift ist bei bestimmungsgemäßem Einsatzin einer halbrunden Ausnehmung des Einsatzstückes aufgenommen und wird anseiner vom Schädelabgewandten Seite von einem Fixierstück in der Anordnung gehalten.Ein durch den Zielstift in den Schädel eingreifendes medizinischesInstrument kann auf diese Weise mit einem erheblichen Maß an Freiheitbewegt werden, wodurch der Invasionskanal in den Schädel hineinindividuell wählbarwird.Asuch device is already known from WO 98/17191 A1.It includes a target pen for guiding a medical instrument, such asa biopsy needle, which in his the skull-facing investment areaa spherical oneHas calotte. This dome is according to the invention via ain the trepan openinginsertedinsert pieceindirectly with the skullbrought into contact. The insert itself is with an anchorageprovided such that it is arrested in Trepanationsöffnung. Of theTarget pin is when used as intendedreceived in a semi-circular recess of the insert and is onhis from the skullopposite side held by a fixing piece in the arrangement.A medical intervention by the target pin in the skullInstrument can do this with a considerable degree of freedombe moved, causing the invasion channel into the skullindividually selectablebecomes.

DieDE 197 26 141 A1 stellteine Alternative zu dieser Vorrichtung dar, bei der ein Zielstiftmit einer ebenfalls kugelförmigenKalotte mit einer Halterung derart befestigt ist, dass der Zielstiftnach Art eines Kugelgelenkes auf der Halterung beweglich gelagert ist.Die Halterung wird dabei jedoch nicht in der Trepanationsöffnung verklemmtoder verfügt,sondern mit einem mit der Halterung einstückig gebildeten Schraubgewindein die Schädeldeckeeingedreht. Dies verschafft zwar einen sicheren Halt der Halterungam Schädelund bewirkt so eine definierte Position des Zielstifts, es kanndabei allerdings zu Absplitterungen vom Schädelknochen kommen. Diese führen gegebenenfallsihrerseits zu Verletzungen des darunter liegenden Gewebes und stellenein zusätzlichesRisiko dar.The DE 197 26 141 A1 represents an alternative to this device, in which a target pin is fixed with a likewise spherical dome with a holder such that the target pin is mounted in the manner of a ball joint on the holder movable. However, the holder is not jammed or has in the Trepanationsöffnung, but screwed with a piece integrally formed with the screw thread into the skull. Although this provides a secure hold of the bracket on the skull and thus causes a defined position of the target pin, but it can lead to chipping from the skull bone. These may, in turn, result in injury to the underlying tissue and pose an additional risk.

InWeiterentwicklung dieser Ausführungbeschreibt dieDE198 08 220 A1 eine analoge Vorrichtung, welche durch eineauf den Schädelaufklebbare Halterung gekennzeichnet ist. Dies umgeht zwar den bereitsgenannten Nachteil der Absplitterung, führt allerdings im Ergebniszu einer ungenaueren und weniger haltbaren Befestigung der Halterungam Schädeldes Patienten.In further development of this embodiment describes the DE 198 08 220 A1 an analogous device, which is characterized by an attachable to the skull bracket. Although this avoids the aforementioned disadvantage of chipping, but as a result leads to a less accurate and less durable attachment of the holder on the skull of the patient.

Dievorgenannten Vorrichtungen werden alternativ zur Stereotaxie für die Neuronavigationeingesetzt. Sie werden direkt am Kopf befestigt und ermöglichenmanuelle Eingriffe am bildgebenden Gerät ohne zusätzlichen Referenzrahmen. Voraussetzung dafür ist jedocheine genaue Kenntnis überdie Instrumentenposition, die sich zum Beispiel mit optischen Planungssystemendarstellen lässt.Zielpunktabweichungen infolge von Weichteilverlagerungen (Brain-Shift)währendeines medizinischen Eingriffes könnenbei der Planung berücksichtigtwerden. Allgemein schwierig und problematisch ist jedoch die Anwendungderartiger Vorrichtungen in extremen Umgebungen wie von Magnetresonanztomographen (MRT),zum einen aufgrund der starken Magnetfelder, der empfindlichen Messumgebung,aber auch aufgrund des geringen Raumangebotes.TheThe aforementioned devices are used as an alternative to stereotaxy for neuronavigationused. They are attached directly to the head and allowmanual intervention on the imaging device without additional reference frame. The prerequisite for this, however, isan exact knowledge aboutthe instrument position, for example, with optical planning systemslet represent.Target point deviations due to soft tissue displacements (brain shift)whilea medical procedure canconsidered in the planningbecome. However, the application is generally difficult and problematicsuch devices in extreme environments such as magnetic resonance imaging (MRI),due to the strong magnetic fields, the sensitive measuring environment,but also because of the small amount of space.

