DE102009017616A1 - Radio frequency ablation device for ablation of regions of tissue volume, has probe provided with coding that comprises dimension and/or condition of probe differing from dimension and/or condition of other probes - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ablationsgerät zur gezielten Ablation von Bereichen eines Gewebevolumens mit einer Mehrzahl von Ablationssonden. Außerdem betrifft sie ein Verfahren zur Bereitstellung von Identitätsinformationen mindestens einer ersten Ablationssonde eines Ablationsgeräts, das eine Mehrzahl von Ablationssonden umfasst. Zudem betrifft sie auch eine Ablationsanordnung mit einem solchen Ablationsgerät, ein Ansteuerungsverfahren für ein Ablationsgerät und ein Computerprogrammprodukt.The The present invention relates to an ablation device for targeted Ablation of areas of tissue volume with a plurality of Ablation probes. Moreover, it relates to a method for Providing identity information of at least one first ablation probe of an ablation device that has a plurality of ablation probes. In addition, it also relates to an ablation arrangement with such ablation device, a driving method for an ablation device and a computer program product.
Ablationsverfahren innerhalb von Gewebevolumen werden heute zusätzlich durch bildgebende Systeme, beispielsweise Computertomographen, Magnetresonanztomographen, Ultraschallgeräte oder auf ähnlichen bildgebenden Verfahren basierende Bildgebungssysteme, unterstützt. Mit Hilfe der damit gewonnenen Bilddaten können Ablationsgeräte an einen bestimmten Zielpunkt innerhalb eines Gewebevolumens navigiert werden.ablation within tissue volumes are now additionally through imaging systems, such as computed tomography, magnetic resonance imaging, Ultrasound or similar imaging Method based imaging systems, supported. With Help of the obtained image data ablation devices Navigate a specific target point within a tissue volume become.
Es
gibt verschiedene Ablationsverfahren, denen gemein ist, dass ein
Instrument im Ziel-Gewebevolumen positioniert wird, um dort das
Gewebe zu zerstören:
Bei der sogenannten Kryo-Ablation
geschieht dies durch Vereisung. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass
die Vereisungszone in einem Computertomographie-Bild sehr gut erkennbar
ist. Ein sehr neues Verfahren nutzt den Effekt der Elektroporation.
Dabei werden die Zellmembranen durch Anlegen von sehr hoher gepulster
Gleichspannung verändert, was zum Tod der Zelle führt.
Das am häufigsten verwendete Verfahren ist die RF (Radiofrequenz)-Ablation,
bei der hochfrequente Wellen verwendet werden, um thermische Energie
in das Ziel-Gewebevolumen einzubringen – der Tumor wird
also „verkocht”. Auf dieses Verfahren wird im
Folgenden beispielhaft näher eingegangen.There are several ablation techniques, in common with placing an instrument in the target tissue volume to destroy the tissue there:
In so-called cryo-ablation, this is done by icing. This method has the advantage that the icing zone is very clearly recognizable in a computed tomography image. A very new process uses the effect of electroporation. In this case, the cell membranes are changed by applying very high pulsed DC voltage, which leads to the death of the cell. The most commonly used technique is RF (Radio Frequency) ablation, which uses high frequency waves to introduce thermal energy into the target tissue volume, thus "overcooking" the tumor. This method will be discussed in more detail below by way of example.
Bei der RF-Tumorablation wird ein nadelförmiger Applikator eines Ablationsgeräts in ein Gewebe eingeführt und unter Kontrolle auf Basis der Bilddaten eines Computertomographen zum Ort eines Tumors geschoben. Befindet sich der Applikator im Zielgebiet, wird über Mikrowellen thermische Energie produziert, die zur Zerstörung des Tumorgewebes führt.at RF tumor ablation becomes a needle-shaped applicator an ablation device inserted into a tissue and under control based on the image data of a computer tomograph pushed to the location of a tumor. If the applicator is in the target area, is produced by microwaves thermal energy, the leads to the destruction of tumor tissue.
Es gibt verschiedene Bauformen von RF-Ablationsgeräten, wobei grundsätzlich zwischen nadelförmigen und schirmchenartigen Ablationsgeräten unterschieden werden kann. Bei den letzteren werden nach der Positionierung mehrere einzelne Antennen ausgefahren, die sowohl als Ablationssonden als auch als Messsensoren ausgebildet sein können bzw. beide Funktionen in sich vereinigen. Schirmchenartige Ablationsgeräte erzielen so ein grösseres Ablationsvolumen als nadelförmige.It There are different types of RF ablation devices, where basically between needle-shaped and umbrella-like Ablation devices can be distinguished. In the latter After positioning several single antennas are extended which are designed both as ablation probes and as measuring sensors can be or combine both functions in itself. Schirmchenartige Ablation devices thus achieve a greater ablation volume as needle-shaped.
Während eines Ablationsprozesses wird mittels der Messsensoren in unterschiedlichen Verfahren festgestellt, wann der Endpunkt einer Ablation in etwa erreicht ist: Bei einer Impedanzmessung beispielsweise kann gegen Ende der Ablation ein Anstieg der Impedanz, der sogenannte ”Roll-Off”, festgestellt werden. Dieser entsteht, wenn das entsprechende Gewebe ablatiert ist und die Leitfähigkeit abnimmt. Üblicherweise werden in etwa zwei Roll-Offs durchfahren, bevor die Ablation beendet wird. Analog hierzu kann auch bei einer Temperaturmessung verfahren werden, wobei hier eine Überschreitung eines Temperatur-Schwellenwerts das Ende der Ablation bedeutet.While An ablation process is performed by means of the measuring sensors in different Method determined when the end point of an ablation in about is reached: For example, in an impedance measurement against End of the ablation, an increase in impedance, the so-called "roll-off", be determined. This arises when the corresponding tissue ablated and the conductivity decreases. Usually will go through about two roll-offs before the ablation ends becomes. Analogously, it is also possible to proceed with a temperature measurement which is an exceedance of a temperature threshold the end of the ablation means.
Die Ausdehnung des ablatierten Areals hängt neben der Art des Ablationsgeräts unter anderem von der verwendeten Ablationsleistung und von der Anwendungsdauer ab. Die entsprechenden Parameter werden vorab von einem Benutzer am Ablationsgerät in Abhängigkeit von verschiedenen Basisinformationen eingestellt. Als Basisinformationen werden zum Beispiel die Größe und Ausdehnung des jeweiligen zu ablatierenden Gewebes, die Art des Gewebes, in der Nähe liegende Gefäße, die die Wärme abführen könnten, sowie besonders empfindliche Zonen wie Nerven, die nicht beeinträchtigt werden sollen, berücksichtigt.The Expansion of the ablated area depends on the type of Ablation device among other things on the ablation performance used and on the duration of use. The corresponding parameters will be in advance by a user on the ablation device in dependence set by various basic information. As basic information will be for example, the size and extent of each tissue to be ablated, the type of tissue nearby lying vessels that dissipate the heat could, as well as particularly sensitive zones such as nerves, which should not be affected.
Die Produktinformationen der Hersteller der Ablationsgeräte enthalten häufig Tabellen, die die thermische Ausbreitung in Abhängigkeit der Geräteeinstellung wiedergeben. Diese Tabellen wurden an totem Gewebe ermittelt und können nicht auf die individuelle Ablationssituation eingehen. Sie sind deshalb nicht ausreichend genau.The Product information of the manufacturers of ablation devices often contain tables that indicate the thermal spread depending on the device setting. These tables were and can be determined on dead tissue do not respond to the individual ablation situation. you are therefore not exactly accurate.
