Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Planung einer intrakorporalen Verortung einer einem Patienten perkutan einzuführenden medizinischen

Nadeleinheit.

Stand der Technik

Es gibt mehrere medizinische Situationen, in denen ein kontrolliertes Einführen und Positionieren einer Punktionsnadel an einer bestimmten Stelle im Körper eines Patienten erforderlich ist. Als Punktionsnadeln kommen insbesondere Biopsienadeln zur Entnahme von Gewebeproben zum Einsatz. Daneben kommen auch

Injektionsnadeln zur kontrollierten Verabreichung einer Substanz in einer bestimmten Region im Körperinneren sowie Führungsnadeln für Operationsschrauben oder - bohrer in Frage. Gleichsam werden Punktionsnadeln im Rahmen medizinischer Therapien zur gezieltem Stimulation eingesetzt. Bei all diesen Anwendungen gilt es, einen definierten Teil der Punktionsnadel - primär deren Spitze - an einer

gewünschten Stelle im Körperinneren zu positionieren. Darüber hinaus ist eine kontrollierte Einführung der Punktionsnadel erforderlich, d.h. auch die Einstichstelle an der Körperoberfläche, sowie der Stichkanal werden aufgrund verschiedener Kriterien gewählt. Wenn eine möglichst präzise Einführung und/oder Positionierung der Punktionsnadel erforderlich ist, wird der Vorgang unter Zuhilfenahme von bildgebenden Verfahren durchgeführt. Zu diesem Zweck sind bereits mehrere Einführungs- und

Positioniervorrichtungen vorgeschlagen worden. Als bildgebende Verfahren werden vornehmlich Röntgentomographie (CT), Fluoroskopie, 3D Röntgen, sowie die

Magnetresonanztomografie (MRT)eingesetzt.

EP 0 640 842 A1 beschreibt eine MRT gestützte Biopsievorrichtung, die

insbesondere für mammografische Untersuchungen vorgesehen ist. Die Vorrichtung umfasst eine mit einem Raster von Durchgangslöchern versehene Platte, welche eine x-y-Ebene definiert und durch welche eine Biopsienadel in z-Richtung

vorgetrieben werden kann. Durch Wahl eines bestimmten Durchgangslochs für die Nadel ist eine grobe x-y-Positionierung möglich. Falls die x-y-Position genauer als der Lochabstand eingestellt werden soll, kann die ganze Platte mittels einer

Stellvorrichtung kontinuierlich in der x-y-Ebene verschoben werden. Die Vorrichtung umfasst weiterhin mindestens ein stabförmiges Phantom, das in einer bekannten Ausrichtung gegenüber dem Gehäuse fixiert ist. Das Phantom besteht aus einem im MRT sichtbaren Material und dient als Positionierhilfe für die Biopsievorrichtung. Vorteilhafterweise ist das Phantom als orthogonales Kreuz ausgebildet, dessen Arme beispielsweise in x- bzw. y-Richtung verlaufen. In einer Ausführungsform ist zudem die Biopsienadel im Bereich der Spitze mit einem weiteren Phantom ausgestattet, mit dessen Hilfe die z-Position der Nadelspitze im MRT-Bild bestimmbar ist.

Auch die in WO 99/058069 beschriebene Punktionsvorrichtung für

Schichtaufnahmeverfahren beruht auf der Verwendung von länglichen Hohlräumen, die mit einem entsprechend gewählten Kontrastmittel gefüllt sind. Dadurch, dass eine Mehrzahl solcher Hohlräume mit unterschiedlicher Richtung und Versatz vorhanden ist, lässt sich anhand der in einer Schichtaufnahme erkennbaren Schnitte der

Hohlräume die Position und Neigung der Punktionsvorrichtung bestimmen.

EP 2409645 A1 sowie DE 10 201 1 080 682 A1 betreffen weitere

bildgebungsunterstützte Biopsievorrichtungen, welche eine steuerbare Einheit für die Positionierung und den Vortrieb einer Biopsienadel umfassen. Auch in diesen Fällen kommt eine Positioniereinheit zum Einsatz, die einen kontrollierten Nadelvortrieb in z-Richtung und eine Wahl der Nadelposition in einer dazu senkrechten x-y-Ebene erlaubt. Ein solcher Ansatz ist gerade bei mammografischen Biopsievorrichtungen zweckmässig, weil die zu untersuchende Körperregion zwischen zwei Platten angeordnet und somit pseudoflächig geformt ist. Dementsprechend ist der Zugang zu einer bestimmten Stelle vorteilhaft durch einen Einstich quer zur Plattenebene möglich. Es gibt jedoch zahlreiche andere Situationen, in denen ein direkter Einstich auf dem kürzesten Weg senkrecht zur Hautoberfläche wegen dazwischen liegender Strukturen nicht möglich oder zumindest suboptimal ist.

Einen Ansatz mit wählbarem Einstichwinkel ist in US 6249713 B1 beschrieben. Um die Spitze einer Biopsienadel von einer vorgegebenen Einstichstelle an eine gewünschte Stelle im Körperinnern zu bringen, kann die Richtung der Nadelachse eingestellt werden. Insbesondere kann diese Richtung in an sich bekannter Weise durch einen Polarwinkel und einen Azimutwinkel definiert werden. Allerdings ist die Prozedur wie auch die betreffende Vorrichtung vergleichsweise aufwändig.

