DE60132569T2

DE60132569T2 - Zugangsvorrichtung zu einem tiefen organ und verfahren

Info

Publication number: DE60132569T2
Application number: DE60132569T
Authority: DE
Inventors: James G. St Paul SKAKOON; Robert Ponte Vendra Beach WHAREN; Matthew S. Indialantic SOLAR; Kari Melbourne PARMER; Rudy A. Indian Harbor Beach MAZZOCCHI; John Malabar DAVID; Frank Indialantic MURDOCK; David Palm Bay HATCHER; Thomas I. Palm Bay MILLER; Timothy Alan Melbourne PARMER; Charles L. Wayzata TRUWIT
Original assignee: Mayo Foundation for Medical Education and Research; Medtronic Image Guided Neurologics Inc
Current assignee: Mayo Foundation for Medical Education and Research; Medtronic Inc
Priority date: 2000-04-07
Filing date: 2001-04-06
Publication date: 2009-02-19
Anticipated expiration: 2021-04-07
Also published as: EP1272120B1; WO2001076676A2; AU2001289311A1; US20070250077A1; US20070250076A1; WO2001076498A9; US7815651B2; US20150100064A1; ATE384483T1; US7857820B2; EP1272120A2; US7833231B2; US7204840B2; CA2405224A1; US8911452B2; US10300268B2; AU2001251371A1; US20110022059A1; US20070250075A1; US7235084B2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Dieses Dokument betrifft, unter anderem, das chirurgische Platzieren eines medizinischen Instruments tief in einem Organ, wie beispielsweise einem Gehirn, und im Einzelnen, aber nicht als Begrenzung, das genaue Richten, Platzieren und/oder das akute oder chronische Stabilisieren eines solchen Instruments.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Beim Platzieren einer medizinischen Vorrichtung oder eines Instruments tief in einem Organ, wie beispielsweise einem Gehirn, ist es häufig vorteilhaft, die Vorrichtung genau zu richten, zu platzieren und danach für einen Zeitraum, der mehrere Tage betragen kann, oder sogar auf unbestimmte Zeit zu befestigen. Beispiele solcher Vorrichtungen schließen Katheter, Nadeln und Verabreichungsinstrumente für Arzneimittel und biologische Wirkstoffe sowie elektrische Mapping-, Stimulation- und/oder Ablationsleitungen ein.
Das Richten einer solchen Vorrichtung ist nicht immer eine exakte Wissenschaft. Das Ziel ist nicht immer von präoperativen Bildern zu sehen. Selbst wenn bildgeführte minimal invasive Techniken angewendet werden, besteht bei solchen bildgebenden Verfahren wie Magnetresonanz-Bildgebung (MRI), Computertomographie (CT), rahmenlosen chirurgischen Navigationssystemen und dergleichen häufig eine Notwendigkeit von etwas Feineinstellung oder kleiner Nachstellung in der Bahn, um das Ziel genau zu treffen. Eine einzige Bahnannäherung würde bedeuten, dass die Notwendigkeit, das Ziel geringfügig in Seitenrichtung zu bewegen, erfordern würde, die Vorrichtung zu entfernen und sie danach, manchmal nur 2 mm entfernt von der ursprünglichen Eintrittsstelle, wieder einzuführen.
Eine Herangehensweise für das Positionieren eines Instruments, wie beispielsweise einer Deep-Brain-Stimulation-Elektrode, verwendet ein herkömmliches stereotaktisches Rahmensystem, das an dem Patienten befestigt ist. Bei dieser Herangehensweise werden präoperative Bilder des Patienten verwendet, um die richtige Bahn zu dem Ziel zu bestimmen, gemessen und ausgerichtet im Verhältnis zu dem Rahmen. Unter Verwendung an dem Rahmen angebrachter Zubehörteile wird die Elektrode ausgerichtet und durch ein Bohrloch im Schädel zu dem vorbestimmten Ziel vorgeschoben. Danach wird eine Basis in das Bohrloch und/oder um dasselbe eingesetzt. Mehrere „Werkzeuglöcher" und Schlitze in der Basis werden verformt, wenn die Basis über die Elektrode geschoben wird. Die Werkzeuglöcher in der Basis werden zusammengequetscht, wenn die Basis in das Bohrloch eingesetzt wird. Wenn die Basis freigegeben wird, federt sie an den Innendurchmesser des Bohrlochs nach außen zurück. Die stereotaktischen Zubehörteile müssen danach vorsichtig entfernt werden, während die Vorrichtung an ihrem Platz gehalten wird. Dieser Schritt kann umständlich und ungenau sein. Falls sich die Elektrode bewegt, muss sie neu positioniert werden. Bevor die sorgfältig positionierte Vorrichtung an dem Patienten befestigt wird, muss die zum Einführen der Vorrichtung und zum Aufrechterhalten der Bahn verwendete Ausrüstung entfernt werden. Dieser Vorgang kann häufig die Vorrichtung verschieben, was erfordert, dass das gesamte Platzierungsverfahren wiederholt wird. Selbst nachdem die stereotaktischen Zubehörteile entfernt worden sind, muss die Elektrode oder die andere Vorrichtung befestigt werden. Dieser Vorgang kann ebenfalls eine Elektrodenbewegung verursachen. Bei einem Beispiel wird eine Silikonkautschukkappe in Position angepasst, um die Elektrode festzuhalten und zu schützen. Das Platzieren der Kautschukkappe kann eine weitere Elektrodenbewegung verursachen.
Ein Nachteil dieser Herangehensweise ist, dass das Instrumentenpositionieren versucht wird unter Verwendung nur einer mutmaßlichen Zielposition, auf der Grundlage der präoperativen Bilder und nicht einer tatsächlichen Bestimmung der benötigten Bahn bis zum Ziel. Ein anderer Nachteil ist, dass das stereotaktische Rahmensystem sowohl teuer als auch unhandlich ist. Noch ein anderer Nachteil ist, dass sich die Elektrode zu jedem von verschiedenen Zeitpunkten während des Verfahrens bewegen und daher ein neues Positionieren erfordern kann. Aus diesen und anderen Gründen haben die Erfinder des Vorliegenden erkannt, dass ein Bedarf an einem verbesserten Richten, Platzieren und sicheren Stabilisieren einer Deep-Brain-Elektrode oder eines anderen medizinischen Instruments besteht.
US 3457922 offenbart ein stereotaktisches chirurgisches Instrument, das ein Basiselement mit niedrigem Profil hat, das durch einen schnellen Nagelungsvorgang am Schädel befestigt wird. Das Instrument schließt einen Arm mit einem einstellbar an der Basis zu befestigenden Ende ein, einschließlich eines chirurgischen Führungsmittels, das schwenkbar angrenzend an das entgegengesetzte Ende befestigt ist, um ein chirurgisches Instrument zu führen. Das chirurgische Führungsmittel hat eine Öffnung, die sich in einer allgemeinen Richtung, senkrecht zur Oberfläche des Schädels durch dasselbe erstreckt. Die Achse der Öffnung durch das schwenkbare Mittel kann von mehreren eingestellten Positionen aus mit einem oder mehr chirurgischen Zielen innerhalb der Schädelhöhle ausgerichtet werden, ohne die Basis an dem Schädel neu zu positionieren.
Dieses Dokument erörtert, unter anderem, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Instrumentenrichten, -platzieren und/oder -stabilisieren. Dieses System kann mit einem beliebigen Instrument verwendet werden, ist aber besonders verwendbar mit einer neurologischen Deep-Brain-Stimulation-Elektrode zum Behandeln eines schweren Tremors oder anderer Erkrankungen. Das System ermöglicht eine beliebige einer Zahl von bildgebenden Verfahren, einschließlich von MRI, CT und rahmenloser chirurgischer Navigation. Das MRI-Umfeld stellt typischerweise sowohl Echtzeit-Gehirnbilder als auch eine Echtzeit-MRI-Darstellung von Bahnausrichtungsbezugsmarkierungen bereit, obwohl präoperative MRI-Bilder des Gehirns ebenfalls verwendet werden könnten. Die rahmenlose chirurgische Navigation verwendet typischerweise retrospektive Gehirnbilder (z. B. zuvor gewonnene präoperative MRI-Bilder des Gehirns) und die bildgebende Echtzeiterkennung von Bahnausrichtungsbezugsmarkierungen (z. B. unter Verwendung von Lichtemissionsdioden, reflektierenden Kugeln usw.). Beide Umfelder stellen daher eine bildgeführte Ausrichtung der Bahn des Instruments bis zur Zielposition bereit. Solche Techniken gewährleisten ein genaues Platzieren der Elektrode oder des anderen medizinischen Instruments. Das System schließt, unter anderem, ein Ausrichtungs-/Richtsystem, ein Instrumenteneinführungssystem und ein Stabilisatorsystem ein. Andere Aspekte des vorliegenden Systems und der vorliegenden Verfahren werden offensichtlich bei der Lektüre der folgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung und der Betrachtung der Zeichnungen, die einen Teil derselben bilden.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Zugangsvorrichtung bereit, die Folgendes einschließt:
eine Trägerbasis, die eine Anbringungsebene hat,
eine Mastbasis,
ein Drehgelenk, das die Mastbasis an der Trägerbasis befestigt und eine Drehachse, senkrecht zu der Anbringungsebene, hat,
eine erste Arretierungsvorrichtung, die eine Ausrichtung des Drehgelenks fixiert,
eine primäre Führungsbaugruppe, die wenigstens eine Einsetzachse definiert,
ein bogenförmiges Führungsgelenk, das die primäre Führungsbaugruppe an der Mastbasis befestigt, wobei das bogenförmige Führungsgelenk dazu in der Lage ist, einen Einsetzwinkel wenigstens einer Einsetzachse in Bezug auf die Drehachse einzustellen, wobei die Drehachse und die Einsetzachse einander an dem gemeinsamen Punkt des Einsetzwinkels an der Anbringungsebene überschneiden, und
eine zweite, dem bogenförmigen Führungsgelenk zugeordnete, Arretierungsvorrichtung, die den Einsetzwinkel innerhalb eines Bewegungsbereichs fixiert.
Bevorzugte Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen offenbart.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Zeichnungen, die nicht unbedingt maßstäblich gezeichnet sind, beschreiben gleiche Zahlen durch die mehreren Ansichten im Wesentlichen ähnliche Bestandteile. Gleiche Zahlen, die unterschiedliche Buchstabenanhänge haben, stellen unterschiedliche Beispiele von im Wesentlichen ähnlichen Bestandteilen dar. Die Zeichnungen tragen dazu bei, als Beispiel, aber nicht als Begrenzung, im Allgemeinen verschiedene in dem vorliegenden Dokument erörterte Ausführungsformen zu illustrieren. Der Rahmen der Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
1 ist ein Querschnittsansichtsbeispiel einer Elektrode, die unter Verwendung der hierin erörterten Vorrichtungen und Verfahren implantiert und befestigt worden ist.
2 ist ein perspektivisches Ansichtsbeispiel einer Basis und einer Kappe.
3 ist ein auseinandergezogenes perspektivisches Ansichtsbeispiel einer Baugruppe aus einer Basis, einem Stabilisator und einer Kappe.
4 ist ein perspektivisches Ansichtsbeispiel eines Stabilisators.
5 ist ein auseinandergezogenes perspektivisches Ansichtsbeispiel einer Basis, eines Stabilisators und einer Kappe.
6 stellt zwei perspektivische Ansichtsbeispiele einer Basis und einer Bohrloch-Zentriervorrichtung bereit.
7 ist ein perspektivisches Ansichtsbeispiel eines Werkzeugs zum Platzieren des Stabilisators, Befestigen des eingeführten Instruments und Entfernen der Kappe.
8 ist ein perspektivisches Ansichtsbeispiel einer Instrumentenbefestigungsbasis und einer Ausrüstungsstützbasis.
9 ist ein anderes perspektivisches Ansichtsbeispiel einer Instrumentenbefestigungsbasis und einer Ausrüstungsstützbasis.
10 ist ein weiteres perspektivisches Ansichtsbeispiel einer Instrumentenbefestigungsbasis und einer Ausrüstungsstützbasis.
11 und 12 sind perspektivische Ansichtsbeispiele einer mastartigen Instrumentenausrichtungs- und Einführungsleitbaugruppe, ebenfalls als Gehirn-Tiefenzugangsvorrichtung bezeichnet.