Die gängige Methode zur Einstellung der Parameter ist daher derzeit, dass ein Anwender basierend auf seinen eigenen Erfahrungswerten arbeitet. Hierdurch ergibt sich naturgemäß immer noch eine hohe Unsicherheit bei Gewebeablationen, die zudem entscheidend von der Erfahrung des jeweiligen Anwenders abhängt. Dies gilt insbesondere dann, wenn das zu ablatierende Gewebevolumen einen Durchmesser von 5 cm überschreitet. Es kann dann damit gerechnet werden, dass beispielsweise nicht alle Tumorzellen eines befallenen Gewebes durch die Ablation erfasst werden. Derzeit werden daher im Allgemeinen Tumore nur bis zu einem Durchmesser von höchstens 5 cm ablatiert. Eine weitere Gefahr besteht darin, dass durch eine derartige Ablation auch empfindliche Strukturen in der Nähe des Ablationsareals, etwa Nerven, in Mitleidenschaft gezogen werden können. Besonders schwierig gestaltet sich eine Ablation außerdem, wenn in der Nähe der Ablationszone ein Blutgefäß vorhanden ist, das Wärme abtransportiert und damit das thermische Ablationsvolumen verändert. All diese Probleme führen dazu, dass Ablationsvorgänge bis heute nur unpräzise gesteuert werden können.The current method for setting the parameters is therefore currently that a user works based on his own experience. Naturally, this still results in high uncertainty in tissue ablation, which also depends crucially on the experience of the respective user. This is especially true if the tissue volume to be ablated exceeds a diameter of 5 cm. It can then be expected that, for example, not all tumor cells of an affected tissue are detected by the ablation. Currently, tumors are therefore generally ablated only to a diameter of at most 5 cm. Another danger is that such ablation can also affect sensitive structures in the vicinity of the ablation area, such as nerves. In addition, ablation is particularly difficult when near the ablation A blood vessel is present, which removes heat and thus changes the thermal ablation volume. All these problems mean that ablation processes can only be controlled imprecisely until today.
Bei schirmchenförmigen Ablationsgeräten besteht ein zusätzliches Problem für den Bediener darin, dass er mit den Ablationssonden des Geräts gleichzeitig einen relativ großen Gewebebereich erreichen kann.at Shield-shaped ablation equipment consists additional problem for the operator in that he uses the ablation probes of the device simultaneously can reach relatively large tissue area.
Was an sich einen Vorteil darstellt, birgt dann Risiken, wenn die Ablation in empfindlichen Gewebebereichen durchgeführt werden soll, in denen sich beispielsweise Nerven oder Blutgefäße befinden. Ein präziserer, kontrollierter Eintrag von Ablationsenergie wird vor allem dadurch verhindert, dass ein Benutzer beispielsweise im CT-Bild nicht erkennen kann, welche Ablationssonde sich gerade in welchem Gewebebereich befindet. Trifft er also mit irgendeiner der Ablationssonden auf ein kritisches Gewebe, muss er die Ablationsleistung entsprechend generell reduzieren oder eine Repositionierung des Ablationsgeräts vornehmen, die zeitaufwändig ist und zudem zusätzliche Verletzungen im (gesunden) Gewebe hervorruft.What an advantage in itself, then carries risks if the ablation in sensitive tissue areas, in which, for example, nerves or blood vessels are located. A more precise, controlled entry of ablation energy becomes especially by preventing a user, for example, in the CT image can not detect which ablation probe is currently in which tissue area is located. So he hits with any of the ablation probes on a critical tissue, he must match the ablation performance generally reduce or reposition the ablation device, which is time consuming and also additional injuries in the (healthy) tissue causes.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein verbessertes, d. h. präziseres Ablationsgerät bereitzustellen, ebenso wie eine Möglichkeit der Erkennung von einzelnen Ablationssonden eines solchen Ablationsgeräts, insbesondere unterstützt durch bildgebende Verfahren.task It is therefore an object of the present invention to provide an improved, i.e. H. to provide a more precise ablation device, as well as a way of detecting individual ablation probes of such an ablation device, in particular supported by Imaging procedures.
Diese Aufgabe wird durch ein Ablationsgerät gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Bereitstellungsverfahren gemäß Anspruch 11 gelöst.These Task is by an ablation device according to claim 1 and by a provisioning method according to claim 11 solved.
Demgemäß umfasst ein erfindungsgemäßes Ablationsgerät zur gezielten Ablation von Bereichen eines Gewebevolumens eine Mehrzahl von Ablationssonden, wobei mindestens eine erste Ablationssonde eine Kodierung aufweist, die sie von anderen Ablationssonden des Ablationsgeräts, bevorzugt von allen anderen Ablationssonden, in einem bildgebenden Verfahren unterscheidbar macht. Die Kodierung umfasst dabei eine von diesen anderen Ablationssonden divergierende Abmessung und/oder Beschaffenheit der ersten Ablationssonde.Accordingly, includes an ablation device according to the invention for targeted ablation of areas of tissue volume a plurality of ablation probes, wherein at least a first ablation probe has a coding that different from other ablation probes of the Ablation device, preferably from all other ablation probes, makes distinguishable in an imaging process. The coding includes while a dimension diverging from these other ablation probes and / or nature of the first ablation probe.
Die Erfindung basiert also wesentlich auf einer Kodierung mindestens einer Ablationssonde in einer Gesamtheit von Sonden. Neben der ersten Ablationssonde können auch noch weitere Sonden dieselbe Kodierung aufweisen, bevorzugt ist jedoch eine Einzel-Kodierung, d. h. eine ein-eindeutige Kodierung, be sonders bevorzugt dergestalt, dass jede einzelne Ablationssonde ihre eigene, von denen der anderen Ablationssonden verschiedene Kodierung aufweist.The Invention is thus based essentially on a coding at least an ablation probe in a set of probes. In addition to the first Ablation probe can also use even more probes Coding, but preferred is a single coding, d. H. a one-unambiguous coding, particularly preferably such that every single ablation probe has its own, that of the other Ablation probes has different coding.
Mit Hilfe der Kodierung ist es im Bild, beispielsweise im CT-Bild, möglich, mindestens die erste Ablationssonde eindeutig von anderen Sonden bzw. Sensordrähten des Ablationsgeräts zu unterscheiden. Damit erhält ein Benutzer einen klaren Anhaltspunkt, wie sein Ablationsgerät ausgerichtet ist und wie er es ggf. bei minimaler Verletzung des Gewebes und bei reduziertem Zeitaufwand repositionieren muss, um eine gewünschte genaue Lage im Gewebe zu erreichen.With Encoding assistance is possible in the image, for example in the CT image, at least the first ablation probe unambiguously from other probes or Sensing wires of the ablation device to distinguish. This gives a user a clear indication of how his ablation device is aligned and how he possibly with minimal tissue damage and reduced time must reposition to a desired exact location in the Reach tissue.
Als
eine Art der Kodierung könnte beispielsweise auch eine
asymmetrische, insbesondere rotations-asymmetrische Anordnung von
Ablationssonden verstanden werden. Eine rotations-asymmetrische
Anordnung ist bereits aus der
Neben einem erfindungsgemäßen Ablationsgerät umfasst die Erfindung auch eine Ablationsanordnung mit einem Ansteuerungsssystem zur Ansteuerung eines Ablationsgeräts, einem bildgebenden System und einer Visualisierungseinheit zur Visualisierung von mit dem bildgebenden System erzeugten Bilddaten. Eine solche Anordnungskonstellation besteht also aus Elementen, die bisher bereits in durch bildgebende Systeme unterstützten Ablationsverfahren eingesetzt wurden, weitergebildet durch das erfindungsgemäße Ablationsgerät. So kann das bildgebende System zum Beispiel ein Computertomograph sein, der an eine Visualisierungseinheit in Form eines Monitors und/oder Druckers mit entsprechender Steuerung angeschlossen ist, und das Ansteuerungssystem kann im Ablationsgerät eingebunden, d. h. direkt darin integriert sein oder als vorgeschaltete, prozessorbasierte Verarbeitungseinheit realisiert sein.In addition to an ablation device according to the invention, the invention also encompasses an ablation arrangement with a drive system for controlling an ablation device, an imaging system and a visualization unit for visualizing image data generated by the imaging system. Such an arrangement constellation thus consists of elements which have hitherto already been used in ablation methods supported by imaging systems, further developed by the ablation device according to the invention. For example, the imaging system may be a computed tomography device connected to a visualization unit in the form of a monitor and / or printer with appropriate control, and the drive system may be in the ablation device integrated, ie integrated directly into it or realized as an upstream, processor-based processing unit.
