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DE102020211999B4 - Vorrichtung zum Bewegen eines medizinischen Objekts und Verfahren zum Bereitstellen eines Signals - Google Patents

Vorrichtung zum Bewegen eines medizinischen Objekts und Verfahren zum Bereitstellen eines Signals Download PDF

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DE102020211999B4
DE102020211999B4 DE102020211999.6A DE102020211999A DE102020211999B4 DE 102020211999 B4 DE102020211999 B4 DE 102020211999B4 DE 102020211999 A DE102020211999 A DE 102020211999A DE 102020211999 B4 DE102020211999 B4 DE 102020211999B4
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medical
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Trixi Leistner
Tobias Lenich
Stanislav Tashenov
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Siemens Healthineers AG
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Abstract

Vorrichtung zum Bewegen eines medizinischen Objekts (MO), umfassend eine Bewegungsvorrichtung (CR) und eine Sensoreinheit (SEN),
wobei die Bewegungsvorrichtung (CR) dazu ausgebildet ist, ein zumindest teilweise in der Bewegungsvorrichtung (CR) angeordnetes medizinisches Objekt (MO) durch Übertragen einer Kraft zu halten und/oder zu bewegen,
wobei die Sensoreinheit (SEN) dazu ausgebildet ist, eine zur Kraft entgegengerichtete Gegenkraft, die das medizinische Objekt (MO) auf die Bewegungsvorrichtung (CR) ausübt, zu erfassen,
wobei das medizinische Objekt (MO) zumindest teilweise in einem Untersuchungsobjekt (31) angeordnet ist,
wobei das medizinische Objekt (MO), insbesondere ein distaler Endbereich (DP), in einem Hohlorgan des Untersuchungsobjekts (31) angeordnet ist,
wobei die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, ein Signal (SIG) in Abhängigkeit der Gegenkraft bereitzustellen (PROV-SIG), wobei die Bewegungsvorrichtung (CR) dazu ausgebildet ist, das medizinische Objekt (MO) in Abhängigkeit des Signals (SIG) zu bewegen,
wobei die Vorrichtung ferner eine Verarbeitungseinheit (22) und eine Referenzeinheit (RU) umfasst,
wobei die Referenzeinheit (RU) dazu ausgebildet ist, zumindest einen Reibungskoeffizienten des medizinischen Objekts (MO) an der Bewegungsvorrichtung (CR) und/oder an einer Einführschleuse (IP) zum Einführen des medizinischen Objekts (MO) in das Untersuchungsobjekt (31) zu erfassen,
wobei die Verarbeitungseinheit (22) dazu ausgebildet ist:
- eine virtuelle Reibungskraft (vFRIC) zwischen dem medizinischen Objekt (MO) und dem Hohlorgan anhand des zumindest einen Reibungskoeffizienten zu simulieren (SIMU-FRIC),
- durch einen Vergleich (COMP) zwischen der Gegenkraft und der virtuellen Reibungskraft (vFRIC) eine Reibungskraft zwischen dem Hohlorgan und dem medizinischen Objekt (MO) als Ursprung der Gegenkraft zu identifizieren oder auszuschließen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bewegen eines medizinischen Objekts, ein System, ein Verfahren zum Bereitstellen eines Signals, ein Verfahren zum Ansteuern einer Erneuerungseinheit und ein Computerprogrammprodukt.
  • Häufig erfordern interventionelle medizinische Prozeduren in einem und/oder über ein Hohlorgan eines Untersuchungsobjekts ein, insbesondere perkutanes, Einführen eines medizinischen Objekts in das Hohlorgan. Dabei kann das medizinische Objekt beispielsweise als, insbesondere langgestrecktes, chirurgisches und/oder diagnostisches Instrument ausgebildet sein. Zudem kann das Hohlorgan beispielsweise ein Gefäßabschnitt, insbesondere eine Vene und/oder Arterie, und/oder ein Herz und/oder eine Lunge des Untersuchungsobjekts sein.
  • Des Weiteren ist es für eine erfolgreiche Diagnostik und/oder Behandlung oftmals notwendig, zumindest einen Teil des medizinischen Objekts hin zu einer zu behandelnden Zielregion in dem Hohlorgan, insbesondere dem Gefäßabschnitt, zu bewegen. Bei einem Bewegen und/oder Positionieren des medizinischen Objekts kann es vorkommen, dass das medizinische Objekt, insbesondere ein distaler Endbereich des medizinischen Objekts, auf ein Hindernis in dem Hohlorgan trifft. Hierdurch kann häufig ein Widerstand, insbesondere eine Gegenkraft, auf das medizinische Objekt einwirken, welcher zu einer Kraft, mit welcher das medizinische Objekt, beispielsweise durch einen Nutzer, beaufschlagt wird, entgegengerichtet ist. Für den Nutzer ist es dabei jedoch oftmals schwierig die Gegenkraft zu erkennen und entsprechend darauf zu reagieren. Bleibt diese Gegenkraft unbemerkt und/oder bei einer weiteren Bewegung des medizinischen Objekts unberücksichtigt, kann es nachteilig zu einem Durchstoßen einer Struktur des Untersuchungsobjekts, insbesondere einer Perforation, und in der Folge zu einer Verletzung kommen.
  • Des Weiteren kann auch eine Reibungskraft zwischen dem medizinischen Objekt und dem Hohlorgan die Gegenkraft hervorrufen. Häufig weisen die medizinischen Objekte je nach Anwendungsbereich eine hydrophile und/oder hydrophobe Oberfläche auf, welche durch äußerliche mechanische und/oder chemische und/oder elektromagnetische Einwirkung negativ beeinflusst werden kann.
  • Aus der Druckschrift von A.J.M. Melcop, „Vergleichende Untersuchung der Steifigkeit von Führungsdrähten minimalinvasiver Kathetersysteme - Experimentelle in-vitro-Studie an 21 Führungsdrähten -“, Dissertationsschrift, LMU München, 2018, ist bekannt, dass ein Reibungskoeffizient des medizinischen Objekts durch eine hydrophobe Beschichtung um einen Faktor 2 und durch eine hydrophile Beschichtung um einen Faktor 3 verringert werden kann. Zudem offenbart die Druckschrift, dass insbesondere hydrophile Beschichtungen leicht beschädigt werden können.
  • Hierdurch kann es nachteilig zu einer Erhöhung der Reibungskraft zwischen dem medizinischen Objekt und dem Hohlorgan kommen, wodurch häufig die Kraft zum Bewegen des medizinischen Objekts verstärkt werden muss. In der Folge steigt hierdurch häufig auch das Verletzungsrisiko für das Untersuchungsobjekt.
  • Die US 2013/0190726 A1 beschreibt ein Kathetersystem mit einer steuerbaren Katheterhülle, einem sich in mehreren Freiheitsgraden bewegenden Katheter und einem Endeffektor. Ein Aktuator steuert die Bewegung eines Katheterführungsdrahts in der Katheterhülle, um der Bewegung eines Zielgewebes zu folgen. Ein Steuersystem steuert den Aktuator und kompensiert mechanische Eigenschaften des Systems, einschließlich Reibung und Spiel.
  • Die DE 10303270 A1 offenbart eine medizinische Vorrichtung mit einer langgestreckten Einrichtung, die zum zumindest teilweisen Einführen in einen Organismus durch eine Körperöffnung bestimmt ist und wenigstens einen Sensor umfasst, der eine an der langgestreckten Einrichtung intrakorpuskular angreifende Kraft erfasst.
  • Die WO 2018/125917 A1 beschreibt ein Robotersystem mit einem medizinischen Instrument, das einen länglichen Körper mit einem darauf befindlichen Sensor und einer Steuerung umfasst. Die Steuerung vergleicht einen gemessenen Status, der von Sensordaten abgeleitet wird, die von dem Sensor erzeugt werden, und einen erwarteten Status, basierend auf einem Befehl, den länglichen Körper zu lenken. Anhand des Ergebnisses des Vergleichs bestimmt das System, ob der längliche Körper gebogen ist.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein sicheres und zugleich präzises Bewegen eines medizinischen Objekts zu ermöglichen.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch den jeweiligen Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen mit zweckmäßigen Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die Erfindung betrifft in einem ersten Aspekt eine Vorrichtung zum Bewegen eines medizinischen Objekts. Dabei umfasst die Vorrichtung eine Bewegungsvorrichtung und eine Sensoreinheit. Ferner ist die Bewegungsvorrichtung dazu ausgebildet, ein zumindest teilweise in der Bewegungsvorrichtung angeordnetes medizinisches Objekt durch Übertragen einer Kraft zu halten und/oder zu bewegen. Zudem ist die Sensoreinheit dazu ausgebildet, eine zur Kraft entgegengerichtete Gegenkraft, die das medizinische Objekt auf die Bewegungsvorrichtung ausübt, zu erfassen, wobei das medizinische Objekt zumindest teilweise in dem Untersuchungsobjekt angeordnet ist und wobei das medizinische Objekt (MO), insbesondere ein distaler Endbereich (DP), in einem Hohlorgan des Untersuchungsobjekts (31) angeordnet ist. Des Weiteren ist die Vorrichtung dazu ausgebildet, ein Signal in Abhängigkeit der Gegenkraft bereitzustellen. Zudem ist die Bewegungsvorrichtung dazu ausgebildet, das medizinische Objekt in Abhängigkeit des Signals zu bewegen.
  • Die Vorrichtung umfasst ferner eine Verarbeitungseinheit und eine Referenzeinheit. Die Referenzeinheit ist dazu ausgebildet, zumindest einen Reibungskoeffizienten des medizinischen Objekts an der Bewegungsvorrichtung und/oder an einer Einführschleuse zum Einführen des medizinischen Objekts in das Untersuchungsobjekt zu erfassen. Ferner ist die Verarbeitungseinheit dazu ausgebildet, eine virtuelle Reibungskraft zwischen dem medizinischen Objekt und dem Hohlorgan anhand des zumindest einen Reibungskoeffizienten zu simulieren. Zudem ist die Verarbeitungseinheit dazu ausgebildet, durch einen Vergleich zwischen der Gegenkraft und der virtuellen Reibungskraft eine Reibungskraft zwischen dem Hohlorgan und dem medizinischen Objekt als Ursprung der Gegenkraft zu identifizieren oder auszuschließen. Ferner kann die Verarbeitungseinheit dazu ausgebildet sein, das Signal in Abhängigkeit des Ursprungs der Gegenkraft bereitzustellen.
  • Dabei kann das medizinische Objekt beispielsweise als, insbesondere langgestrecktes, chirurgisches und/oder diagnostisches Instrument ausgebildet sein. Insbesondere kann das medizinische Objekt zumindest abschnittsweise biegsam und/oder rigide sein. Das medizinische Objekt kann beispielsweise als Katheter und/oder Endoskop und/oder Führungsdraht (engl. guide wire) ausgebildet sein.
  • Die Vorrichtung kann ferner eine Verarbeitungseinheit aufweisen, welche zum Steuern der Vorrichtung und/oder ihrer Komponenten, insbesondere der Bewegungsvorrichtung, ausgebildet ist.
  • Vorteilhafterweise kann die Bewegungsvorrichtung eine robotische Vorrichtung sein, die zur Fernmanipulation des medizinischen Objekts ausgebildet ist, beispielsweise ein Katheterroboter. Vorteilhafterweise ist die Bewegungsvorrichtung außerhalb des Untersuchungsobjekts angeordnet. Ferner kann die Bewegungsvorrichtung ein, insbesondere bewegbares und/oder verfahrbares, Befestigungselement aufweisen. Zudem kann die Bewegungsvorrichtung ein Kassettenelement aufweisen, welches zur Aufnahme zumindest eines Teils des medizinischen Objekts ausgebildet ist. Des Weiteren kann die Bewegungsvorrichtung ein Bewegungselement aufweisen, welches an dem Befestigungselement, beispielsweise einem Stativ und/oder Roboterarm, befestigt ist. Zudem kann das Befestigungselement dazu ausgebildet sein, das Bewegungselement an einer Patientenlagerungsvorrichtung zu befestigen. Ferner kann das Bewegungselement vorteilhafterweise zumindest ein Aktuatorelement aufweisen, beispielsweise einen Elektromotor, wobei die Verarbeitungseinheit zum Steuern des Aktuatorelements ausgebildet ist. Vorteilhafterweise kann das Kassettenelement, insbesondere mechanisch und/oder elektromagnetisch und/oder pneumatisch, an das Bewegungselement, insbesondere das zumindest eine Aktuatorelement, koppelbar sein. Dabei kann das Kassettenelement ferner zumindest ein Übertragungselement aufweisen, welches durch die Kopplung zwischen dem Kassettenelement und dem Bewegungselement, insbesondere dem zumindest einen Aktuatorelement, bewegbar ist. Insbesondere kann das zumindest eine Übertragungselement an das zumindest eine Aktuatorelement bewegungsgekoppelt sein. Vorteilhafterweise ist das Übertragungselement dazu ausgebildet, eine Bewegung, insbesondere die Kraft, des Aktuatorelements auf das medizinische Objekt derart zu übertragen, dass das medizinische Objekt entlang einer Längserstreckungsrichtung des medizinischen Objekts bewegt wird und/oder dass das medizinische Objekt um seine Längserstreckungsrichtung herum rotiert wird. Das zumindest eine Übertragungselement kann beispielsweise eine Rolle und/oder Walze und/oder Blende und/oder Scherplatte aufweisen. Ferner kann das Übertragungselement dazu ausgebildet sein, das medizinische Objekt durch Übertragen der Kraft, insbesondere stabil, zu halten. Das Halten des medizinischen Objekts kann insbesondere ein bezüglich der Bewegungsvorrichtung ortsfestes Positionieren des medizinischen Objekts umfassen.