Eine weitere Art von Biopsienadelführung ist in der Druckschrift US 2008/0146963 beschrieben. Diese umfasst zwei endständig miteinander verbundene bandförmige Elemente, die je mit einer Vielzahl von Durchgangslöchern für eine Biopsienadel versehen sind. Das erste bandförmige Element ist zum anliegenden Befestigen an einem Körperteil eines Patienten vorgesehen, wobei die einzelnen Durchgangslöcher entsprechende Einstichpositionen definieren. Das zweite bandförmige Element ist zwischen den endständigen Verbindungen länger als das erste Element und verläuft dementsprechend nach aufwärts gebogen. Bei gegebener Einstichposition lässt sich die Einstichrichtung durch Wahl eines Durchgangsloches im oberen Bandelement approximativ festlegen. Wegen der Biegsamkeit des oberen Bandelementes liegt jedoch keine eigentliche Führung vor, sondern vielmehr eine Ausrichtungshilfe.

Die Druckschrift US 2003/0036766 A1 offenbart ein Nadelführungsmittel zur intrakorporalen Platzierung einer Biopsienadelanordnung unter Sichtkontrolle mittels einer Magnetresonanzbildüberwachung, wobei das Nadelführungsmittel zwei jeweils mit Durchgangslöchern perforierte Platten umfasst, von denen eine erste Platte körpernah und eine zweite Platte parallel und beabstandet zur Ersten angeordnet sind. Die Durchgangsöffnungen innerhalb der ersten und zweiten Platte sind jeweils zum Durchführen der Biopsienadelanordnung entsprechend dimensioniert angepasst, wobei ein bestimmt gewählter Einstichkanal jeweils durch eine in der ersten und zweiten Platte liegende Durchgangsöffnung definiert wird.

In der Druckschrift US 2004/0143150 A1 ist eine vergleichbare

Nadelführungsanordnung beschrieben, die aus einem gelochten Plattenpaar besteht und zur Trajektorienwahl für ein inkorporales Einführen einer medizinischen

Nadeleinheit dient. Die bekannte Nadelführungsanordnung lässt sich lösbar ortsfest direkt am Patienten befestigen und stellt auf diese Weise ein extrakorporales, Patienten-integrales Nadelführungsmittel dar.

Das bekannte Nadelführungsmittel ermöglicht überdies ein wiederholtes Einführen der medizinischen Nadeleinheit an einer bestimmten Punktionsstelle längs eines bestimmt vorgegebenen Einstichkanals, solange das Nadelführungsmittel in einer festen Verbindung zum Patienten verbleibt.

Gleichwohl es möglich ist, den Punktionsvorgang, das heißt das Einführen der medizinischen Nadeleinheit in den Patienten, unter Sichtkontrolle, das heißt beispielsweise unter Verwendung eines Röntgenbild-gestützten Verfahrens oder Ähnlichem durchzuführen, kann es vorkommen, dass die Punktion korrigiert werden muss, so dass der Patient wenigstens ein zweites Mal zum Auffinden einer idealen Punktionstrajektorie zu belasten ist. Hinzu kommt, dass insbesondere beim Einsatz von röntgenbildgestützten Sichtkontrollen der Arzt einer Strahlenbelastung während der Punktion ausgesetzt ist.

Der US 6,366,796 B1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Planung eines chirurgischen Eingriffes im Wege einer Brachytherapie zu entnehmen, beim dem ein Operateur mithilfe eines Nadelführungsmittels, das über eine Stativanordnung relativ zu einem Patienten platziert wird, sowie gestützt auf einer Vielzahl von auf einem Sichtgerät darstellbaren CT-Schnittbildaufnahmen von dem Patienten samt

Nadelführungsmittel, eine ideale Punktionslage und -tiefe vor Einbringen der Nadel in den Patienten bestimmen kann. Dies erfolgt mithilfe einer in die CT-Schnittbilder projizierbaren virtuellen Projektionsnadel, die der Operateur durch das

Nadelführungsmittel in Abhängigkeit der patientenspezifischen Gegebenheiten individuell positionieren kann. Eine weiterführende Unterstützung zur exakten

Handhabung der Projektionsnadel erhält der Operateur nicht. So bedarf es einer großen Aufmerksamkeit des Operateurs, dass die Projektionsnadel korrekt durch das Nadelführungsmittel hindurchgeführt wird.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einem zu behandelnden Arzt die

Möglichkeit für eine Vorabbestimmung und Festlegung eines idealen Einstichkanals zum intrakorporalen Einbringen der medizinischen Nadeleinheit, zu schaffen, so dass sowohl die Patientenbelastung durch Vermeidung möglicher Punktionskorrekturen sowie auch die Arztbelastung bedingt durch eine Strahlenexposition vollständig vermieden werden können. Zudem soll sichergestellt werden, dass der

Punktionsvorgang sicher und möglichst schnell am Patienten durchgeführt werden kann. Hierzu gilt es dem Arzt sämtliche Informationen für das intrakorporale

Einbringen einer medizinischen Nadeleinheit in unmissverständlicher und kognitiv einfach und schnell erfassbarer Weise darzubieten, insbesondere in Fällen, in denen ein Nadelführungsmittel zum Einsatz kommt, das über ein große Vielzahl sehr eng zusammenliegender Nadeldurchstoßöffnungen verfügt.

Die Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Den Erfindungsgedanken in vorteilhafter Weise ausbildende Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der weiteren Beschreibung unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele zu entnehmen.

Lösungsgemäß wird ein Verfahren zur Planung einer intrakorporalen Verortung einer einem Patienten perkutan einzuführenden medizinischen Nadeleinheit unter Zugrundelegung eines Punktionsplanes angegeben, das sich durch die folgenden Verfahrensschritte auszeichnet:

In einem ersten Schritt wird ein Nadelführungsmittel raumfest am Patienten über einer Zielregion angeordnet und mit diesem fest verbunden. Vorzugsweise erfolgt die Verbindung des Nadelführungsmittels über eine adhäsiv wirkende Klebverbindung, so dass das Nadelführungsmittel schonend an die Hautoberfläche des Patienten adhäsiv anhaftend und von dieser ebenso für den Patienten schonend entfernbar anbringbar ist.