Mit einer solchen Ablationsanordnung ist ein verbessertes Zusammenspiel der Einzelkomponenten des Systems insofern möglich, als auf Basis der verbesserten Differenzierbarkeit zwischen den Ablationssonden des Ablationsgeräts in der Bildgebung zusätzliche Erkenntnisse gewonnen werden können, die einen Benutzer dabei unterstützen, eine präzisere Ablation durchzuführen. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Kodierung der ersten Ablationssonde abhängig von der Art des bildgebenden Systems gewählt ist. Beispielsweise können bestimmte Materialien im Computertomogramm einfacher von anderen Materialen unterschieden werden, während andere Materialien im Magnetresonanztomogramm diskriminiert werden können.With Such an ablation arrangement is an improved interaction the individual components of the system insofar as possible based on the improved differentiability between the ablation probes the ablation device in the imaging additional Findings can be obtained by a user help to perform a more accurate ablation. It is particularly advantageous if the coding of the first Ablation probe depending on the type of imaging system is selected. For example, certain materials Compared to other materials in the computed tomogram while other materials are discriminated in the MRI can be.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Bereitstellung von Identitätsinformationen der eingangs genannten Art zeichnet sich dadurch aus, das die erste Ablationssonde mit einer Kodierung versehen wird und die Kodierung der ersten Ablationssonde durch eine Erkennungslogik aus den Bilddaten ausgelesen wird und daraus Identitätsinformationen für eine identifizierende Visualisierung der ersten Ablationssonde in den Bilddaten abgeleitet und bereitgestellt werden.One Inventive method for providing Identity information of the type mentioned is characterized by the fact that the first ablation probe with a Coding and the coding of the first ablation probe a recognition logic is read from the image data and from it Identity information for an identifying Visualization of the first ablation probe derived in the image data and provided.
Die Kodierung der ersten Ablationssonde dient im Verfahren also der automatischen Erkennung, auf deren Basis die Identität der ersten Ablationssonde auch in der Bildaufbereitung verdeutlicht, d. h. durch eine Markierung jedweder Art sichtbar gemacht, wird. Dadurch ist auch die räumliche Lage aller anderen Ablationssonden determiniert.The Coding of the first ablation probe is thus used in the method automatic detection, based on the identity the first ablation probe also clarifies in the image processing, d. H. is made visible by a mark of any kind is. Thereby is also the spatial location of all other ablation probes determined.
Besonders bevorzugt wird im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ein erfindungsgemäßes Ablationsgerät bzw. eine entsprechende Ablationsanordnung verwendet. Das Verfahren geht jedoch darüber insofern hinaus, als es prinzipiell auch ermöglicht, eine Kodierung zu erkennen, die rein auf Basis einer asymmetrischen Positionierung von Ablationssonden funktioniert, wie sie oben bereits erwähnt wurde.Especially is preferred in the context of the invention Method an ablation device according to the invention or a corresponding ablation arrangement used. The procedure However, this goes beyond that in principle also allows to recognize a coding based purely on asymmetric positioning of ablation probes works, as already mentioned above.
Das erfindungsgemäße Bereitstellungsverfahren eignet sich insbesondere dazu, indirekt Ortsinformationen im Rahmen eines Ansteuerungsverfahrens für ein Ablationsgerät bereitzustellen, die aus den entsprechend erfindungsgemäß ermittelten Identitätsinformationen abgeleitet werden. In einem solchen Ansteuerungsverfahren wird ein Ablationsgerät mit einer Mehrzahl von Ablationssonden angesteuert, wobei mindestens eine erste Ablationssonde unabhängig von anderen Ablationssonden in Abhängigkeit von den so abgeleiteten Ortsinformationen der ersten Ablationssonde angesteuert wird. Hierzu ist die erste Ablationssonde besonders bevorzugt mit einer gesonderten Ablations-Ansteuerung verbunden, wobei eine solche gesonderte Ansteuerung nur mit dieser einen Sonde oder mit einer die erste Ablationssonde umfassenden Gruppe verknüpft sein kann.The inventive delivery method is suitable In particular, indirectly, location information in the context of a Control method for an ablation device to provide, from the according to the invention determined identity information be derived. In such a driving method is a Ablation device driven by a plurality of ablation probes, wherein at least one first ablation probe is independent of other ablation probes depending on the thus derived Location information of the first ablation probe is driven. This is the first ablation probe particularly preferably with a separate Ablations control connected, with such a separate control only with this one probe or with the first ablation probe can be linked to a comprehensive group.
Dies bedeutet, dass ein Ablationsgerät mit einer separaten Ansteuerung für mindestens die erste Ablationssonde verknüpft ist und dass diese unabhängige Ansteuerung je nach Position der ersten Ablationssonde variiert wird. Es kann also beispielsweise in einem toten Gewebe durch ein bildgebendes System erfasst werden, wo sich im Gewebe diese eine Ablationssonde befindet. Je nachdem, ob der Bereich um diese Ablati onssonde abgetragen werden soll oder nicht bzw. bis zu welchem Grade, werden dann entsprechende Steuerbefehle nur an diese bestimmte Ablationssonde weitergegeben. Ähnliche Anwendungen sind beispielsweise auch in der industriellen Materialnachbearbeitung möglich, beispielsweise bei der gezielten Ablation von Einschlüssen innerhalb von Kunststoff-Erzeugnissen.This means that an ablation device with a separate control linked for at least the first ablation probe is and that this independent control depending on the position the first ablation probe is varied. So it can be, for example be detected in a dead tissue by an imaging system, where there is this ablation probe in the tissue. Depending on, whether the area around this Ablati onsonde should be removed or not or to what extent, then corresponding control commands passed only to this particular ablation probe. Similar applications are, for example, also in industrial material post-processing possible, for example, in the targeted ablation of Inclusions within plastic products.
Die Ablationsanordnung ist also so beschaffen und ihre Einzelkomponenten so aufeinander abgestimmt, dass sie in einem erfindungsgemäßen Bereitstellungsverfahren miteinander in wechselseitiger Beziehung stehen; die Erkennungslogik im Verfahren ist also auf die Art der Kodierung der ersten Ablationssonde eingestellt. Hierzu umfasst die Ablationsanordnung bevorzugt eine Erkennungslogik-Einheit, die im Betrieb die Kodierung der ersten Ablationssonde in den Bilddaten detektiert. Im Rahmen dessen ist es vorteilhaft, wenn die Bilddaten die erste Ablationssonde mit umfassen, da dadurch ihre Erkennung anhand der sie betreffenden Bilddaten durchgeführt werden kann. Theoretisch ist es aber möglich, die erste Ablationssonde auch dann indirekt zuzuordnen, wenn die Sonde nicht in den Bilddaten umfasst ist. Die Erkennungslogik in der Erkennungslogik-Einheit kann dazu so ausgebildet sein, dass sie die Kodierung der ersten Ablationssonde sucht und bei Nicht-Auffinden die anderen Ablationssonde(n) identifiziert, die sich dadurch auszeichnet bzw. auszeichnen, dass sie die Kodierung der ersten Ablationssonde gerade nicht tragen. Indirekt ist es dadurch unter bestimmten Umständen möglich, Rückschlüsse auf den Ort und damit die Identität der ersten Ablationssonde zu ziehen.The Ablation arrangement is thus arranged and their individual components so coordinated that they are in an inventive Provisioning procedures in mutual relation stand; The recognition logic in the process is thus on the nature of Coding of the first ablation probe set. Includes the ablation assembly preferably employs a recognition logic unit which in operation, the coding of the first ablation probe in the image data detected. In the context of this, it is advantageous if the image data include the first ablation probe, as a result of their detection based on their image data can. Theoretically, it is possible to use the first ablation probe even then assign indirectly if the probe is not in the image data is included. The detection logic in the detection logic unit can be adapted to encoding the first ablation probe seeks and if not finding the other ablation probe (s) identified, characterized by the fact that they are the coding just do not wear the first ablation probe. Indirectly it is through possible under certain circumstances, conclusions on the place and thus the identity of the first ablation probe to draw.
Da insbesondere die Erkennungslogik(-Einheit) rechnerbasiert realisiert werden kann, kann sie – und ggf. weitere Komponenten der Ablationsanordnung – ganz oder teilweise in Form von Softwaremodulen auf einem Prozessor realisiert werden.There in particular realized the recognition logic (unit) computer-based can - and possibly other components of the Ablation arrangement - in whole or in part in the form of software modules be realized on a processor.