Beineurochirurgischen Eingriffen ist eine hohe Genauigkeit bzw. Reproduzierbarkeitbei der Anwendung medizinischer Instrumente erforderlich, die nurmit präzisenPositioniervorrichtungen aus speziellen Werkstoffen, Aktoren undSensoren erreicht werden kann. Neben der geforderten hohen Genauigkeitermöglichteine Online-Bildgebung zusätzlicheine sicherere Anwendung durch schnelle Kontrolle des Operationsgebietes.Weichteile wie das Gehirn lassen sich dabei besonders präzise durch dieMRT-Technik abbilden.atneurosurgical procedures is a high accuracy or reproducibilityin the application of medical instruments required onlywith precisePositioning devices made of special materials, actuators andSensors can be achieved. In addition to the required high accuracyallowsan online imaging in additiona safer application through rapid control of the surgical field.Soft tissues such as the brain can be very precisely through theMapping MRI technique.

Herkömmlich werdendaher die genannten Stereotaxie-Vorrichtungenzur Durchführungsolcher minimal-invasiver, neurochirurgischer Eingriffe wie etwader Durchführungvon Biopsien oder zur Resektion von Tumorgewebe eingesetzt. DerEingriff erfolgt in einem Operationsraum mit stereotaktischen Vorrichtungenim Anschluss an vorab durchgeführte BildgebendeMaßnahmen,die heute überwiegend mittelsComputer- und Kernspintomographie erfolgen. Zur Planung des chirurgischenEingriffes wird dabei in den meisten Fällen ein Referenzrahmen benutzt,der am Kopf des Patienten mit Fixierungsschrauben gehalten ist.Zur Durchführungdes Eingriffs werden die stereotaktischen Vorrichtungen, und mitihnen der Kopf des Patienten, üblicherweiseam Operationstisch befestigt und somit ein Bezug zwischen diesemund dem Referenzrahmen hergestellt. Das medizinische Instrumentist übereinen Führungsschlittenfest mit dem Referenzrahmen verbunden, so dass seine Lage bezüglich desSchädelssich lediglich durch die Bewegung des Führungsschlittens ändert. EinNachteil liegt hierbei zum Einen in einem hohen Zeitaufwand, zumanderen ist die Methode für denPatienten besonders belastend, da der Referenzring oft für mehrereStunden am Kopf getragen werden muss. Ferner muss etwa aufgrundin dieser langen Zeit auftretenden Verlagerung des Patienten odergar bei zwischenzeitlichen Transporten mit größeren Zielpunktabweichungengerechnet werden, was wiederum zusätzlichen Aufwand für weitereAusrichtungen bedeutet.Conventionally, therefore, said stereotactic devices are used to perform such minimally invasive neurosurgical procedures, such as performing biopsies or resecting tumor tissue. The procedure takes place in an operating room with stereotactic devices following previously performed imaging measures, which today take place predominantly by means of computer and magnetic resonance tomography. To plan the surgical procedure, a reference frame is used in most cases, which is held on the head of the patient with fixing screws. To perform the procedure, the stereotactic devices, and with them the patient's head, are usually attached to the operating table, thus establishing a relationship between it and the reference frame. The medical instrument is firmly connected to the reference frame via a guide carriage so that its position with respect to the skull changes only by the movement of the guide carriage. On the one hand, there is a great expenditure of time, on the other hand, the method is particularly stressful for the patient since the reference ring often has to be worn on the head for several hours. Furthermore, due to occurring in this long time displacement of the patient or even in intermediate transports with larger target point deviations must be expected, which in turn requires additional effort for further means.

Somitstellen die erstgenannten Vorrichtungen folglich eine Lösung zurDurchführungpräziser, handgeführter Eingriffedar, deren Beweglichkeit jedoch im bildgebenden MRT-Geräten eingeschränkt sind,währenddie in MRT-Geräteneingesetzte Stereotaxie-Methode eine große Belastung des Patienten bedeutet.ConsequentlyConsequently, the former devices provide a solutionexecutionprecise, hand-guided procedureswhose mobility is limited in imaging MRI devices,whilein MRI equipmentused stereotaxy method means a large burden on the patient.