In einem zweiten Schritt wird eine Schar von Schnittbildern, jeweils enthaltend raumaufgelöste Bildinformationen vom Patienten sowie von dem mit dem Patienten raumfest verbundenen Nadelführungsmittel unter Verwendung eines bildgebenden diagnostischen Verfahrens generiert und entsprechend abgespeichert. Sämtliche mit Hilfe des bildgebenden diagnostischen Verfahrens gewonnenen Bildinformationen liegen als raumaufgelöste Bildinformationen innerhalb eines ersten

Koordinatensystems vor, das von dem jeweils gewählten System zur Durchführung des bildgebenden diagnostischen Verfahrens festgelegt wird. Ebenso kann die Schar an Schnittbildern jeweils aus einem dreidimensionalen Bilddatensatz gewonnen werden, der von dem Patienten mit dem auf dem Patienten aufsitzenden

Nadelführungsmittel gewonnen wurde. Grundsätzlich können aus dem Bilddatensatz auch nur zwei, drei, vier oder mehr geeignet gewählte Schnittbilder generiert werden, die für eine weitere Verwendung zur Verfügung stehen.

In einem nächsten Schritt wird wenigstens ein Schnittbild aus der Schar

abgespeicherter Schnittbilder ausgewählt und visuell, vorzugsweise auf einem

Monitor dargestellt. Alternativ ist es ebenso möglich das wenigstens eine Schnittbild numerisch zu generieren auf der Grundlage eines oder mehrerer abgespeicherter Schnittbilder. Die Auswahl des wenigstens einen Schnittbildes wird vorzugsweise durch einen zu behandelnden Arzt vorgenommen, dessen Aufgabe es ist, die medizinische Nadeleinheit zu Zwecken eines bestimmten diagnostischen oder therapeutischen Zielvorhabens innerhalb des Patienten in einem bestimmten Bereich zu platzieren.

In einem weiteren Verfahrensschritt wird dem ausgewählten und dargestellten Schnittbild eine virtuelle, positionsveränderliche Lineartrajektorie überlagert. Dieser Vorgang lässt sich vorzugsweise unter Verwendung eines geeigneten

Bildverarbeitungsprogrammes durchführen, bei dem der Arzt durch manuelle

Bedienung eines graphischen Eingabemittels, beispielsweise in Form einer

Computermaus oder einer berührempfindlichen Benutzereingabeoberfläche, eine gegenüber dem auf einem Monitor dargestellten Schnittbild, sich kontrastreich abhebende, als Linie dargestellte Lineartrajektorie frei navigieren bzw. platzieren kann.

Auf der Grundlage eines bestimmt vorgegebenen Punktionsplanes wird die virtuelle Lineartrajektorie zum Erhalt einer Soll-Lineartrajektorie, in der die virtuelle

Lineartrajektorie das Nadelführungsmittel traversiert, positioniert. Unter dem Begriff „Soll-Lineartrajektorie" ist jene, vorzugsweise durch den Arzt, frei wählbare

Idealposition einer Lineartrajektorie relativ zu dem auf dem Monitor dargestellten Schnittbild zu verstehen, längs der die medizinische Nadeleinheit intrakorporal in den Patienten eingeführt werden soll. Die Soll-Lineartrajektorie repräsentiert somit den Einstichkanal für die medizinische Nadeleinheit.

In einem nachfolgenden Verfahrensschritt werden die Raumkoordinaten von zwei separaten Raumpunkten, den so genannten Traversierungspunkten, an denen die Soll-Lineartrajektorie das Nadelführungsmittel traversiert, in Form von

Raumkoordinaten innerhalb des ersten Koordinatensystems ermittelt.

Nachfolgend werden die das Nadelführungsmittel sowie zumindest die die

Traversierungspunkte betreffenden Raumkoordinaten aus dem ersten in ein zweites Koordinatensystem transformiert, innerhalb dem in einem letzten Verfahrensschritt das Nadelführungsmittel mit den an dem Nadelführungsmittel visuell wahrnehmbar markierten Traversierungspunkten visuell dargestellt werden. Im Rahmen der visuellen Darstellung des Nadelführungsmittels mit den an diesem als sichtbar wahrnehmbar kontrastreich hervortretenden Traversierungspunkten, vermag der Arzt die exakte Relativlage der Soll-Lineartrajektorie zum

Nadelführungsmittel eindeutig zu erfassen, so dass er auf der Grundlage dieser ihm visuell vermittelten Informationen die medizinische Nadeleinheit zielsicher und schnell über das fest am Patienten verbundene Nadelführungsmittel an der vorgegebenen Position und mit der vorbestimmten Einstechkanalrichtung in den Patienten einführen kann.

Sämtliche zum Auffinden bzw. Bestimmen der Soll-Lineartrajektorie zu

berücksichtigenden Maßnahmen, wie beispielsweise das Auffinden eines frei zugänglichen Einstichkanals durch die Hautoberfläche zu einem bestimmten intrakorporalen Bereich ohne Berührung bzw. Verletzung intrakorporaler Objekte, wie beispielsweise Organe, Gefäße, Knochen, etc., können vom Arzt getrennt vom Patienten in aller Ruhe und Sorgfalt an einem rechnergestützten, bildverarbeitenden Arbeitsplatz durchgeführt werden. Weder der Patient noch der betreffende Arzt sind Belastungen wie beispielsweise in Form von Justierpunktionen oder

Strahlenbelastungen ausgesetzt.