Die Erfindung umfasst daher auch ein Computerprogrammprodukt, das direkt in einem Prozessor eines programmierbaren Ablati onsgeräts und/oder eines programmierbaren Ansteuerungssystems ladbar ist, mit Programmcode-Mitteln, um alle Schritte eines erfindungsgemäßen Bereitstellungsverfahrens und/oder eines entsprechenden Ansteuerungsverfahrens auszuführen, wenn das Programmprodukt auf dem Ablationsgerät und/oder dem Ansteuerungssystem ausgeführt wird.The invention therefore also includes a computer program product directly in a process Sor a programmable Ablati onsgeräts and / or a programmable drive system loadable with program code means to perform all the steps of a delivery method according to the invention and / or a corresponding driving method when the program product is executed on the ablation device and / or the drive system.
Weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich auch aus den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung. Dabei kann das erfindungsgemäße Ablationsgerät und die damit ausgestattete Ablationsanordnung auch entsprechend den vorliegenden Ansprüchen zum Bereitstellungsverfahren bzw. zum Ansteuerungsverfahren weitergebildet sein und jeweils auch umgekehrt.Further particularly advantageous embodiments and developments of the invention also result from the dependent claims as well as the following description. In this case, the inventive Ablation device and the ablation assembly equipped with it also according to the present claims to the provision method or be further developed for the driving method and each also vice versa.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ablationsgeräts besteht darin, dass die erste Ablationssonde in ihren Abmessungen variierbar ausgebildet ist.A particularly preferred embodiment of the invention Ablation device is that the first ablation probe is formed variable in their dimensions.
Diese Variationsmöglichkeit bezieht sich insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, auf die Länge der ersten Ablationssonde, d. h. diese kann im Betrieb beispielsweise weiter aus- bzw. eingefahren werden als andere. Es kann auch das Längenverhältnis der Ablationssonden untereinander verändert werden. Bevorzugt ist daher eine Mehrzahl von Ablationssonden, besonders bevorzugt sind alle Ablationssonden in ihren Abmessungen variierbar ausgebildet. Aufgrund einer solchen Ausgestaltung kann nicht nur eine statische Kodierung vorgenommen, sondern sogar eine Bewegung realisiert werden, die zum Beispiel im CT-Bild erkennbar ist.These Variation possibility refers in particular, however not exclusively, to the length of the first Ablation probe, d. H. this can continue in operation, for example be retracted or retracted than others. It can also be the aspect ratio the ablation probes are mutually changed. Prefers is therefore a plurality of ablation probes, more preferred All ablation probes are designed to be variable in their dimensions. Due to such a configuration, not only a static Coding done but even a movement can be realized which is recognizable, for example, in the CT image.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist ein erfindungsgemäßes Ablationsgerät mit Messsensoren zur Akquise von einen Ablationsprozess repräsentierenden Messwerten ausgestattet, wobei mindestens ein Messsensor der ersten Ablationssonde messtechnisch zugeordnet ist. Dabei bedeutet eine messtechnische Zuordnung, dass Messwerte wie die Temperatur oder die Impedanz mittels des zugeordneten Messsensors ermittelt wer den, die sich auf durch die erste Ablationssonde generierte Effekte beziehen. So würde ein der ersten Ablationssonde messtechnisch zugeordneter Messsensor örtlich in deren Nähe angeordnet sein (zumindest im zu ablatierenden Gewebe) und/oder Messwerte erfassen, die aus der Aktivität der ersten Ablationssonde herrühren. Solche Messwerte repräsentieren also beispielsweise mittels der ersten Ablationssonde generierte Temperaturdifferenzen und/oder Ströme bzw. elektromagnetische Wellen, die von der ersten Ablationssonde stammen. Mit Hilfe dieses Messsensors und seiner Zuordnung ist es also möglich, nicht nur Identitätsinformationen zu erhalten, sondern auch Informationen über die von der identifizierten ersten Ablationssonde generierten Effekte bzw. Impulse. Damit geht diese Weiterbildung der Erfindung noch einen deutlichen Schritt über die reine Identifizierung hinaus, denn es wird damit ermöglicht, einen örtlichen Bezug zur Sonde ebenso herzustellen wie einen Bezug zu den speziell von ihr generierten bzw. zu erwartenden Effekten im zu ablatierenden Gewebe.According to one advantageous development is an inventive Ablation device with measuring sensors for acquisition of an ablation process equipped with representative measured values, wherein at least a measuring sensor of the first ablation probe assigned metrologically is. A metrological assignment means that measured values as the temperature or the impedance by means of the associated measuring sensor whoever was born on the first ablation probe Refer to effects. So one of the first ablation probe would be metrological associated measuring sensor locally in their vicinity be arranged (at least in the tissue to be ablated) and / or Record readings from the activity of the first ablation probe originate. Such measurements thus represent for example, generated by means of the first ablation probe temperature differences and / or currents or electromagnetic waves generated by come from the first ablation probe. With the help of this measuring sensor and it's possible to assign it, not just identity information but also get information about from the identified first ablation probe generated effects or pulses. In order to This development of the invention is still a clear step pure identification, because it makes it possible to make a local reference to the probe as well a reference to the specifically generated or expected by her Effects in the tissue to be ablated.
Entsprechend hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der der ersten Ablationssonde zugeordnete Messsensor einzeln oder in Kopplung mit der ersten Ablationssonde ortsveränderbar ausgebildet ist. Der zugeordnete Messsensor und die Ablationssonde bilden damit entweder eine Zuordnungseinheit nicht nur im messtechnischen Sinne, sondern auch örtlich, oder der Messsensor kann so platziert werden, dass er optimal in Bezug auf die erste Ablationssonde positioniert ist. Beides erleichtert die messtechnische Erfassung der Wirkung der ersten Ablationssonde deutlich.Corresponding It has proved to be particularly advantageous if the first Ablation probe associated measuring sensor individually or in conjunction with the first ablation probe is designed to be spatially variable. The associated measuring sensor and the ablation probe thus form either an allocation unit not only in the metrological sense, but also locally, or the measuring sensor can be placed so that he is optimally positioned with respect to the first ablation probe is. Both facilitate the metrological detection of the effect the first ablation probe clearly.
Grundsätzlich kann ein erfindungsgemäßes Ablationsgerät in jeder beliebigen bekannten oder neuartigen geometrischen Anordnungsform von Ablationssonden realisiert sein. Eine besonders bevorzugte Ausführung besteht darin, dass die Ablationssonden in Form eines Bündels an einer gemeinsamen Austrittsstelle des Ablationsgeräts angeordnet sind.in principle may be an ablation device according to the invention in any known or novel geometric arrangement form be realized by ablation probes. A particularly preferred embodiment is that the ablation probes in the form of a bundle at a common exit point of the ablation device are arranged.
In dieser Konstellation entfaltet die Erfindung erstens ihre Wirkung besonders gut, da sie in diesem Falle die einzige Möglichkeit einer wieder erkennbaren Kodierung einzelner Ablationssonden darstellt. Zweitens aber hat diese Anordnung auch deutliche Vorteile gegenüber einer solchen, bei der Ablationssonden aus verschiedenen Austrittsstellen herausstehen: Die Ablationssonden können bei einer bündelartigen Anordnung an einer Austrittstelle nämlich so ausgefahren werden bzw. sein, dass sie sehr gleichmäßig ein bestimmtes Gewebevolumen abdecken. In einer solchen gleichmäßigen Abdeckung nun eine Kodierung (und eine entsprechende Erkennung der Kodierung) vorzusehen bedeutet damit, die Vorteile der gleichmäßigen Abdeckung zu erreichen und dennoch eine Identitätsinformation bereitstellen zu können.In This constellation, the invention unfolds first effect especially good, as they are the only option in this case represents a recognizable coding of individual ablation probes. Secondly but this arrangement also has clear advantages over such, at the ablation probes from different exit sites stand out: The ablation probes may be in a bundle-like manner Arrangement at an exit point namely so extended be or be very even Cover specific tissue volume. In such a uniform Now cover a coding (and a corresponding recognition of the Coding) thus means the benefits of uniformity Reach coverage and still have identity information to be able to provide.