13 ist ein auseinandergezogenes perspektivisches Ansichtsbeispiel von Abschnitten einer Gehirn-Tiefenzugangsvorrichtung.
14 ist ein perspektivisches Ansichtsbeispiel des Einstellens einer Instrumentenbahn unter Verwendung von Abschnitten einer Gehirn-Tiefenzugangsvorrichtung mit MRI, CT oder einem anderen bildgebenden Verfahren.
15 ist ein perspektivisches Ansichtsbeispiel des Einstellen einer Instrumentenbahn unter Verwendung von Abschnitten einer Gehirn-Tiefenzugangsvorrichtung mit einem rahmenlosen chirurgischen Navigationssystem.
16 ist ein perspektivisches Ansichtsbeispiel eines durch MRI abbildbaren Ausrichtungsschafts.
17 ist ein perspektivisches Ansichtsbeispiel eines Adapters zum Aufnehmen eines rahmenlosen chirurgischen Navigationsinstruments.
18 ist ein perspektivisches Ansichtsbeispiel einer Technik zum Einführen eines Instruments längs der zuvor festgelegten Bahn unter Verwendung einer Abziehhülse und eines Stiletts.
19 stellt zwei perspektivische Ansichtsbeispiele eines Mehrlumen-Einsatzabschnitts einer Gehirn-Tiefenzugangsvorrichtung bereit.
20 ist ein perspektivisches Ansichtsbeispiel von einem Verbindungsstück und Stiletten.
21 ist ein perspektivisches Ansichtsbeispiel einer einzelnen Abziehhülse.
22 ist ein perspektivisches Ansichtsbeispiel einer an einem Mehrlumen-Einsatz einer Gehirn-Tiefenzugangsvorrichtung angebrachten Führungsbrücke.
23 ist ein perspektivisches Ansichtsbeispiel einer versetzten Führungsbrücke.
24 ist ein perspektivisches Ansichtsbeispiel einer mittigen Führungsbrücke.
25 und 26 sind jeweils perspektivische Ansichtsbeispiele eines an einer Gehirn-Tiefenzugangsvorrichtung angebrachten Ferneinführers.
27 ist ein alternatives perspektivisches Ansichtsbeispiel einer Instrumentenbefestigungsbasis.
28 ist ein perspektivisches Ansichtsbeispiel einer Kugelgehäusefassung an einer Translationsbühne.
29 ist ein perspektivisches Ansichtsbeispiel eines alternativen an einer Gehirn-Tiefenzugangsvorrichtung angebrachten Ferneinführers.
30 ist ein Querschnittsansichtsbeispiel einer alternativen Gehirn-Tiefenzugangsvorrichtung.
31 ist ein perspektivisches Ansichtsbeispiel einer Kugel und einer inneren Manschette mit Führungslumina.
32 stellt verschiedene perspektivische und Querschnittsansichtsbeispiele einer Abziehhülse mit Tiefenmarkierungen, eines Stiletts und einer die Hülse und das Stilett aufnehmenden Gehirn-Tiefenzugangsvorrichtung bereit.
33 stellt verschiedene perspektivische und Querschnittsansichtsbeispiele eines alternativen Stabilisators bereit.
34 stellt verschiedene perspektivische und Querschnittsansichtsbeispiele eines anderen alternativen Stabilisators und eines Begleitwerkzeugs bereit.
35 stellt verschiedene perspektivische und Querschnittsansichtsbeispiele einer Führung, alternativ zu den Abziehhülsen, bereit.
36 stellt ein perspektivisches und ein Querschnittsansichtsbeispiel einer Hülse bereit, die drehbare Bestandteile hat, um einen Seitenzugang zu ermöglichen, die als eine Alternative zu der Abziehhülse verwendbar ist.
37 ist ein Querschnittsansichtsbeispiel einer alternativen Gehirn-Tiefenzugangsvorrichtung, angebracht an einem Schädel, und eines Ferneinführers, angebracht an der Gehirn-Tiefenzugangsvorrichtung.
38 ist ein perspektivisches Ansichtsbeispiel einer alternativen Gehirn-Tiefenzugangsvorrichtung, die eine Schwenkbasis, eine bogenartige Bahn und eine Kugelzapfenbewegung zum Einstellen einer Bahn eines Instruments, das in das Gehirn eingeführt wird, bereitstellt.
39 ist eine perspektivische Ansicht, die ein alternatives Beispiel eines Mehrlumen-Einsatzes einschließlich im Bild erkennbarer Bezugsmarkierungen illustriert.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende ausführliche Beschreibung bezieht sich auf die beigefügten Zeichnungen, die einen Teil dieser ausführlichen Beschreibung bilden und spezifische Ausführungsformen der Erfindung illustrieren. Diese Ausführungsformen werden in ausreichender Ausführlichkeit beschrieben, um Fachleute auf dem Gebiet in die Lage zu versetzen, die Erfindung umzusetzen. Jedoch können andere Ausführungsformen verwendet werden, folglich können strukturelle, logische und elektrische Veränderungen an dieser Beschreibung vorgenommen werden, ohne vom Rahmen der Erfindung abzuweichen. Die folgende ausführliche Beschreibung ist daher nicht in einem begrenzenden Sinne zu verstehen, da der Rahmen der Erfindung nur durch die angefügten Ansprüche definiert wird.
Ein Beispiel von Bahnführungen für chirurgische Anwendungen wird in Truwit et al., Internationale Patentanmeldung Nr. PCT/US98/10008 (Internationale Veröffentlichung Nr. WO 98/51229 ) erörtert.
1 ist eine Querschnittsansicht, die ein Beispiel eines flexiblen primären medizinischen Instruments, wie beispielsweise einer implantierten Deep-Brain-Neurostimulator-Elektrode 100, illustriert. 1 illustriert ebenfalls Abschnitte einer sekundären medizinischen Vorrichtung, wie beispielsweise einer Gehirn-Tiefenzugangsvorrichtung 102, und Abschnitte des Gehirns eines Patienten, in dem die Elektrode 100 und die Zugangsvorrichtung 102 verwendet werden. Die Elektrode 100 schließt ein distales Ende 100A und ein proximales Ende 100B ein. Das proximale Ende 100E erscheint unter einer Hautklappe des Patienten, in den sie eingesetzt worden ist. Die Zugangsvorrichtung 102 schließt, unter anderem, eine Basis 104, eine Zugangsplatte oder einen Ring, konzentrisch im und/oder in einem Bohrloch 106 in dem Schädel, ein. Die Basis 104 stellt eine Zugangsöffnung bereit, die ungefähr den gleichen Durchmesser hat wie ein standardmäßiges Bohrloch. Die Elektrode 100 erstreckt sich durch das Bohrloch 106 in eine Zielposition 108 in dem Gehirn und wird durch einen Stabilisator 110 an ihrem Platz gehalten. Die Zugangsvorrichtung 102 schließt ebenfalls eine im Wesentlichen steife Kappe 112 ein, die das Bohrloch 106, den Stabilisator 110 und die Basisplatte 104 abdeckt und überlagert wird durch eine verjüngte flexible konforme Kappe 114 mit niedrigem Profil (z. B. Silikon oder ein anderes Elastomer), um das Profil der implantierten Vorrichtungen unter der Kopfhaut des Patienten zu milder, damit es der Schädeloberfläche 116 enger entspricht.
Ein geeignetes Loch in der konformen Kappe 114 und/oder der darüber liegenden Hautklappe ermöglicht, dass ein beliebiger umgewendeter proximaler Abschnitt 100B der Elektrode 100, falls gewünscht, außerhalb der Hautklappe freigelegt wird. Bei diesem Beispiel schließt die konforme Kappe 114 eine Eingriffslippe ein, die mit einer Lippe der Kappe 112 oder der Basis 104 zusammenpasst. Dies hält die konforme Kappe 114 an ihrem Platz.
Bei einem Beispiel ermöglichen Abschnitte der Zugangsvorrichtung 102 eine Befestigung durch andere Vorrichtungen während des Richtens/Ausrichtens, Positionieren und/oder akuten oder chronischen Befestigens des implantierten Instruments. Obwohl er für die Verwendung mit einem Bahnausrichtungssystem gestaltet ist, kann der Stabilisator 110 allein verwendet werden, um Katheter, Nadeln und Verabreichungsinstrumente für Arzneimittel und biologische Wirkstoffe sowie für einen beliebigen Zweck (z. B. elektrisches Mapping, Stimulation oder Ablation) verwendete Elektroden zu stabilisieren, die unter Verwendung alternativer Richt- und Platzierungsverfahren und -systeme platziert worden sind.
2 ist eine perspektivische Ansicht einer Beispielbasis 104. Bei diesem Beispiel ist die Basis 104 durch eine beliebige geeignete Befestigungsvorrichtung, wie beispielsweise Knochenschrauben 200A und 200B, am Schädel des Patienten befestigt. Alternativ dazu ist die Basis 104 durch Gewindegänge befestigt, die sich in das Bohrloch 106 schrauben. Andere Beispiele der Befestigung an dem Schädel oder anderen Abschnitten des Körpers des Patienten schließen Klebstoff, Ansaugen und andere Techniken ein. Die Basis 104 schließt eine oder mehr Rillen 202 zum Aufnehmen des proximalen Endes 100E der Elektrode 100 oder eines anderen flexiblen Instruments ein, das seitlich in die Rille 202 gebogen wird, um konform aus der Basis 104 auszutreten, so dass das proximale Ende 100E der Elektrode 100 im Allgemeinen parallel zur Schädeloberfläche 116 liegt. Das proximale Ende 100B der Elektrode 100 erstreckt sich über eine klinisch angemessene Strecke längs der Schädeloberfläche 116. Die Kappe 112 deckt Abschnitte des Bohrlochs 106 und der Baugruppe aus Basis 104 und Elektrode 100 ab. Bei diesem Beispiel schließt die Basis 104 Aussparungen 204A–B, wie beispielsweise zum Aufnehmen jeweiliger Hebellippen-Erweiterungen 206A–B der Kappe 112, ein.
3 ist eine auseinandergezogene Ansicht, die ein Beispiel einer Baugruppe am der Basis 104, dem Stabilisator 110 und der Kappe 112 illustriert. Die Kappe 112 schließt einen verhältnismäßig größeren Oberteil 300 und eine verhältnismäßig kleinere, im Allgemeinen zylindrische, Basis 302 ein. Die Kappe 112 schließt Einsteckfinger- oder Aufnahmebuchsen-Schnappverschlüsse 304 (oder (eine) andere Befestigungsvorrichtung(en)) ein, die an jeweilige passende Aufnahmebuchsen- oder Einsteckfinger-Schnappverschlüsse 306 der Basis 104 gekoppelt sind, so dass, wenn sie zusammengebaut sind, die Kappe 112, innerhalb von deren Mittelöffnung 307, an die Basis 104 gekoppelt ist und den Stabilisator 110 abdeckt. Der zylindrische Basisabschnitt 302 der Kappe 112 schließt wenigstens eine Öffnung 308 ein, was ermöglicht, dass die Elektrode 100 über die Rille 202 aus der Basis 104 austritt.
Bei dem Beispiel von 3 schließt der Stabilisator 110 eine Scheibe 310 ein, die an einen Nocken 312 gekoppelt ist. Der Nocken 312 dreht sich, in Bezug auf die Scheibe 310, um eine Achse, senkrecht zur Ebene der Scheibe 310, um eine Öffnung 314 zu erzeugen und im Wesentlichen zu schließen, in der die Elektrode 100 entweder frei hindurchgelassen (wenn sie offen ist) oder festgeklemmt (wenn sie verschlossen ist) wird. Folglich versteht es sich, dass der Nocken 312 eine beliebige Art von Klemmvorrichtung einschließt. 3 illustriert den Nocken 312 in seiner offenen Position. Der Stabilisator 110 schließt ebenfalls Schnappverschlüsse oder andere Befestigungsmerkmale ein, um ihn an die Basis 104 zu koppeln. Bei dem Beispiel von 3 kann der Stabilisator 110 in einer beliebigen Drehausrichtung in die Basis 104 eingeschnappt werden. Das heißt, der Benutzer kann den Stabilisator 110 um volle 360 Grad drehen, um eine spezifische Ausrichtung in Bezug auf die Basis 104 zu wählen, und danach den Stabilisator 110 bei dieser Ausrichtung in die Basis 104 einschnappen. Darüber hinaus erstreckt sich eine längliche Öffnung 314 in Radialrichtung von der Mitte des scheibenartigen Stabilisators 110 aus bis zu seinem Außenumfang. Zusammen mit der vollen drehbaren Kopplungsfähigkeit des Stabilisators 110 ermöglicht dies, dass ein Instrument, wie beispielsweise die Elektrode 100, in einer beliebigen Position über die volle Fläche der Öffnung 307 in der Basis 104 innerhalb der Öffnung 314 festgeklemmt wird. Dies gewährleistet zusätzliche Genauigkeit beim Platzieren der Elektrode 100 oder eines anderen Instruments.