  • Vorteilhafterweise kann das Bewegungselement mehrere, insbesondere unabhängig steuerbare, Aktuatorelemente aufweisen. Ferner kann das Kassettenelement mehrere Übertragungselemente, insbesondere zu jedem der Aktuatorelemente wenigstens ein bewegungsgekoppeltes Übertragungselement, aufweisen. Hierdurch kann eine, insbesondere unabhängige und/oder gleichzeitige, Bewegung des medizinischen Objekts entlang verschiedener Bewegungsfreiheitsgrade ermöglicht werden.
  • Das medizinische Objekt kann vorteilhafterweise mittels einer Einführschleuse zumindest teilweise derart in das Untersuchungsobjekt eingeführt sein, dass ein distaler Endbereich des medizinischen Objekts, beispielsweise eine Spitze, innerhalb des Untersuchungsobjekts angeordnet ist. Das Untersuchungsobjekt kann beispielsweise ein menschlicher und/oder tierischer Patient und/oder ein Gefäßphantom sein. Des Weiteren kann das Untersuchungsobjekt ein Hohlorgan, beispielsweise ein Gefäßabschnitt, insbesondere eine Vene und/oder Arterie, und/oder ein Herz und/oder eine Lunge aufweisen, in welchem der distale Endbereich des medizinischen Objekts angeordnet sein kann.
  • Die Sensoreinheit kann vorteilhafterweise einen Kraftaufnehmer aufweisen, welcher dazu ausgebildet ist, die durch das medizinische Objekt auf den Kraftaufnehmer ausgeübte Gegenkraft zu erfassen. Die Sensoreinheit kann beispielsweise einen elektromagnetischen, insbesondere kapazitiven und/oder resistiven und/oder piezoelektrischen und/oder elektrodynamischen, und/oder mechanischen und/oder optischen Kraftaufnehmer aufweisen. Zudem kann der Kraftaufnehmer in das Aktuatorelement und/oder das Übertragungselement zumindest teilweise integriert sein, beispielsweise als Drehmomentsensor. Die Gegenkraft kann der Kraft zum Halten und/oder Bewegen, insbesondere zur Translation und/oder Rotation, des medizinischen Objekts entgegengerichtet sein. Die Sensoreinheit, insbesondere der Kraftaufnehmer, kann dazu ausgebildet sein, ein Sensorsignal in Abhängigkeit der erfassten Gegenkraft bereitzustellen. Dabei kann das Sensorsignal vorteilhafterweise eine Information zu einer Richtung und/oder einem Betrag der Gegenkraft aufweisen. Ferner kann das Sensorsignal zeitaufgelöst sein. Das Sensorsignal kann zusätzlich einen Betriebsparameter der Bewegungsvorrichtung und/oder einen Betriebsparameter des medizinischen Objekts und/oder einen physiologischen Parameter des Untersuchungsobjekts aufweisen, insbesondere als Metadaten.
  • Die Vorrichtung, insbesondere die Verarbeitungseinheit, kann dazu ausgebildet sein, das Signal in Abhängigkeit der Gegenkraft, insbesondere in Abhängigkeit des Sensorsignals, bereitzustellen. Insbesondere kann die Vorrichtung dazu ausgebildet sein, das Sensorsignal als das Signal bereitzustellen. Vorteilhafterweise kann das Signal eine Information zu einer Richtung und/oder einem Betrag der Gegenkraft aufweisen.
  • Vorteilhafterweise kann die Bewegungsvorrichtung dazu ausgebildet sein, das medizinische Objekt in Abhängigkeit des Signals derart zu bewegen, dass die Gegenkraft verringert wird. Hierfür kann die Verarbeitungseinheit dazu ausgebildet sein, das Signal mit einem vorgegebenen Schwellwert zu vergleichen, wobei die Bewegungsvorrichtung dazu ausgebildet sein kann, bei einem Überschreiten des Schwellwerts durch das Signal die, insbesondere momentane, Bewegung des medizinischen Objekts in Abhängigkeit des Signals anzupassen. Insbesondere kann die Bewegungsvorrichtung dazu ausgebildet sein, bei Erfassen einer Gegenkraft mittels der Sensoreinheit eine, insbesondere momentane, Bewegung des medizinischen Objekts zu verlangsamen, insbesondere zu stoppen. Alternativ oder zusätzlich kann die Bewegungsvorrichtung dazu ausgebildet sein, bei Erfassen einer Gegenkraft mittels der Sensoreinheit die, insbesondere momentane, Bewegung des medizinischen Objekts in Abhängigkeit des Signals anzupassen. Beispielsweise kann die Bewegungsvorrichtung dazu ausgebildet sein, eine Bewegungsrichtung der Bewegung des medizinischen Objekts in Abhängigkeit des Signals anzupassen, insbesondere umzukehren. Zudem kann die Bewegungsvorrichtung dazu ausgebildet sein, eine Bewegungsgeschwindigkeit der Bewegung des medizinischen Objekts in Abhängigkeit des Signals anzupassen, insbesondere zu verringern.
  • Das medizinische Objekt kann zumindest abschnittsweise verformbar ausgebildet sein, beispielsweise mittels eines Bowdenzugs. Insbesondere kann der distale Endbereich des medizinischen Objekts verformbar sein. Des Weiteren kann die Bewegungsvorrichtung dazu ausgebildet sein, ein zumindest abschnittsweises Verformen des medizinischen Objekts, insbesondere des distalen Endbereichs, in Abhängigkeit des Signals zu steuern. Vorteilhafterweise kann hierdurch die Bewegungsrichtung des medizinischen Objekts an dem distalen Endbereich anpassbar sein.
  • Die vorgeschlagene Ausführungsform ermöglicht ein besonders sicheres, insbesondere robotisches, Bewegen des medizinischen Objekts mittels der Bewegungsvorrichtung, wobei die Bewegung des medizinischen Objekts bei Erfassen einer Gegenkraft angepasst und/oder gestoppt werden kann. Vorteilhafterweise kann hierdurch die erfasste Gegenkraft verringert werden, wodurch ein Verletzungsrisiko des Untersuchungsobjekts vorteilhaft verringert werden kann. Zudem kann mittels der vorgeschlagenen Vorrichtung eine zuverlässige Erfassung der Gegenkraft, insbesondere gegenüber einem manuellen Bewegen und/oder Halten des medizinischen Objekts, ermöglicht werden.
  • Die Referenzeinheit kann beispielsweise einen Reibungssensor und/oder einen Oberflächensensor aufweisen. Dabei kann der Reibungssensor beispielsweise ein Reibungsrad und/oder eine Reibungswalze und/oder eine Reibungsplatte aufweisen, welche die Oberfläche des medizinischen Objekts an der Einführschleuse und/oder an der Bewegungsvorrichtung mechanisch kontaktiert. Der Reibungssensor kann dazu ausgebildet sein, den zumindest einen Reibungskoeffizienten über einen Reibungswiderstand des Reibungsrads und/oder der Reibungswalze und/oder der Reibungsplatte gegenüber der Oberfläche des medizinischen Objekts zu ermitteln.
  • In einer ersten Variante kann der Reibungssensor dazu ausgebildet sein, eine zur Kraft entgegengerichtete Referenzkraft mittels des Reibungsrads und/oder der Reibungswalze und/oder der Reibungsplatte auf das medizinische Objekt zu übertragen, wobei die Sensoreinheit ferner dazu ausgebildet sein kann, eine Abweichung gegenüber der Referenzkraft zu erfassen. Die Referenzeinheit kann vorteilhafterweise dazu ausgebildet sein, den zumindest einen Reibungskoeffizienten der Oberfläche des medizinischen Objekts basierend auf der erfassten Abweichung zu bestimmen.
  • In einer zweiten Variante kann der Reibungssensor dazu ausgebildet sein, einen Schlupf an der Oberfläche des medizinischen Objekts zu erfassen. Hierfür kann der Reibungssensor dazu ausgebildet sein, die Referenzkraft entlang oder entgegen der Kraft auf das medizinische Objekt mittels des Reibungsrads und/oder der Reibungswalze und/oder Reibungsplatte zu übertragen. Zudem kann der Reibungssensor dazu ausgebildet sein, einen Schlupf des Reibungsrads und/oder der Reibungswalze und/oder der Reibungsplatte, insbesondere quantitativ, zu erfassen. Die Referenzeinheit kann dazu ausgebildet sein, den zumindest einen Reibungskoeffizienten der Oberfläche des medizinischen Objekts basierend auf dem erfassten Schlupf zu bestimmen. Insbesondere kann der Reibungssensor in das Übertragungselement zumindest teilweise integriert sein. Dabei kann das Übertragungselement zusätzlich als Reibungsrad und/oder Reibungswalze und/oder Reibungsplatte wirken.
  • Der Oberflächensensor kann beispielsweise einen elektromagnetischen und/oder optischen und/oder mechanischen und/oder ultraschallbasierten Sensor aufweisen, der zur Erfassung einer Oberflächenbeschaffenheit des medizinischen Objekts an der Einführschleuse und/oder an der Bewegungsvorrichtung ausgebildet ist. Der Oberflächensensor kann vorteilhafterweise dazu ausgebildet sein, eine Materialeigenschaft der Oberfläche des medizinischen Objekts, insbesondere quantitativ, zu erfassen. Das medizinische Objekt kann zur Reduzierung einer Reibungskraft zwischen dem medizinischen Objekt und dem Untersuchungsobjekt, insbesondere dem Hohlorgan, eine, insbesondere hydrophobe oder hydrophile, Beschichtung und/oder Oberflächenstruktur aufweisen. Der Oberflächensensor kann vorteilhafterweise dazu ausgebildet sein, eine Veränderung der Oberfläche des medizinischen Objekts, insbesondere der Beschichtung und/oder der Oberflächenstruktur, gegenüber einem Referenzwert zu erfassen. Der Referenzwert kann dabei einen Zustand der Oberfläche des medizinischen Objekts vor dem Einführen in das Untersuchungsobjekt charakterisieren. Insbesondere kann der Oberflächensensor dazu ausgebildet sein, eine Verringerung einer Schichtdicke der Beschichtung des medizinischen Objekts zu erfassen. Die Referenzeinheit kann vorteilhafterweise dazu ausgebildet sein, basierend auf der mittels des Oberflächensensors erfassten Oberflächenbeschaffenheit und/oder Veränderung der Oberfläche des medizinischen Objekts, den zumindest einen Reibungskoeffizienten des medizinischen Objekts zu bestimmen.
  • Die Verarbeitungseinheit kann vorteilhafterweise dazu ausgebildet sein, die virtuelle Reibungskraft zwischen dem Hohlorgan und dem darin zumindest teilweise angeordneten medizinischen Objekt anhand des zumindest einen Reibungskoeffizienten zu simulieren. Ferner kann die Verarbeitungseinheit dazu ausgebildet sein, die virtuelle Reibungskraft zusätzlich basierend auf einem Parameter des medizinischen Objekts, beispielsweise einem Betriebsparameter und/oder einem Materialparameter, und/oder einem Betriebsparameter der Bewegungsvorrichtung und/oder einem physiologischen Parameter des Untersuchungsobjekts zu simulieren.
  • Die Verarbeitungseinheit kann ferner dazu ausgebildet sein, die Gegenkraft mit der virtuellen Reibungskraft zu vergleichen. Dabei kann die Verarbeitungseinheit ausgebildet sein, die Reibungskraft zwischen dem Hohlorgan und dem medizinischen Objekt als, insbesondere alleinigen, Ursprung der Gegenkraft zu identifizieren, wenn die Gegenkraft im Wesentlichen mit der virtuellen Reibungskraft übereinstimmt. Insbesondere kann die Verarbeitungseinheit dazu ausgebildet sein, eine Abweichung zwischen der Gegenkraft und der virtuellen Reibungskraft zu bestimmen. Zudem kann die Verarbeitungseinheit dazu ausgebildet sein, die Reibungskraft zwischen dem Hohlorgan und dem medizinischen Objekt als, insbesondere alleinigen, Ursprung der Gegenkraft zu identifizieren, wenn die Abweichung unterhalb eines vorgegebenen Schwellwerts liegt.
  • Die Verarbeitungseinheit kann ferner dazu ausgebildet sein, die Reibungskraft als, insbesondere alleinigen, Ursprung der Gegenkraft auszuschließen, wenn eine Abweichung zwischen der Gegenkraft und der virtuellen Reibungskraft den vorgegeben Schwellwert überschreitet. Der Schwellwert kann vorteilhafterweise in Abhängigkeit des Parameters des medizinischen Objekts und/oder des Betriebsparameters der Bewegungsvorrichtung und/oder des physiologischen Parameters des Untersuchungsobjekts vorgegeben sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Schwellwert bezüglich der Abweichung zwischen der Gegenkraft und der virtuellen Reibungskraft durch eine Eingabe eines Nutzers mittels einer Eingabeeinheit vorgebbar sein.
  • Des Weiteren kann die Verarbeitungseinheit dazu ausgebildet sein, das Signal aufweisend eine Information zum Ursprung der Gegenkraft bereitzustellen. Das Bereitstellen des Signals kann beispielsweise ein Speichern auf einem computerlesbaren Speichermedium und/oder ein Anzeigen auf einer Darstellungseinheit und/oder ein Übertragen an die Bewegungsvorrichtung umfassen.