In einer erfindungsgemäßen Ablationsanordnung mit einer Erkennungslogik-Einheit, die im Betrieb die Kodierung der ersten Ablationssonde in den Bilddaten detektiert, leitet diese Erkennungslogik-Einheit bevorzugt im Betrieb aus der detektierten Kodierung Identitätsinformationen für eine identifizierende Visualisierung der ersten Ablationssonde durch die Visualisierungseinheit in den Bilddaten ab und stellt sie bereit. Der Visualisierungseinheit werden die Identitätsinformationen der ersten Ablationssonde also übergeben und mit ihrer Hilfe werden sie visualisiert. Eine solche Visualisierung wird beispielsweise mit Hilfe von Helligkeits- und/oder Farbkennzeichnungen, Markierungen, Beschriftungen o. ä. der ersten Ablationssonde bzw. ihrer Umgebung realisiert. Dabei kann die Visualisierungseinheit auch eine Ansteuerung (beispielsweise den Treiber) einer Anzeige (z. B. einem Monitor) umfassen, die die Identitätsinformationen automatisch oder teilautomatisch so aufbereitet, dass daraus die identifizierende Visualisierung an der Anzeige resultiert.In an ablation arrangement according to the invention with a recognition logic unit which detects the coding of the first ablation probe in the image data during operation, this recognition logic unit preferably derives from the detected coding identity information for an identifying visualization of the first ablation probe by the visualization unit in the image data and get them ready. The visualization unit becomes the identity information of the first ablation probe and with their help they are visualized. Such a visualization is realized, for example, with the aid of brightness and / or color markings, markings, inscriptions or the like of the first ablation probe or its surroundings. In this case, the visualization unit can also include an activation (for example the driver) of a display (eg a monitor) which automatically or partially automatically processes the identity information such that the identifying visualization results therefrom on the display.
In einer erfindungsgemäßen Ablationsanordnung ist weiterhin bevorzugt, eine Messwertanzeigeeinheit vorzusehen, die im Betrieb Informationen zu Messwerten, die der ersten Ablationssonde zugeordnet sind, anzeigt. Die Messwertanzeigeeinheit ist dabei vorzugsweise wiederum mit der Visualisierungseinheit verknüpft, d. h. entweder daran angeschlossen oder darin integriert, so dass die Anzeige der der ersten Ablationssonde zugeordneten Messwerte mit Hilfe der Visualisierungseinheit durchgeführt werden kann. Beispielsweise kann neben oder über der ersten Ablationssonde eine Temperaturangabe angezeigt werden, die den Temperaturwert wiedergibt, der in näherer Umgebung dieser Ablationssonde vorliegt. Ein Benutzer kann daraus direkt ableiten, ob die von der ersten Ablationssonde ausgesandte Energie ausreicht, um beispielsweise Gewebe in ihrem Umfeld zu ablatieren und wenn ja, bis zum welchen Grade.In an ablation arrangement according to the invention Furthermore, it is preferable to provide a measured value display unit which in operation, information about readings of the first ablation probe are assigned displays. The measured value display unit is preferably in turn linked to the visualization unit, d. H. either connected or integrated into it, so that the Display of measured values assigned to the first ablation probe with help the visualization unit can be performed. For example may indicate temperature next to or above the first ablation probe displayed, which reflects the temperature value in closer Environment of this ablation probe. A user can get out of it directly deduce whether the emitted by the first ablation probe Energy is sufficient, for example, to ablate tissue in their environment and if so, to what degree.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Ablationsanordnung besteht darin, dass das Ansteuerungssystem mindestens aufweist:
- – Eine Eingangsschnittstelle für Bilddaten des Gewebevolumens,
- – eine Identifizierungseinheit zur Identifizierung eines Zielgewebes aus den Bilddaten,
- – eine Modell-Gewinnungseinheit zur Gewinnung von Initial-Prozess-Modellen und/oder Fein-Prozess-Modellen von zu erwartenden Ablationsentwicklungen, die mit einer Wert-Ableitungseinheit zur Ableitung von Modell-Messwerten aus dem Initial-Prozess-Modell und/oder einer Wert-Ermittlungseinheit zur Ermittlung von den Ablationsverlauf repräsentierenden Messwerten verknüpft ist,
- – eine Befehl-Ableitungseinheit zur Ableitung von Steuerbefehlen auf Basis der Initial-Prozess-Modelle und/oder zur Ableitung von verfeinerten Steuerbefehlen auf Basis von Fein-Prozess-Modellen,
- – eine Vergleichseinheit zum Vergleich von Messwerten und
- – eine Geräteschnittstelle zur Weiterleitung von Steuerbefehlen und/oder von verfeinerten Steuerbefehlen an das Ablationsgerät.
- An input interface for image data of the tissue volume,
- An identification unit for identifying a target tissue from the image data,
- A model extraction unit for obtaining initial process models and / or fine-process models of expected ablation developments, which are provided with a value derivation unit for deriving model measurement values from the initial process model and / or a value Determining unit is linked to the determination of measured values representing the course of the ablation,
- A command derivation unit for deriving control commands on the basis of the initial process models and / or for deriving refined control commands on the basis of fine-process models,
- A comparison unit for comparing measured values and
- A device interface for forwarding control commands and / or refined control commands to the ablation device.
Ein damit durchführbares Ansteuerungsverfahren weist analog mindestens folgende Schritte auf:
- a) Identifizierung eines Zielgewebes aus mit einem bildgebenden System akquirierten Bilddaten des Gewebevolumens,
- b) Generierung eines Initial-Prozess-Modells einer zu erwartenden Ablationsentwicklung in Abhängigkeit von definierten Prozess-Parametern auf Basis von hinterlegten Ablations-Modelldaten,
- c) Ableitung von zu erwartenden Initial-Modell-Messwerten aus den Initial-Prozess-Modell,
- d) Generierung von Initial-Steuerbefehlen auf Basis des Initial-Prozess-Modells,
- e) Ansteuerung des Ablationsgeräts mit den Initial-Steuerbefehlen,
- f) Ermittlung von den Ablationsverlauf repräsentierenden Messwerten,
- g) Vergleich der Messwerte mit den Initial-Modell-Messwerten,
- h) Generierung eines Fein-Prozess-Modells auf Basis des Vergleichs und Planung des weiteren Ablationsverlaufs auf Basis des Fein-Prozess-Modells und
- i) Ableitung verfeinerter Steuerbefehle auf Basis des Fein-Prozess-Modells, die in der Folge zur erneuten Ansteuerung des Ablationsgeräts dienen können.
- a) identification of a target tissue from tissue volume image data acquired with an imaging system,
- b) generation of an initial process model of an expected ablation development as a function of defined process parameters on the basis of stored ablation model data,
- c) derivation of expected initial model measured values from the initial process model,
- d) generation of initial control commands on the basis of the initial process model,
- e) activation of the ablation device with the initial control commands,
- f) determination of measured values representing the course of ablation,
- g) comparison of the measured values with the initial model measured values,
- h) Generation of a fine-process model based on the comparison and planning of the further course of the ablation on the basis of the fine-process model and
- i) derivation of refined control commands based on the fine-process model, which can subsequently be used to re-activate the ablation device.