4 ist eine perspektivische Ansicht, die eine nähere Ansicht des Stabilisators 110 illustriert, wobei der Nocken 312 in einer geschlossenen Position ist. 4 illustriert ebenfalls Kopplungsmerkmale 400A–B zum Koppeln des Stabilisators 110 an die Basis 104. Bei diesem Beispiel werden eine oder mehr Aussparungen 402A–B oder andere Eingriffsmerkmale bereitgestellt. Durch Verwenden eines Werkzeugs, das wenigstens eine der Aussparungen 402A–B in Eingriff nimmt, kann der Stabilisator 110 in der Basis 104 platziert und schnappend an dieselbe gekoppelt werden. Bei diesem Beispiel schließt der Nocken 312 ebenfalls eine Raste 406 ein, die eine ungewollte versehentliche Bewegung des Nockens 312 in die offene Position verhindert, wenn beabsichtigt ist, dass der Nocken 312 in der geschlossenen Position ist, um die Elektrode 100 oder ein anderes medizinisches Instrument zu befestigen. Auf diese Weise versiegelt sich der Nocken 312 in der geschlossenen Position und wird geöffnet durch Niederdrücken an einer Werkzeugeingriffsrille 404. Dies ermöglicht, dass die Raste 406 unter die Scheibe 310 gleitet.
5 ist eine auseinandergezogene Ansicht einer alternativen Ausführungsform, wobei der Stabilisator 110 Spannungsabbaumerkmale 500A–B einschließt, deren jedes verwendet werden kann, um ein kleines Ausmaß an Spiel in der Elektrode 100 oder dem anderen Instrument sicherzustellen. Außerdem ermöglichen bei diesem Beispiel mehrere Rillen 202 in der Basis 104 und eine entsprechende Zahl von Rillen 308 in der Kappe 112, dass die Elektrode 100 seitlich aus der Basis 104 austritt.
6 stellt zwei perspektivische Ansichten einer Basispositioniervorrichtung 600 zum Zentrieren der Basis 104 um das Bohrloch 106 (mit bekanntem Durchmesser) in dem Schädel bereit. Ein distaler Abschnitt 602 der Positioniervorrichtung 600 ist passend bemessen, um in der Mittelöffnung 307 der Basis 104 und weiter im Bohrloch 106 aufgenommen zu werden. Dies zentriert die Basis 104 konzentrisch um das Bohrloch 106. Die Knochenschrauben 200A–B werden zeitweilig innerhalb von Öffnungen in Erweiterungsflügeln 604A–B der Positioniervorrichtung 600 festgehalten derart, dass die Knochenschrauben 200A–B mit entsprechenden Öffnungen in der Basis 104 ausgerichtet sind. Danach werden die Knochenschrauben 200A–B lose am Schädel des Patienten befestigt derart, dass die Basis 104 richtig um das Bohrloch 106 positioniert und zentriert ist. Die Flügel 604A–B sind eingekerbt oder auf andere Weise so aufgebaut, dass sie sich trennen, wenn die Knochenschrauben 200A–B fester angezogen werden, wodurch die Knochenschrauben 200A–B freigegeben werden, so dass sie die Basis 104 am Schädel des Patienten befestigen können. Danach wird die Positioniervorrichtung 600 entfernt, wie beispielsweise durch Herausschnappen derselben aus der Basis 104, was die Basis 104 sicher in der richtigen Position in Bezug auf das Bohrloch 106 befestigt hinterlässt.
7 ist eine perspektivische Ansicht eines Beispiels eines Werkzeugs 700 zum Durchführen von Verfahren, unter anderem, in Bezug auf die Basis 104, die Kappe 112 und/oder den Stabilisator 110. Bei diesem Beispiel schließt das Werkzeug 700 einen Griff 702, einen ersten Eingriffsarm 704 und einen zweiten Eingriffsarm 706 ein. Das Ende des Arms 704 ist passend bemessen, um eine der Aussparungen 402A–B der Scheibe 310 des Stabilisators 110 in Eingriff zu nehmen, um den Stabilisator 110 in der Basis 104 zu platzieren. Das Ende des Arms 706 ist passend bemessen, um die Aussparung 404 im Nocken 312 in Eingriff zu nehmen, um den Nocken 312 zwischen seiner offenen und seiner geschlossenen Position zu bewegen. Bei diesem Beispiel ist wenigstens eines der Enden 704 und 706 passend bemessen, um in eine der Aussparungen 204A–B (siehe 2) der Basis 104 und unter eine der entsprechenden Erweiterungen 206A–B eingesetzt zu werden, um die Kappe 112 von der Basis 104 wegzuhebeln.
8 ist eine perspektivische Ansicht eines Beispiels einer anderen Basis, wie beispielsweise einer Stützbasis 800. Bei diesem Beispiel stellt die Stützbasis 800 eine ringartige oder eine beliebige andere (z. B. zylindrische) geeignete Plattform 802 zum Stützen anderer chirurgischer Ausrüstungselemente, wie beispielsweise zum Richten/Ausrichten der Bahn des Instruments, das gerade eingeführt wird, und/oder zum Einführen des Instruments, nachdem eine solche richtige Ausrichtung erreicht ist, bereit. Bei diesem Beispiel ist die Ausrüstungsstützbasis 800 gesondert von der Befestigungsbasis 104, jedoch könnten diese zwei Basen alternativ dazu integral geformt oder auf andere Weise verbunden sein. Bei dem Beispiel von 8 jedoch ist die Stützbasis 800 über und um die Befestigungsbasis 104 unmittelbar am Schädel des Patienten befestigt, unter Verwendung von Knochenschrauben 804A–C durch Schenkel, die sich von der Plattform 802 nach unten erstrecken, unter Verwendung einer beliebigen anderen passenden Befestigungstechnik.
9 ist eine perspektivische Ansicht eines alternativen Beispiels einer Basis 800, unmittelbar am Schädel des Patienten befestigt durch vier Knochenschrauben 804A–D durch jeweilige Schenkel, die sich von der Plattform 802 nach unten erstrecken. Dieses vierschenklige Beispiel ermöglicht vorteilhafterweise einen kleineren Einschnitt (z. B. in der Richtung des Instrumentenaustrittsschlitzes der Basis 104) in den Schädel des Patienten als das dreischenklige Beispiel von 8. Da die Schenkel in dem Beispiel von 9 enger beieinander sind als die Schenkel in dem Beispiel von 8, muss die Haut nicht so weit auseinandergespreizt werden, um ein Platzieren des Beispiels von 9 zu ermöglichen. Ein solches verringertes seitliches Hautspreizen wiederum verringert die erforderliche Länge des Inzisionsschnitts.
10 ist eine perspektivische Ansicht eines alternativen Beispiels einer Stützbasis 800. Bei diesem Beispiel ist die Stützbasis 800 durch ein beliebiges geeignetes Mittel an der Instrumentenbefestigungsbasis 104 befestigt, die wiederum, beispielsweise wie oben erörtert, am Schädel des Patienten befestigt ist. Bei dem Beispiel von 10 ordnen Schenkel 1000A–D die Plattform 802 mit Abstand zu der Basis 104 an. Jeder der Schenkel 100A–D schließt ein oder mehr Schnappverschlussmerkmale 1002 ein, um entsprechende passende Merkmale an der Basis 104 in Eingriff zu nehmen. Spannschrauben 1004A–B werden jeweils durch einen entsprechenden Gewindeabschnitt der Plattform 802 festgehalten und erstrecken sich nach unten, um gegen die Basis 104 zu drücken, wenn die Basis 104 und die Plattform 802 zusammengeschnappt werden. Durch Einstellen der Schrauben 1004A–B wird die Stützbasis 800 von der Instrumentenbefestigungsbasis 104 weg zurückgesetzt, so dass diese zwei Basen enger aneinander gekoppelt sind. Dies verleiht der Plattform 802 zusätzliche Stabilität.
11 und 12 sind perspektivische Ansichten eines Beispiels einer mastartigen Instrumentenausrichtungs- und Einführungsleitbaugruppe, auch als Gehirn-Tiefenzugangsvorrichtung 1100 bezeichnet. Die DBA-Vorrichtung 1100 kann ebenfalls so betrachtet werden, dass sie die Basis 104, den Stabilisator 110, die Kappe 112 und die Stützbasis 800 einschließt. Eine Mastbasis 1102 der Vorrichtung 1100 schnappt auf die ringartige oder andere Plattform 802 von 8 bis 10, wie beispielsweise durch einen oder mehr Schnappverschluss-Seitenblöcke 1104. Die Seitenblöcke 1104 verleihen zusätzliche Stabilität, um zu verhindern, dass die Mastbasis 1102 an dem Plattformring 802 von einer Seite zur anderen schwankt. Ein gekrümmter Sattel 1106 ist an einen gekrümmten Abschnitt der Mastbasis 1102 gekoppelt und sitzt darauf fest, wie beispielsweise durch wenigstens ein bogenförmiges Führungsgelenk, wie illustriert. Die gekrümmten Abschnitte des Sattels 1106 und der Mastbasis 1102 können in Bezug aufeinander geneigt werden, um den Bahnwinkel eines Instruments, das gerade eingeführt wird, zu verändern, und können befestigt werden, um diesen Aspekt des Bahnwinkels des Instruments zu fixieren.
Ein Befestigungsmechanismus, wie beispielsweise eine Rändelschraube 1108, geht durch eine Öffnung in der Mastbasis 1102 hindurch und nimmt einen Abschnitt der Plattform 802 in Eingriff, um ein weiteres Drehen der Mastbasis 1102 in Bezug auf die Plattform 802 zu verhindern, sobald eine gewünschte Drehposition erreicht worden ist. Bei diesem Beispiel hält eine Festhaltevorrichtung, wie beispielsweise ein L-förmiger Arm 1110, die Rändelschraube 1108 zusammen mit der Mastbasis 1102 fest.
Ein anderer Befestigungsmechanismus, wie beispielsweise eine Rändelschraube 1112, geht durch eine geschlitzte Öffnung (einen Neigeschlitz) im Sattel 1106 hindurch und nimmt einen Abschnitt der Mastbasis 1102 in Eingriff, um ein weiteres Gleiten des gekrümmten Abschnitts des Sattels 1106 längs des gekrümmten Abschnitts der Mastbasis 1102 zu verhindern, sobald ein gewünschter Bahnwinkel erreicht worden ist. Dieses Beispiel schließt ebenfalls Befestigungselemente 1113A–B ein, die durch entsprechende Schlitze im Sattel 1106 hindurchgehen, um den Sattel 1106 zusätzlich an der Mastbasis 1102 zu befestigen. Die Befestigungselemente 1113A–B schließen Schrauben ein, die durch jeweilige Halterstützen hindurchgehen, deren jede eine gekrümmte Fläche einschließt, die sich einer gekrümmten Fläche des Sattels 1106 anpasst.
Bei diesem Beispiel stellt außerdem ein innerer Abschnitt einer Pfanne 1114 am Sattel 1106 einen Pfannenabschnitt eines Kugelzapfengelenks bereit. Ein Befestigungsmechanismus, wie beispielsweise eine Rändelschraube 1116, geht durch eine Gewindeöffnung in der Pfanne 1114 hindurch, um die Position einer in derselben untergebrachten Kugel zu sichern. Die Pfanne 1114 schließt ebenfalls Feineinstellungsrändelschrauben 1118A–C ein, die für ein weiteres Einstellen der genauen Position einer Kugel innerhalb der Pfanne 1114 durch Gewindeöffnungen in der Pfanne 1114 hindurchgehen. Die Pfanne 1114 trägt ferner eine Mehrlumen-Instrumentenführungseinsatz-Baugruppe 1120. Der Mehrlumen-Einsatz 1120 schließt eine verjüngte Manschette ein, die, durch eine Freigabelasche 1122 und (eine) zugeordnete Struktur(en), lösbar innerhalb einer zylindrischen Öffnung durch die innerhalb der Pfanne 1114 untergebrachte sphärische Kugel gekoppelt ist.