  • Die vorgeschlagene Ausführungsform ermöglicht vorteilhaft ein Identifizieren bzw. Ausschließen der Reibungskraft als, insbesondere alleinigen, Ursprung der Gegenkraft. Hierdurch kann eine besonders präzise Anpassung der Bewegung des medizinischen Objekts in Abhängigkeit des Ursprungs der Gegenkraft mittels der Bewegungsvorrichtung ermöglicht werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorgeschlagenen Vorrichtung kann die Vorrichtung ferner dazu ausgebildet sein, einen Datensatz zu empfangen, wobei der Datensatz eine Abbildung des Untersuchungsobjekts aufweist. Zudem kann die Vorrichtung dazu ausgebildet sein, eine räumliche Positionierung eines distalen Endbereichs des medizinischen Objekts bezüglich des Datensatzes zu ermitteln. Des Weiteren kann die Vorrichtung dazu ausgebildet sein, in Abhängigkeit der Gegenkraft, der räumlichen Positionierung des distalen Endbereichs und des Datensatzes einen Ursprung der Gegenkraft zu identifizieren. Ferner kann die Vorrichtung dazu ausgebildet sein, das Signal in Abhängigkeit des Ursprungs der Gegenkraft bereitzustellen.
  • Das Empfangen des Datensatzes kann insbesondere ein Erfassen und/oder Auslesen eines computerlesbaren Datenspeichers und/oder ein Empfangen aus einer Datenspeichereinheit, beispielsweise einer Datenbank, umfassen. Ferner kann der Datensatz von einer Bereitstellungseinheit eines medizinischen Bildgebungsgeräts zur Aufnahme und/oder zum Bereitstellen des Datensatzes bereitgestellt werden. Das medizinische Bildgebungsgerät kann beispielsweise eine Magnetresonanzanlage (MRT) und/oder eine Computertomographieanlage (CT) und/oder ein medizinisches Röntgengerät, insbesondere ein medizinisches C-Bogen-Röntgengerät, und/oder ein Ultraschallgerät und/oder eine Positronenemissionstomographieanlage (PET) umfassen.
  • Der Datensatz kann vorteilhafterweise eine zweidimensionale und/oder dreidimensionale Abbildung des Untersuchungsobjekts, insbesondere des Hohlorgans, aufweisen. Dabei kann der Datensatz das Untersuchungsobjekt vorzugsweise zeitaufgelöst und/oder präoperativ, insbesondere vor dem Einführen des medizinischen Objekts, abbilden. Des Weiteren kann der Datensatz vorteilhafterweise mit einem Koordinatensystem des Untersuchungsobjekts registriert sein. Ferner kann der Datensatz eine kontrastierte Abbildung des Untersuchungsobjekts, insbesondere des Hohlorgans, aufweisen, wobei ein Kontrastmittelfluss in dem Untersuchungsobjekt, insbesondere dem Hohlorgan, in dem Datensatz, insbesondere zeitaufgelöst, abgebildet ist. Hierdurch kann eine präzise Identifikation zeitlich unveränderlicher Strukturen in dem Untersuchungsobjekt ermöglicht werden, beispielsweise anhand von Zeitintensitätskurven von Bildpunkten des Datensatzes.
  • Des Weiteren kann der Datensatz ein, insbesondere zweidimensionales und/oder dreidimensionales, Modell des Untersuchungsobjekts, insbesondere des Hohlorgans, aufweisen, beispielsweise ein Zentrallinienmodell und/oder ein Volumennetzmodell (engl. volume mesh model).
  • Die Verarbeitungseinheit kann ferner dazu ausgebildet sein, die räumliche Positionierung, insbesondere eine räumliche Position und/oder Ausrichtung, des distalen Endbereichs des medizinischen Objekts bezüglich des Datensatzes zu ermitteln. Die Verarbeitungseinheit kann insbesondere dazu ausgebildet sein, eine Länge des medizinischen Objekts zwischen dem distalen Endbereich des medizinischen Objekts und der Einführschleuse und/oder der Bewegungsvorrichtung basierend auf einem Betriebsparameter der Bewegungsvorrichtung zu ermitteln. Der Betriebsparameter der Bewegungsvorrichtung kann vorteilhafterweise eine Information zu der bisherigen Bewegung des medizinischen Objekts, insbesondere einer Translation und/oder Rotation, mittels der Bewegungsvorrichtung aufweisen. Dabei kann die Verarbeitungseinheit ferner dazu ausgebildet sein, einen räumlichen Verlauf des medizinischen Objekts in dem Untersuchungsobjekt, insbesondere dem Hohlorgan, basierend auf dem Datensatz und der Länge des medizinischen Objekts zwischen dem distalen Endbereich des medizinischen Objekts und der Einführschleuse und/oder der Bewegungsvorrichtung zu ermitteln.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die Vorrichtung eine Ortungseinheit aufweisen. Die Ortungseinheit kann beispielsweise einen elektromagnetischen und/oder ultraschallbasierten Sensor umfassen, welcher zur Erfassung der räumlichen Positionierung des distalen Endbereichs ausgebildet ist, insbesondere in dem Koordinatensystem des Untersuchungsobjekts. Die Ortungseinheit kann beispielsweise an der Patientenlagerungsvorrichtung und/oder an der Bewegungsvorrichtung und/oder an der Einführschleuse und/oder dem medizinischen Objekt angeordnet sein.
  • Des Weiteren kann die Verarbeitungseinheit dazu ausgebildet sein, eine Änderung der räumlichen Positionierung des distalen Endbereichs bezüglich des Datensatzes zu ermitteln. Zudem kann die Verarbeitungseinheit dazu ausgebildet sein, die räumliche Positionierung des distalen Endbereichs, insbesondere die Änderung der räumlichen Positionierung des distalen Endbereichs, mit einer Steuerungsvorgabe der Bewegungsvorrichtung zum Bewegen und/oder Halten des medizinischen Objekts, insbesondere zum Positionieren des distalen Endbereichs im Untersuchungsobjekt, zu vergleichen.
  • Die Verarbeitungseinheit kann dazu ausgebildet sein, in Abhängigkeit der Gegenkraft, insbesondere einer Richtung und/oder einem Betrag der Gegenkraft, der räumlichen Positionierung des distalen Endbereichs bezüglich des Datensatzes und des Datensatzes den Ursprung der Gegenkraft zu identifizieren. Dabei kann das Identifizieren des Ursprungs der Gegenkraft ein Identifizieren oder Ausschließen der Reibungskraft zwischen dem medizinischen Objekt und dem Untersuchungsobjekt, insbesondere dem Hohlorgan, als, insbesondere alleinigen, Ursprung der Gegenkraft umfassen.
  • Wenn bei Vorliegen einer Gegenkraft eine Änderung der räumlichen Positionierung des distalen Endbereichs des medizinischen Objekts ermittelt wird, welche Änderung von der Steuerungsvorgabe der Bewegungsvorrichtung abweicht, kann die Verarbeitungseinheit dazu ausgebildet sein, die Reibungskraft zwischen dem medizinischen Objekt und dem Hohlorgan als, insbesondere alleinigen, Ursprung der Gegenkraft zu identifizieren. Wenn bei Vorliegen einer Gegenkraft keine Änderung der räumlichen Positionierung des distalen Endbereichs des medizinischen Objekts ermittelt wird, wobei die Steuerungsvorgabe der Bewegungsvorrichtung eine Kraft zum Bewegen des medizinischen Objekts vorgibt, kann die Verarbeitungseinheit dazu ausgebildet sein, den Ursprung der Gegenkraft zusätzlich anhand des Datensatzes zu identifizieren. Zudem kann die Verarbeitungseinheit dazu ausgebildet sein, eine Fehlpositionierung, insbesondere eine Fehlausrichtung, des distalen Endbereichs des medizinischen Objekts in dem Hohlorgan basierend auf der, insbesondere momentanen, räumlichen Positionierung bezüglich des Datensatzes als Ursprung der Gegenkraft zu identifizieren.
  • Des Weiteren kann die Verarbeitungseinheit dazu ausgebildet sein, die virtuelle Reibungskraft zusätzlich basierend auf der räumlichen Positionierung des distalen Endbereichs zu simulieren. Hierdurch kann eine Genauigkeit der Simulation vorteilhaft verbessert werden.
  • Die vorgeschlagene Ausführungsform ermöglicht vorteilhaft ein Identifizieren eines Ursprungs der Gegenkraft unter Berücksichtigung der, insbesondere momentanen, räumlichen Positionierung des distalen Endbereichs des medizinischen Objekts, des Datensatzes und der erfassten Gegenkraft.
  • Des Weiteren kann die Verarbeitungseinheit dazu ausgebildet sein, das Signal aufweisend eine Information zum Ursprung der Gegenkraft bereitzustellen. Das Bereitstellen des Signals kann beispielsweise ein Speichern auf einem computerlesbaren Speichermedium und/oder ein Anzeigen auf einer Darstellungseinheit und/oder ein Übertragen an die Bewegungsvorrichtung umfassen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorgeschlagenen Vorrichtung kann die Referenzeinheit dazu ausgebildet sein, mehrere Reibungskoeffizienten entlang einer Längserstreckungsrichtung des medizinischen Objekts zu erfassen. Dabei kann das medizinische Objekt mittels der Bewegungsvorrichtung relativ zur Referenzeinheit bewegbar sein. Ferner kann die Verarbeitungseinheit dazu ausgebildet sein, die virtuelle Reibungskraft in Abhängigkeit der räumlichen Positionierung des distalen Endbereichs des medizinischen Objekts in dem Untersuchungsobjekt, insbesondere anhand des Datensatzes, und der mehreren Reibungskoeffizienten zu simulieren.
  • Die Referenzeinheit kann vorteilhafterweise dazu ausgebildet sein, die mehreren Reibungskoeffizienten entlang der Längserstreckungsrichtung des medizinischen Objekts zu erfassen, während das medizinische Objekt mittels der Bewegungsvorrichtung relativ zur Referenzeinheit bewegt wird. Das medizinische Objekt kann entlang seiner Längserstreckungsrichtung verschiedene Reibungskoeffizienten aufweisen. Die Referenzeinheit kann vorzugsweise dazu ausgebildet sein, die mehreren Reibungskoeffizienten als Funktion der Länge des medizinischen Objekts zwischen dem distalen Endbereich und der Einführschleuse und/oder der Bewegungsvorrichtung zu erfassen und/oder abzubilden.
  • Ferner kann die Verarbeitungseinheit dazu ausgebildet sein, die virtuelle Reibungskraft in Abhängigkeit der räumlichen Positionierung des distalen Endbereichs des medizinischen Objekts in dem Untersuchungsobjekt, der Länge des medizinischen Objekts zwischen dem distalen Endbereich und der Einführschleuse und/oder der Bewegungsvorrichtung, und der mehreren Reibungskoeffizienten zu simulieren. Die Verarbeitungseinheit kann insbesondere dazu ausgebildet sein, die virtuelle Reibungskraft bei einer Änderung der räumlichen Positionierung des distalen Endbereichs, beispielsweise durch eine Bewegung des medizinischen Objekts mittels der Bewegungsvorrichtung, wiederholt zu simulieren.
  • Die vorgeschlagene Ausführungsform ermöglicht eine besonders präzise Simulation der virtuellen Reibungskraft zwischen dem Hohlorgan und dem medizinischen Objekt. Hierdurch kann die Reibungskraft zwischen dem Hohlorgan und dem medizinischen Objekt als, insbesondere alleiniger, Ursprung der Gegenkraft zuverlässig identifiziert oder ausgeschlossen werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorgeschlagenen Vorrichtung kann das medizinische Objekt, insbesondere ein distaler Endbereich, in einem Hohlorgan des Untersuchungsobjekts angeordnet sein. Des Weiteren kann die Verarbeitungseinheit dazu ausgebildet sein, bei Vorliegen einer Gegenkraft ein Hindernis in dem Hohlorgan an dem distalen Endbereich anhand des Datensatzes als Ursprung der Gegenkraft zu identifizieren oder durch Ausschluss des Hindernisses in dem Hohlorgan anhand des Datensatzes eine Reibungskraft zwischen dem Hohlorgan und dem medizinischen Objekt als Ursprung der Gegenkraft zu identifizieren.
  • Die Verarbeitungseinheit kann dazu ausgebildet sein, die räumliche Positionierung des distalen Endbereichs des medizinischen Objekts bezüglich des Datensatzes zu ermitteln. Zudem kann die Verarbeitungseinheit dazu ausgebildet sein, insbesondere bei Vorliegen einer Gegenkraft, ein Hindernis an dem distalen Endbereich des medizinischen Objekts in dem Datensatz zu identifizieren. Die Verarbeitungseinheit kann insbesondere dazu ausgebildet sein, eine Wand des Hohlorgans, beispielsweise eine Gefäßwand, und/oder eine Okklusion, beispielsweise ein Thrombus, und/oder eine Stenose als Hindernis in dem Datensatz zu identifizieren. Dabei kann die Verarbeitungseinheit dazu ausgebildet sein, das Hindernis anhand eines Bildwerts und/oder Kontrastwerts in dem Datensatz zu identifizieren. Weist der Datensatz eine kontrastierte Abbildung des Untersuchungsobjekts, insbesondere des Hohlorgans, auf, kann die Verarbeitungseinheit dazu ausgebildet sein, das Hindernis an dem distalen Endbereich des medizinischen Objekts als zeitlich unveränderliche Struktur in dem Hohlorgan zu identifizieren, beispielsweise anhand von Zeitintensitätskurven von Bildpunkten des Datensatzes.
  • Vorteilhafterweise kann die Verarbeitungseinheit dazu ausgebildet sein, das Hindernis in Abhängigkeit eines Betriebsparameters des medizinischen Objekts und/oder der Bewegungsvorrichtung, insbesondere einer Bewegungsrichtung des medizinischen Objekts, zu identifizieren. Hierdurch kann vorteilhafterweise sichergestellt werden, dass nur solche, insbesondere zeitlich unveränderliche, Strukturen in dem Hohlorgan als Hindernis identifiziert werden, welche entlang der Bewegungsrichtung an den distalen Endbereich des medizinischen Objekts angrenzen. Zudem kann die Verarbeitungseinheit dazu ausgebildet sein, solche Strukturen in dem Hohlorgan als Hindernis zu identifizieren, welche die Bewegung des medizinischen Objekts behindern und/oder einschränken. Hierbei kann die Verarbeitungseinheit dazu ausgebildet sein, das Hindernis in dem Hohlorgan an dem distalen Endbereich des medizinischen Objekts anhand des Datensatzes als, Ursprung der Gegenkraft zu identifizieren.