In einem solchen Ansteuerungsverfahren bzw. mit einer solchen Ablationsanordnung erfolgt also zunächst die Generierung eines Initial-Prozess-Modells einer zu erwartenden Ablationsentwicklung auf Basis von hinterlegten Ablations-Modelldaten. Dies können beispielsweise aus Voruntersuchungen ex situ oder in situ gewonnene Erfahrungs-Ablationsdaten sein oder eine Computersimulation der physikalischen Vorgänge bei der Einkopplung der Hochfrequenzenergie und der thermischen Ausbreitung bzw. des Fortschreitens der Vereisung. Auf Basis des Inital-Prozess-Modells wird nun eine Planung des Ablati onsprozesses vorgenommen, bei der zu erwartende Initial-Modell-Messwerte generiert werden. Sie dienen als Basis für Inital-Steuerbefehle, mit Hilfe derer das Ablationsgerät zunächst angesteuert ist. Im Folgenden erfolgt dann eine Rückkopplung von Messwerten aus dem Ablationsgerät in das Ansteuerungssystem. Diese Messwerte werden mit den Initial-Modell-Messwerten aus dem Initial-Prozess-Modell verglichen. Es wird eine Iteration vorgenommen, aus dem im Verlaufe des Ansteuerungsverfahrens ein immer genauer werdender Modellierungsprozess resultiert. Auf Basis der durch die Iteration gewonnenen verfeinerten Steuerbefehle wird die weitere Ansteuerung des Ablationsgeräts vorgenommen. Das so erreichte Potenzial zur Verfeinerung des Ansteuerungsverfahrens bringt automatisch mit sich, dass ein so gesteuerter Ablationsprozess sicherer und schneller durchführbar wird, da man nicht auf eine möglichst hohe Genauigkeit von Ablauf-Simulationsdaten zu Beginn des Prozesses achten muss. Gerade in Kombination einer Ablation mit dem Betrieb von bildgebenden Systemen wie Computertomographen entsteht dadurch ein hohes Zeit- und damit Kosteneinsparungspotenzial, speziell dann, wenn, wie bevorzugt, eine vollautomatische Ansteuerung mit Hilfe des Ansteuerungssystems erfolgt. Im Rahmen einer solchen vollautomatischen Ansteuerung kann zum Beispiel auch vorgesehen sein, dass das Ablationsgerät selbst automatisch bewegbar ist, etwa mit Hilfe von Robotik-Systemen.In such a control method or with such an ablation arrangement, therefore, the generation of an initial-process model of an expected ablation development on the basis of stored ablation model data initially takes place. This can be, for example, from examinations ex situ or in situ gained experience ablation data or a computer simulation of the physical processes in the coupling of the high-frequency energy and the thermal propagation or the progress of the icing. On the basis of the inital process model, a planning of the ablation process is now carried out in which expected initial model measured values are generated. They serve as the basis for inital control commands, with the help of which the ablation device is initially controlled. In the following, a feedback of measured values from the ablation device to the control system then takes place. These measured values are compared with the initial model measured values from the initial process model. An iteration is made from which an increasingly accurate modeling process results in the course of the driving process. On the basis of the refined control commands obtained by the iteration, further activation of the ablation device is undertaken. The potential for refinement of the activation process thus achieved automatically entails that a controlled ablation process becomes safer and faster, since one does not have to pay attention to the highest possible accuracy of sequence simulation data at the beginning of the process. Especially in combination with an ablation with the operation of imaging systems such as Computed tomography thereby creates a high time and thus cost savings potential, especially when, as preferred, a fully automatic control using the control system takes place. In the context of such a fully automatic control, for example, it may also be provided that the ablation device itself is automatically movable, for example with the aid of robotic systems.
Sowohl diese vorteilhafte Ausführungsform der Ablationsanordnung als auch das entsprechende Ansteuerungsverfahren zeichnen sich wesentlich dadurch aus, dass eine Rückkopplung von Messdaten aus dem Ablationsprozess in die Ansteuerung ermöglicht wird. Entsprechend ist es besonders vorteilhaft, wenn in dem Ansteuerungsverfahren iterative Wiederholungen der Schritte c) bis i) erfolgen, wobei das zuletzt generierte Fein-Prozess-Modell in den iterativen Wiederholungen als neues Initial-Prozess-Modell verwendet, d. h. umdefiniert wird. Auf diese Weise erfolgt eine sukzessive Verfeinerung des Ansteuerungsverfahrens, das dadurch gegen Ende des Ablations prozesses sehr genau auf das zu ablatierende Gewebevolumen abgestimmt ist.Either this advantageous embodiment of the ablation arrangement as well as the corresponding control method are essential characterized in that a feedback of measurement data from the Ablation process in the control is enabled. Corresponding it is particularly advantageous if in the driving method iterative repetitions of the steps c) to i) take place, wherein the last generated fine-process model in the iterative iterations used as a new initial process model, d. H. is redefined. In this way, a gradual refinement of the driving method, thus at the end of the ablation process very precisely on the tuned to Ablatierende tissue volume.
Es ist also nicht zwingend notwendig, als Eingangsdaten sehr präzise Ablations-Modelldaten zu verwenden, sondern es genügt prinzipiell, die derzeit bekannten erwähnten Modelldaten, beispielsweise aus Voruntersuchungen ex situ zu verwenden. Im Verlauf des Ansteuerungsverfahren erhält das Ansteuerungssystem ohnehin ausreichend Rückmeldung über den tatsächlichen Ablationsverlauf, so dass die Ablations-Modelldaten lediglich als Ausgangswerte fungieren, die dann im Verfahrensverlauf ständig verifiziert wird. Das Ansteuerungssystem ist somit selbstlernend – aus dem Ablationsverlauf gewonnene Messdaten können sogar für verfeinerte Modellbildungen verwendet werden, so dass für spätere Ablationsprozesse bereits verfeinerte Ablations-Modelldaten gespeichert werden können.It is therefore not absolutely necessary, as input data very precise Ablation model data, but it is sufficient in principle the currently known model data, for example to be used ex situ from preliminary examinations. In the course of the driving process anyway, the control system receives sufficient feedback about the actual ablation history, giving the ablation model data only act as initial values, which then constantly in the course of the proceedings is verified. The control system is thus self-learning - off The ablation history obtained measurement data can even for refined models are used, so for later ablation processes already refined ablation model data can be stored.
Eine solche iterative Herangehensweise hat zudem den Vorteil, dass ein geschlossener Regelungskreislauf entsteht. Im Falle eines Ausfalls von Komponenten der Ablationsanordnung oder des Ablationsgeräts wird dieser Kreislauf unterbrochen, so dass solche Fehler ganz einfach detektierbar sind.A Such an iterative approach also has the advantage that a closed control loop is created. In case of failure components of the ablation assembly or the ablation device this circuit is broken, making such errors quite simple are detectable.
Bevorzugt weist das entsprechende Ansteuerungssystem der Ablationsanordnung eine Unterscheidungseinheit auf, die so ausgebildet ist, dass sie in den Bilddaten eine Unterscheidung zwischen mindestens zwei der folgenden Gewebevolumina trifft:
- – Ablationsvolumen,
- – Nicht-Ablationsvolumen,
- – Risikovolumen,
- – Gefäßvolumen.
- - ablation volume,
- - non-ablation volume,
- - risk volume,
- - Vessel volume.
Die Unterscheidungseinheit unterscheidet also zwischen unterschiedlichen Gewebevolumina, wobei bevorzugt das Ablationsvolumen eines dieser Gewebevolumina ist und das Nicht-Ablationsvolumen, das Risikovolumen und das Gefäßvolumen jeweils von diesem Ablationsvolumen unterschieden werden. Unter einem Nicht-Ablationsvolumen ist dabei der Gewebebereich zu verstehen, der außerhalb des Ablationsvolumens liegt. Ein Risikovolumen stellt jenes Volumen dar, das bei einer versehentlichen Ablation zu Schädigungen von Körperfunktionen führen kann. Gefäßvolumen sind in erster Linie Volumina der Blut- und der Lymphgefäße. Wie bereits dargelegt, ist es von essentieller Bedeutung, dass bei einer Ablation das Ablationsvolumen von den drei anderen Volumina unterschieden wird: Das Nicht-Ablationsvolumen sollte möglichst nicht ablatiert werden, das Risikovolumen als Unter-Volumenmenge des Nicht-Ablationsvolumens sollte auf keinen Fall ablatiert werden, und das Gefäßvolumen trägt zu einer Wärmeabführung bei, die den Ablationsprozess im Ablationsvolumen beeinflussen kann. Die Berücksichtigung dieser unterschiedlichen Volumina mit Hilfe der Unterscheidungseinheit stellt daher eine besondere Verfeinerung des Ansteuerungsverfahrens dar.The Distinguishing unit distinguishes between different ones Tissue volumes, preferably the ablation volume of one of these tissue volumes is and the non-ablation volume, the risk volume and the vascular volume can be distinguished in each case from this ablation volume. Under a non-ablation volume is to be understood as the tissue area, which is outside the ablation volume. A risk volume represents the volume that results from accidental ablation can lead to damage to bodily functions. Vessel volumes are primarily volumes of Blood and lymph vessels. As already stated, it is of essential importance that during ablation the ablation volume is distinguished from the three other volumes: the non-ablation volume if possible, should not be ablated, the risk volume as the sub-volume amount of the non-ablation volume should be at none Case be ablated, and carries the vessel volume to a heat dissipation, which the ablation process in the ablation volume. The consideration of this different volumes by means of the discriminating unit therefore represents a special refinement of the driving method represents.