Um das Auffinden der Soll-Lineartrajektorie für den Arzt zu erleichtern, sieht eine bevorzugte Weiterbildung des lösungsgemäßen Verfahrens vor, wenigstens zwei Schnittbilder gleichzeitig visuell wahrnehmbar darzustellen, die jeweils eine

Patientenansicht und das Nadelführungsmittel aus unterschiedlichen Blickwinkeln wiedergeben. In beiden Schnittbilddarstellungen wird die vom Arzt manuell frei verschiebbare Lineartrajektorie jeweils in überlagernde Darstellung gebracht, anhand der es dem Arzt möglich ist, einen dreidimensionalen Eindruck über die Lage der virtuell dargestellten Lineartrajektorie relativ zu den räumlichen Gegebenheiten des Patienten kognitiv leicht erfassbar zu erhalten. Die zwei oder mehr jeweils

unmittelbar nebeneinander dargestellten Schnittbilder können auf unterschiedlichen Monitoren oder in separat auf einem Monitor dargestellten Schnittbildflächen illustriert werden. Die Art, Größe und graphische Darstellungsform der jeweiligen Schnittbilder durch den Patienten sowie dem darauf fest angeordneten Nadelführungsmittel sowie die mit den Schnittbilder jeweils in Überlagerung gebrachte Lineartrajektorie ist unter Maßgabe einer vom Arzt sicher, eindeutig und schnell kognitiv erfassbaren Weise optimiert zu wählen.

Wie die weiteren Ausführungen insbesondere unter Bezugnahme auf ein konkretes Ausführungsbeispiel zeigen werden, bietet es sich vorzugsweise an, ein

Nadelführungsmittel lösbar fest an den Patienten anzubringen, das wenigstens ein oberes, vom Patienten entfernt angeordnetes Plattenelement und ein dem Patienten zugewandt angeordnetes, unteres Plattenelement umfasst, die jeweils starr miteinander und voneinander beabstandet sind und jeweils eine Vielzahl von

Durchgangslöchern zur Durchführung einer medizinischen Nadeleinheit vorsehen.

Der Vorgang des Positionierens der virtuellen Lineartrajektorie erfolgt unter

Zugrundelegung eines bestimmten Punktionsplanes, der zumindest die Anzahl der intrakorporal einzubringen medizinischen Nadeleinheiten sowie deren intrakorporale Position und Lage, insbesondere jeweils der distalen Nadelspitze, umfasst, und führt letztlich zum Erhalt der idealen Soll-Lineartrajektorie für jeweils eine medizinische Nadeleinheit, wobei die Soll-Lineartrajektorie jeweils durch ein Durchgangsloch des oberen und unteren Plattenelementes verläuft. Selbstverständlich können auch zwei oder mehr medizinische Nadeleinheiten zugleich über ein Nadelführungsmittel in den Patienten eingeführt werden. Zum Festlegen der den einzelnen medizinischen Nadeleinheiten zugeordneten Soll-Lineartrajektorien gilt zudem zu beachten, dass sie sich räumlich nicht durchdringen.

Die graphische Darstellung des Nadelführungsmittels auf einem Schnittbild erfolgt im einfachsten Fall durch die im Rahmen des bildgebenden diagnostischen Verfahrens gewonnenen räumlich aufgelösten Bildinformationen. In einer bevorzugten

Verfahrensvariante wird das Nadelführungsmittel unter Zugrundlegung eines an sich bekannten CAD-Datensatzes, der die exakte Raumform des Nadelführungsmittels repräsentiert, numerisch generiert und großen- und raumwinkelgetreu zur

Schnittbilddarstellung in Überlagerung gebracht. Hierzu wird ein raumfest am Nadelführungsmittel angebrachter Marker, der sich möglichst kontrastreich in den generierten und abgespeicherten Schnittbildern darstellt, unter Verwendung eines numerischen Mustererkennungsprogramms lageaufgelöst innerhalb des ersten Koordinatensystems erfasst. Unter Zugrundelegung des ortsaufgelösten Markers werden räumlich aufgelöste Bildinformationen des Nadelführungsmittels synthetisch generiert und dem Schnittbild graphisch überlagert. Auf diese Weise wird eine hochgenaue raumaufgelöste, großen- und raumwinkelgetreue Darstellung des Nadelführungsmittels auf den jeweils visuell dargestellten Schnittbildern generiert.

Auf der Grundlage der das Nadelführungsmittel visuell wiedergebenden

Bildinformationen sowie den die Soll-Lineartrajektorie bestimmenden

Raumkoordinaten werden mit Hilfe eines geeigneten Bildauswerteprogrammes die Raumkoordinaten der Traversierungspunkte ermittelt, an denen die Soll- Lineartrajektorie das Nadelführungsmittel traversiert. Im Falle der Verwendung des vorstehend bereits erläuterten Nadelführungsmittels, umfassend wenigstens das obere und untere Plattenelement, kennzeichnen die Traversierungspunkte jene Durchgangslöcher innerhalb des oberen und unteren Plattenelementes, durch die die Soll-Lineartrajektorie hindurchragt.

Ziel ist es dem Arzt jene Informationen zu vermitteln, die er benötigt eine reale medizinische Nadeleinheit derart in das real auf dem Patienten raumfest

angebrachte Nadelführungsmittel einzuführen, so dass die medizinische Nadeleinheit in exakt der gleichen räumlichen Orientierung und Lage durch das reale

Nadelführungsmittel zu Zwecken der Patientenpunktion hindurchgeführt wird, in der die virtuell dargestellte Soll-Lineartrajektorie das auf dem Bildschirm wiedergegebene virtuelle Nadelführungsmittel traversiert.