  • Die Verarbeitungseinheit kann ferner dazu ausgebildet sein, ein Hindernis an dem distalen Endbereich des medizinischen Objekts, insbesondere entlang der Bewegungsrichtung des medizinischen Objekts, anhand des Datensatzes auszuschließen. Hierbei kann die Verarbeitungseinheit dazu ausgebildet sein, die Reibungskraft zwischen dem medizinischen Objekt und dem Hohlorgan als, insbesondere alleinigen Ursprung, der Gegenkraft durch Ausschluss eines Hindernisses in dem Hohlorgan an dem distalen Endbereich des medizinischen Objekts anhand des Datensatzes zu identifizieren.
  • Die Bewegungsvorrichtung kann vorteilhafterweise dazu ausgebildet sein, eine Bewegungsrichtung und/oder Bewegungsgeschwindigkeit des medizinischen Objekts basierend auf dem Signal, insbesondere dem identifizierten Ursprung der Gegenkraft, derart anzupassen, dass die Gegenkraft verringert wird. Ferner kann die Bewegungsvorrichtung dazu ausgebildet sein, das medizinische Objekt derart zu bewegen, dass der distale Endbereich des medizinischen Objekts dem identifizierten Hindernis in dem Hohlorgan ausweicht.
  • Die vorgeschlagene Ausführungsform ermöglicht eine präzise Identifikation des Ursprungs der Gegenkraft, insbesondere ohne zusätzliche intraoperative Bildgebung und/oder Strahlenbelastung des Untersuchungsobjekts. Zudem kann hierdurch ein Verletzungsrisiko des Untersuchungsobjekts vorteilhaft verringert werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorgeschlagenen Vorrichtung kann der Datensatz eine Abbildung und/oder ein Modell des Untersuchungsobjekts und des zumindest teilweise in dem Untersuchungsobjekt angeordneten medizinischen Objekts aufweisen. Dabei kann die Verarbeitungseinheit ferner dazu ausgebildet sein, die räumliche Positionierung des distalen Endbereichs des medizinischen Objekts in dem Datensatz zu ermitteln.
  • Der Datensatz kann vorteilhafterweise eine zweidimensionale und/oder dreidimensionale Abbildung des Untersuchungsobjekts, insbesondere des Hohlorgans, und des zumindest teilweise in dem Untersuchungsobjekt, insbesondere dem Hohlorgan, angeordneten medizinischen Objekts aufweisen. Dabei kann der Datensatz das Untersuchungsobjekt und das medizinische Objekt vorzugsweise zeitaufgelöst und/oder intraoperativ, insbesondere nach dem Einführen des medizinischen Objekts, abbilden. Des Weiteren kann der Datensatz eine maskierte und/oder segmentierte Abbildung des Hohlorgans und/oder des medizinischen Objekts aufweisen. Beispielsweise kann der Datensatz gemäß einer digitalen Subtraktionsangiographie (DSA) aufgenommen sein, wobei ein Kontrastmittelfluss in dem Hohlorgan und/oder eine Bewegung des medizinischen Objekts in dem Hohlorgan als zeitliche Veränderung, insbesondere während einer Füllphase der DSA, abgebildet sein können.
  • Des Weiteren kann der Datensatz ein, insbesondere zweidimensionales und/oder dreidimensionales, Modell des Untersuchungsobjekts, insbesondere des Hohlorgans, und/oder des medizinischen Objekts aufweisen. Der Datensatz kann beispielsweise ein Modell des medizinischen Objekts, insbesondere ein Linienmodell und/oder ein Volumennetzmodell, aufweisen, welches in Abhängigkeit des Parameters des medizinischen Objekts, insbesondere einem Materialparameter und/oder einem Betriebsparameter, erzeugt und/oder empfangen und/oder aus einer Auswahl mehrerer Modelle von verschiedenen medizinischen Objekten selektiert werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Verarbeitungseinheit dazu ausgebildet sein, das Modell des Untersuchungsobjekts, insbesondere des Hohlorgans, und/oder das Modell des medizinischen Objekts basierend auf einer Abbildung zu erzeugen, beispielsweise durch Segmentieren. Das medizinische Objekt kann ferner eine Markerstruktur aufweisen, insbesondere an dem distalen Endbereich, welche ein Identifizieren und/oder Lokalisieren des medizinischen Objekts in dem Hohlorgan in dem Datensatz ermöglicht.
  • Vorteilhafterweise kann die Verarbeitungseinheit dazu ausgebildet sein, die räumliche Positionierung des distalen Endbereichs des medizinischen Objekts in dem, insbesondere intraoperativen, Datensatz zu ermitteln. Dies kann insbesondere dadurch ermöglicht werden, dass der Datensatz mit dem Koordinatensystem des Untersuchungsobjekts registriert ist. Zudem kann die Verarbeitungseinheit dazu ausgebildet sein, einen räumlichen Verlauf des medizinischen Objekts, insbesondere zwischen der Einführschleuse und dem distalen Endbereich, in dem Datensatz zu ermitteln.
  • Insbesondere kann die Bewegungsvorrichtung dazu ausgebildet sein, die Bewegung des medizinischen Objekts bei Vorliegen einer Gegenkraft dann fortzusetzen, wenn ein Hindernis an dem distalen Endbereich anhand des, insbesondere intraoperativen, Datensatzes ausgeschlossen wurde. Hierdurch kann ein Verletzungsrisiko von Strukturen, insbesondere dem Hohlorgan, durch eine Bewegung des medizinischen Objekts vorteilhaft verringert werden.
  • Die vorgeschlagene Ausführungsform ermöglicht ein besonders präzises Ermitteln der räumlichen Positionierung des distalen Endbereichs des medizinischen Objekts in dem Untersuchungsobjekt. Zudem kann hierdurch die Simulation der virtuellen Reibungskraft und/oder das Identifizieren des Ursprungs der Gegenkraft vorteilhaft verbessert werden. Dies wird insbesondere durch das Ermitteln des räumlichen Verlaufs des medizinischen Objekts in dem Untersuchungsobjekt, insbesondere dem Hohlorgan, anhand des Datensatzes ermöglicht.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorgeschlagenen Vorrichtung kann das medizinische Objekt, insbesondere ein distaler Endbereich, in einem Hohlorgan des Untersuchungsobjekts angeordnet sein. Zudem kann die Verarbeitungseinheit dazu ausgebildet sein, bei Vorliegen einer Gegenkraft ein Mäandrieren und/oder eine Spiralbildung des medizinischen Objekts in dem Hohlorgan anhand des Datensatzes zu identifizieren. Ferner kann die Bewegungsvorrichtung dazu ausgebildet sein, das medizinische Objekt zusätzlich in Abhängigkeit des identifizierten Mäandrierens und/oder der Spiralbildung des medizinischen Objekts im Hohlorgan zu bewegen.
  • Die Verarbeitungseinheit kann vorteilhafterweise dazu ausgebildet sein, das Mäandrieren und/oder die Spiralbildung des medizinischen Objekts in dem Hohlorgan anhand des Datensatzes, insbesondere anhand des darin abgebildeten räumlichen Verlaufs des medizinischen Objekts, zu identifizieren. Das Mäandrieren des medizinischen Objekts beschreibt dabei insbesondere einen gewundenen Verlauf des medizinischen Objekts, wobei der gewundene Verlauf einer Krümmung, insbesondere Kurve, des Hohlorgans zumeist an einer kurvenäußeren Seite des Hohlorgans folgt. Ferner kann es durch eine Rotation des medizinischen Objekts mittels der Bewegungsvorrichtung zu einer Spiralbildung des medizinischen Objekts kommen. Dabei kann der räumliche Verlauf des medizinischen Objekts in dem Hohlorgan einen zumindest teilweise spiralförmigen, insbesondere räumlich verwundenen, Verlauf aufweisen. Die Verarbeitungseinheit kann dazu ausgebildet sein, das Mäandrieren und/oder die Spiralbildung des medizinischen Objekts anhand der zweidimensionalen und/oder dreidimensionalen Abbildung des räumlichen Verlaufs des medizinischen Objekts in dem Datensatz zu identifizieren.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die Verarbeitungseinheit dazu ausgebildet sein, das Mäandrieren und/oder die Spiralbildung des medizinischen Objekts durch Bestimmen einer Abweichung in dem Datensatz zwischen einer vorgegebenen und einer tatsächlichen räumlichen Positionierung des distalen Endbereichs des medizinischen Objekts zu identifizieren. Insbesondere kann das Mäandrieren und/oder die Spiralbildung des medizinischen Objekts im Hohlorgan eine Verkürzung einer effektiven Länge des medizinischen Objekts zwischen dem distalen Endbereich und der Einführschleuse und/oder der Bewegungsvorrichtung bewirken.
  • Dabei können das Mäandrieren und/oder die Spiralbildung durch ein Hindernis entlang der Bewegungsrichtung des medizinischen Objekts und/oder durch die Reibungskraft zwischen dem Hohlorgan und dem medizinischen Objekt hervorgerufen werden. Insbesondere kann das Mäandrieren und/oder die Spiralbildung des medizinischen Objekts in dem Hohlorgan zu einer Erhöhung einer Kontaktfläche zwischen dem medizinischen Objekt und dem Hohlorgan führen. Hierdurch kann es zu einer Erhöhung der Reibungskraft zwischen dem medizinischen Objekt und dem Hohlorgan und in der Folge zu einer Erhöhung der Gegenkraft kommen.
  • Vorteilhafterweise kann die Verarbeitungseinheit dazu ausgebildet sein, die virtuelle Reibungskraft zusätzlich basierend auf dem identifizierten Mäandrieren und/oder der Spiralbildung des medizinischen Objekts im Hohlorgan zu simulieren. Des Weiteren kann die Bewegungsvorrichtung vorteilhafterweise dazu ausgebildet sein, die Bewegung des medizinischen Objekts, insbesondere eine Bewegungsrichtung und/oder Bewegungsgeschwindigkeit, zusätzlich in Abhängigkeit des identifizierten Mäandrierens und/oder der Spiralbildung des medizinischen Objekts im Hohlorgan derart anzupassen, dass die Gegenkraft verringert wird.
  • Die vorgeschlagene Ausführungsform ermöglicht vorteilhaft eine verbesserte Simulation der virtuellen Reibungskraft. Ferner kann durch das Identifizieren des Mäandrierens und/oder der Spiralbildung des medizinischen Objekts im Hohlorgan ein verbessertes Anpassen der Bewegung des medizinischen Objekts mittels der Bewegungsvorrichtung ermöglicht werden. Hierdurch kann ein Verletzungsrisiko von Strukturen, insbesondere dem Hohlorgan, durch eine Bewegung des medizinischen Objekts vorteilhaft verringert werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorgeschlagenen Vorrichtung kann die Vorrichtung weiterhin eine Erneuerungseinheit umfassen. Dabei kann die Erneuerungseinheit dazu ausgebildet sein, eine Oberfläche des medizinischen Objekts in Abhängigkeit des Signals zumindest abschnittsweise derart zu erneuern, dass sich ein Reibungskoeffizient der Oberfläche verringert.
  • Die Erneuerungseinheit kann beispielsweise zum Hydrophilisieren und/oder Hydrophobisieren der Oberfläche des medizinischen Objekts ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Erneuerungseinheit zum Hydrophilisieren der Oberfläche des medizinischen Objekts durch, insbesondere lokales, Applizieren eines Plasmas ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Erneuerungseinheit zum Hydrophilisieren und/oder Hydrophobisieren durch Aufbringen einer Substanz, insbesondere einer Beschichtung, auf die Oberfläche des medizinischen Objekts ausgebildet sein. Dabei kann es je nach Anwendungsbereich des medizinischen Objekts in dem Untersuchungsobjekt vorteilhaft sein, die Oberfläche des medizinischen Objekts zu Hydrophilisieren oder zu Hydrophobisieren.
  • Dabei kann Erneuerungseinheit dazu ausgebildet sein, die Substanz beispielsweise pulverförmig, insbesondere durch Anlegen eines elektrostatischen Feldes zwischen der Oberfläche des medizinischen Objekts und der Erneuerungseinheit, und/oder gasförmig und/oder flüssig aufzutragen. Ferner kann die Erneuerungseinheit zum Fixieren der Substanz, beispielsweise durch Aufbringen einer weiteren Substanz und/oder durch Applizieren einer elektromagnetischen Strahlung, insbesondere Licht, und/oder durch thermische Einwirkung an der Oberfläche des medizinischen Objekts ausgebildet sein.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die Erneuerungseinheit dazu ausgebildet sein, die Oberfläche des medizinischen Objekts durch Abtragen einer vordefinierten Schicht der Oberfläche des medizinischen Objekts zu erneuern. Das medizinische Objekt kann an seiner Oberfläche beispielsweise mehrere, insbesondere übereinander angeordnete, hydrophile und/oder hydrophobe Schichten aufweisen, welche mechanisch und/oder chemisch und/oder elektromagnetisch abtragbar sind.
  • Vorteilhafterweise kann die Erneuerungseinheit ferner dazu ausgebildet sein, die Oberfläche des medizinischen Objekts derart zu erneuern, dass sich der Reibungskoeffizient der erneuerten Oberfläche verringert. Die Erneuerungseinheit kann dabei insbesondere dazu ausgebildet sein, die Oberfläche des medizinischen Objekts zumindest abschnittsweise, insbesondere an dem distalen Endbereich und/oder zwischen dem distalen Endbereich und der Einführschleuse und/oder zwischen dem distalen Endbereich und der Bewegungsvorrichtung zu erneuern.