Um den Mehrlumen-Einsatz 1120 von der Kugel zu lösen, wird die Lasche 1122 nach innen zu der Manschette hin gedrückt. Dies drückt oder verkeilt einen Abschnitt der Freigabelasche 1122 gegen einen oberen Abschnitt der Kugel und unterstützt das Lösen des Mehrlumen-Einsatzes 1120 von der Kugel. Der obere Abschnitt des Mehrlumen-Einsatzes 1120 stellt eine Mehrlumen-Führung bereit, die mehrere Öffnungen hat, wie beispielsweise die Mittelöffnung 1124A und Seitenöffnungen 1124B–E; diese Öffnungen werden ebenfalls als Lumina bezeichnet. Die Öffnungen 1124B–E sind mit einem bekannten vorbestimmten Abstand von der Mittelöffnung 1124A angeordnet. Daher kann, falls die Elektrode 100 durch die Mittelöffnung 1124A eingesetzt wird und ihre Zielposition 108 im Gehirn verfehlt, sie in eine der Seitenöffnungen 1124B–E eingesetzt werden, ohne die Bahn neu einzustellen, um ein Ziel in einem bekannten Abstand von der Mittelöffnung 1124A in der Ebene des Mehrlumen-Einsatzes 1120 zu erreichen. Bei diesem Beispiel schließt der Mehrlumen-Einsatz 1120 ebenfalls T-förmige Aufnahmen oder Aussparungen 1126A–D zum Aufnehmen weiterer Ausrüstung, wie weiter unten erörtert, ein. Bei einer Ausführungsform schließt der Mehrlumen-Einsatz 1120 einen oder mehr Bezugspunkte (z. B. LED, reflektierende Kugeln oder Mikrospulen), wie beispielsweise für eine Bahnausrichtung in einem rahmenlosen chirurgischen Navigationssystem oder in einem MRI-Umfeld, ein.
13 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Beispiels von Abschnitten der Gehirn-Tiefenzugangsvorrichtung 1100, welche die Instrumentenbefestigungsbasis 104, die Stützbasis 800, die Mastbasis 1102, den Sattel 1106, die Pfanne 1114A, eine Kugel 1300, den Mehrlumen-Einsatz 1120 und andere zugeordnete Bestandteile einschließt. Wie in 13 illustriert, schließt die Mastbasis 1102 einen Boden- oder Rillenabschnitt 1302 ein, der die Plattform 802 in Eingriff nimmt, wie beispielsweise unter Verwendung mit Haken versehener Seitenblöcke 1104, und ermöglicht, dass sich die Mastbasis 1102 um die ringartige oder eine andere Plattform 802 dreht.
13 illustriert ebenfalls eine zylindrische Öffnung 1306 durch die Kugel 1300, die fest in der Pfanne 1114A sitzt. Der Mehrlumen-Einsatz 1120 schließt eine verjüngte Manschette 1308 oder einen Trommelabschnitt ein, der satt in die Öffnung 1306 passt. Die Freigabe 1122 schließt einen Ringabschnitt ein, der über das Äußere der Manschette 1308 passt. Um den Mehrlumen-Einsatz von der Kugel 1300 zu lösen, wird der Laschenabschnitt der Freigabe 1122 nach innen zur Manschette 1308 hin gedrückt. Dies drückt oder verkeilt einen Abschnitt der Freigabe 1122 gegen den oberen Abschnitt der Kugel 1300 und unterstützt das Lösen der Manschette 1308 des Mehrlumen-Einsatzes 1120 von der Kugel 1300. Die durch die Manschette 1308 des Mehrlumen-Einsatzes 1120 bereitgestellte verjüngte Trommel schließt bei einem Beispiel ein geschlossenes Ende mit Öffnungen ein, die den Lumina 1124A–E des Mehrlumen-Einsatzes 1120 entsprechen.
14 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel des Einstellens einer Instrumentenbahn unter Verwendung von Abschnitten der Gehirn-Tiefenzugangsvorrichtung 1100 mit MRI, CT, PET oder einem anderen bildgebenden Verfahren illustriert. In 14 ist der Mehrlumen-Einsatz 1120 entfernt worden, und eine darstellbare Bezugsvorrichtung, wie beispielsweise ein Ausrichtungsschaft 1400, ist an seiner Stelle in den zylindrischen Durchgang der Kugel 1300 eingesetzt worden. Bei diesem Beispiel schließt der Ausrichtungsschaft 1400 wenigstens zwei Bezugspunkte ein, die durch das bildgebende Verfahren zu erkennen sind. Die verschiedenen weiter oben beschriebenen Positionierungsmechanismen der Gehirn-Tiefenzugangsvorrichtung 1100 werden eingestellt, um die Bezugspunkte kolinear mit der Zielposition 108 im Gehirn zu machen. Bei einem Beispiel kann dies einschließen, die Drehung des Mastes 1102 an der Plattform 802 einzustellen, die Neigung des Sattels 1106 in Bezug auf den Mast 1102 einzustellen, die sphärische Position der Kugel 1300 in der Pfanne 1114 einzustellen, und dann die genaue Position der Kugel 1300 fein abzustimmen unter Verwendung einer oder mehrerer der Schrauben 1118A–C. Das bildgebende Verfahren schließt einen Rechner oder einen anderen Prozessor ein, der eine Anzeige bereitstellt, welche die verhältnismäßige Ausrichtung zwischen der Bahn des Ausrichtungsschafts 1400 und der Zielposition 108 anzeigt. Diese Anzeige zeigt ferner an, wenn die Bahn während des Positioniervorgangs kolinear mit der Zielposition 108 wird. Die Positioniermechanismen stellen Verriegelungsmechanismen bereit, die dann verriegelt werden, und der Ausrichtungsschaft 1400 wird durch den Mehrlumen-Einsatz 1120 ersetzt, um den Vorgang des Einführens der Elektrode 100 oder eines anderen Instruments längs dieser Bahn bis zu der Zielposition 108 im Gehirn fortzusetzen.
15 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel des Einstellen einer Instrumentenbahn unter Verwendung von Abschnitten der Gehirn-Tiefenzugangsvorrichtung 1100 in Verbindung mit einem rahmenlosen chirurgischen Navigationssystem illustriert. Beispiele solcher Systeme verwendet LED, Licht reflektierende Kugeln oder andere räumlich getrennte Bezugsmarkierungen, um eine gewünschte Instrumentenbahnausrichtung festzulegen. Bei dem rahmenlosen Beispiel von 15 verbleibt der Mehrlumen-Einsatz 1120 an seinem Platz innerhalb des zylindrischen Durchgangs der Kugel 1300. Ein Adapter 1500 wird in das Mittellumen 1124A des Mehrlumen-Einsatzes 1120 eingesetzt. Bei diesem Beispiel schließt der Adapter 1500 einen mittig gebohrten Sitz 1502 ein, der satt einen Abschnitt des Instruments der rahmenlosen Navigationsbezugsvorrichtung aufnimmt. Das rahmenlose Navigationsbezugsinstrument stellt räumlich getrennte Bezugspunkte bereit, die durch das rahmenlose bildgebende Verfahren zu erkennen sind. Diese Bezugspunkte werden, unter Verwendung des passenden bildgebenden Verfahrens, betrachtet, während die verschiedenen Positionierungsmechanismen der Gehirn-Tiefenzugangsvorrichtung eingestellt werden, um die Instrumentenbahn zu der gewünschten Zielposition 108 im Gehirn auszurichten, danach verriegelt. Danach wird das rahmenlose Navigationsinstrument aus dem mittig gebohrten Sitz 1502 des Adapters 1500 entfernt. Der Adapter 1500 wird dann aus dem Mittellumen 1124A des Mehrlumen-Einsatzes 1120 entfernt, um den Vorgang des Einführens der Elektrode 100 oder eines anderen Instruments längs dieser Bahn bis zu der Gehirn-Zielposition 108 fortzusetzen.
16 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel eines Ausrichtungsschafts 1400, wenn er von der Gehirn-Tiefenzugangsvorrichtung 1100 getrennt ist, illustriert. Bei diesem Beispiel ist der Ausrichtungsschaft 1400 mit einem abbildbaren Fluid gefüllt, das durch ein Einwegventil 1600 an einem proximalen Ende des Ausrichtungsschafts 1400 zugeführt wird. Ein distales Ende des Ausrichtungsschafts 1400 schließt einen Vorsprung oder eine andere Erweiterung 1602 ein. Bei diesem Beispiel ist die Erweiterung 1602 ein dünner zylindrischer Behälter, der eine distale Spitze 1604 hat. Die distale Spitze 1604 ist am Drehpunkt der Kugel 1300 angeordnet, wenn die Kugel 1300 fest in der Pfanne 1114 des Sattels 1106 sitzt. Bei diesem Beispiel werden an dem proximalen Ventil 1600 und der distalen Spitze 1604 abbildbare Bezugspunkte bereitgestellt. Die Bahn wird festgelegt durch Einstellen der verschiedenen Positionierungsmechanismen der Gehirn-Tiefenzugangsvorrichtung 1100, so dass diese abbildbaren Bezugspunkte kolinear mit der Zielposition 108 in dem Gehirn sind. Bei einem Beispiel wird die genaue Position der Zielposition 108 unter Verwendung einer Echtzeit-Darstellung des Gehirns gewonnen, während die Positionierungsmechanismen der Gehirn-Tiefenzugangsvorrichtung 1100 eingestellt werden. Bei einem anderen Beispiel werden präoperative Gehirnbilder verwendet, um die Position der Zielposition 108 festzulegen, während die Positionierungsmechanismen der Gehirn-Tiefenzugangsvorrichtung 1100 eingestellt werden. 16 illustriert ebenfalls einen Freigabemechanismus 1606, der einen Knopf 1608 und eine Rampe 1610 einschließt. Durch Mitteilen einer Kraft auf den Knopf 1608 zur Kugel 1300 hin nimmt die Rampe 1610 den Oberteil der Kugel 1300 in Eingriff, um das Freigeben des Ausrichtungsschafts 1400 von dem zylindrischen Durchgang der Kugel 1300 zu unterstützen. Danach wird der Mehrlumen-Einsatz 1120 wieder in den zylindrischen Durchgang der Kugel 1300 eingesetzt, um die Elektrode 100 oder (ein) andere(s) medizinische(s) Instrument(e) durch das Lumen/die Lumina 1124 des Mehrlumen-Einsatzes 1120 einzuführen.
17 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel des rahmenlosen Adapters 1500, wenn er von der Gehirn-Tiefenzugangsvorrichtung 1100 getrennt ist, illustriert. Bei diesem Beispiel schließt der Adapter 1500 einen rostfreien Stahlstift ein, der eine distale Spitze 1700 hat, die passend bemessen ist, um in das Mittellumen 1124A des Mehrlumen-Einsatzes 1120 eingesetzt zu werden. Wenn sie vollständig eingesetzt ist, ist die distale Spitze 1700 am Drehpunkt der Kugel 1300 angeordnet, wenn die Kugel 1300 fest in der Pfanne 1114 des Sattels 1106 sitzt. Bei diesem Beispiel wird ein rahmenloses Navigationsinstrument mit rahmenlosen abbildbaren Bezugspunkten in den mittig gebohrten Sitz 1502 am proximalen Ende des Adapters 1500 oder auf den äußeren Abschnitt des Adapters 1500 eingesetzt oder auf andere Weise durch eine beliebige andere passende Kopplungstechnik an den Adapter 1500 gekoppelt.