Bislangstanden noch keine geeigneten Instrumentarien zur Verfügung, dieeinen derartigen präzisenEingriff direkt in MRT-Gerätenunter Online-Kontrolle durchführenkönnten.Eine wichtige Voraussetzung stellt dabei die Schnittstelle zwischen Menschund Maschine dar. Diese sollte zum einen sowohl mit der erforderlichenPräzision,als auch patientenschonend realisiert werden, zum anderen solltedie praktische Anwendung variabler Instrumente sowie eine einfacheBedienung ermöglichtsein, was wiederum im Notfall kein Hindernis darstellen darf.So farNo suitable instruments were available yetsuch a preciseIntervention directly in MRI devicesperform under online controlcould.An important prerequisite is the interface between humansand machine dar. This should be both with the requiredPrecision,as well as patient-friendly, on the other hand shouldthe practical application of variable instruments as well as a simpleOperation possiblewhich in turn may not be an obstacle in an emergency.

DerErfindung liegt vor diesem technischen Hintergrund die Aufgabe zugrunde,ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die eine schonendeund trotzdem präziseund variable Durchführung vonminimal-invasiven Interventionen, insbesondere auch im Wirkungsbereichvon Magnetresonanztomographen, ermöglicht.Of theInvention is based on this technical background the objectto provide a method and a device that is gentleand yet preciseand variable execution ofminimally invasive interventions, especially in the area of actionof magnetic resonance tomographs.

Gelöst wirddiese Aufgabe durch das Verfahren gemäß den Merkmalen des Hauptanspruchssowie durch die Vorrichtung gemäß den Merkmalendes Anspruchs 5. Weitere sinnvolle Ausgestaltungen können denUnteransprüchenentnommen werden.Is solvedthis object by the method according to the features of the main claimand by the device according to the featuresof claim 5. Further useful embodiments, thedependent claimsbe removed.

Erfindungsgemäß wird derzu intervenierende Körperteil,etwa der Schädeldes Patienten, stereotaktisch fixiert. Ein Zugang zu der interessierenden Stelle,etwa einem innenliegenden Tumor, ist zuvor in an sich herkömmlicherWeise durch Herstellung einer Trepanationsöffnung ermöglicht worden. Im Bereich dieserTrepanationsöffnungwird ein Zielstift, welcher wenigstens einen Führungsabschnitt und einen Kalottenabschnittaufweist, in Anlage mit dem Körperteil gebracht.Dabei wird der Kalottenabschnitt direkt und ohne Zwischenlage einerweiteren Vorrichtung formschlüssigauf die Trepanationsöffnungaufgesetzt. Die direkte Anlage des Kalottenabschnitts auf der Trepanationsöffnung ermöglicht inder Art eines nach oben offenen Kugelgelenks eine variable Ausrichtungdes Zielstifts, welcher einen Führungskanalzur Führungeines medizinischen Instruments, etwa einer Biopsienadel, aufweist.Der Führungskanalmündetin den nun in die Trepanationsöffnungeingreifenden Kalottenabschnitt und gewährt dem medizinischen Instrumenteine vorgebbare Führungentlang eines durch die Lage des Zielstiftes definierten Invasionskanals.Somit ist die Lage des Zielstifts zunächst in einem Punkt definiert.Eine zweite Definition erfährtder Zielstift durch eine feste Verbindung mit einer Zielvorrichtung,mit welcher der Zielstift in verschiedenen Raumrichtungen beweglichgehalten ist. Die Zielvorrichtung definiert die Ausrichtung desZielstifts im Raum und somit die Interventionsrichtung des medizinischenInstruments. Durch einen angemessenen Druck der Zielvorrichtungauf den in der Trepanationsöffnungpositionierten Zielstift erfährt diesereine Zweipunkt-Definition, welche eine präzise und unbewegliche Lagerungdes medizinischen Instruments gestattet.According to the inventionto be intervened body part,about the skullof the patient, stereotactically fixed. Access to the body of interest,such as an internal tumor, is previously more conventionalWay by making a Trepanationsöffnung been made possible. In the area of thistrepanationis a target pin, which at least one guide portion and a Kalottenabschnitthas brought into abutment with the body part.Here, the Kalottenabschnitt is directly and without a lineranother device form fiton the trephine openingplaced. The direct installation of the calotte section on the trephine opening allows inthe type of an upwardly open ball joint a variable orientationof the target pin, which has a guide channelto the leadershipa medical instrument, such as a biopsy needle.The guide channelendsin the now in the Trepanationsöffnungengaging calotte section and granted to the medical instrumenta predefinable guidealong an invasion channel defined by the location of the target pen.Thus, the position of the target pin is first defined in one point.A second definition learnsthe target pin by a fixed connection with a target device,with which the target pin in different spatial directions movableis held. The aiming device defines the orientation of theTarget pin in the room and thus the intervention direction of the medicalInstrument. By a reasonable pressure of the target deviceon the in the opening of the trepanpositioned target pin learns thisa two-point definition, which provides a precise and immovable storageof the medical instrument.