  • Die vorgeschlagene Ausführungsform ermöglicht vorteilhaft ein Verringern der Reibungskraft zwischen medizinischem Objekt und Hohlorgan, wodurch die Gegenkraft verringert werden kann. Zudem kann hierdurch die Kraft zum Bewegen des medizinischen Objekts, welche die Bewegungsvorrichtung auf das medizinische Objekt überträgt verringert werden. Hierdurch kann ein Verletzungsrisiko von Strukturen des medizinischen Objekts durch eine Bewegung des medizinischen Objekts vorteilhaft verringert werden. Zudem kann eine Neigung des medizinischen Objekts zum Mäandrieren und/oder zur Spiralbildung in dem Hohlorgan durch das Verringern des Reibungskoeffizienten mittels der Erneuerungseinheit vorteilhaft verringert werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorgeschlagenen Vorrichtung kann die Erneuerungseinheit an der Bewegungsvorrichtung und/oder an einer Einführschleuse zum Einführen des medizinischen Objekts in das Untersuchungsobjekt angeordnet sein. Ferner kann die Bewegungsvorrichtung dazu ausgebildet sein, in Abhängigkeit des Signals das medizinische Objekt zumindest teilweise aus dem Untersuchungsobjekt herauszubewegen. Dabei kann die Erneuerungseinheit zur Erneuerung der Oberfläche des herausbewegten Abschnitts des medizinischen Objekts ausgebildet sein.
  • Insbesondere kann die Erneuerungseinheit zumindest teilweise in die Einführschleuse und/oder die Bewegungsvorrichtung, insbesondere das Kassettenelement, integriert sein. Hierdurch kann vorteilhafterweise erreicht werden, dass sich das medizinische Objekt bei einer Bewegung, insbesondere einer Translation und/oder Rotation, mittels der Bewegungsvorrichtung relativ zur Erneuerungseinheit bewegt. Die Erneuerungseinheit kann beispielsweise ringförmig und/oder zumindest abschnittsweise um das medizinische Objekt herum angeordnet sein.
  • Ferner kann die Erneuerungseinheit zum Erneuern der Oberfläche des medizinischen Objekts, insbesondere entlang der Längserstreckungsrichtung des medizinischen Objekts, ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Erneuerungseinheit, insbesondere translatorisch und/oder rotatorisch, beweglich bezüglich des medizinischen Objekts und/oder der Bewegungseinheit und/oder der Einführschleuse angeordnet sein. Hierdurch kann eine möglichst umfassende Erneuerung der Oberfläche des medizinischen Objekts mittels der Erneuerungseinheit ermöglicht werden.
  • Die Bewegungsvorrichtung kann vorteilhafterweise dazu ausgebildet sein, in Abhängigkeit des Signals, insbesondere bei Vorliegen einer Gegenkraft und/oder bei Identifizieren der Reibungskraft zwischen medizinischem Objekt und Hohlorgan als, insbesondere alleiniger Ursprung, der Gegenkraft, das medizinische Objekt zumindest teilweise, insbesondere vollständig, aus dem Untersuchungsobjekt herauszubewegen. Dabei kann der herausbewegte Abschnitt, insbesondere während des Herausbewegens mittels der Bewegungsvorrichtung, relativ zur Erneuerungseinheit bewegt werden. Dabei kann die Erneuerungseinheit zur Erneuerung der Oberfläche des herausbewegten Abschnitts des medizinischen Objekts ausgebildet sein. Nach erfolgter Erneuerung der Oberfläche des herausbewegten Abschnitts des medizinischen Objekts mittels der Erneuerungseinheit, kann die Bewegungsvorrichtung zum Repositionieren des medizinischen Objekts, insbesondere an der ursprünglichen Positionierung des distalen Endbereichs vor dem Herausbewegen, in dem Untersuchungsobjekt, insbesondere dem Hohlorgan, ausgebildet sein.
  • Die vorgeschlagene Ausführungsform ermöglicht eine besonders flexible Ausgestaltung der Erneuerungseinheit, wobei die Erneuerungseinheit zum Erneuern verschiedener medizinischer Objekte ausgebildet sein kann. Des Weiteren kann durch das Herausbewegen, das Erneuern der Oberfläche des medizinischen Objekts und das anschließende Repositionieren des zumindest einen Teils des medizinischen Objekts ein zuvor bestehendes Mäandrieren und/oder eine Spiralbildung des medizinischen Objekts im Hohlorgan vorteilhaft verringert werden. Durch das Erneuern der Oberfläche des medizinischen Objekts mittels der Erneuerungseinheit kann der Reibungskoeffizient der Oberfläche des medizinischen Objekts verringert werden, wodurch eine Neigung des medizinischen Objekts zum Mäandrieren und/oder zur Spiralbildung in dem Hohlorgan vorteilhaft verringert werden kann.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorgeschlagenen Vorrichtung kann die Erneuerungseinheit zumindest teilweise in das medizinische Objekt integriert sein. Dabei kann die Erneuerungseinheit zur zumindest abschnittsweisen Erneuerung der Oberfläche des medizinischen Objekts ausgebildet sein, während der zu erneuernde Abschnitt in dem Untersuchungsobjekt angeordnet ist.
  • Dabei kann die Erneuerungseinheit, insbesondere translatorisch und/oder rotatorisch, beweglich bezüglich des zu erneuernden Abschnitts, insbesondere des distalen Endbereichs, des medizinischen Objekts angeordnet sein. Die Erneuerungseinheit kann beispielsweise ringförmig und/oder zumindest abschnittsweise um den zu erneuernden Abschnitt herum angeordnet sein. Dabei kann die Erneuerungseinheit dazu ausgebildet sein, die Oberfläche des zu erneuernden Abschnitts, insbesondere des distalen Endbereichs, des medizinischen Objekts zu erneuern, in dem die Erneuerungseinheit entlang des zu erneuernden Abschnitts bewegt wird, beispielsweise mittels eines Bowdenzugs.
  • Alternativ oder zusätzlich kann zumindest ein Abschnitt, insbesondere der distale Endbereich, des medizinischen Objekts bezüglich der Erneuerungseinheit, insbesondere translatorisch und/oder rotatorisch, beweglich sein, wobei die Erneuerungseinheit an dem medizinischen Objekt ortsfest angeordnet sein kann. Beispielsweise kann der zumindest eine Abschnitt, insbesondere der distale Endbereich, in die Erneuerungseinheit einfahrbar sein. Dabei kann die Erneuerungseinheit dazu ausgebildet sein, die Oberfläche des eingefahrenen Abschnitts, insbesondere des distalen Endbereichs, des medizinischen Objekts zu erneuern.
  • Die vorgeschlagene Ausführungsform ermöglicht vorteilhaft eine Erneuerung der Oberfläche des zu erneuernden Abschnitts des medizinischen Objekts, insbesondere während der zu erneuernde Abschnitt in dem Hohlorgan angeordnet ist. Vorteilhafterweise kann hierdurch eine besonders zeiteffiziente Erneuerung der Oberfläche und somit Verringerung des Reibungskoeffizienten ermöglicht werden, wobei ein Repositionieren des distalen Endbereichs mittels der Bewegungsvorrichtung zur Erneuerung dessen Oberfläche mittels der Erneuerungseinheit vorteilhaft minimiert werden kann.
  • Die Erfindung betrifft in einem zweiten Aspekt ein System umfassend eine vorgeschlagene Vorrichtung zum Bewegen eines medizinischen Objekts und ein medizinisches Bildgebungsgerät. Dabei ist das medizinische Bildgebungsgerät dazu ausgebildet sein, einen Datensatz von dem Untersuchungsobjekt aufzunehmen und an die Verarbeitungseinheit bereitzustellen.
  • Die Vorteile des vorgeschlagenen Systems entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen der vorgeschlagenen Vorrichtung zum Bewegen eines medizinischen Objekts. Hierbei erwähnte Merkmale, Vorteile oder alternative Ausführungsformen können ebenso auch auf die anderen beanspruchten Gegenstände übertragen werden und umgekehrt.
  • Der Datensatz und/oder das Untersuchungsobjekt und/oder die vorgeschlagene Vorrichtung können insbesondere alle Eigenschaften und Merkmale aufweisen, die in Bezug zur Vorrichtung zum Bewegen eines medizinischen Objekts beschrieben wurden und umgekehrt.
  • Das medizinische Bildgebungsgerät kann beispielsweise als Magnetresonanzanlage (MRT) und/oder Computertomographieanlage (CT) und/oder Ultraschallgerät und/oder medizinisches Röntgengerät, insbesondere medizinisches C-Bogen-Röntgengerät, ausgebildet sein. Das medizinische Bildgebungsgerät kann vorteilhafterweise zum, insbesondere präoperativen und/oder intraoperativen, Aufnehmen des Datensatzes von dem Untersuchungsobjekt ausgebildet sein. Insbesondere kann das medizinische Bildgebungsgerät dazu ausgebildet sein, den Datensatz aufweisend eine Abbildung des Untersuchungsobjekts, insbesondere des Hohlorgans, und/oder des medizinischen Objekts, insbesondere des distalen Endbereichs, aufzunehmen.
  • Das medizinische Bildgebungsgerät kann ferner dazu ausgebildet sein, den Datensatz an die Vorrichtung bereitzustellen. Dabei kann das Bereitstellen beispielsweise ein Speichern auf einem computerlesbaren Speichermedium und/oder ein Anzeigen auf einer Darstellungseinheit und/oder ein Übertragen an die Verarbeitungseinheit umfassen.
  • Vorteilhafterweise ermöglicht das vorgeschlagene System eine besonders präzise Bewegung des medizinischen Objekts, insbesondere eine Verringerung eines Verletzungsrisikos des Untersuchungsobjekts bei einer Bewegung des medizinischen Objekts mittels der Bewegungsvorrichtung.
  • Die Erfindung betrifft in einem dritten Aspekt ein Verfahren zum Bereitstellen eines Signals. Dabei hat vor Beginn des Verfahrens ein Bewegen und/oder Halten eines medizinischen Objekts mittels einer Bewegungsvorrichtung stattgefunden. Ferner ist die Bewegungsvorrichtung dazu ausgebildet, das zumindest teilweise in der Bewegungsvorrichtung angeordnete medizinische Objekt durch Übertragen einer Kraft zu halten und/oder zu bewegen. Zudem ist das medizinische Objekt zumindest teilweise in einem Untersuchungsobjekt angeordnet. Zudem ist das medizinische Objekt, insbesondere der distale Endbereich, in einem Hohlorgan des Untersuchungsobjekts angeordnet. In einem ersten Schritt a) des Verfahrens wird ein Sensorsignal einer Sensoreinheit empfangen. Dabei ist die Sensoreinheit dazu ausgebildet, eine zur Kraft entgegengerichtete Gegenkraft, die das medizinische Objekt auf die Bewegungsvorrichtung ausübt, zu erfassen. Ferner weist das Sensorsignal eine Information zur Gegenkraft auf. Schritt a) umfasst weiterhin die Schritte a.1) und a.2), wobei im Schritt a.1) ein Referenzsignal einer Referenzeinheit empfangen wird. Die Referenzeinheit ist dazu ausgebildet, zumindest einen Reibungskoeffizienten des medizinischen Objekts an der Bewegungsvorrichtung und/oder an einer Einführschleuse zum Einführen des medizinischen Objekts in das Untersuchungsobjekt zu erfassen. In einem weiteren Schritt a.2) wird eine virtuelle Reibungskraft zwischen dem medizinischen Objekt und dem Hohlorgan anhand des zumindest einen Reibungskoeffizienten simuliert. In einem zweiten Schritt b) wird ein Datensatz empfangen, wobei der Datensatz eine Abbildung des Untersuchungsobjekts aufweist. In einem dritten Schritt c) wird eine räumliche Positionierung eines distalen Endbereichs des medizinischen Objekts bezüglich des Datensatzes ermittelt. Ferner umfasst Schritt c) einen weiteren Schritt c.3), wobei im Schritt c.3) eine Reibungskraft zwischen dem Hohlorgan und dem medizinischen Objekt als Ursprung der Gegenkraft durch einen Vergleich zwischen dem Sensorsignal und der virtuellen Reibungskraft identifiziert oder ausgeschlossen wird. Ferner wird in einem vierten Schritt d) ein Ursprung der Gegenkraft anhand des Sensorsignals, der räumlichen Positionierung des distalen Endbereichs und des Datensatzes identifiziert. In einem fünften Schritt e) wird das Signal in Abhängigkeit des Ursprungs der Gegenkraft bereitgestellt.
  • Die Vorteile des vorgeschlagenen Verfahrens zum Bereitstellen eines Signals entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen der vorgeschlagenen Vorrichtung zum Bewegen eines medizinischen Objekts. Hierbei erwähnte Merkmale, Vorteile oder alternative Ausführungsformen können ebenso auch auf die anderen beanspruchten Gegenstände übertragen werden und umgekehrt.
  • Die Bewegungsvorrichtung und/oder das medizinische Objekt und/oder das Untersuchungsobjekt und/oder die Sensoreinheit können insbesondere alle Eigenschaften und Merkmale aufweisen, die in Bezug zur Vorrichtung zum Bewegen eines medizinischen Objekts beschrieben wurden und umgekehrt.
  • Das Empfangen des Sensorsignals und/oder des Datensatzes kann insbesondere ein Erfassen und/oder Auslesen eines computerlesbaren Datenspeichers und/oder ein Empfangen aus einer Datenspeichereinheit, beispielsweise einer Datenbank, umfassen. Ferner kann das Sensorsignal von der Sensoreinheit bereitgestellt werden. Des Weiteren kann der Datensatz von einem medizinischen Bildgebungsgerät zur Aufnahme des Datensatzes bereitgestellt werden.