Ferner weist das entsprechende Ansteuerungssystem bevorzugt eine Rest-Bereichs-Ermittlungseinheit auf, die so ausgebildet ist, dass sie einen Rest-Bereich des Zielgewebes ermittelt, der nach Durchführung einer Ablation auf Basis der Initial-Steuerbefehle übrig bleibt. Mit Hilfe der Rest-Bereichs-Ermittlungseinheit kann ermittelt werden, welcher nicht-ablatierte Bereich des Zielgewebes, insbesondere dessen prozentualer Anteil, dessen Volumen in absoluten Zahlen und dessen Position, nach Durchführung einer Ablation auf Basis der Initial-Steuerbefehle im Gewebevolumen verbleibt. Dabei ist zu berücksichtigen, dass im Rahmen der Iteration immer diejenigen Steuerbefehle als Initial-Steuerbefehle definiert sind, die als Eingangssteuerbefehle im Schritt d) des Ansteuerungsverfahrens im jeweiligen Iterationszyklus verwendet werden. Dies bedeutet, dass auch im laufenden Verfahren eine Verfeinerung der Abschätzung des Rest-Bereichs möglich ist.Further the corresponding activation system preferably has a residual area determination unit which is designed to cover a residual area of the target tissue determined after carrying out an ablation based the initial control commands remain. With the help of the residual area determination unit it can be determined which non-ablated area of the target tissue, in particular its percentage, its volume in absolute terms Numbers and their position after performing an ablation remains in the tissue volume based on the initial control commands. It should be noted that during the iteration always defines those control commands as initial control commands are as input control commands in step d) of the driving method be used in the respective iteration cycle. This means, that even in the current process, a refinement of the estimate of the rest area is possible.
Die Kenntnis des jeweiligen Rest-Bereichs unterstützt beispielsweise bei teilautomatischen Ablationsprozessen einen Bediener bei den Entscheidungen, welches Ablationsgerät, welches Ablationsverfahren, welche Ablationsdauer und welche Ablationsorte er für seine Ablation wählt. Ebenso kann die Information über den Rest-Bereich des Zielgewebes dem Ansteuerungssystem selbst – beispielsweise bei einem vollautomatischen Ablationsprozess – zur Optimierung der Initial-Steuerbefehle dienen.The Knowledge of the respective residual area, for example, supports in semi-automatic ablation processes an operator at the Decisions, which ablation device, which ablation method, which ablation time and which ablation he is for his Ablation dials. Likewise, the information about the rest of the target tissue the driving system itself - for example in a fully automatic ablation process - for optimization serve the initial control commands.
Außerdem weist ein solches Ansteuerungssystem bevorzugt eine Definitionsdaten-Eingangsschnittstelle zur Entgegennahme von Definitionsdaten zu Gewebevolumina auf. Als Definitionsdaten werden dabei solche Daten verstanden, die Informationen über die Art bzw. den Zweck der Definition eines bestimmten Gewebevolumens beinhalten, etwa die Definition, dass es sich bei einem bestimmten Gewebevolumen um zu ablatierendes oder nicht zu ablatierendes Volumen handelt. Über die Eingangsschnittstelle kann dadurch beispielsweise aus einer Datenbank oder aus einem Bilderkennungssystem bzw. durch manuelle Eingabe ein bestimmtes solches Gewebevolumen definiert werden. Das entsprechende Gewebevolumen kann also markiert werden, wobei die Definitionsdaten aufgrund der Logik des Bilderkennungssystems und/oder der den Kriterien der Datenbank besonders akkurat und fein sein können.In addition, such a drive system preferably has a definition data input interface for receiving tissue volume definition data. Definition data are understood as meaning data which contain information about the type or purpose of the definition of a specific tissue volume, for example the definition that a specific volume of tissue is a volume to be ablated or not to be ablated. By way of example, the input interface can be used to define a specific tissue volume from a database or from an image recognition system or by manual input. The corresponding tissue volume can thus be marked, whereby the definition data can be particularly accurate and fine due to the logic of the image recognition system and / or the criteria of the database.
Besonders bevorzugt weist das Ansteuerungssystem eine Registrierungseinheit zur Registrierung mehrerer sukzessive ermittelter Bilddaten aufeinander auf. Unter einer Registrierung wird dabei verstanden, dass Bilddaten desselben Volumenbereichs oder zumindest ähnlicher Volumenbereiche, bestmöglich miteinander in Übereinstimmung gebracht werden. Während des Ansteuerungsverfahrens können sukzessive weitere Bilddaten aus dem bildgebenden System in das Ansteuerungssystem eingespeist werden. Mit Hilfe einer entsprechenden Registrierungseinheit werden diese Bilddaten miteinander so in Bezug gesetzt, dass ein Benutzer und das Ansteuerungssystem selbst eine solide Basis zur Bewertung der jeweiligen Ablationssituation erhalten.Especially Preferably, the drive system has a registration unit for registering a plurality of successively determined image data to one another on. Under a registration is understood that image data the same volume range or at least similar volume ranges, best possible be reconciled with each other. While of the driving method may be successively more image data fed from the imaging system in the control system become. With the help of an appropriate registration unit this image data is related to each other so that a user and the driving system itself provides a solid basis for evaluation of the respective ablation situation.
Ferner kann das Ansteuerungssystem bevorzugt eine Kenndaten-Eingangsschnittstelle für Kenndaten von Ablationsgeräten auf weisen sowie eine Kenndaten-Verarbeitungseinheit, die die Modell-Gewinnungseinheit mit aus den Kenndaten eines Ablationsgeräts abgeleiteten Modell-Ablationsparameterwerten versorgt. Dabei kann die Kenndaten-Verarbeitungseinheit gegebenenfalls mit einer Datenbank (innerhalb oder außerhalb des Ansteuerungssystems) verknüpft sein, aus der die Kenndaten des jeweiligen Ablationsgeräts bezogen werden können. Über die Kenndaten-Eingangsschnittstelle gelangen also Kenndaten von unterschiedlichen Ablationsgeräten, beispielsweise die Leistung, die Größe, die Anzahl der Ablationssonden uvm., in das Ansteuerungssystem, das damit eine valide Grundlage zur jeweiligen Auswahl der richtigen Ablationsgeräte bekommt. Als Kenndaten kann jedoch auch eine Typenkennzeichnung wie etwa eine Identifikationsnummer des Ablationsgeräts dienen, auf Basis derer alle weiteren Kenndaten wiederum über eine interne oder externe Datenbank in Erfahrung gebracht werden können. Besonders wichtige Kenndaten im Rahmen der Erfindung stellen die Kenndaten zur Kodierung der ersten bzw. weiterer Ablationssonden dar, da es über die Einspeisung dieser Kenndaten in das System deutlich einfacher möglich ist, die spätere Erkennung der Kodierung zu ermöglichen.Further For example, the drive system may preferably have a characteristic input interface for characteristics of ablation devices and a Characteristic data processing unit containing the model extraction unit with derived from the characteristics of an ablation device Supplied model ablation parameter values. In this case, the characteristic data processing unit if necessary with a database (inside or outside the control system), from which the characteristics of the respective ablation device can be obtained. about the characteristic data input interface thus obtains characteristic data from different ablation devices, such as the Performance, size, number of ablation probes and much more, in the control system, thus providing a valid basis gets to the respective selection of the right ablation devices. As characteristics but can also be a type designation such as serve an identification number of the ablation device, on the basis of which all other characteristics in turn via a internal or external database. Particularly important characteristics within the scope of the invention are the Characteristics for coding the first or further ablation probes because it is about the feeding of these characteristics in the System is much easier possible, the later To enable recognition of the coding.
Eine besonders vorteilhafte Ausbildungsform des Ansteuerungssystems umfasst eine Visualisierungs-Ausgangsschnittstelle zur Weiterleitung von Visualisierungsdaten an eine Visualisierungseinheit zur Visualisierung des Initial-Prozess-Modells und/oder des Fein-Prozess-Modells zusammen mit dem Zielgewebe. Über diese Ausgangsschnittstelle kann einem Bediener mit Hilfe der Visualisierungseinheit ein Bild vermittelt werden, wie in etwa ein Ablationsprozess im Zielgewebe abläuft bzw. welche Ergebnisse er zeitigt. Dies kann sowohl beginnend für das Initial-Prozess-Modell dargestellt werden als auch im weiteren Verlauf des Ablationsprozesses auf Basis der Fein-Prozess-Modelle. Man erhält damit im Verlauf der Ablation ein immer verlässlicheres Abbild dessen, was auf Basis der jeweiligen Steuerbefehle im Ablationsprozess geschieht. Beispielsweise kann die Temperaturverteilung im Ge webe durch entsprechendes Einfärben der angezeigten Gewebebilder visualiert werden.A particularly advantageous embodiment of the drive system comprises a visualization output interface for forwarding visualization data to a visualization unit for visualizing the initial process model and / or of the fine-process model together with the target tissue. about This output interface can be sent to an operator using the visualization unit a picture, such as an ablation process in the Target tissue expires or what results he zeitigt. This can be displayed starting from the initial process model will be based as well as later in the ablation process the fine-process models. One receives thereby in the course of the Ablation is an increasingly reliable reflection of what's on Basis of the respective control commands in the ablation process happens. For example, the temperature distribution in the fabric by appropriate Coloring the displayed tissue images are visualized.