Um diese Information dem Arzt in einer leicht kognitiv zugänglichen und fehlerfreien Weise zu vermitteln, wird das auf dem jeweiligen Schnittbild dargestellte

Nadelführungsmittel samt der dieses traversierenden Soll-Lineartrajektorie in einer separaten Darstellung wiedergegeben. Hierzu ist es erforderlich, die räumlichen Koordinaten sämtlicher Bildinformationen des Nadelführungsmittels sowie zumindest die Raumkoordinaten der zwei Traversierungspunkte aus dem ersten in ein zweites Koordinatensystem zu transformieren. Alternativ besteht die Möglichkeit anstelle der Transformation der Raumkoordinaten Sämtlicher das Nadelführungsmittel darstellenden Bildinformationen lediglich die Raumkoordinaten des detektierten wenigstens einen Markers des Nadelführungsmittels in das zweite

Koordinatensystem zu transformieren. Für eine gesamtheitliche virtuelle Darstellung des Nadelführungsmittels innerhalb des zweiten Koordinatensystems werden auf die bekannten, die Raumform des Nadelführungsmittels beschreibenden Daten, vorzugsweise in Form von CAD-Daten, zurückgegriffen. Hierdurch kann der für die Transformation erforderliche Rechenaufwand reduziert werden, wodurch

Rechenzeiten verkürzt und gegebenenfalls Rechenkapazitäten eingespart werden können. Sinn und Zweck der Koordinatentransformation in das zweite

Koordinatensystem ist eine separate Darstellung des Nadelführungsmittels mit den zwei Traversierungspunkten. Durch eine geeignete virtuelle Darstellung kann der Arzt die genaue Örtlichkeit der Traversierungspunkte studieren. Beispielsweise ist es möglich, das Nadelführungsmittel samt Traversierungspunkte in einer

dreidimensionalen Darstellung durch eine entsprechend nutzerspezifische Eingabe räumlich zu drehen, um die Traversierungspunkte leicht zu erkennen.

Vorzugsweise wird die visuelle Darstellung des Nadelführungsmittel mit den an dem Nadelführungsmittel visuell wahrnehmbar markierten Traversierungspunkten innerhalb des zweiten Koordinatensystems derart vorgenommen, so dass im Falle eines Nadelführungsmittels der vorstehend bezeichneten Art das obere und untere Plattenelement separat, jeweils in Draufsicht wiedergegeben werden, wobei an den Plattenelementen jeweils die Durchgangslöcher eindeutig lokalisierende

Informationen sichtbar dargestellt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Durchgangslöcher in Reihen und Spalten unterteilt, so dass eine eindeutige Durchgangslochspezifikation durch ein konkretes Wertepaar vorgenommen werden kann. Vorzugsweise eignen sich hierzu alphanumerische Zeichen zur Benennung der längs einer Spalte sowie einer Zeile verteilten Durchgangslöcher.

Selbstverständlich sind auch alternative Kennzeichnungen zur Spezifikation der einzelnen Traversierungspunkte denkbar. In Kenntnis dieser die Durchgangslöcher spezifizierenden Informationen, kann der Arzt die reale medizinische Nadeleinheit durch das reale Nadelführungsmittel hindurchführen.

Das lösungsgemäße Verfahren ermöglicht anhand der Erkennung des am

Nadelführungsmittel angebrachten wenigstens einen Markers eine Verifikation des verwendeten Nadelführungsmittels, indem der erfasste Marker mit entsprechend in einer Datenbank bzw. Bibliothek abgelegten Referenzmarker-Daten verglichen wird. Bei Übereinstimmung ist das tatsächlich eingesetzte Nadelführungsmittel erkannt und kann einem Datensatz zur Beschreibung der vollständigen Raumform des betreffenden Nadelführungsmittels zugeordnet werden. Ein derartiger Datenabgleich ermöglicht im Rahmen der Verifikation das Erkennen von möglichen Plagiaten. Darüber hinaus ermöglicht der Datenabgleich eine automatische Zuordnung des jeweils eingesetzten Nadelführungsmittels zu einer bestimmten Kategorie von Nadelführungsmitteln, die sich bspw. jeweils in Form und Größe voneinander unterscheiden.

Kurze Beschreibung der Erfindung

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen

Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 a Gesamtdarstellung eines bevorzugten Nadelführungsmittels,

Fig. 1 b Draufsicht auf das obere Plattenelement des Nadelführungsmittels,

Fig. 1 c Draufsicht auf das untere Plattenelement mit Tragstrukturen des

Nadelführungsmittels

Fig. 2 a, b NMR-Schnittbilder durch einen Patienten mit Nadelführungsmittel und überlagerter Lineartrajektorie sowie

Fig. 3 a, b Draufsichtdarstellungen des oberen und unteren Plattenelementes mit

Traversierungspunkten Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche Verwendbarkeit

In Figur 1 a ist in einer perspektivischen Gesamtdarstellung ein bevorzugtes

Nadelführungsmittel 1 dargestellt, das im Wesentlichen aus einem oberen

Plattenelement 2 sowie einem unteren Plattenelement 3 besteht, die beide parallel zueinander gelagert und über eine Tragstruktur 4 lateral voneinander beabstandet angeordnet sind. In Figur 1 b sind das obere Plattenelement 2 in Draufsicht sowie in Figur 1 c das untere Plattenelement 3 ebenfalls in Draufsicht mit den daran angelenkten Tragstrukturen 4 dargestellt. Zur weiteren Beschreibung betreffend das Nadelführungsmittel 1 sei auf die Figuren 1 a bis c wird gemeinschaftlich Bezug genommen.