  • Die Gegenkraft kann der Kraft zum Halten und/oder Bewegen, insbesondere zur Translation und/oder Rotation, des medizinischen Objekts entgegengerichtet sein. Die Sensoreinheit kann vorteilhafterweise einen Kraftaufnehmer zum Erfassen der Gegenkraft aufweisen. Ferner kann die Sensoreinheit zum Bereitstellen des Sensorsignals in Abhängigkeit der erfassten Gegenkraft ausgebildet sein. Das Sensorsignal kann vorteilhafterweise eine Information zu einer Richtung und/oder einem Betrag der Gegenkraft aufweisen. Ferner kann das Sensorsignal zeitaufgelöst sein. Das Sensorsignal kann zusätzlich einen Betriebsparameter der Bewegungsvorrichtung und/oder einen Betriebsparameter des medizinischen Objekts und/oder einen physiologischen Parameter des Untersuchungsobjekts aufweisen, insbesondere als Metadaten. Vorteilhafterweise kann das Sensorsignal einen Zeitraum der Bewegung des medizinischen Objekts mittels der Bewegungsvorrichtung vor Beginn des vorgeschlagenen Verfahrens abbilden.
  • Der Datensatz kann insbesondere alle Eigenschaften und Merkmale aufweisen, die in Bezug zur Vorrichtung zum Bewegen eines medizinischen Objekts beschrieben wurden und umgekehrt.
  • Vorteilhafterweise kann in Schritt c) die räumliche Positionierung, insbesondere eine räumliche Position und/oder Ausrichtung, des distalen Endbereichs des medizinischen Objekts bezüglich des Datensatzes ermittelt werden. Hierfür kann eine Länge des medizinischen Objekts zwischen dem distalen Endbereich des medizinischen Objekts und einer Einführschleuse zum Einführen des medizinischen Objekts und/oder der Bewegungsvorrichtung, insbesondere entlang der Längserstreckungsrichtung des medizinischen Objekts, basierend auf einem Betriebsparameter der Bewegungsvorrichtung ermittelt werden. Der Betriebsparameter der Bewegungsvorrichtung kann vorteilhafterweise eine Information zu der vor Beginn des Verfahrens mittels der Bewegungsvorrichtung stattgefundenen Bewegung des medizinischen Objekts, insbesondere einer Translation und/oder Rotation, aufweisen. Zudem kann in Schritt c) ein räumlicher Verlauf des medizinischen Objekts in dem Untersuchungsobjekt, insbesondere dem Hohlorgan, basierend auf dem Datensatz und der Länge des medizinischen Objekts zwischen dem distalen Endbereich des medizinischen Objekts und der Einführschleuse und/oder der Bewegungsvorrichtung ermittelt werden.
  • Ferner kann im Schritt c) eine Änderung der räumlichen Positionierung des distalen Endbereichs bezüglich des Datensatzes ermittelt werden. Zudem kann die räumliche Positionierung des distalen Endbereichs, insbesondere die ermittelte Änderung der räumlichen Positionierung des distalen Endbereichs, mit einer Steuerungsvorgabe der Bewegungsvorrichtung verglichen werden, wobei die Steuerungsvorgabe eine Information, insbesondere einen Anweisung, zum Bewegen des medizinischen Objekts, insbesondere zum Positionieren des distalen Endbereichs im Untersuchungsobjekt, vor Beginn des Verfahrens aufweist.
  • Vorteilhafterweise kann in Schritt d) der Ursprung der Gegenkraft in Abhängigkeit der Gegenkraft, insbesondere einer Richtung und/oder einem Betrag der Gegenkraft, der räumlichen Positionierung des distalen Endbereichs bezüglich des Datensatzes und des Datensatzes identifiziert werden. Dabei kann das Identifizieren des Ursprungs der Gegenkraft ein Identifizieren oder Ausschließen der Reibungskraft zwischen dem medizinischen Objekt und dem Untersuchungsobjekt, insbesondere dem Hohlorgan, als, insbesondere alleinigen, Ursprung der Gegenkraft umfassen.
  • Wenn bei Vorliegen einer Gegenkraft eine Änderung der räumlichen Positionierung des distalen Endbereichs des medizinischen Objekts ermittelt wird, welche Änderung von der Steuerungsvorgabe der Bewegungsvorrichtung abweicht, kann die Reibungskraft zwischen dem medizinischen Objekt und dem Hohlorgan in Schritt d) als, insbesondere alleiniger, Ursprung der Gegenkraft identifiziert werden. Wenn bei Vorliegen einer Gegenkraft hingegen keine Änderung der räumlichen Positionierung des distalen Endbereichs des medizinischen Objekts ermittelt wird, wobei die Steuerungsvorgabe der Bewegungsvorrichtung eine Kraft zum Bewegen des medizinischen Objekts vorgegeben hat, kann der Ursprung der Gegenkraft zusätzlich anhand des Datensatzes identifiziert werden. Zudem kann eine Fehlpositionierung, insbesondere eine Fehlausrichtung, des distalen Endbereichs des medizinischen Objekts in dem Hohlorgan basierend auf der, insbesondere momentanen, räumlichen Positionierung bezüglich des Datensatzes als Ursprung der Gegenkraft in Schritt d) identifiziert werden.
  • Das Bereitstellen des Signals kann beispielsweise ein Speichern auf einem computerlesbaren Speichermedium und/oder ein Anzeigen auf einer Darstellungseinheit und/oder ein Übertragen an die Verarbeitungseinheit umfassen. Insbesondere kann das Signal in Schritt e) an die Bewegungsvorrichtung bereitgestellt werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Signal aufweisend eine Information zur Gegenkraft und/oder dem Ursprung der Gegenkraft dem Nutzer mittels der Darstellungseinheit angezeigt werden.
  • Die vorgeschlagene Ausführungsform ermöglicht vorteilhaft ein Identifizieren eines Ursprungs der Gegenkraft unter Berücksichtigung der, insbesondere momentanen, räumlichen Positionierung des distalen Endbereichs des medizinischen Objekts, des Datensatzes und der erfassten Gegenkraft.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens kann das medizinische Objekt, insbesondere der distale Endbereich, in einem Hohlorgan des Untersuchungsobjekts angeordnet sein. Dabei kann Schritt c) weiterhin einen Schritt c.1) umfassen, wobei ein Hindernis in dem Hohlorgan an dem distalen Endbereich des medizinischen Objekts anhand des Datensatzes als Ursprung der Gegenkraft identifiziert wird. Alternativ kann eine Reibungskraft zwischen dem Hohlorgan und dem medizinischen Objekt als Ursprung der Gegenkraft durch Ausschluss des Hindernisses in dem Hohlorgan anhand des Datensatzes identifiziert werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens kann der Datensatz eine Abbildung und/oder ein Modell des Untersuchungsobjekts und des zumindest teilweise in dem Untersuchungsobjekt angeordneten medizinischen Objekts aufweist. Zudem kann im Schritt c) die räumliche Positionierung des distalen Endbereichs des medizinischen Objekts in dem Datensatz ermittelt werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens kann das medizinische Objekt, insbesondere der distale Endbereich, in einem Hohlorgan des Untersuchungsobjekts angeordnet sein. Dabei kann Schritt c) weiterhin einen Schritt c.2) umfassen, wobei im Schritt c.2) ein Mäandrieren und/oder eine Spiralbildung des medizinischen Objekts in dem Hohlorgan anhand des Datensatzes identifiziert werden. Ferner kann das Signal in Schritt e) zusätzlich in Abhängigkeit des identifizierten Mäandrierens und/oder der Spiralbildung des medizinischen Objekts in dem Hohlorgan bereitgestellt werden.
  • Das Identifizieren des Mäandrierens und/oder der Spiralbildung des medizinischen Objekts in dem Hohlorgan kann vorteilhafterweise anhand des im Datensatz abgebildeten räumlichen Verlaufs des medizinischen Objekts erfolgen. Insbesondere kann das Mäandrieren und/oder die Spiralbildung des medizinischen Objekts anhand einer zweidimensionalen und/oder dreidimensionalen Abbildung des räumlichen Verlaufs des medizinischen Objekts in dem Hohlorgan anhand des Datensatzes identifiziert werden.
  • Alternativ oder zusätzlich kann das Mäandrieren und/oder die Spiralbildung des medizinischen Objekts durch Bestimmen einer Abweichung in dem Datensatz zwischen einer vorgegebenen und einer tatsächlichen räumlichen Positionierung des distalen Endbereichs des medizinischen Objekts identifiziert werden. Insbesondere kann das Mäandrieren und/oder die Spiralbildung des medizinischen Objekts im Hohlorgan eine Verkürzung einer effektiven Länge des medizinischen Objekts zwischen dem distalen Endbereich und der Einführschleuse bewirken.
  • Das Mäandrieren und/oder die Spiralbildung des medizinischen Objekts in dem Hohlorgan kann eine vergrößerte Kontaktfläche zwischen dem medizinischen Objekt und dem Hohlorgan hervorgerufen haben. Hierdurch kann die Reibungskraft zwischen dem medizinischen Objekt und dem Hohlorgan und in der Folge die Gegenkraft erhöht worden sein. Vorteilhafterweise kann das Signal in Schritt e) aufweisend eine Information zum identifizierten Mäandrieren und/oder zur identifizierten Spiralbildung des medizinischen Objekts im Hohlorgan bereitgestellt werden. Hierdurch kann ein präziseres Identifizieren des Ursprungs der Gegenkraft ermöglicht werden, insbesondere unter Berücksichtigung des räumlichen Verlaufs des medizinischen Objekts im Hohlorgan.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens kann die Referenzeinheit dazu ausgebildet sein, mehrere Reibungskoeffizienten entlang einer Längserstreckungsrichtung des medizinischen Objekts zu erfassen. Zudem kann vor Beginn des Verfahrens ein Bewegen des medizinischen Objekts mittels der Bewegungsvorrichtung relativ zur Referenzeinheit stattgefunden haben. Dabei kann die virtuelle Reibungskraft in Schritt a.2) in Abhängigkeit einer räumlichen Positionierung des distalen Endbereichs des medizinischen Objekts in dem Untersuchungsobjekt anhand des Datensatzes und der mehreren Reibungskoeffizienten simuliert werden.
  • Zudem kann die virtuelle Reibungskraft zusätzlich basierend auf dem identifizierten Mäandrieren und/oder der Spiralbildung des medizinischen Objekts im Hohlorgan simuliert werden.
  • Die Erfindung betrifft in einem vierten Aspekt ein Verfahren zum Ansteuern einer Erneuerungseinheit. Dabei wird ein Signal durch Anwenden eines vorgeschlagenen Verfahrens zum Bereitstellen eines Signals empfangen. Ferner wird die Erneuerungseinheit in Abhängigkeit des Signals zur Erneuerung einer Oberfläche des medizinischen Objekts angesteuert, um einen Reibungskoeffizienten der Oberfläche zu verringern.
  • Die Erneuerungseinheit kann insbesondere alle Eigenschaften und Merkmale aufweisen, die in Bezug zur Vorrichtung zum Bewegen eines medizinischen Objekts beschrieben wurden und umgekehrt. Die Vorteile des vorgeschlagenen Verfahrens zum Ansteuern einer Erneuerungseinheit entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen der vorgeschlagenen Vorrichtung zum Bewegen eines medizinischen Objekts und/oder des vorgeschlagenen Verfahrens zum Bereitstellen eines Signals. Hierbei erwähnte Merkmale, Vorteile oder alternative Ausführungsformen können ebenso auch auf die anderen beanspruchten Gegenstände übertragen werden und umgekehrt.
  • Die Erfindung betrifft in einem fünften Aspekt ein Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm, welches direkt in einen Speicher einer Verarbeitungseinheit ladbar ist, mit Programmabschnitten, um alle Schritte des vorgeschlagenen Verfahrens zum Bereitstellen eines Signals und/oder eines vorgeschlagenen Verfahrens zum Ansteuern einer Erneuerungseinheit auszuführen, wenn die Programmabschnitte von der Verarbeitungseinheit ausgeführt werden. Das Computerprogrammprodukt kann dabei eine Software mit einem Quellcode, der noch kompiliert und gebunden oder der nur interpretiert werden muss, oder einen ausführbaren Softwarecode umfassen, der zur Ausführung nur noch in die Verarbeitungseinheit zu laden ist. Durch das Computerprogrammprodukt kann das Verfahren zum Bereitstellen eines Signals und/oder das Verfahren zum Ansteuern einer Erneuerungseinheit mittels einer Verarbeitungseinheit schnell, identisch wiederholbar und robust ausgeführt werden. Das Computerprogrammprodukt ist so konfiguriert, dass es mittels der Verarbeitungseinheit die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte ausführen kann.
  • Das Computerprogrammprodukt ist beispielsweise auf einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert oder auf einem Netzwerk oder Server hinterlegt, von wo es in den Prozessor einer Verarbeitungseinheit geladen werden kann, der mit der Verarbeitungseinheit direkt verbunden oder als Teil der Verarbeitungseinheit ausgebildet sein kann. Weiterhin können Steuerinformationen des Computerprogrammprodukts auf einem elektronisch lesbaren Datenträger gespeichert sein. Die Steuerinformationen des elektronisch lesbaren Datenträgers können derart ausgestaltet sein, dass sie bei Verwendung des Datenträgers in einer Verarbeitungseinheit ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführen. Beispiele für elektronisch lesbare Datenträger sind eine DVD, ein Magnetband oder ein USB-Stick, auf welchem elektronisch lesbare Steuerinformationen, insbesondere Software, gespeichert ist. Wenn diese Steuerinformationen von dem Datenträger gelesen und in eine Verarbeitungseinheit gespeichert werden, können alle erfindungsgemäßen Ausführungsformen der vorab beschriebenen Verfahren durchgeführt werden.