Invorteilhafter Ausgestaltung bringt die Zielvorrichtung den Zielstiftselbsttätigin eine zuvor, etwa mithilfe von bildgebenden Maßnahmen, definierte Stellung.Eine manuelle Steuerung der überdie Stereotaxie-Anordnung bewirkten Führung des Zielstifts ist alternativmöglich.InAdvantageous embodiment, the target device brings the target pinautomaticin a position previously defined, such as by means of imaging.A manual control of overThe stereotaxy arrangement effected guidance of the target pin is alternativepossible.

Invorteilhafter Ausgestaltung wird die Bildgebung des MRT bei derDurchführungdes Eingriffs als zusätzlicheInformationsquelle eingesetzt. Dabei ist es sinnvoll, dass der Zielstiftdurch Applikation von Kontrastmittel oder durch Anbringen von bildgebendenSensoren beaufschlagt ist. Insbesondere liegt hierin ein wesentlicherVorteil der Erfindung, weil hierdurch sowohl die Planung des Eingriffsals auch die Therapie selbst überauszeitnah noch im MRT erfolgen kann.InAdvantageous embodiment, the imaging of the MRI in theexecutionof the procedure as additionalInformation source used. It makes sense that the target penby application of contrast agent or by attaching imagingSensors is acted upon. In particular, this is an essentialAdvantage of the invention, because both the planning of the interventionas well as the therapy itselfcan be done promptly on MRT.

Invorteilhafter Ausgestaltung ist der Zielstift aus einem unmagnetischenMaterial, etwa Kunststoff oder Keramik gefertigt, um eine für den MRTundurchdringliche bzw. undurchsichtige Führung des medizinischen Instrumentszu vermeiden.InAdvantageous embodiment of the target pin is made of a non-magneticMaterial, such as plastic or ceramic, is made for MRIimpenetrable or opaque guidance of the medical instrumentto avoid.

DerZielstift ist mit Vorteil auf einem Positionsarm angeordnet, welchereinen Tiefenanschlag aufweist. Dieser Tiefenanschlag ist in seinemAbstand zum Zielstift beweglich gelagert. Er weist einen Führungskanalauf, der mit dem Führungskanaldes Zielstifts fluchtet. Das medizinische Instrument wird dann bestimmungsgemäß durchden Tiefenanschlag hindurch in den Zielstift eingeführt. DerTiefenanschlag ist vor dem Eingriff in Abhängigkeit von der Länge desverwendeten medizinischen Instruments so einzustellen, dass beieinem Anschlag des Instruments im Tiefenanschlag der interessierendeTeil, bei einer Biopsie etwa die zur Gewebeentnahme vorgesehenePosition, mit der Spitze des Instruments erreicht wird. Der Tiefenanschlagist mit Vorteil in dieser Position verrastbar.Of theTarget pin is advantageously arranged on a position arm, whichhas a depth stop. This depth stop is in hisMoved distance to the target pin. He has a guide channelon that with the guide channelof the target pin is aligned. The medical instrument will then be used as intendedinserted the depth stop into the target pin. Of theDepth stop is before the intervention depending on the length of theused medical instruments set so that ata stop of the instrument in the depth stop of interestPart, in a biopsy about the intended for tissue samplingPosition is reached with the tip of the instrument. The depth stopcan be latched in this position with advantage.

DieErfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestelltenAusführungsbeispiels näher erläutert.TheInvention is described below with reference to an illustrated in the drawingEmbodiment explained in more detail.

Eszeigen:Itdemonstrate:

1 dieerfindungsgemäße Vorrichtungin Anlage zu einem zu intervenierenden Schädelknochen in einer schematischenSchnittdarstellung, 1 the device according to the invention in Appendix to an intervening skull bone in a schematic sectional view,

2 dieerfindungsgemäße Vorrichtungmit ihrem Positionsarm in einer Seitenansicht, 2 the device according to the invention with its position arm in a side view,

3 eineDetailansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtungaus2 und 3 a detailed view of the device according to the invention 2 and

4 dieerfindungsgemäße Vorrichtungmit ihrem Positionsarm in einer Draufsicht. 4 the device according to the invention with its position in a top view.