Das in Figur 1 a dargestellte Nadelführungsmittel 1 ist aus einem biokompatiblen Material, vorzugsweise einem sterilisierbaren Kunststoffmaterial gefertigt, das den Einsatz in Sterilräumen mit unmittelbaren Patientenkontakt erlaubt. Vorzugsweise ist das Nadelführungsmittel 1 im Wege eines Urformverfahrens oder generativen Herstellungsverfahrens gefertigt. Im Wesentlichen besteht das Nadelführungsmittel 1 aus dem oberen Plattenelement 2 sowie dem unteren Plattenelement 3. Beide Plattenelement 2, 3 sind über eine einstückig mit dem unteren Plattenelement 3 verbundene Tragstruktur 4 beabstandet. Die Tragstruktur 4 ist vorzugsweise über Scharniergelenke 5 mit dem unteren Plattenelement e gelenkig um jeweils eine Achse schwenkbar verbunden. Beide Plattenelemente 2, 3 sind über geeignet ausgebildete Rastverbindungen 6 lösbar fest verbunden und stellen im

zusammengefügten Zustand eine quader- oder würfelförmige Grundform dar. Die Rastverbindungen 6 sind derart ausgebildet und angeordnet, dass ein

Zusammenfügen beider Plattenelemente 2, 3 nur in einer einzigen eindeutigen Zuordnung möglich ist.

Zu Zwecken einer raumfesten Fixierung des Nadelführungsmittels 1 an der

Hautoberfläche eines Patienten (nicht dargestellt) sind am unteren Plattenelement 3 geeignet ausgebildete Adhäsionsmittel 7 vorgesehen, die in Form von Klebepads eine adhäsive temporäre Verbindung mit der Haut des Patienten herstellen. Die Form der Klebepads 7 ist vorzugsweise derart gewählt, dass sie möglichst faltenfrei an unterschiedlichen Körperkonturen anlegbar sind. Als Material eignet sich vorzugsweise PVC-Schaum, der einseitig mit einem biokompatiblen Klebstoff für die Anwendung auf der Haut beschichtet ist.

Die Hauptfunktion des Nadelführungsmittels 1 besteht darin, Position und Lage einer medizinischen Nadeleinheit 14, die intrakorporal in einen Patienten durch die Haut eingeführt ist, räumlich zu bestimmen. Hierzu dient das auf einem Patienten raumfest anhaftende Nadelführungsmittel 1 , durch das eine medizinische Nadeleinheit 14 zu Zwecken der Patientenpunktion hindurchgeführt wird. Hierbei durchstößt die

Nadeleinheit 14 sowohl das obere als auch untere Plattenelement 2, 3, die jeweils über eine Vielzahl geordnet angeordnete Durchgangsöffnungen 8 verfügen. Im Ausführungsbeispiel verfügt das obere Plattenelement 2 über 144

Durchgangsöffnungen 8 und das untere Plattenelement 3 über 82

Durchgangsöffnungen 8. Die Durchgangsöffnungen pro Plattenelement liegen sehr dicht nebeneinander. Typischerweise beträgt der gegenseitige Abstand der

Öffnungsmittelpunkte zweier benachbarter Durchgangsöffnungen ca. 2 mm bis 7 mm. Somit kann die räumliche Lage der Nadeleinheit 14 durch zwei

Durchgangsöffnungen charakterisiert werden, nämlich durch eine

Durchgangsöffnung innerhalb des oberen Plattenelementes 2 sowie durch eine Durchgangsöffnung innerhalb des unteren Plattenelementes 3, durch die jeweils die medizinische Nadeleinheit hindurchragt.

Das im Weiteren beschriebene lösungsgemäße Verfahren dient dem jeweiligen Anwender, vorzugsweise einem Arzt zur exakten kognitiven Erfassung der beiden Durchgangsöffnungen, durch die die medizinische Nadeleinheit hindurchtritt. Hierzu dienen insbesondere geeignet ausgebildete Markierungen und Beschriftungen, die sowohl am oberen als auch unteren Plattenelement 2, 3 angebracht sind.

Jede der beiden Plattenelemente 2, 3 weist eine Vielzahl geeignet ausgebildeter Durchgangsöffnungen 8 auf, die jeweils ein Durchführen der medizinischen

Nadeleinheit 14 durch das Nadelführungsmittel 1 ermöglichen und darüber hinaus eine sichere Führung und Positionierung der Nadeleinheit 14 innerhalb des Nadelführungsmittel sicherstellen. Die Form der Durchgangsoffnungen 8 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel sternförmig ausgebildet und bietet für die

medizinische Nadeleinheit 14 vier Stützstellenbereiche 8', siehe Detaildarstellung in Figur 1 b, deren Geometrie so gewählt ist, dass eine medizinische Nadeleinheit 14 stets von zwei sich gegenüberliegenden Flanken 8" geführt und innerhalb des jeweiligen Stützstellenbereiches 8' zentriert wird. Auf diese Weise wird ein

versehentliches Verrutschen der medizinischen Nadeleinheit 14 innerhalb einer Durchgangsöffnung 8 weitestgehend unterbunden. Zudem wird das Risiko

vermindert, dass die medizinische Nadeleinheit 14 an einem anderen

Stützstellenbereich 8' innerhalb der Durchgangsöffnung 8 zur Anlage kommt.

Selbstverständlich sind alternative Geometrien für die Ausbildung der

Durchgangsoffnungen denkbar. Um die Anzahl der möglichen Stützstellenbereiche 8' innerhalb einer Durchgangsöffnung 8 zu steigern, können mehr als vier

Platzierungsmöglichkeiten für die medizinische Nadeleinheit vorgesehen werden, indem bspw. die Anzahl der sternförmigen Ecken vergrößert wird.

Die einzelnen Durchgangsoffnungen 8 sind sowohl im oberen Plattenelement 2 als auch im unteren Plattenelement 3 jeweils zu Feldern 9 zusammengefasst, wodurch eine bessere Orientierung und Wiederauffindung einer einzelnen Durchgangsöffnung 8 möglich wird. Jedes Feld 9 besteht aus zwölf Durchgangsoffnungen 8 und beinhaltet somit insgesamt 48 unterschiedliche Stützstellenbereiche 8'. Angeordnet sind die Durchgangsoffnungen 8 innerhalb eines Feldes 9 jeweils in drei Spalten und vier Reihen, wodurch das Feld 9 eine räumliche Orientierung erhält. Der Arzt kann auf diese Weise einfach innerhalb eines Feldes 9 aufgrund der räumlichen

Orientierung eine Durchgangsöffnung 8 leichter identifizieren. Auch die

Identifizierung eines bestimmten Stützstellenbereiches 8' wird durch die

Feldanordnung der Durchgangsoffnungen leichter möglich.