18 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel einer Technik zum Einführen eines Instruments längs der zuvor festgelegten Bahn bis zu der Zielposition 108 im Gehirn illustriert. In 18 wird der Mehrlumen-Einsatz 1120 verwendet, um ein distales Ende eines sekundären medizinischen Instruments, wie beispielsweise eines länglichen Lumenkatheters oder einer Abziehhülse, zum Beispiel einer der Hülsen 1800A–C, zur Zielposition 108 hin zu leiten. Bevor die Hülse 1800 in eines der Lumina 1124A–E des Mehrlumen-Einsatzes 1120 eingesetzt wird, wird jedoch ein Stilett durch eine hohle Mittelbohrung oder ein Lumen der Hülse 1800 eingesetzt. Dies verhindert eine Kernbildung von Hirngewebe durch die hohle Mittelbohrung der Hülse 1800 und gewährleistet, bei einer Ausführungsform, zusätzliche Steifigkeit, um das Einsetzen durchzuführen und einen genauen Weg längs der festgelegten Bahn zu der Zielposition 108 hin zu erhalten.
Das Beispiel von 18 illustriert eine dreifache Hülsenbaugruppe 1802, mit linear angeordneten Hülsen 1800A–C, die mit passendem Abstand zueinander angeordnet sind, um in drei linear angeordnete Lumina 1124 des Mehrlumen-Einsatzes 1120 eingesetzt zu werden. Dieses Beispiel illustriert ebenso eine dreifache Stilettbaugruppe 1804, in der drei linear angeordnete Stiletts zum Einsetzen in die linear angeordneten Hülsen 1800A–C mit Abstand zueinander angeordnet sind. Diese dreifache Hülsen/Stilett-Illustration ist nur ein Beispiel. Die genaue Zahl der Hülsen 1800 und der entsprechenden Stiletts, die eingeführt werden, reicht von einer/einem einzigen Hülse/Stilett bis zu der Zahl verfügbarer Lumina 1124 in dem Mehrlumen-Einsatz 1120. Nachdem die Hülsenbaugruppe 1802 und die Stilettbaugruppe 1804 annähernd bis zu der Zielposition 108 geführt worden sind, wird die Stilettbaugruppe 1804 entfernt, und eine Führungsbrücke wird an dem Mehrlumen-Einsatz 1120 befestigt, um die Elektrode 100 in die Mittelbohrung einer der Hülsen 1800A–C zu führen, um die Elektrode 100 an der Zielposition 108 zu positionieren. Die Hülsen 1800A–C werden danach durch Auseinanderziehen von Griffen 1806A–B entfernt. Bei dem illustrierten Beispiel zerreißt jede Hülse in zwei Teile, wenn sie herausgezogen wird.
19 stellt zwei perspektivische Ansichten eines Beispiels eines Mehrlumen-Einsatzes 1120 bereit, der eine verjüngte trommelartige Manschette 1308 einschließt, die in das Mittelloch 1306 der Kugel 1300 eingesetzt wird. Die Lumina 1124A–E erstrecken sich vom Oberteil des Mehrlumen-Einsatzes 1120 durch die Trommelmanschette 1308. Wie weiter oben erörtert, sind die Seitenlumina 1124B–E passend mit Abstand (z. B. 3 Millimeter, von Mitte zu Mitte) in Radialrichtung von dem Mittellumen 1124A angeordnet, um eine Fähigkeit zum erneuten Positionieren der Elektrode 100 um ein bekanntes Ausmaß zu gewährleisten, durch einfaches Entfernen der Elektrode 100 aus dem Mittellumen 1124A und erneutes Einsetzen derselben in ein gewünschtes der Seitenlumina 1124B–E. 19 illustriert ebenfalls die Aufnahmen 1126A–D, von denen gegenüberliegende Paare verwendet werden, um eine Führungsbrücke oder eine andere Ausrüstung aufzunehmen, die am Oberteil des Mehrlumen-Einsatzes 1120 anzubringen gewünscht wird.
20 ist eine perspektivische Ansicht, die ein alternatives Beispiel einer Stilettbaugruppe 2000 illustriert, die ein Verbindungsstück 2002 einschließt, um 1 bis 5 Stiletts 2004A–C zum Einsetzen in entsprechende Abzieh- oder andere Hülsen zu vereinen, die durch entsprechende Lumina 1124 eines Mehrlumen-Einsatzes 1120 eingesetzt werden. Bei einer Ausführungsform schließt das Verbindungsstück 2002 einen Touhy-Borst-Adapter oder einen anderen geeigneten Adapter zum Ergreifen der Stiletts 2004A–C ein.
21 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel einer einzelnen Abziehhülse 2100 illustriert, die eine distale Spitze 2102, ein proximales Ende 2104 und eine Mittelbohrung oder ein Lumen, das sich zwischen denselben erstreckt, einschließt. Griffe 2106A–B sind am proximalen Ende 2104 eingeschlossen. Die Hülse 2100 wird durch Auseinanderziehen der Griffe 2106A–B abgezogen und herausgezogen.
22 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel einer Führungslumen-Auswahlvorrichtung, wie beispielsweise einer Führungsbrücke 2200, illustriert, die Laschen oder Schenkel hat, die schnappend an einem gegenüberliegenden Paar von Aufnahmen 1126A–D des Mehrlumen-Einsatzes 1120 angebracht werden. Bei diesem Beispiel schließt die Führungsbrücke 2200 eine zylindrische Führungsröhre 2202 ein, die sich aufwärts von einem Basisabschnitt der Führungsbrücke 2200 aus erstreckt. Die Führungsröhre 2202 schließt ein Mittelbohrloch 2204 zum Hindurchführen der Elektrode 100 oder des anderen Instruments durch dieselbe ein. Ein proximaler Abschnitt der Führungsröhre 2202 schließt eine Lippe 2206 ein, die sich im Umfangsrichtung nach außen um den Umfang der Führungsröhre 2202 erstreckt. Bei einem Beispiel ist das Mittelbohrloch 2204 nach innen, in einer Richtung, weg von der Lippe 2206, verjüngt. Das heißt, ein Innendurchmesser des Bohrlochs 2204 verringert sich, so dass das durch dasselbe hindurchgeführte Instrument selbsttätig zentriert wird, wenn es sich dem Basisabschnitt der Führungsbrücke 2200 annähert. Bei diesem Beispiel unterstützt die Führungsbrücke 2200 ebenfalls das Halten der Hülse(n) an ihrem Platz, wenn die Elektrode durch eine Hülse hindurch bis zu der Zielposition geführt wird. Die Griffabschnitte der Hülse gehen nicht durch die Führungsröhre 2202 hindurch, sonder treten stattdessen unter den Seiten der Führungsbrücke 2200 aus. Bei einem Beispiel schließt die Führungsbrücke 2200 einen keilartigen Steg auf ihrer Unterseite ein, um das Spalten der Abziehhülse zu unterstützen.
23 und 24 sind perspektivische Ansichten, die eine versetzte Führungsbrücke 2300 bzw. eine mittige Führungsbrücke 2400 illustrieren. Die Lumina 1124A–E stellen eine primäre Führungsvorrichtung für die Elektrode 100 oder ein anderes Instrument bereit, und die aus der versetzten Führungsbrücke 2300 und der mittigen Führungsbrücke 2400 ausgewählte stellt eine sekundäre Führungsvorrichtung für die Elektrode 100 oder ein anderes Instrument bereit. Die versetzte Führungsbrücke 2300 wird ausgewählt, wenn beabsichtigt wird, dass das Instrument, das eingeführt wird, durch eines der Seitenlumina 1124B–E im Mehrlumen-Einsatz 1120 hindurchgeführt wird. Bei diesem Beispiel ist die Führungsröhre 2202 von der Mitte der Basis der versetzten Führungsbrücke 2300 versetzt derart, dass ihre Mittelbohrung 2204 mit einem der Seitenlumina 1124B–E des Mehrlumen-Einsatzes 1120 ausgerichtet ist. Das Ausrichten mit dem bestimmten gewünschten Seitenlumen wird erreicht durch passendes Drehen der Ausrichtung der versetzten Führungsbrücke 2300 und Einschnappen von Laschen 2302A–B in entsprechende gegenüberliegende Paare von Aufnahmen 1126. Im Gegensatz dazu ist bei der mittigen Führungsbrücke 2400 die Führungsröhre 2202 am Basisabschnitt der mittigen Führungsbrücke 2400 zentriert derart, dass sich ihre Mittelbohrung 2204 mit dem Mittellumen 1124A des Mehrlumen-Einsatzes 1120 ausrichtet, wenn die mittige Führungsbrücke 2400 in die gegenüberliegenden Paare von Aufnahmen 1126 des Mehrlumen-Einsatzes 1120 eingeschnappt wird. Bei jedem der Beispiele von 23 und 24 ist ein Außenabschnitt der Lippe 2206 mit Gewinde versehen, um andere Ausrüstung in Eingriff zu nehmen. Alternativ dazu kann andere Ausrüstung durch die Verwendung einer Presspassung an einer Lippe 2206 mit oder ohne Gewinde an der Führungsröhre 2202 angebracht werden.
25 und 26 sind perspektivische Ansichten einer Gehirn-Tiefenzugangsvorrichtung 1100, an der eine mittige Führungsbrücke 2400 am Mehrlumen-Einsatz 1120 angebracht ist. Bei diesen Beispielen ist ein Einführermechanismus 2500 unter Verwendung einer Presspassung an der Lippe 2206 an der Führungsröhre 2202 angebracht. Der Einführer 2500 schließt einen Gleitstückmechanismus 2502 ein, an dem eine Gleitklemme 2504 zu der Gehirn-Tiefenzugangsvorrichtung 1100 hin und weg von derselben und daher zu dem Bohrloch 106 in dem Schädel oder einem anderen Eintrittsportal hin und weg von demselben gleitet. Die Klemme 2504 hält die Elektrode oder ein anderes Instrument, das eingeführt wird. Bei einem Beispiel wird der Einführer 2500 durch Steuerungen 2506A–B ferngesteuert, um die Klemme 2504 längs des Gleitstücks 2502 zu verschieben und daher das Instrument, das durch die Klemme 2504 gehalten wird, auf eine gesteuerte Weise längs der vorbestimmten Bahn in das Gehirn und/oder aus demselben zu führen. Ein Beispiel eines geeigneten Ferneinführers 2500 ist der Ferneinführer Fathom^®, der von der Image-Guided Neurologics, Inc., aus Melbourne, Florida, USA, erhältlich ist. Ein anderes Beispiel eines geeigneten Ferneinführers 2500 wird beschrieben in Skakoon et al., US-Patentanmeldung Seriennr., ------, unter dem Titel: „Medical Device Introducer", eingereicht am 5. April 2001 und übertragen an den Erwerber der vorliegenden Patentanmeldung.
27 ist eine perspektivische Ansicht eines alternativen Beispiels einer Instrumentenbefestigungsbasis 2700. Bei diesem Beispiel wird die Basis 2700 unter Verwendung von Knochenschrauben 2702–D, die sich durch Öffnungen in Schenkelabschnitten erstrecken, um das Bohrloch 106 zentriert und an dem Schädel befestigt. Die Basis 2700 schließt zwei gegenüberliegende zusammenpassende Gleitstücke 2704A–B ein, die sich zueinander hin und voneinander weg bewegen und die zusammenpassen und einander in Eingriff nehmen, um die Elektrode 100 oder ein anderes Instrument zwischen denselben festzuklemmen. Ein oder mehr Schlitze 202 werden bereitgestellt, um, wie weiter oben erörtert, einen seitlichen Austritt für die Elektrode 100 bereitzustellen. Andere Ausrüstungselemente werden entweder um die Basis 2700 unmittelbar am Schädel befestigt oder durch die Basis 2700, wie beispielsweise durch Einschnappen oder Festklemmen solcher Ausrüstung an Aufnahmeseiten 2706A–B, mittelbar am Schädel befestigt.