1 zeigteinen Zielstift3, welcher einen Kalottenabschnitt4 sowieeinen Führungsabschnitt5 aufweist.Der Zielstift ist längsvon einem Führungskanal6 durchgriffen,welcher eine Aufnahme fürein medizinisches Instrument7 bietet. Als ein solches medizinischesInstrument7 kommt etwa eine Biopsienadel in Frage, mitderen Hilfe innerhalb eines Schädels1 gelegenesMaterial übereine Trepanationsöffnung2 entnommenwerden kann. Hierzu wird zunächstder Zielstift3 in unmittelbare Anlage zum Schädel1,genauer der Trepanationsöffnung2,gebracht, wobei der Raumwinkel des Zielstifts zur Definition einesInvasionskanals in den Schädelhinein in Verlängerungdes Führungskanals6 berücksichtigt wird.Durch die direkte Auflage des Zielstifts3 auf der Trepanationsöffnung2 isteine erste Definition dieser Positionierung geschaffen. 1 shows a target pen 3 which has a dome section 4 and a guide section 5 having. The target pin is along a guide channel 6 which is a recording for a medical instrument 7 offers. As such a medical instrument 7 For example, a biopsy needle comes into question, with the help of which within a skull 1 located material over a trepan opening 2 can be removed. For this purpose, first the target pin 3 in direct contact with the skull 1 , more precisely the trepanation opening 2 , wherein the solid angle of the target pin for defining an invasion channel into the skull in extension of the guide channel 6 is taken into account. Due to the direct support of the target pen 3 on the trephine opening 2 is a first definition of this positioning created.

2 zeigteine Seitenansicht der vollständigenAnordnung, wobei der Zielstift3 auf einem Positionsarm8 festangeordnet ist. Der Positionsarm8 ist als Teleskoparmausgeführt,wodurch eine Bewegung des Positionsarms8 in Stoßrichtungdes Invasionskanals ermöglichtist. Dies führtdazu, dass ein durch den Positionsarm8 über denZielstift3 auf den Schädel1 ausgeübter Druckzu einer definierten und festen Positionierung des Zielstifts führt. Durchden Zielstift hindurch wird das medizinische Instrument7 insomit ebenfalls definierter Weise durch die Trepanations öffnung2 inden Schädel1 eingeführt. Dem Positionsarm8 istdabei ein Tiefenanschlag9 zugeordnet, dessen Abstand vomZielstift3 veränderlich ist.Der Tiefenanschlag9 weist eine mit dem Führungskanal6 desZielstifts3 fluchtende Führung auf und wird derart ineiner Position verrastet, dass das medizinische Instrument7 nurbis zu einer maximalen Tiefe einführbar ist, welche durch denAbstand zwischen Tiefenanschlag9 und Zielstift3,sowie durch die Längedes medizinischen Instruments7 definiert ist. Auf dieseWeise ist gewährleistet,dass ein Eindringen des medizinischen Instruments7 nurbis zur erforderlichen und vorher mit bildgebenden Maßnahmenbestimmten Tiefe erfolgt. Der Positionsarm8 ist mittelseines Kugelgelenks10 an einen Bogenführungsschlitten11 angelenkt,so dass der Positionsarm8 zusätzlich sowohl radial als auchazimutal beweglich ist. Der Bogenführungsschlitten11 istauf einer Bogenführungsschiene12 derartbeweglich angeordnet, dass der Angriffswinkel des Positionsarms8 zusätzlicheFreiheitsgrade erhält.Ebenfalls wirkt es sich auf den Angriffswinkel aus, dass die Bogenführungsschiene12 ihrerseitsgelenkig an einer zum Schädel1 ortsfestenAufhängung13 angeordnetist. Sowohl Schädel1 alsauch die Aufhängung13 sind ortsfestmit dem Operationstisch14 verbunden, der die feste SystembasissämtlicherBewegungsvorgängeim Laufe des Verfahrens darstellt. Hierzu dienen bekannte Kopfhalterungen,mit welchen die Vorrichtung verbindbar ist. In diese Kopfhalterungenwird der Kopf des Patienten mittels mehrerer Schrauben fest eingespannt,so dass eine Bewegung des Kopfes für die Dauer der Operation nichtmöglichist. Die Verbindung des Schädels1 mitdem Operationstisch14 mittels dieser adaptierbaren Halterungenist hier im Einzelnen nicht gezeigt. Sie gewährleistet jedoch eine präzise Positionierungder benötigtenmedizinischen Instrumente7. 2 shows a side view of the complete arrangement, wherein the target pin 3 on a position arm 8th is fixed. The position arm 8th is designed as a telescopic arm, causing a movement of the positioning arm 8th in the direction of the invasion channel is enabled. This causes a through the positional arm 8th over the target pen 3 on the skull 1 applied pressure leads to a defined and fixed positioning of the target pin. Through the target pin is the medical instrument 7 in thus also defined way through the trepanation opening 2 in the skull 1 introduced. The position arm 8th is a depth stop 9 assigned, whose distance from the target pin 3 is changeable. The depth stop 9 has one with the guide channel 6 of the target pin 3 aligned guide and is locked in a position such that the medical instrument 7 only up to a maximum depth is inserted, which by the distance between depth stop 9 and target pen 3 , as well as the length of the medical instrument 7 is defined. In this way, it is ensured that the medical instrument penetrates 7 only until the required and previously determined with imaging measures depth. The position arm 8th is by means of a ball joint 10 to a sheet guide carriage 11 hinged so that the positional arm 8th additionally is both radially and azimuthally movable. The bow guide carriage 11 is on a bow guide rail 12 movably arranged such that the angle of attack of the positional arm 8th receives additional degrees of freedom. It also affects the angle of attack that the bow guide rail 12 in turn articulated to one to the skull 1 fixed suspension 13 is arranged. Both skulls 1 as well as the suspension 13 are stationary with the operating table 14 which represents the fixed system basis of all movement processes in the course of the procedure. Serve for this purpose known headgear, with which the device is connectable. In this headgear the head of the patient is firmly clamped by means of several screws, so that a movement of the head for the duration of the operation is not possible. The connection of the skull 1 with the operating table 14 by means of these adaptable brackets is not shown in detail here. However, it ensures a precise positioning of the required medical instruments 7 ,