Das obere Plattenelement weist sechzehn Felder 9 auf, die jeweils geometrisch und optisch wahrnehmbar einen seitlichen Abstand zueinander aufweisen. Die sechzehn Felder 9 sind somit in vier Reihen und vier Spalten angeordnet. Insgesamt verfügt das obere Plattenelement 3 über 768 Stützstellenbereiche 8'.

Demgegenüber weist das untere Plattenelement 3 lediglich neun Felder 9 auf, die jeweils in drei Reihen und drei Spalten angeordnet sind. Somit weist das untere Plattenelement 3 lediglich 428 Stützstellenbereich 8' auf.

Zu Zwecken einer leichten und eindeutigen Feldzuordnung sind die in Spalten und Reihen angeordneten Felder 9 mit alphanumerischen Zeichen markiert. So ist jede Feldspalte mit einem Buchstaben (A bis D bezüglich des oberen Plattenelementes 2 sowie E bis G bezüglich des unteren Plattenelementes 3) sowie jede Feldzeile mit einer Zahl bezeichnet (1 bis 4 bezüglich des oberen Plattenelementes 2 sowie 5 bis 7 bezüglich des unteren Plattenelementes 3). Die alphanumerischen Markierungen sind jeweils auf die Oberfläche der beiden Plattenelemente 2, 3 aufgeprägt, so dass sie optisch deutlich hervortreten. Ein bestimmtes Feld 9 wird demzufolge durch eine Kombination aus den Buchstaben der jeweiligen Spalte und Zahl der jeweiligen Zeile eindeutig identifiziert.

Ferner verfügt zumindest das obere Plattenelement 2 über eine Markierung 10, die in Form eines Pfeils ausgebildet ist. Die Markierung 10 erlaubt eine eindeutige

Identifizierung der räumlichen Orientierung des oberen Plattenelementes 2. Die Markierung 10 ist ein einmalig vorkommendes Merkmal, wodurch die Bestimmung der Orientierung eindeutig ist. Die Markierung 10 ist in einer Ecke des oberen Plattenelementes 2 angeordnet und hebt sich dadurch optisch deutlich hervor.

Durch eine asymmetrische Ausbildung und Anordnung der Rastverbindungen 6 zwischen dem oberen Plattenelement 2 und dem unteren Plattenelemente 3 kann eine verdrehte und unkorrekte Anordnung beider Plattenelemente 2, 3 relativ zueinander sicher ausgeschlossen werden. Insofern dient die räumliche Erfassung der Markierung 10 auch der Bestimmung der räumlichen Anordnung und Ausrichtung des gesamten Nadelführungsmittels 1 . Ferner verfügt das obere Plattenelement 2 über weitere Markierungen 1 1 , 12, die aufgrund ihrer Dreiecks- bzw. Halbkreisform mittels numerischer Mustererkennung im Rahmen einer Bilddatenauswertung lokalisiert und detektiert werden können. Die Markierungen 1 1 , 12 dienen sowohl einer automatischen Lage- und

Orientierungserkennung des Nadelführungsmittels 1 im Rahmen eines

Bildauswerteverfahrens, sie dienen jedoch auch zusätzlich als optische

Referenzpunkte zur leichteren, sicheren und schnelleren Erfassung einer bestimmten Durchgangsöffnung 9 am oberen Plattenelement 2 für einen Arzt.

Im Weiteren wird die Anwendung des vorstehend erläuterten Nadelführungsmittels 1 vorausgesetzt, das in der vorstehenden Ausbildung an der Hautoberfläche eines Patienten fest angebracht ist. Der Patient wird einem bildgebenden

Diagnostizierverfahren unterzogen, beispielsweise ein NMR- oder CT-Verfahren, das Schnittbilder durch den Patienten sowie auch durch das Nadelführungsmittel 1 liefert.

In den Figuren 2 a und b sind typische CT-Bildaufnahmen in Form von

Schnittbilddarstellungen gezeigt, die sowohl ein Schnittbild durch den Patienten P als auch ein Schnittbild durch das auf dem Patienten P aufsitzende Nadelführungsmittel 1 zeigten und den Patienten und das Nadelführungsmittel unter unterschiedlichem Blickwinkel wiedergeben. Anhand der beiden unterschiedlichen Blickwinkel auf ein und denselben intrakorporalen Bereich innerhalb des Patienten P vermag sich der Arzt eine räumliche Vorstellung der Betrachtungssituation zu machen. Die jeweils nebeneinander auf einem Monitor dargestellten Schnittbilder ermöglichen dem Arzt überdies eine Überlagerung der Schnittbilder mit einer frei positionierbaren

Lineartrajektorie 13, deren räumliche Ausrichtung relativ zum Patienten P durch den Arzt mit Hilfe eines geeigneten Eingabemittels, beispielsweise mittels

Computermaus, beliebig variierbar ist. Die sich kontrastreich über den dargestellten Schnittbildern abzeichnende Lineartrajektorie 13 kann durch den Arzt so platziert werden, so dass eine nur minimale Belastung für den Patienten P während einer nachfolgenden Punktion auftritt. Beim Auffinden eines idealen Einstichkanals, der einer so genannten Soll-Lineartrajektorie 13 entspricht, durchragt die Soll-Trajektorie 13 das ebenfalls in den Schnittbildern dargestellte Nadelführungsmittel 8, dies ist in den Bildern gem. Fig. 2a, b der Fall. Anhand der dargestellten Schnittbilder kann der Arzt jedoch nicht ersehen, durch welche Durchgangsöffnungen 8 die Soll- Lineartrajektorie 13 jeweils innerhalb des oberen und unteren Plattenelementes 2, 3 hindurchragt.