28 ist eine perspektivische Ansicht einer Kugelgehäusefassung 2800, die als eine Alternative zur Pfanne 1114 verwendet wird. Bei diesem Beispiel gleitet die Fassung 2800 auf einer gleitenden Translationsbühne 2802 auf einer Anbringung 2804, die an den Sattel 1106 oder einen anderen Abschnitt der Gehirn-Tiefenzugangsvorrichtung 1100 gekoppelt ist. Dieses Beispiel schließt eine Quetschfreigabe 2806 zum Lösen der Anbringung 2804 von dem Sattel 1106 oder einem anderen Befestigungspunkt der Gehirn-Tiefenzugangsvorrichtung 1100. Alternativ dazu ist die Anbringung 2804 durch einen mit Haken versehenen Eingriffsmechanismus 2808, der eine Unterseite der Befestigungsbasis 2700 in Eingriff nimmt, oder unter Verwendung einer beliebigen anderen geeigneten Kopplungstechnik an der Befestigungsbasis 2700 befestigt. Eine Rändelschraube 2810 nimmt eine Gewindeöffnung in der Anbringung 2804 in Eingriff und nimmt ebenfalls die Gleitbühne 2802 in Eingriff und steuert deren Translationsbewegung. Eine Rändelschraube 2812 nimmt eine Gewindeöffnung in der Anbringung 2804 in Eingriff und sichert die Position der Bühne 2802, um eine ungewollte Translationsbewegung zu verhindern, nachdem deren gewünschte Position erreicht ist. Beide Rändelschrauben können festgehalten werden, um ein versehentliches Trennen von der Anbringung 2804 zu verhindern.
29 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Ferneinführer 2900 illustriert, der als eine Alternative zum Einführer 2500 bereitgestellt wird. Bei diesem Beispiel ist der Einführer 2900 an einen Abschnitt einer Gehirn-Tiefenzugangsvorrichtung 2901 gekoppelt, wie beispielsweise unter Verwendung eines Touhy-Borst-Adapters 2902, der auf eine Lippe einer Führungsröhre, ähnlich der Lippe 2206 der Führungsröhre 2202, geschraubt ist. Bei diesem Beispiel wird die Elektrode 100 (nach dem Entfernen eines Stiletts) durch eine Abziehhülse 2100 eingesetzt. Die Hülse 2100 ist an einer Quetschfreigabeklemme 2904 befestigt, die längs eines Gleitstücks 2906 zu dem Schädel hin und von demselben weg gleitet. Bei diesem Beispiel wird das Vorschieben und Zurückziehen der Klemme 2904 unter Verwendung von Steuerungen 2506A–B ferngesteuert.
30 ist eine Querschnittansicht, die eine Gehirn-Tiefenzugangsvorrichtung 3000 illustriert, die als eine Alternative zu der Gehirn-Tiefenzugangsvorrichtung 1100 bereitgestellt wird. Bei diesem Beispiel ist die Basis 104 unter Verwendung von Knochenschrauben an dem Schädel befestigt. Ein Sockel oder Mast 3002 ist, wie illustriert, an der Basis 104 befestigt oder ist, alternativ dazu, unmittelbar am Schädel befestigt. Der Mast 3002 schließt eine Fassung 3004 ein, die eine Kugel 3006 aufnimmt. Die Kugel 3006 schließt eine Mittelöffnung ein, die eine sich drehende innere Trommelmanschette 3008 aufnimmt. Bei diesem Beispiel schließt die Manschette 3008 ein oder mehr Lumina 3010A–C ein, die sich durch dieselbe erstrecken, um Instrumente, Hülsen, Stiletts usw. hindurchzuführen und zu leiten. Eine Befestigungsvorrichtung, wie beispielsweise eine Rändelschraube 3012, fixiert die Position der Kugel 3006, wenn die gewünschte Bahnausrichtung, wie beispielsweise unter Verwendung der weiter oben erörterten MRI-, CT-, PET- oder rahmenlosen Navigationsführungstechniken, erreicht worden ist. Proximale Abschnitte der Lumina 3010A–C schließen Aussparungen zum Einschnappen von Lippen an darin eingesetzten Vorrichtungen, wie beispielsweise eines Ausrichtungsschafts (oder rahmenlosen Adapters) 3014 und/oder eines Luer-Schafts 3016 an ihren Platz ein. Ein Ferneinführer kann, wie weiter oben erörtert, an dem Luer-Schaft 3016 befestigt sein. Der Luer-Schaft 3016 kann einen Keil 3018 einschließen, um das Spalten einer Abziehhülse zu unterstützen, die durch ein entsprechendes Lumen 3010 eingesetzt wird, bevor der Luer-Schaft 3016 dahin eingesetzt wird. Der Luer-Schaft 3016 kann ebenfalls Ausrichtungslaschen 3020 einschließen, um den Keil passend auszurichten, um die gewünschte Unterstützung beim Spalten der Abziehhülse zu gewährleisten.
31 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel einer Kugel 3006 und einer Manschette 3008 illustriert, einschließlich einer Illustration der Kugelzapfenbewegung der Kugel 3006 und der Drehbewegung der Manschette 3008 innerhalb der Kugel 3006. Bei diesem Beispiel schließen die Lumina 3010 Querrillen 3100 ein, die sich seitlich in entgegengesetzten Richtungen von den Lumina 3010 zu gegenüberliegenden Kanten der Manschette 3008 erstrecken. Die Rillen 3100 nehmen Abziehabschnitte einer oder mehrerer Abziehhüllen, die in jeweilige Lumina 3010 eingesetzt sind, auf und/oder halten dieselben.
32 stellt verschiedene perspektivische und Seitenansichten von Abschnitten der Gehirn-Tiefenzugangsvorrichtung 3000 und zugeordneter Bestandteile bereit. Bei diesem Beispiel wird eine dreizackige Titanstilett-Baugruppe 3200 in entsprechende Lumina einer dreifachen Kunststoff-Abziehhülsenbaugruppe 3202 eingesetzt. Eine oder mehr Zacken der Hülse 3202 schließen Tiefenmarkierungen 3204 ein. Die Hülse 3202 und das damit verbundene Stilett 3200 werden bis zu der gewünschten Tiefe, wie sie durch die Tiefenmarkierungen 3204 an der Hülse 3202 angezeigt wird, in die entsprechenden Lumina 3010 der Führungsmanschette 3008 eingesetzt. Danach wird der proximale Abschnitt der Hülse 3202, wie in 32 gezeigt, getrennt und seitlich ausgebreitet. Ein Keil 3206 an einem proximalen Griffabschnitt des Stiletts 3200 kann das Spalten der Hülse 3202 unterstützen. Dies richtet die Zacken der Hülse 3202 an der gewünschten Tiefe ein. Danach wird das Stilett 3200 entfernt, und die Elektrode 100 oder ein anderes Instrument wird durch die Hülse 3202 in Position eingeführt.
33 stellt auseinandergezogene perspektivische und Querschnittsansichten eines Stabilisators 3300 bereit, der als eine Alternative zum Stabilisator 110 dienen kann. Bei diesem Beispiel schließt der Stabilisator 3300 eine im Wesentlichen steife ringartige Basis 3302, eine im Wesentlichen steife obere Platte 3304 und eine weiche mittlere Platte 3306, die zwischen der oberen Platte 3304 und dem unteren Ring 3302 angeordnet ist, ein. Die obere Platte 3304 und die mittlere Platte 3306 schließen einander entsprechende Öffnungen 3308 ein. Eine Neurostimulationselektrode 100 oder ein anderes Instrument wird durch eine dieser Öffnungen 3308 hindurchgeführt. Ein weicher Einsteckvorsprung um die Öffnung in der mittleren Platte 3306 wird innerhalb einer Buchsenaufnahme um die Öffnung in der oberen Platte 3304 aufgenommen. Wenn die obere Platte 3304 gegen die Basis 3302 nach unten festgeklemmt wird, wird der weiche Vorsprung gegen die Elektrode 100 gequetscht und hält sie sicher an ihrem Platz.
34 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Alternative zu dem Stabilisator 110 bereitstellt. Bei diesem Beispiel besteht ein Stabilisator 3400 aus Kautschuk oder einem beliebigen anderen flexiblen Material, das dazu neigt, zu seiner ursprünglichen Gestalt zurückzukehren. Ein Spreizer 3402 wird verwendet, um einen Schlitz 3406 in dem Stabilisator 3400 zu öffnen, der danach in eine Instrumentenbefestigungsbasisplatte eingesetzt wird, die am Schädel befestigt ist. Wenn die Elektrode 100 oder das andere Instrument richtig positioniert ist, wird der Spreizer entfernt, was ermöglicht, dass der Stabilisator 3400 zu seiner ursprünglichen Gestalt zurückkehrt, wobei der Schlitz 3406 um die Elektrode 100 geschlossen ist, um sie sicher an ihrem Platz zu halten.
35 stellt eine perspektivische und mehrere Querschnittsansichten bereit, die eine Hülsenersatzführung 3500 illustrieren, die eine Alternative zu den weiter oben erörterten Abziehhülsen bereitstellt. Bei diesem Beispiel schließt die Führung 3500 eine oder mehr längliche Führungen 3500A–C ein, die kein Mittelbohrungslumen zum Hindurchführen eines Instruments haben. Stattdessen schließt jede Führung 3500A–C einen Querschnitt ein, der dafür geformt ist, ein Instrument längs ihrer Seite zu führen. Bei diesem Beispiel ist der Querschnitt halbmondförmig, um so einen Grad an Passung an den Außendurchmesser der Elektrode 100, eines Stiletts 3502 oder eines anderen Instruments, das längs der Seite der Führung 3500 in den Patienten eingeführt wird, bereitzustellen. Bei einem Beispiel wird die Führung 3500 im Tandem mit einem abnehmbaren Stilett 3502 eingeführt, was dem Einführungsvorgang zusätzliche Steifigkeit verleiht. Bei einem anderen Beispiel wird die Führung 3500 ohne das abnehmbare Stilett 3502 eingeführt. Da die Führung 3500 kein Mittelbohrungslumen verwendet, kann eine Kernbildung von Hirngewebe während dieses Einführens von geringerer Bedeutung sein. Die Führung 3500 ermöglicht einen Zugang zu der angrenzenden Elektrode längs deren gesamter Länge, was ermöglicht, dass die Elektrode 100 ergriffen und/oder sehr nahe am Schädel (wie beispielsweise unter Verwendung der Instrumentenbefestigungsbasis 104) befestigt werden kann, bevor die Führung 3500 entfernt wird. Dies verhindert eine übermäßige Bewegung der Elektrode 100 während des Herausziehen der Führung 3500, was ein genaueres Platzieren der Elektrode 100 oder eines anderen Instruments ermöglicht.
36 stellt eine perspektivische und eine Querschnittsansicht bereit, die eine Hülsenbaugruppe 3600 illustrieren, die eine andere Alternative zu den weiter oben erörterten Abziehhülsen bereitstellt. Bei diesem Beispiel schließt die Hülsenbaugruppe 3600 eine oder mehr längliche Hülsen 3600A–C ein. Jede längliche Hülse 3600 schließt einen offenen Schlitz längs ihrer Länge oder eines Abschnitts derselben ein. Bei dem illustrierten Beispiel schließt jede längliche Hülse 3600 zwei C-förmige Abschnitte 3602A–B ein, die sich durch Handhaben eines Griffabschnitts der Hülse 3600 in Bezug aufeinander drehen. Wenn die C-förmigen Abschnitte 3602A–B in eine geschlossene Position gedreht werden, stellen sie zusammen wirksam ein Mittellumen 3604 bereit, durch das die Elektrode 100 oder das andere Instrument hindurchgeführt werden kann. Wenn die C-förmigen Abschnitte 3602A–B in eine offene Position gedreht werden, stellen sie zusammen wirksam einen offenen Schlitz längs ihrer Länge bereit, was einen Zugang zu der Elektrode 100 oder dem anderen Instrument, das durch dieselben eingesetzt worden ist, ermöglicht. Dies ermöglicht, dass die Elektrode 100 ergriffen und/oder sehr nahe am Schädel (wie beispielsweise unter Verwendung der Instrumentenbefestigungsbasis 104) befestigt werden kann, bevor die Führung 3600 entfernt wird. Dies verhindert eine übermäßige Bewegung der Elektrode 100 während des Herausziehen der Führung 3600, was ein genaueres Platzieren der Elektrode 100 oder eines anderen Instruments ermöglicht. Bei diesem Beispiel kann/können (ein) Stilett(s) in das Lumen 3604 eingesetzt werden, bevor die Hülse 3600 eingeführt wird, um eine Kernbildung von Hirngewebe zu vermeiden.