3 zeigtein Detail aus2, welches den Zielstift3 betrifft.Der Zielstift3 weist an seiner dem Schädel1 bestimmungsgemäß zugewandten Seiteeinen Kalottenabschnitt4 auf, der in einen zylindrischenFührungsabschnitt5 übergeht.Entlang seiner Längserstreckungist der Zielstift von einem Führungskanal6 durchgriffen,der einem in den Schädel1 einzuführendenmedizinischen Instrument7 als Führung dient. Der Kalottenabschnitt4 wird durchdie oben beschriebene Zielvorrichtung auf die Trepanationsöffnung2 gepresst,wodurch eine Definition in einem Punkt erzielt wird. Ein zweiterDefinitionspunkt befindet sich an der Stelle, an welcher der Zielstift3 mitdem Positionsarm8 verbunden ist. 3 shows a detail 2 which is the target pen 3 concerns. The target pen 3 points to his skull 1 intended side facing a Kalottenabschnitt 4 on, in a cylindrical guide section 5 passes. Along its longitudinal extent, the target pin is from a guide channel 6 attacked, the one in the skull 1 to be introduced medical instrument 7 serves as a guide. The dome section 4 becomes the trepanation opening by the aiming device described above 2 pressed, whereby a definition is achieved in one point. A second point of definition is at the location where the target pin is located 3 with the position arm 8th connected is.

4 zeigtdie Gesamtanordnung in einer Draufsicht, in welcher durch Pfeiledie Bewegungsrichtungen der einzelnen Teile der Zielvorrichtungangedeutet sind. Die gesamte Anordnung kann innerhalb eines MRTbedient werden. Aufgrund der zahlreichen Freiheitsgrade bestehteine weitgehende Anpassbarkeit an die gegebenen Umstände, sodass ein Eingriff flexibel planbar und durch die exakte Führung auchpräzisedurchführbarist. Zur eindeutigen Lagereferenzierung des Zielstifts3 amSchädel1 ist derZielstift3 mit einem fürdie MR- oder CT-Bildgebung lokalisierbaren Kontrastmittel versehen. 4 shows the overall arrangement in a plan view, in which by arrows the directions of movement of the individual parts of the target device are indicated. The entire arrangement can be operated within one MRT. Due to the numerous degrees of freedom, there is a high degree of adaptability to the given circumstances, so that an intervention can be planned flexibly and, due to the exact guidance, can also be carried out precisely. For clear positional referencing of the target pen 3 on the skull 1 is the target pen 3 provided with a localizable for MR or CT imaging contrast agent.