  • Die Erfindung kann ferner von einem computerlesbaren Speichermedium und/oder elektronisch lesbaren Datenträger ausgehen, auf welchem von einer Verarbeitungseinheit lesbare und ausführbare Programmabschnitte gespeichert sind, um alle Schritte des Verfahrens zum Bereitstellen eines Signals und/oder zum Ansteuern einer Erneuerungseinheit auszuführen, wenn die Programmabschnitte von der Verarbeitungseinheit ausgeführt werden.
  • Eine weitgehend softwaremäßige Realisierung hat den Vorteil, dass auch schon bisher verwendete Verarbeitungseinheiten auf einfache Weise durch ein Software-Update nachgerüstet werden können, um auf die erfindungsgemäße Weise zu arbeiten. Ein solches Computerprogrammprodukt kann neben dem Computerprogramm gegebenenfalls zusätzliche Bestandteile wie z.B. eine Dokumentation und/oder zusätzliche Komponenten, sowie Hardware-Komponenten, wie z.B. Hardware-Schlüssel (Dongles etc.) zur Nutzung der Software, umfassen.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. In unterschiedlichen Figuren werden für gleiche Merkmale die gleichen Bezugszeichen verwendet. Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung einer vorgeschlagenen Vorrichtung zum Bewegen eines medizinischen Objekts,
    • 2 eine schematische Darstellung einer Bewegungsvorrichtung,
    • 3 eine schematische Darstellung eines vorgeschlagenen Systems,
    • 4 und 5 schematische Darstellungen verschiedener Ausführungsformen eines vorgeschlagenen Verfahrens zum Bereitstellen eines Signals,
    • 6 eine schematische Darstellung eines vorgeschlagenen Verfahrens zum Ansteuern einer Erneuerungseinheit.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung einer vorgeschlagenen Vorrichtung zum Bewegen eines medizinischen Objekts. Dabei kann die Vorrichtung eine Bewegungsvorrichtung CR umfassen, die dazu ausgebildet ist, das zumindest teilweise in der Bewegungsvorrichtung CR angeordnete medizinische Objekt MO durch Übertragen einer Kraft zu halten und/oder zu bewegen.
  • Die Bewegungsvorrichtung CR kann beispielsweise als Katheterroboter, insbesondere zur Fernmanipulation des medizinischen Objekts MO, ausgebildet sein. Das medizinische Objekt MO kann als, insbesondere langgestrecktes, chirurgisches und/oder diagnostisches Instrument ausgebildet sein. Insbesondere kann das medizinische Objekt MO zumindest abschnittsweise rigide und/oder biegsam und/oder mechanisch verformbar sein. Das medizinische Objekt MO kann beispielsweise als Katheter und/ oder Endoskop und/oder Führungsdraht ausgebildet sein. Vorteilhafterweise kann das medizinische Objekt MO über eine Einführschleuse IP an einem Eintrittspunkt in ein auf der Patientenlagerungsvorrichtung 32 angeordnetes Untersuchungsobjekt 31 eingeführt sein, insbesondere in ein Hohlorgan des Untersuchungsobjekts 31. Dabei kann die Patientenlagerungsvorrichtung 32 zumindest teilweise beweglich sein. Hierfür kann die Patientenlagerungsvorrichtung 32 vorteilhafterweise eine Bewegungsvorrichtung BV aufweisen, welche Bewegungsvorrichtung BV mittels eines Bewegungssignals 28 von einer Verarbeitungseinheit 22 steuerbar ist.
  • Ferner kann das medizinische Objekt MO einen distalen Endbereich DP aufweisen. Dabei kann der distale Endbereich DP beispielsweise eine Spitze und/oder einen Abschnitt aufweisend eine Markerstruktur an dem medizinischen Objekt MO beschreiben. Der distale Endbereich DP des medizinischen Objekts MO kann vorteilhafterweise zumindest teilweise in dem Untersuchungsobjekt 31, insbesondere dem Hohlorgan, angeordnet sein. Dabei kann das Hohlorgan beispielsweise ein Gefäßabschnitt sein, in welchem der distale Endbereich DP zumindest teilweise angeordnet ist.
  • Ferner kann die Bewegungsvorrichtung CR mittels eines Befestigungselements 71, beispielsweise einem Stativ und/oder Roboterarm, an der Patientenlagerungsvorrichtung 32, insbesondere bewegbar, befestigt sein. Vorteilhafterweise kann die Bewegungsvorrichtung CR dazu ausgebildet sein, das zumindest teilweise darin angeordnete medizinische Objekt MO zumindest entlang einer Längserstreckungsrichtung des medizinischen Objekts MO translatorisch zu bewegen. Ferner kann die Bewegungsvorrichtung CR dazu ausgebildet sein, das medizinische Objekt MO um seine Längserstreckungsrichtung herum zu rotieren. Alternativ oder zusätzlich kann die Bewegungsvorrichtung CR zum Steuern einer Bewegung zumindest eines Teils des medizinischen Objekts MO, beispielsweise dem distalen Endbereich DP, insbesondere der Spitze, des medizinischen Objekts MO, ausgebildet sein. Des Weiteren kann die Bewegungsvorrichtung CR dazu ausgebildet sein, den distalen Endbereich DP des medizinischen Objekts MO definiert zu verformen, beispielsweise über einen Bowdenzug innerhalb des medizinischen Objekts MO. Des Weiteren kann die Bewegungsvorrichtung CR mittels eines Signals SIG von der Verarbeitungseinheit 22 steuerbar sein.
  • Die Vorrichtung kann ferner eine Sensoreinheit SEN umfassen, wobei die Sensoreinheit SEN dazu ausgebildet ist, eine zur Kraft entgegengerichtete Gegenkraft, die das medizinische Objekt MO auf die Bewegungsvorrichtung CR ausübt, zu erfassen. Die Sensoreinheit SEN kann vorteilhafterweise einen Kraftaufnehmer aufweisen, der dazu ausgebildet ist, die durch das medizinische Objekt MO auf den Kraftaufnehmer ausgeübte Gegenkraft zu erfassen. Die Sensoreinheit SEN kann beispielsweise einen elektromagnetischen, insbesondere kapazitiven und/oder resistiven und/oder piezoelektrischen und/oder elektrodynamischen, und/oder mechanischen und/oder optischen Kraftaufnehmer aufweisen. Die Gegenkraft kann der Kraft zum Halten und/ oder Bewegen, insbesondere zur Translation und/oder Rotation, des medizinischen Objekts MO entgegengerichtet sein. Die Sensoreinheit SEN, insbesondere der Kraftaufnehmer, kann dazu ausgebildet sein, ein Sensorsignal S in Abhängigkeit der erfassten Gegenkraft bereitzustellen. Dabei kann das Sensorsignal S vorteilhafterweise eine Information zu einer Richtung und/oder einem Betrag der Gegenkraft aufweisen. Ferner kann das Sensorsignal zeitaufgelöst sein. Das Sensorsignal S kann zusätzlich einen Betriebsparameter der Bewegungsvorrichtung CR und/oder einen Betriebsparameter des medizinischen Objekts MO und/oder einen physiologischen Parameter des Untersuchungsobjekts 31 aufweisen, insbesondere als Metadaten.
  • Vorteilhafterweise kann die Sensoreinheit SEN zumindest teilweise in die Bewegungsvorrichtung CR integriert angeordnet sein. Die Sensoreinheit SEN kann zudem dazu ausgebildet sein, das Sensorsignal S an die Verarbeitungseinheit 22 bereitzustellen. Die Vorrichtung, insbesondere die Verarbeitungseinheit 22, kann ferner dazu ausgebildet sein, das Signal SIG in Abhängigkeit der Gegenkraft, insbesondere in Abhängigkeit des Sensorsignals S, bereitzustellen. Insbesondere kann die Vorrichtung dazu ausgebildet sein, das Sensorsignal S als das Signal SIG bereitzustellen. Vorteilhafterweise kann das Signal SIG eine Information zu einer Richtung und/oder einem Betrag der Gegenkraft aufweisen.
  • Die Bewegungsvorrichtung CR kann vorteilhafterweise dazu ausgebildet sein, das medizinische Objekt MO in Abhängigkeit des Signals SIG zu bewegen. Hierfür kann die Verarbeitungseinheit 22 dazu ausgebildet sein, das Signal SIG mit einem vorgegebenen Schwellwert zu vergleichen, wobei die Bewegungsvorrichtung CR dazu ausgebildet sein kann, bei einem Überschreiten des Schwellwerts durch das Signal SIG die, insbesondere momentane, Bewegung des medizinischen Objekts MO in Abhängigkeit des Signals SIG anzupassen. Insbesondere kann die Bewegungsvorrichtung CR dazu ausgebildet sein, bei Erfassen einer Gegenkraft mittels der Sensoreinheit SEN eine, insbesondere momentane, Bewegung des medizinischen Objekts MO zu stoppen. Alternativ oder zusätzlich kann die Bewegungsvorrichtung CR dazu ausgebildet sein, bei Erfassen einer Gegenkraft mittels der Sensoreinheit SEN die, insbesondere momentane, Bewegung des medizinischen Objekts MO in Abhängigkeit des Signals SIG anzupassen. Insbesondere kann die Bewegungsvorrichtung CR dazu ausgebildet sein, das medizinische Objekt MO in Abhängigkeit des Signals SIG derart zu bewegen, dass die Gegenkraft verringert wird. Beispielsweise kann die Bewegungsvorrichtung CR dazu ausgebildet sein, eine Bewegungsrichtung und/oder Bewegungsgeschwindigkeit der Bewegung des medizinischen Objekts MO in Abhängigkeit des Signals SIG anzupassen. Des Weiteren kann die Bewegungsvorrichtung CR dazu ausgebildet sein, ein zumindest abschnittsweises Verformen des medizinischen Objekts MO, insbesondere des distalen Endbereichs DP, in Abhängigkeit des Signals SIG zu steuern.
  • Die Vorrichtung kann ferner eine Eingabeeinheit 42 aufweisen, welche zum Erfassen einer Eingabe eines Nutzers ausgebildet ist. Die Eingabeeinheit 42 kann beispielsweise eine Tastatur und/oder ein Zeigegerät, insbesondere eine Computermaus, umfassen. Dabei kann durch die Eingabe des Nutzers an der Eingabeeinheit 42 eine, insbesondere ergänzende, Steuerung der Vorrichtung, insbesondere der Bewegungsvorrichtung CR, und/ oder eines vorgeschlagenen Systems und/oder der Patientenlagerungsvorrichtung 32 ermöglicht werden. Hierfür kann das Eingabeelement 42 beispielsweise ein Eingabesignal 26 an die Verarbeitungseinheit 22 senden.
  • Ferner kann die Vorrichtung eine Darstellungseinheit 41 aufweisen, beispielsweise einen Monitor und/oder ein Display. Dabei kann die Eingabeeinheit 42 vorzugsweise zumindest teilweise in die Darstellungseinheit 41 integriert sein, beispielsweise bei einem kapazitiven und/oder resistiven Eingabedisplay. Ferner kann die Darstellungseinheit 41 dazu ausgebildet sein, Informationen und/oder graphische Darstellungen von Informationen der Vorrichtung, insbesondere der Bewegungsvorrichtung CR, und/oder des Systems anzuzeigen. Hierfür kann die Verarbeitungseinheit 22 beispielsweise ein Darstellungssignal 25 an die Darstellungseinheit 41 senden. Insbesondere kann die Darstellungseinheit 41 zum Anzeigen einer graphischen Darstellung des Signals SIG und/oder einer Information zur erfassten Gegenkraft ausgebildet sein.
  • Des Weiteren kann die Verarbeitungseinheit 22 dazu ausgebildet sein, einen, insbesondere präoperativ aufgenommenen, Datensatz zu empfangen. Dabei kann der Datensatz eine, insbesondere präoperative, Abbildung des Untersuchungsobjekts 31 aufweisen. Zudem kann die Verarbeitungseinheit 22 dazu ausgebildet sein, eine räumliche Positionierung des distalen Endbereichs DP des medizinischen Objekts MO bezüglich des Datensatzes zu ermitteln. Ferner kann die Verarbeitungseinheit 22 dazu ausgebildet sein, einen Ursprung der Gegenkraft in Abhängigkeit der Gegenkraft, insbesondere einem Betrag und/oder einer Richtung der Gegenkraft, der räumlichen Positionierung des distalen Endbereichs DP und des Datensatzes zu identifizieren. Zudem kann die Verarbeitungseinheit 22 dazu ausgebildet sein, das Signal SIG in Abhängigkeit des Ursprungs der Gegenkraft bereitzustellen.