Schließlich weist ein solches Ansteuerungssystem bevorzugt eine Schnittstelle zur Erfassung und/oder zur Weitergabe von Koordinaten von einem und/oder an ein Navigationssystem auf. Ein derartiges Navigationssystem kann beispielsweise sowohl mit dem Ablationsgerät als auch mit dem bildgebenden System gekoppelt sein, so dass ein Bediener bzw. das Ansteuerungssystem eine Orientierung im Ablationsprozess erhält.After all such a drive system preferably has an interface for the collection and / or transfer of coordinates of one and / or to a navigation system. Such a navigation system can for example, both with the ablation device and with be coupled to the imaging system, so that an operator or the drive system is given an orientation in the ablation process.
Im Rahmen des Ansteuerungsverfahrens werden die Bilddaten bevorzugt aus einem parallel ablaufenden Tomographiescan bezogen. Hierunter wird eine zeitnahe bzw. zeitgleiche Akquise von Tomographie-Rohbilddaten und/oder der Rekonstruktion der Bilddaten verstanden, die im zeitlichen Rahmen des Ablationsprozesses erfolgt. Dies kann also beispielsweise zunächst vor Durchführung einer Ablation und dann nach Durchführung erster Ablationsschritte und schließlich als Abschluss des Ablationsprozesses erfolgen oder zeitgleich bzw. in gleichen Abständen während des Ablationsprozesses. Auf diese Weise können die Bilddaten aus dem Tomographiescan jeweils als zusätzliche Eingangsparameter in das Ansteuerungsverfahren eingespeist werden und dieses weiter verfeinern. Die Bilddaten aus dem ablaufenden Tomographiescan können im Rahmen dessen beispielsweise als eine Art von Messwerten für die erwähnten Iterationsschritte des Ansteuerungsverfahrens gewertet werden. Dabei kann es darauf ankommen, mit welcher Methode die Bilddaten akquiriert werden und welche Ablationsmethode gewählt wird: In Magnetresonanz-Aufnahmen ist beispielsweise eine thermische Verteilung bei einer Hitze- bzw. Kältebehandlung gut zu erkennen. In Computer-Tomographieaufnahmen ist beispielsweise die Vereisungszone bei der Kryo-Ablation gut erkennbar.In the context of the driving method, the image data are preferably obtained from a tomography scan running in parallel. This is understood to mean a timely or simultaneous acquisition of tomographic raw image data and / or the reconstruction of the image data, which occurs within the time frame of the ablation process. This can thus take place, for example, first before carrying out an ablation and then after performing first ablation steps and finally as completion of the ablation process or at the same time or at equal intervals during the ablation process. In this way, the image data from the tomography scan can each be fed as additional input parameters into the driving method and further refine it. Within the scope of this, the image data from the running tomography scan can, for example, be regarded as a kind of measured values for the mentioned iteration steps of the activation process. It may depend on the method with which the image data is acquired and which ablation method is selected: In magnetic resonance images, for example, a thermal distribution during a heat or cold treatment can be clearly recognized. In computer tomography recordings, for example, the Glacial zone clearly visible during cryo-ablation.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Dabei sind in den verschiedenen Figuren gleiche Komponenten mit identischen Bezugsziffern versehen.The Invention will be described below with reference to the attached Figures on the basis of embodiments again in more detail explained. Here are the same in the different figures Components provided with identical reference numbers.
Es zeigenIt demonstrate
In
Im
vorliegenden Beispiel ist jede der Ablationssonden
Die
erste Ablationssonde
Ausgehend von dieser Identitätsinformation kann der Nutzer dann auch Rückschlüsse auf die Identität der anderen Ablationssonden machen: Anhand der vorab bekannten Anordnung der Ablationssonden und der Einschubrichtung des Ablationsgeräts in das Gewebe stellt die Identifizierung der anderen Sonden kein Problem dar.Based on this identity information, the user can then draw conclusions about the Identifying the other ablation probes: Identification of the other probes poses no problem on the basis of the previously known arrangement of the ablation probes and the insertion direction of the ablation device into the tissue.
Mit Hilfe der Temperaturangaben kann der Benutzer außerdem erkennen, welche Ablationswirkung in einem Gewebebereich entfaltet wird. Dies kann beispielsweise auch alternativ oder ergänzend unterstützt werden durch eine entsprechende, von der lokal vorliegenden Temperaturverteilung abhängige unterstützende Farbgebung (hier nicht dargestellt), ggf. in einer dreidimensionalen Tiefenschärfe. Ein Benutzer kann dadurch ohne Weiteres erkennen, in welchen Bereichen die erzielte Temperatur noch zu niedrig ist für eine ausreichende Ablation oder in welchen Bereichen die Gefahr der Überhitzung vorhanden ist.With The user can also help with temperature information recognize which ablation effect unfolds in a tissue area becomes. This can also be supported, for example, alternatively or additionally be by a corresponding, from the local temperature distribution dependent supportive coloring (not here shown), if necessary in a three-dimensional depth of field. One Users can easily see in which areas the achieved temperature is still too low for a sufficient Ablation or in which areas the risk of overheating is available.
Erkennbar
ist in dieser Abbildung, dass im unteren Bereich, d. h. innerhalb
des Lebergewebes, eine deutlich höhere Temperatur durch
die Ablationssonden generiert wird, wobei die Temperatur an der Ablationssonde
Das
bildgebende System
Die
Visualisierungseinheit
Im
Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bereitstellung
von Identitätsinformationen werden durch das bildgebende
System
Die
Identitätsinformationen JJ und ggf. die Ortsinformationen
OJ gelangen sowohl in die Visualisierungseinheit
Die
Messwerte MW werden auch in die Messwertanzeigeeinheit
Zwischen
diesen Schnittstellen sind eine Identifizierungseinheit
Die
in der Blockdarstellung gezeigten Komponenten innerhalb des Ansteuerungssystems
Bilddaten
BD aus einem bildgebenden System gelangen über die Eingangsschnittstelle
Zusätzlich
trifft die Unterscheidungseinheit
Ein
zweiter zentraler Baustein des Ansteuerungssystems
Der
wesentliche Input für die Modell-Gewinnungseinheit
In
Abhängigkeit von diesen Input-Daten wird zunächst
ein Initial-Prozess-Modell PM und später im Prozess Fein-Prozess-Modelle
FPM an die Befehl-Ableitungseinheit
Das
Ablationsgerät
Dieses
Fein-Prozess-Modell FPM wird wiederum in die Befehl-Ableitungseinheit
Zusätzlich
zu den bisher beschriebenen Funktionen des Ansteuerungssystems
Zu
erkennen ist, dass unter Zuhilfenahme verschiedenster Eingangsschnittstellen,
Informationsquellen und Visualisierungsmöglichkeiten mit
Hilfe des Ansteuerungssystems
Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei dem vorhergehend detailliert beschriebenen Bereitstellungs- und Ansteuerungsverfahren sowie bei dem dargestellten Ablationsgerät und der Ablationsanordnung lediglich um Ausführungsbeispiele handelt, die vom Fachmann in unterschiedlichster Weise modifiziert werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Weiterhin schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein” bzw. „eine” nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können.It Finally, it is pointed out again that it is in the delivery described above in detail and driving method and in the illustrated ablation device and the ablation arrangement only to embodiments which is modified by the expert in a variety of ways can be without departing from the scope of the invention. Farther does not exclude the use of the indefinite article "a" or "an" from the fact that the characteristics in question can also be present several times.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - US 5672173 [0017] US 5672173 [0017]
Claims (14)
Priority Applications (1)
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