Vorstehendist somit eine patientenschonende Vorrichtung und ein Verfahrenzur Durchführung minimal-invasiverInterventionen beschrieben, bei dem eine direkte Verbindung zwischeneiner Zielvorrichtung fürmedizinische Instrumente7 und einer in den Schädel1 eingebrachtenTrepanationsöffnung2 zumGehirn zu schaffen, ohne dass Verbindungselemente in den Schädelknochen1 eingeschraubt,eingehakt oder verklammert werden müssen, wodurch eine Reduktionder Schädelverletzungerreicht und füranderweitige operative Eingriffe, etwa im Notfall, eine schnellevollständigeEntnahme der Instrumente realisiert werden kann.Thus, what is described above is a patient-sparing device and method for performing minimally-invasive interventions, in which a direct connection between a target device for medical instruments 7 and one in the skull 1 introduced Trepanationsöffnung 2 to create the brain without any fasteners in the skull bones 1 screwed, hooked or clamped, which achieves a reduction of the skull injury and for other surgical procedures, such as in an emergency, a fast complete removal of the instruments can be realized.

11

Schädelskull

22

Trepanationsöffnungtrepanation

33

Zielstifttarget pin

44

Kalottenabschnittcalotte

55

Führungsabschnittguide section

66

Führungskanalguide channel

77

MedizinischesInstrumentmedicalinstrument

88th

PositionsarmPositionsarm

99

Tiefenanschlagdepth stop

1010

Kugelgelenkball joint

1111

BogenführungsschlittenArc guide carriage

1212

BogenführungsschieneArc guide rail

1313

Aufhängungsuspension

1414

Operationstischoperating table

Claims (14)