Zu Zwecken der exakten Identifikation der Traversierungspunkte T1 , T2 der Soll- Lineartrajektorie 13 durch das Nadelführungsmittel 1 erfolgt zunächst eine

numerische Ermittlung der Raumkoordinaten der zwei Traversierungspunkte T1 , T2 innerhalb des von Seiten der bildgebenden Aufnahmetechnik festgelegten ersten Koordinatensystems, innerhalb dem sämtliche Bildinformationen räumlich aufgelöst vorliegen. Um dem Arzt jedoch die Information zu vermitteln durch welche

Durchgangsöffnungen 8 die Soll-Lineartrajektorie 13 jeweils längs des oberen und unteren Plattenelementes 2, 3 hindurchragt und insbesondere an welchen

Stützstellenbereichen 8' die medizinische Nadeleinheit 14 zur Anlage kommen soll, gilt es die Traversierungspunkte T1 , T2 sowie die Darstellung des

Nadelführungsmittels 1 in ein zweites Koordinatensystem zu transformieren.

Zur visuellen Darstellung wird das Nadelführungsmittel vorzugsweise in zwei nebeneinander liegenden Schnittbildern dargestellt. Figur 3a zeigt die Draufsicht auf das obere Plattenelement 2, Figur 3b zeigt die Draufsicht auf das untere

Plattenelement 3. In beiden Plattenelementen ist jeweils der Durchstoßpunkt bzw. der Traversierungspunkt T1 , T2 kontrastreich hervorgehoben. Im dargestellten Fall traversiert die Soll-Lineartrajektorie das obere Plattenelement 2 durch eine

Durchgangsöffnung 8, die im Feld B3 liegt und dort in der Durchgangsöffnung oberste Zeile mittlerer Spalte. Der Stützstellenbereich 8' befindet sich unten links innerhalb der Durchgangsöffnung. Im Falle des unteren Plattenelementes 3 befindet sich der Traversierungspunkt im Feld F6 und hier in der Durchgangsöffnung zweite Zeile, rechte Spalte. Der Stützstellenbereich in dieser Durchgangsöffnung ist oben rechts.

Der vorstehenden Beschreibung für eine schnelle und sichere, d.h. fehlerfreie Erfassung der Traversierungspunkte für den Arzt liegt ein dreistufiges Beschreibungskonzept zugrunde: In einem Schritt wird ein Traversierungspunkt pro Plattenelement durch die Angabe charakterisiert, in welchem Feld 9 der

Traversierungspunkt liegt. Diese Charakterisierung erfolgt durch eine

Buchstaben/Zahlen-Kombination, B3 für das obere Plattenelement und F6 für das untere Plattenelement. Eine Verwechslung zwischen beiden Plattenelementen ist zudem ausgeschlossen, da sich die Buchstaben und Zahlen pro Plattenelement nicht wiederholen.

In einem zweiten Schritt wird der jeweilige Traversierungspunkt innerhalb des betreffenden Feldes 9 charakterisiert. Im oberen Plattenelement befindet sich der Traversierungspunkt innerhalb des Feldes 9 in der ersten Zeile, zweite Spalte, d.h. kurz (Z1 , S2); im unteren Plattenelement befindet sich der Traversierungspunkt innerhalb des betreffenden Feldes 9 in der zweiten Zeile, erste Spalte, d.h. kurz (Z2, S1 ).

Im dritten Schritt wird der Traversierungspunkt durch den Stützstellenbereich 8' innerhalb der jeweiligen Durchgangsöffnung 8 charakterisiert. Im oberen

Plattenelement befindet sich der Traversierungspunkt innerhalb der

Durchgangsöffnung 8 in der unteren linken Ecke, d.h. kurz„unten links"; im unteren Plattenelement befindet sich der Traversierungspunkt innerhalb der betreffenden Durchgangsöffnung 8 in der oberen rechen Ecke, d.h. kurz„oben rechts".

Somit ergibt sich für die exakte Lagebeschreibung beider Traversierungspunkte folgende Koordinatenbeschreibungen: (B3/Z1 ,S2/unten links; F6/Z2,S1/oben rechts). In einer bevorzugten Form werden diese Koordinatenangaben auf einem Monitor visuell angezeigt und/oder akustisch wahrnehmbar umgesetzt.

Die gesamte Bilddatenprozessierung erfolgt derart, so dass die Darstellungen gemäß der Figuren 2a, b und Figuren 3a, b dem Arzt simultan zur Ansicht gebracht werden, so dass der Arzt beim Auffinden der Soll-Lineartrajektorie stets beurteilen kann, ob die Soll-Lineartrajektorie auch tatsächlich durch jeweils eine Durchgangsöffnung innerhalb des oberen und unteren Plattenelementes hindurchragt. Sollte die kontrastreich dargestellte Lineartrajektorie außerhalb der jeweiligen

Durchgangsöffnungen liegen, so muss der Arzt entsprechend nachjustieren.

Bezugszeichenliste

1 Nadelführungsmittel

2 oberes Plattenelennent

3 unteres Plattenelennent

4 Trag struktur

5 Filmscharniergelenk

6 Rastvorrichtung

7 Adhäsionsmittel

8 Durchgangsöffnung

8' Stützstellenbereich

8" Flanken

9 Feld

10 Markierung

1 1 Markierung

12 Markierung

13 Lineartrajektorie, Soll-Lineartrajektorie

14 Medizinische Nadeleinheit

P Patient

T1 , T2 Traversierungspunkte