37 ist eine Querschnittansicht, die ein Beispiel einer Gehirn-Tiefenzugangsvorrichtung 3000 illustriert, angebracht am Schädel des Patienten mit einem Ferneinführer 2500, der an einem Luer-Schaft 3016 angebracht ist, der in das Mittellumen 3010E eingeschnappt ist. Eine Neurostimulationselektrode 100 wird durch den Einführer 2500 gehalten und durch das Mittellumen 3010B bis zu der Zielposition 108 des Gehirns hindurchgeführt.
38 ist eine Querschnittansicht, die ein alternatives Beispiel einer Gehirn-Tiefenzugangsvorrichtung 3800 illustriert. Dieses Beispiel illustriert eine Basis 3802, die um das Bohrloch 106 zentriert und an dem Schädel befestigt ist. Ein Mast 3804 ist an der Basis 3802 oder, alternativ dazu, unmittelbar am Schädel befestigt. Der Mast 3804 schließt Anbringungsschenkel 3806 und 3808 ein, die an der Basis 3802 oder dem Schädel befestigt sind. Die Anbringungsschenkel 3806 und 3808 sind durch Gelenkzapfen 3812 und 3814 an einen Sockel 3810 gekoppelt. Die Zapfen 3812 und 3814 sind ausgerichtet, um eine Längsachse bereitzustellen, um die der Sockel 3810 schwenkt, bis er durch eine Rändelschraube 3816 an seinem Platz verriegelt wird, die einen der Zapfen 3812 und 3814 in Eingriff nimmt. Folglich wäre der Sockel 3810 in der Lage, in die Zeichnung von 38 hinein und aus derselben heraus zu schwenken.
Bei dem Beispiel von 38 schließt der Sockel 3810 einen Bogen 3818 ein, der sich zwischen Schenkelerweiterungen 3820A–B erstreckt, die an die Gelenkzapfen 3812 und 3814 gekoppelt sind. Der Bogen 3818 ist gekrümmt, so dass ein Mittelabschnitt 3822, weg von den Schenkelerweiterungen 3820A–B, weiter entfernt vom Betrachter von 38 wäre als die Abschnitte des Bogen 3818, die den Schenkelerweiterungen 3820A–B näher sind. Der Bogen 3818 schließt einen Schlitz 3824 ein, der sich im Wesentlichen längs dessen Länge zwischen den Schenkelerweiterungen 3820A–B erstreckt. Eine Fassung 3826 nimmt den Schlitz 3824 in Eingriff und gleitet längs desselben, bis sie durch Befestigen einer Rändelschraube 3828 am Bogen 3818 in ihrer Position verriegelt wird. Die Fassung 3826 nimmt eine Kugel 3006 auf, die sphärisch eingestellt werden kann, bis sie durch eine oder mehr Rädelschrauben an ihrem Platz verriegelt wird. Die Kugel 3006 schließt eine Mittelmanschette 3008 ein, die ein oder mehr Lumina hat, wie weiter oben in Bezug auf 30 erörtert. Bei dem Beispiel von 38 ist ein Luer-Schaft 3016 in ein Mittellumen der Manschette 3008 eingeschnappt, und ein Ferneinführer 2500 ist an dem Luer-Schaft angebracht, um die Elektrode 100 bis zur Zielposition 108 zu führen.
39 ist eine perspektivische Ansicht, die ein alternatives Beispiel eines Mehrlumen-Einsatzes 1120 illustriert. Bei diesem Beispiel schließt der Mehrlumen-Einsatz 1120 eine oder mehr Bezugsmarkierungen 3900A–C (z. B. LED, reflektierende Kugeln oder im MRI abbildbare Mikrospulen), wie beispielsweise für eine Bahnausrichtung in einem rahmenlosen chirurgischen Navigationssystem oder in einem MRI-Umfeld, ein. Diese Illustration zeigt drei solcher abbildbarer Bezugsmarkierungen 3900A–C, die eine Ebene definieren. Die Bezugsmarkierungen 3900A–C werden auf jeweiligen Armen getragen, die sich von einer Befestigungserweiterung 3902 aus erstrecken, die durch ein Befestigungselement, wie beispielsweise eine Schraube 3904, an einen Arm 3906 gekoppelt ist, der sich von der ebenen Abdeckung 3908 des Mehrlumen-Einsatzes 1120 aus nach oben und nach außen erstreckt. Diese Kopplung wird so durchgeführt (z. B. unter Verwendung integraler Ausrichtungsführungen oder, alternativ dazu, Durchführung einer Eicheinstellung), dass eine vorbestimmte bekannte räumliche Beziehung zwischen der durch die abbildbaren Bezugsmarkierungen 3900A–C gebildete Ebene und der Ebene der Abdeckung 3908, die senkrecht zu der Instrumentenbahnachse durch jedes der Lumina 1124A–E ist, besteht. Demzufolge sind die bildgebenden Bezugsmarkierungen 3900A–C zu betrachten in Verbindung mit dem Einstellen der verschiedenen Positionierungsmechanismen der Gehirn-Tiefenzugangsvorrichtung, um die gewünschte Instrumentenbahn in Bezug auf das Eintrittsportal zu erreichen und zu fixieren. Obwohl bei diesem Beispiel die bildgebenden Bezugsmarkierungen 3900A–C so illustriert sind, dass sie an der Platte 3908 befestigt und in einer bekannten räumlichen Beziehung zu derselben sind, können die Bezugsmarkierungen 3900A–C alternativ dazu an einem beliebigen anderen Bestandteil der Gehirn-Tiefenzugangsvorrichtung befestigt sein, um eine bekannte räumliche Beziehung zwischen den Bezugsmarkierungen 3900A–C und einer durch eines oder mehrere der Lumina 1124A–E bereitgestellten Axialbahn festzulegen. Als eine andere Alternative schließt ein beliebiger Bestandteil der Gehirn-Tiefenzugangsvorrichtung einen Adapter ein, um eines von mehreren im Handel erhältlichen chirurgischen Navigationsinstrumenten aufzunehmen. Solche chirurgischen Navigationsinstrumente stellen auf ähnliche Weise in der Bildgebung erkennbare Bezugsmarkierungen bereit. Ein solcher Adapter sollte derart ausgerichtet sein, dass die räumliche Beziehung zwischen dem chirurgischen Navigationsinstrument und der Instrumentenbahn bekannt ist, wodurch ermöglich wird, dass die Darstellung der Bezugsmarkierungen das Einstellen der Bahn zur Zielposition 108 unterstützt.
Die erörterten Vorrichtungen und Verfahren können mit rahmenloser chirurgischer Navigation oder mit MRI oder anderer Bildgebung verwendet werden. Solche Techniken ermöglichen eine Echtzeitbestimmung und -bestätigung der anatomischen Platzierung des Instruments für eine verbesserte Richt- und Platzierungsgenauigkeit. Andere Vorteile schließen, unter anderem, Folgendes ein: eine Ausrichtungsvorrichtung, die ein lokalisiertes Koordinatensystem verwendet, bei dem das Positionieren und Ausrichten auf einem Koordinatensystem im Verhältnis zu dem Schädel des Patienten und dem Schädeleintrittspunkt an Stelle eines stereotaktischen Rahmens beruht; eine Echtzeit-Darstellung, welche die Notwendigkeit einer retrospektiven Bildgebung beseitigt und ebenfalls eine unmittelbare Bestätigung der anatomischen Platzierung ermöglicht; einen anatomisch bestimmten anfänglichen Richtwinkel (den Winkel zwischen der Körper- oder Schädeloberfläche und dem theoretischen Ziel), der auf der Grundlage der tatsächlichen Anatomie des Patienten ausgewählt wird; ein einzigartiges Bogenmittelpunkt-Prinzip unter Verwendung einer Drehung um die nominelle Bahnachse, was folglich das Optimieren der ersten Winkeleinstellung vereinfacht; eine verriegelnde Kugelzapfenanordnung für ein einfaches und genaues Richten unter Echtzeit-Darstellung oder rahmenloser chirurgischer Navigation; Abzieh- oder alternative Hülsen, die es ermöglichen, dass die Vorrichtung leicht in ihrer Position befestigt wird; Zugang zu der Basisplattenbaugruppe, so dass die Elektrode unmittelbar nach dem erfolgreichen Platzieren und vor dem Abbauen der Richtvorrichtung an der Oberfläche des Schädels festgehalten werden kann; und (unter dem ausgewählten bildgebenden Verfahren, z. B. unter CT oder MRI) sichtbare Ausrichtungsschäfte.
Ähnlich gewährleistet das Stabilisierungssystem eine Vor-Ort-Stabilisierung unmittelbar auf das richtige Platzieren hin, durch die Verwendung einer Anordnung aus Scheibe und Nocken, was folglich eine unbeabsichtigte Bewegung während des Abbaus der Ausrichtungsvorrichtung beseitigt und die Wahrscheinlichkeit verringert, dass sich die Elektrode nach dem Implantieren bewegt; die massive Schnappverschlusskappe schützt die Elektrode und ihren Festhaltemechanismus vor Beschädigung; das Stabilisierungssystem ist im Wesentlichen abgedichtet, um Eintreten und Austreten auf ein Minimum zu verringern; die Basisplatte ist sicher an dem Körper befestigt; ein besonderes Werkzeug erleichtert das richtige Platzieren der Basisplatte in dem Bohrloch, was folglich einen angemessenen Spielraum für ein richtiges Zusammenbauen aller Teile sowie eine Vorpositionierungsvorrichtung für eine leichte Befestigung sicherstellt; und die Elektrode wird durch Festklemmen derselben in einem Spalt zwischen zwei Teilen festgehalten, wodurch eine Elektrodenbeschädigung nicht auftreten kann, weil die Spaltgröße durch einen physischen Anschlag begrenzt wird.
Obwohl die Beispiele vorrangig das Richten, Platzieren und Stabilisieren einer Deep-Brain-Elektrode erörtern, ist dies nur ein Beispiel eines der möglichen Verfahren, die unter Verwendung der Körperportal-Bahnführung ausgeführt werden können. Zahlreiche andere Verfahren werden unter Verwendung dieser Vorrichtung durchzuführen sein. Zusätzlich wird diese Vorrichtung Anlass für andere zukünftige chirurgische Verfahren geben.
Es sollte sich verstehen, dass die obige Beschreibung illustrativ und nicht restriktiv sein soll. Zum Beispiel können die weiter oben beschriebenen Ausführungsformen in Kombination miteinander verwendet werden. Viele andere Ausführungsformen werden Fachleuten auf dem Gebiet nach Durchsehen der obigen Beschreibung offensichtlich sein. Der Rahmen der Erfindung sollte daher unter Bezugnahme auf die angefügten Ansprüche bestimmt werden, zusammen mit dem vollen Rahmen der Äquivalente, zu denen solche Ansprüche berechtigt sind. In den angefügten Ansprüchen werden die Begriffe „einschließlich" und „worin" als die alltagssprachlichen Äquivalente der entsprechenden Begriffe „umfassend" und „wobei" verwendet.

Claims

Zugangsvorrichtung, die Folgendes einschließt: eine Trägerbasis (800), die eine Anbringungsebene hat, eine Mastbasis (1102), ein Drehgelenk (802, 1104), das die Mastbasis (1102) an der Trägerbasis (800) befestigt und eine Drehachse, senkrecht zu der Anbringungsebene, hat, eine erste Arretierungsvorrichtung (1108), die eine Ausrichtung des Drehgelenks (802, 1104) fixiert, eine primäre Führungsbaugruppe (1120), die wenigstens eine Einsetzachse definiert, ein bogenförmiges Führungsgelenk (1106), das die primäre Führungsbaugruppe (1120) an der Mastbasis (1102) befestigt, wobei das bogenförmige Führungsgelenk (1106) dazu in der Lage ist, einen Einsetzwinkel wenigstens einer Einsetzachse in Bezug auf die Drehachse einzustellen, wobei die Drehachse und die Einsetzachse einander an dem gemeinsamen Punkt des Einsetzwinkels an der Anbringungsebene überschneiden, und eine zweite, dem bogenförmigen Führungsgelenk (1106) zugeordnete, Arretierungsvorrichtung (1112), die den Einsetzwinkel innerhalb eines Bewegungsbereichs fixiert.
Zugangsvorrichtung nach Anspruch 1, die ferner ein, an das bogenförmige Führungsgelenk (1106) gekoppeltes, Gelenk aus Kugel (1300) und Pfanne (1114), das ein weiteres Einstellen des Einsetzwinkels ermöglicht, und eine dritte Arretiervorrichtung (1118), die das Kugelzapfengelenk innerhalb eines Bewegungsbereichs fixiert, umfasst.
Zugangsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die primäre Führungsbaugruppe (1120) von dem Kugelzapfengelenk abgetrennt werden kann, wobei ein Abschnitt (1308) der primären Führungsbaugruppe unter Verwendung einer verjüngten Außenfläche in eine Kugel (1300) des Kugelzapfengelenks passt, so dass die primäre Führungsbaugruppe durch einen Keil, der durch die verjüngte Außenfläche geformt wird, in der Kugel gehalten wird.
Zugangsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Kugelzapfengelenk ferner mehrere Kugeleinstellkontakte (1118A, B, C) einschließt, wobei jeder Kugeleinstellkontakt in Bezug auf eine Pfanne des Kugelzapfengelenks eingestellt werden kann und jeder Kugeleinstellkontakt in Verbindung mit der Kugel (1300) ist.
Zugangsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die mehreren Kugeleinstellkontakte Gewindeelemente einschließen, die durch die Pfanne geschraubt sind und die Kugel (1300) berühren.
Zugangsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner eine an die primäre Führungsbaugruppe (1120) gekoppelte Bezugsvorrichtung einschließt, wobei sich die Bezugsvorrichtung an wenigstens einer der Einsetzachsen positioniert.
Zugangsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Bezugsvorrichtung eine Zahl von Licht emittierenden Dioden einschließt.
Zugangsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Bezugsvorrichtung eine Zahl von Lichtreflektoren einschließt.
Zugangsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Bezugsvorrichtung eine oder mehrere elektrische Spulen einschließt.
Zugangsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die wenigstens eine Einsetzachse eine Mitteneinsetzachse und eine Randeinsetzachse einschließt.
Zugangsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die wenigstens eine Einsetzachse eine Mitteneinsetzachse und vier Randeinsetzachsen einschließt.
Zugangsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner eine sekundäre Führungsvorrichtung einschließt, die eine sekundäre Einsetzachse hat, wobei die sekundäre Führungsvorrichtung an die primäre Führungsbaugruppe (1120) gekoppelt ist.
Zugangsvorrichtung nach Anspruch 12, wobei die sekundäre Einsetzachse kollinear mit der Mitteneinsetzachse ist.
Zugangsvorrichtung nach Anspruch 12, wobei die sekundäre Einsetzachse kollinear mit einer der Randeinsetzachsen ist.
Zugangsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner eine an die primäre Führungsbaugruppe (1120) gekoppelte Ausrichtungsvorrichtung einschließt, wobei ein Abschnitt der Ausrichtungsvorrichtung unter Verwendung einer Bildgebungsvorrichtung sichtbar ist.
Zugangsvorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Ausrichtungsvorrichtung einen fluidgefüllten Schaft einschließt, der unter Verwendung der Magnetresonanz-Bildgebung (MRI) sichtbar ist.
Zugangsvorrichtung nach Anspruch 15, die ferner einen Prozessor einschließt, der anzeigt, wenn die Einsetzachse mit einem Ziel innerhalb eines Patienten ausgerichtet ist.
Zugangsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner wenigstens eine Hülse einschließt, die für ein Einsetzen durch die primäre Führungsbaugruppe (1120) eingerichtet ist.
Zugangsvorrichtung nach Anspruch 18, die ferner wenigstens ein Stilett einschließt, das für ein Einsetzen durch die wenigstens eine Hülse eingerichtet ist.
Zugangsvorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Hülse einen ersten Längsabschnitt des Stiletts abdeckt, wobei sie einen zweiten Längsabschnitt des Stiletts freigelegt lässt.
Zugangsvorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Hülse einen Abstreifabschnitt einschließt.
Zugangsvorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Hülse Folgendes einschließt: einen ersten Hülsenabschnitt, einen zweiten Hülsenabschnitt, der dazu in der Lage ist, sich in Bezug auf den ersten Hülsenabschnitt zu drehen derart, dass, wenn er von einer ersten Position zu einer zweiten Position gedreht wird, eine Hülsenlängsöffnung freigelegt wird.
Zugangsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner einen Vorrichtungseinführer einschließt, der eine Primärvorrichtung steuerbar längs der Einsetzachse bewegt.
Zugangsvorrichtung nach Anspruch 23, wobei der Vorrichtungseinführer eine örtlich angebrachte Anzeigevorrichtung einschließt, die dazu in der Lage ist, eine Position einer medizinischen Primärvorrichtung längs der Einsetzachse zu lokalisieren.
Zugangsvorrichtung nach Anspruch 24, wobei die örtlich angebrachte Anzeigevorrichtung wenigstens eine der Komponenten Linearcodierer und Potentiometer einschließt.
Zugangsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner eine Fixiervorrichtung einschließt, wobei die Fixiervorrichtung dazu in der Lage ist, die Position einer Primärvorrichtung längs der Einsetzachse zu fixieren.
Zugangsvorrichtung nach Anspruch 26, wobei die Fixiervorrichtung Folgendes einschließt: einen Körper, wobei der Körper eine Öffnung mit einer ersten Oberfläche hat, eine Fixiereinheit, wobei die Fixiereinheit eine zweite Oberfläche hat, die in Bezug auf die erste Oberfläche eingestellt werden kann, und eine Arretiervorrichtung, die dazu in der Lage ist, die Fixiereinheit in einer Position in Bezug auf den Körper zu halten derart, dass die erste und die zweite Oberfläche die Primärvorrichtung in Eingriff nehmen, was sie in einer Position längs der Einsetzachse fixiert.
Zugangsvorrichtung nach Anspruch 27, die ferner eine Kappe einschließt, die dazu in der Lage ist, eine Einsetzöffnung in der Anbringungseinheit im Wesentlichen abzudecken.
Zugangsvorrichtung nach Anspruch 28, die ferner eine Rille einschließt, die es ermöglicht, dass eine Primärvorrichtung in einer Position längs der Einsetzachse fixiert bleibt, während die Einsetzöffnung mit der Kappe abgedeckt ist.
Zugangsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner eine abnehmbare Zentriervorrichtung einschließt, wobei die abnehmbare Zentriervorrichtung Folgendes einschließt: einen Zentrierkörper, eine Zahl von Einsetzöffnungskontakten, die an den Zentrierkörper gekoppelt sind, und eine Befestigungsvorrichtung, die während eines Anbringungsvorgangs abnehmbar an die Anbringungseinheit gekoppelt wird.
Zugangsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner ein Zapfengelenk einschließt, das die primäre Führungsbaugruppe (1120) an der Mastbasis (1102) befestigt, wobei das Zapfengelenk dazu in der Lage ist, einen ersten Einsetzwinkel wenigstens einer Einsetzachse in Bezug auf eine erste Richtung in der Anbringungsebene einzustellen.
Primärvorrichtungshaltesystem, einschließlich der Zugangsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 31: wobei die Trägerbasis (800) eine Basis (104) umfasst, welche die Anbringungsebene und eine Einsetzöffnung hat, wobei die Basis (104) dazu in der Lage ist, an einem Körper befestigt zu werden, und eine Fixiervorrichtung (110), die an die Basis gekoppelt ist derart, dass die Fixiervorrichtung dazu in der Lage ist, sich um eine Achse, senkrecht zu der Anbringungsebene, zu drehen, wobei die Fixiervorrichtung dazu in der Lage ist, die Position einer Primärvorrichtung innerhalb des Körpers zu fixieren, wobei die Fixiervorrichtung Folgendes einschließt: einen ersten Abschnitt (310), wobei der erste Abschnitt eine Öffnung (314) hat, die eine radial ausgerichtete planare erste Oberfläche einschließt, einen zweiten Abschnitt (312), wobei der zweite Abschnitt eine zweite Oberfläche hat, die in Bezug auf die erste Oberfläche eingestellt werden kann, und eine Arretiervorrichtung, die dazu in der Lage ist, den zweiten Abschnitt in einer Position in Bezug auf den ersten Abschnitt zu halten derart, dass die erste und die zweite Oberfläche die Primärvorrichtung in Eingriff nehmen, was sie in einer Position innerhalb des Körpers fixiert.
System nach Anspruch 32, wobei die Basis (104) Folgendes einschließt: wenigstens eine Öffnung zum Aufnehmen eines proximalen Abschnitts der Primärvorrichtung, und wobei die Fixiervorrichtung (110) dazu in der Lage ist, die radial ausgerichtete planare Oberfläche in eine Ausrichtung mit der wenigstens einen Öffnung zu drehen und die Position der Primärvorrichtung zu fixieren, die in dieser wenigstens einen Öffnung geleitet wird.
System nach Anspruch 32, die ferner eine Kappe einschließt, die dazu in der Lage ist, die Einsetzöffnung in der Basis (104) abzudecken.
System nach Anspruch 32, wobei die Fixiervorrichtung, an der Basis (104) befestigt, einen Stabilisator zum Eingriff mit dem Instrument einschließt, wobei der Stabilisator einen beweglichen Nocken einschließt, um eine Öffnung zu definieren, dafür bemessen und geformt, das Instrument festzustellen.
Primärvorrichtungshaltesystem, einschließlich der Zugangsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 33: wobei die Trägerbasis (800) eine Basis (104) umfasst, welche die Anbringungsebene und eine Einsetzöffnung hat, wobei die Basis (104) dazu in der Jage ist, an einem Körper befestigt zu werden, und eine Fixiervorrichtung (3300), die an die Basis gekoppelt ist derart, dass die Fixiervorrichtung dazu in der Lage ist, sich um eine Achse, senkrecht zu der Anbringungsebene, zu drehen, wobei die Fixiervorrichtung dazu in der Lage ist, die Position einer Primärvorrichtung innerhalb des Körpers zu fixieren, wobei die Fixiervorrichtung Folgendes einschließt: einen elastischen Stabilisator für untere Platten (3306), um das Instrument in Eingriff zu nehmen, wobei der Stabilisator für untere Platten so konfiguriert ist, dass er auf der Basis (3302) ruht und wenigstens eine flexible Öffnung (3308B) einschließt, dafür bemessen und geformt, das Instrument (100) wenigstens teilweise zu umschließen, wenn sie normalerweise entspannt ist, und das Instrument (100) festzustellen, wenn sie nach innen zu dem Instrument hin zusammengedrückt wird, und eine obere Platte (3304), die verhältnismäßig steifer ist als der elastische Stabilisator für untere Platten, so konfiguriert, dass sie auf der elastischen unteren Platte ruht und ein komplementäres Merkmal zu der normal entspannten Größe und Form jeder flexiblen Öffnung des elastischen unteren Plattenstabilisators umfasst, doch dafür bemessen und geformt, auf ein Zusammendrücken der oberen Platte und der unteren Platte zueinander jede solche flexible Öffnung nach innen zusammenzudrücken.
Primärvorrichtungshaltesystem, einschließlich der Zugangsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 33: wobei die Trägerbasis (800) eine Basis (104) umfasst, welche die Anbringungsebene und eine Einsetzöffnung hat, wobei die Basis dazu in der Lage ist, an einem Körper befestigt zu werden, und eine Fixiervorrichtung, die an die Basis (104) gekoppelt ist, wobei die Fixiervorrichtung dazu in der Lage ist, die Position einer Primärvorrichtung innerhalb des Körpers zu fixieren, und wobei die Fixiervorrichtung Folgendes einschließt: an der Basis befestigbar, einen elastischen, abtrennbaren C-förmigen Stabilisator, um das Instrument in Eingriff zu nehmen, wobei der C-förmige Stabilisator dafür konfiguriert ist, auf der Basis zu ruhen, und eine flexible keilförmige Winkelöffnung definiert, dafür bemessen und geformt, das Instrument festzustellen, wenn sie normal entspannt ist, doch das Instrument freizugeben, wenn sie in Umfangsrichtung von dem Instrument weg gedehnt wird, an der keilförmigen Öffnung des C-förmigen Stabilisators befestigbar, einen gesonderten Spreizer, der ein Paar von Oberflächen einschließt, die mit Winkelabstand zueinander angeordnet sind, um ein Maß, das größer ist als das Maß der flexiblen keilförmigen Winkelöffnung des C-förmigen Stabilisators, wenn sie normal entspannt ist.