Translated fromGerman

Verfahren zur Durchführung minimal-invasiver Interventionenunter Verwendung eines Zielstifts (3), dieser umfassendeinen Führungsabschnitt(5) und einen Kalottenabschnitt (4), welche wenigstenseinen gemeinsamen Führungskanal(6) zur Führungwenigstens eines medizinischen Instruments (7) aufweisen,wobei der Zielstift (3) mit dem Kalottenabschnitt (4)im Bereich einer Trepanationsöffnung(2) in Anlage mit dem zu intervenierenden Körperteilgebracht wird,dadurch gekennzeichnet, dass der Zielstift(3) durch unmittelbare Anlage an der Trepanationsöffnung (2)des fixierten Körperteils,sowie durch feste Verbindung mit einer Zielvorrichtung eine definierte Positionerhält.Method for carrying out minimally invasive interventions using a target pin ( 3 ), this comprising a guide section ( 5 ) and a dome section ( 4 ), which at least one common guide channel ( 6 ) for guiding at least one medical instrument ( 7 ), wherein the target pin ( 3 ) with the Kalottenabschnitt ( 4 ) in the area of a trepanation opening ( 2 ) is brought into contact with the body part to be intervened,characterized in that the target pin ( 3 ) by direct contact with the trephine opening ( 2 ) of the fixed body part, as well as by fixed connection with a target device receives a defined position.Verfahren gemäß Anspruch1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lagefixierung des Zielstifts (3)durch dessen Anpressen an die Trepanationsöffnung (2) erreichtwird.A method according to claim 1, characterized in that a positional fixation of the target pin ( 3 ) by its pressing against the Trepanationsöffnung ( 2 ) is achieved.Verfahren gemäß einemder Ansprüche1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtung und die Lagefixie rungdes Zielstifts (3) durch die Zielvorrichtung selbsttätig erfolgt.Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that the alignment and the position fixation tion of the target pin ( 3 ) is done automatically by the aiming device.Verfahren gemäß Anspruch3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lagekontrolle des Zielstifts (3)durch bildgebende Verfahren unterstützt wird, zu welchem Zweckvorzugsweise Kontrastmittel oder andere Signalgeber in dem Zielstift(3) aufgenommen sind.A method according to claim 3, characterized in that a position control of the target pin ( 3 ) is supported by imaging techniques, for what purpose preferably contrast agents or other signal transmitters in the target pen ( 3 ) are included.Vorrichtung zur Durchführung minimal-invasiver Interventionen,umfassend einen Zielstift (3), welcher einen Führungsabschnitt(5) und einen Kalottenabschnitt (4) mit wenigstenseinem gemeinsamen Führungskanal(6) zur Führungwenigstens eines medizinischen Instruments (7) aufweist,wobei der Zielstift (3) mit dem Kalottenabschnitt (4)im Bereich einer Trepanationsöffnung(2) an dem zu intervenierenden Körperteil anbringbar ist, dadurchgekennzeichnet, dass der Kalottenabschnitt (4) des Zielstifts derartkugel- oder kegelartig geformt ist, dass er für eine unmittelbare Anlagean der Trepanationsöffnung (2)des fixierten Körperteilsertüchtigtist sowie eine feste Verbindung mit einer Zielvorrichtung aufweist.Device for performing minimally invasive interventions, comprising a target pin ( 3 ), which has a guide section ( 5 ) and a dome section ( 4 ) with at least one common guide channel ( 6 ) for guiding at least one medical instrument ( 7 ), wherein the target pin ( 3 ) with the Kalottenabschnitt ( 4 ) in the area of a trepanation opening ( 2 ) is attachable to the body part to be intervened, characterized in that the dome portion ( 4 ) of the target pin is formed in such a spherical or conical shape that it is suitable for direct contact with the trepanation opening ( 2 ) of the fixed body part and has a fixed connection with a target device.Vorrichtung gemäß Anspruch5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zielstift (3) aus einemunmagnetischen Material, etwa aus Kunststoff oder Keramik, gefertigtist.Device according to claim 5, characterized in that the target pin ( 3 ) is made of a non-magnetic material, such as plastic or ceramic.Vorrichtung gemäß einemder Ansprüche5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zielstift (3) einemPositionsarm (8) fest zugeordnet ist, wobei der Positionsarm(8) einen Tiefenanschlag (9) aufweist, welchemeine mit dem Führungskanal(6) des Zielstifts (3) fluchtende Führung zugeordnetist und welcher einen veränderlichenAbstand zum Zielstift (3) aufweist.Device according to one of claims 5 or 6, characterized in that the target pin ( 3 ) a position arm ( 8th ), wherein the position arm ( 8th ) a depth stop ( 9 ), which one with the guide channel ( 6 ) of the target pin ( 3 ) is associated with aligned guide and which a variable distance to the target pin ( 3 ) having.Vorrichtung gemäß Anspruch7, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionsarm (8) inder Art eines Teleskoparms ausgeführt und beweglich an die Zielvorrichtungangelenkt ist.Device according to claim 7, characterized in that the position arm ( 8th ) executed in the manner of a telescopic arm and is articulated movably to the target device.Vorrichtung gemäß Anspruch7, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionsarm (8) über einen Führungsschlittenan die Zielvorrichtung angelenkt ist.Device according to claim 7, characterized in that the position arm ( 8th ) is articulated via a guide carriage to the target device.Vorrichtung gemäß einemder Ansprüche8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zielvorrichtung nebendem Positionsarm (8) zumindest eine Bogenführungsschiene(12) sowie einen Bogenführungsschlitten(11) umfasst.Device according to one of claims 8 or 9, characterized in that the aiming device next to the positional arm ( 8th ) at least one sheet guide rail ( 12 ) and a sheet guiding carriage ( 11 ).Vorrichtung gemäß einemder Ansprüche8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlenkung des Positionsarms(8) an die Zielvorrichtung mittels eines Kardangelenksoder eines Kugelgelenks (10) erfolgt, welches den Positionsarm(8) mit einem Bogenführungsschlitten(11) verbindet.Device according to one of claims 8 to 10, characterized in that the articulation of the positioning arm ( 8th ) to the target device by means of a universal joint or a ball joint ( 10 ) takes place, which the position arm ( 8th ) with a sheet guide carriage ( 11 ) connects.Vorrichtung gemäß einemder Ansprüche10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Bogenführungsschlitten(11) auf der wenigstens einen Bogenführungsschiene (12)geführtist.Device according to one of claims 10 or 11, characterized in that the sheet guide carriage ( 11 ) on the at least one curved guide rail ( 12 ) is guided.Vorrichtung gemäß Anspruch12, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Bogenführungsschiene(13) zumindest weitgehend halbrund ausgeführt ist,wobei die Enden der wenigstens einen Bogenführungsschiene (13) alsDrehgelenke zur Anlenkung an eine im Bezug zum Patienten ortsfestgelagerte Aufhängung(13) ausgeführtsind.Apparatus according to claim 12, characterized in that the at least one sheet guide rail ( 13 ) is executed at least substantially semi-circular, wherein the ends of the at least one sheet guide rail ( 13 ) as hinges for articulation to a stationary relative to the patient mounted suspension ( 13 ) are executed.Vorrichtung gemäß einemder Ansprüche8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die beweglichen Teile derZielvorrichtung mithilfe von Aktuatoren steuerbar, vorzugsweisefernsteuerbar, sind.Device according to one of claims 8 to 13, characterized in that the bewegli Chen parts of the target device using actuators controllable, preferably remotely controllable, are.