  • Vorteilhafterweise kann die Verarbeitungseinheit 22 ferner dazu ausgebildet sein, bei Vorliegen einer Gegenkraft ein Hindernis in dem Hohlorgan an dem distalen Endbereich DP anhand des Datensatzes als Ursprung der Gegenkraft zu identifizieren oder durch Ausschluss des Hindernisses in dem Hohlorgan anhand des Datensatzes eine Reibungskraft zwischen dem Hohlorgan und dem medizinischen Objekt MO als Ursprung der Gegenkraft zu identifizieren.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung der Bewegungsvorrichtung CR zur robotischen Bewegung des medizinischen Objekts MO. Vorteilhafterweise kann die Bewegungsvorrichtung CR ein, insbesondere bewegbares und/oder verfahrbares, Befestigungselement 71 aufweisen. Ferner kann die Bewegungsvorrichtung CR ein Kassettenelement 74 aufweisen, welches zur Aufnahme zumindest eines Teils des medizinischen Objekts MO ausgebildet ist. Ferner kann die Bewegungsvorrichtung CR ein Bewegungselement 72 aufweisen, welches an dem Befestigungselement 71, beispielsweise einem Stativ und/oder Roboterarm, befestigt ist. Zudem kann das Befestigungselement 71 dazu ausgebildet sein, das Bewegungselement 72 an der Patientenlagerungsvorrichtung 32, insbesondere bewegbar, zu befestigen. Dabei kann das Bewegungselement 72 vorteilhafterweise zumindest ein, beispielsweise drei, Aktuatorelement 73 aufweisen, beispielsweise einen Elektromotor, wobei die Verarbeitungseinheit 22 zum Steuern des zumindest einen Aktuatorelements 73, insbesondere mittels des Signals SIG, ausgebildet ist. Vorteilhafterweise kann das Kassettenelement 74, insbesondere mechanisch und/oder elektromagnetisch und/oder pneumatisch, an das Bewegungselement 72, insbesondere das zumindest eine Aktuatorelement 73, koppelbar sein. Dabei kann das Kassettenelement 74 ferner zumindest ein Übertragungselement 75 aufweisen, welches durch die Kopplung zwischen dem Kassettenelement 74 und dem Bewegungselement 72, insbesondere dem zumindest einen Aktuatorelement 73, bewegbar ist. Insbesondere kann das zumindest eine Übertragungselement 75 an das zumindest eine Aktuatorelement 73 bewegungsgekoppelt sein. Ferner kann das Übertragungselement 75 dazu ausgebildet sein, eine Bewegung des Aktuatorelements 73 auf das medizinische Objekt MO derart zu übertragen, dass das medizinische Objekt MO entlang einer Längserstreckungsrichtung des medizinischen Objekts MO bewegt wird und/oder dass das medizinische Objekt MO um die Längserstreckungsrichtung herum rotiert wird. Das zumindest eine Übertragungselement 75 kann beispielsweise eine Rolle und/oder Walze und/oder Blende und/oder Scherplatte aufweisen.
  • Vorteilhafterweise kann das Bewegungselement 72 mehrere, insbesondere unabhängig steuerbare, Aktuatorelemente 73 aufweisen. Ferner kann das Kassettenelement 74 mehrere Übertragungselemente 75, insbesondere zu jedem der Aktuatorelemente 73 wenigstens ein bewegungsgekoppeltes Übertragungselement 75, aufweisen. Hierdurch kann eine, insbesondere unabhängige und/oder gleichzeitige, Bewegung des medizinischen Objekts MO entlang verschiedener Bewegungsfreiheitsgrade ermöglicht werden.
  • Ferner kann die Bewegungsvorrichtung CR, insbesondere das zumindest eine Aktuatorelement 73, mittels des Signals SIG von der Verarbeitungseinheit 22 steuerbar sein. Hierdurch kann die Bewegung des medizinischen Objekts MO von der Verarbeitungseinheit 22, insbesondere mittelbar, gesteuert werden. Zudem kann eine Ausrichtung und/oder Position der Bewegungsvorrichtung CR relativ zum Untersuchungsobjekt 31 durch eine Bewegung des Befestigungselements 71 anpassbar sein.
  • Des Weiteren kann die Bewegungsvorrichtung CR vorteilhafterweise eine Bewegungserfassungseinheit 77 aufweisen, die zur Erfassung einer Relativbewegung des medizinischen Objekts MO relativ zur Bewegungsvorrichtung CR ausgebildet ist. Dabei kann die Bewegungserfassungseinheit 77 insbesondere einen Encoder, beispielsweise einen Radencoder und/oder einen Walzenencoder, und/oder einen optischen Sensor, beispielsweise ein Barcodescanner und/oder ein Laserscanner und/oder eine Kamera, und/oder einen elektromagnetischen Sensor aufweisen. Die Bewegungserfassungseinheit 77 kann vorzugsweise zur Erfassung der Relativbewegung des medizinischen Objekts MO, insbesondere durch eine Erfassung des medizinischen Objekts MO relativ zur Bewegungsvorrichtung CR, ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Bewegungserfassungseinheit 77 zur Erfassung einer Bewegung und/oder Lageänderung von Komponenten der Bewegungsvorrichtung CR ausgebildet sein, welche Komponenten mit dem medizinischen Objekt MO bewegungsgekoppelt sind, beispielsweise das zumindest eine Aktuatorelement 73 und/oder das zumindest eine Übertragungselement 74. Die Bewegungserfassungseinheit 77 kann vorteilhafterweise dazu ausgebildet sein, ein Erfassungssignal C in Abhängigkeit der erfassten Relativbewegung des medizinischen Objekts MO an die Verarbeitungseinheit 22 bereitzustellen.
  • Die Sensoreinheit SEN und/oder die Bewegungserfassungseinheit 77 können vorteilhafterweise zumindest teilweise in das zumindest eine Aktuatorelement 73 und/oder das Übertragungselement 75 integriert angeordnet sein.
  • Des Weiteren kann die Vorrichtung eine Referenzeinheit RU umfassen, wobei die Referenzeinheit RU dazu ausgebildet ist, zumindest einen Reibungskoeffizienten des medizinischen Objekts MO an der Bewegungsvorrichtung CR und/oder an der Einführschleuse IP zum Einführen des medizinischen Objekts MO in das Untersuchungsobjekt 31 zu erfassen. Die Referenzeinheit RU kann insbesondere zumindest teilweise in die Bewegungsvorrichtung CR integriert angeordnet sein. Vorteilhafterweise kann die Referenzeinheit RU dazu ausgebildet sein, den zumindest einen Reibungskoeffizienten des medizinischen Objekts MO mittels eines Referenzsignals REF an die Verarbeitungseinheit 22 bereitzustellen. Die Verarbeitungseinheit 22 kann ferner dazu ausgebildet sein, eine virtuelle Reibungskraft zwischen dem medizinischen Objekt MO und dem Hohlorgan anhand des zumindest einen Reibungskoeffizienten, insbesondere des Referenzsignals REF, zu simulieren. Ferner kann die Verarbeitungseinheit 22 dazu ausgebildet sein, eine Reibungskraft zwischen dem Hohlorgan und dem medizinischen Objekt MO als Ursprung der Gegenkraft durch einen Vergleich zwischen der Gegenkraft und der virtuellen Reibungskraft zu identifizieren oder auszuschließen. Zudem kann die Verarbeitungseinheit 22 dazu ausgebildet sein, das Signal SIG in Abhängigkeit des Ursprungs der Gegenkraft bereitzustellen.
  • Des Weiteren kann die Referenzeinheit RU dazu ausgebildet sein, mehrere Reibungskoeffizienten entlang einer Längserstreckungsrichtung des medizinischen Objekts MO zu erfassen. Dabei kann das medizinische Objekt MO mittels der Bewegungsvorrichtung CR relativ zur Referenzeinheit RU bewegbar sein. Zudem kann die Verarbeitungseinheit 22 dazu ausgebildet sein, die virtuelle Reibungskraft in Abhängigkeit der räumlichen Positionierung des distalen Endbereichs DP des medizinischen Objekts MO in dem Untersuchungsobjekt 31 und der mehreren Reibungskoeffizienten zu simulieren.
  • Ferner kann die Vorrichtung eine Erneuerungseinheit REN aufweisen, wobei die Erneuerungseinheit REN dazu ausgebildet ist, eine Oberfläche des medizinischen Objekts MO in Abhängigkeit des Signals SIG zumindest derart zu erneuern, dass sich ein Reibungskoeffizient der Oberfläche verringert. Hierfür kann die Verarbeitungseinheit ein Erneuerungssignal 53 in Abhängigkeit des Signals SIG an die Erneuerungseinheit REN senden. Im in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Erneuerungseinheit REN an der Bewegungsvorrichtung CR zumindest teilweise integriert angeordnet sein. Dabei kann die Bewegungsvorrichtung CR ferner dazu ausgebildet sein, in Abhängigkeit des Signals SIG das medizinische Objekt MO zumindest teilweise aus dem Untersuchungsobjekt 31 herauszubewegen. Zudem kann die Erneuerungseinheit REN zur Erneuerung der Oberfläche des herausbewegten Abschnitts des medizinischen Objekts MO ausgebildet sein.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die Erneuerungseinheit REN zumindest teilweise in das medizinische Objekt MO integriert sein (hier nicht gezeigt). Dabei kann die Erneuerungseinheit REN zur zumindest abschnittsweisen Erneuerung der Oberfläche des medizinischen Objekts MO ausgebildet sein, während der zu erneuernde Abschnitt in dem Untersuchungsobjekt 31 angeordnet ist.
  • 3 zeigt eine schematische Darstellung eines vorgeschlagenen Systems, wobei das vorgeschlagene System eine vorgeschlagene Vorrichtung zum Bewegen eines medizinischen Objekts MO und ein medizinisches C-Bogen-Röntgengerät 37, beispielhaft für ein medizinisches Bildgebungsgerät, umfasst. Das medizinische C-Bogen-Röntgengerät 37 kann zur, insbesondere präoperativen und/oder intraoperativen, Aufnahme des Datensatzes des Untersuchungsobjekts 31 ausgebildet sein.
  • Das medizinische C-Bogen-Röntgengerät 37 kann einen Detektor 34, insbesondere einen Röntgendetektor, und eine Röntgenquelle 33 aufweisen. Zur Aufnahme des Datensatzes, kann der Arm 38 des medizinischen C-Bogen-Röntgengeräts 37 beweglich um ein oder mehrere Achsen herum gelagert sein. Ferner kann das medizinische C-Bogen-Röntgengerät 37 eine Bewegungsvorrichtung 39 umfassen, welche eine Bewegung des medizinischen C-Bogen-Röntgengeräts 37 im Raum ermöglicht. Der Detektor 34 und die Röntgenquelle 33 können in definierter Anordnung beweglich an einem gemeinsamen C-Arm 38 befestigt sein.
  • Die Verarbeitungseinheit 22 kann zudem dazu ausgebildet sein, eine Positionierung des medizinischen C-Bogen-Röntgengeräts 37 relativ zum Untersuchungsobjekt 31 derart zu steuern, dass der distale Endbereich DP des medizinischen Objekts MO in dem mittels des medizinischen C-Bogen-Röntgengeräts 37 aufgenommenen Datensatz abgebildet ist. Das Positionieren des medizinischen C-Bogen-Röntgengeräts 37 relativ zum Untersuchungsobjekt 31 kann beispielsweise ein Positionieren der definierten Anordnung von Röntgenquelle 33 und Detektor 34, insbesondere des C-Arms 38, um ein oder mehrere Raumachsen umfassen. Ferner kann das medizinische C-Bogen-Röntgengerät 37 eine Bewegungsvorrichtung 39 umfassen, beispielsweise ein Radsystem und/oder Schienensystem und/oder einen Roboterarm, welche eine Bewegung des medizinischen C-Bogen-Röntgengeräts 37 im Raum ermöglicht.
  • Zur Aufnahme des Datensatzes des Untersuchungsobjekts 31 kann die Verarbeitungseinheit 22 ein Signal 24 an die Röntgenquelle 33 senden. Daraufhin kann die Röntgenquelle 33 ein Röntgenstrahlenbündel, insbesondere einen Kegelstrahl und/oder Fächerstrahl und/oder Parallelstrahl, aussenden. Beim Auftreffen des Röntgenstrahlenbündels, nach einer Wechselwirkung mit dem abzubildenden Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjekts 31, auf einer Oberfläche des Detektors 34, kann der Detektor 34 ein Signal 21 an die Verarbeitungseinheit 22 senden. Die Verarbeitungseinheit 22 kann beispielsweise anhand des Signals 21 den Datensatz empfangen und/oder rekonstruieren. Die Darstellungseinheit 41 kann ferner zum Anzeigen einer graphischen Darstellung des Datensatzes ausgebildet sein.
  • Vorteilhafterweise kann der Datensatz eine Abbildung und/oder ein Modell des Untersuchungsobjekts 31, insbesondere des Hohlorgans, und des zumindest teilweise in dem Untersuchungsobjekt 31 angeordneten medizinischen Objekts MO aufweisen. Dabei kann die Verarbeitungseinheit 22 dazu ausgebildet sein, die räumliche Positionierung des distalen Endbereichs DP in dem Datensatz zu ermitteln.
  • Des Weiteren kann die Verarbeitungseinheit 22 dazu ausgebildet sein, bei Vorliegen der Gegenkraft ein Mäandrieren und/oder eine Spiralbildung des medizinischen Objekts MO in dem Hohlorgan anhand des Datensatzes zu identifizieren. Die Bewegungsvorrichtung CR kann zudem dazu ausgebildet sein, das medizinische Objekt MO zusätzlich in Abhängigkeit des identifizierten Mäandrierens und/oder der Spiralbildung des medizinischen Objekts MO im Hohlorgan zu bewegen.
  • 4 zeigt eine schematische Darstellung einer vorteilhaften Ausführungsform eines vorgeschlagenen Verfahrens zum Bereitstellen PROV-SIG eines Signals SIG. Dabei kann vor Beginn des Verfahrens ein Bewegen und/oder Halten des medizinischen Objekts MO mittels der Bewegungsvorrichtung CR stattgefunden haben. In einem ersten Schritt a) kann das Sensorsignal S der Sensoreinheit SEN empfangen werden REC-S. In einem zweiten Schritt b) kann der, insbesondere präoperative und/oder intraoperative, Datensatz D empfangen werden REC-D. In einem dritten Schritt c) kann die räumliche Positionierung POS des distalen Endbereichs DP des medizinischen Objekts MO bezüglich des Datensatzes D ermittelt werden DET-POS. Hierfür kann insbesondere zusätzlich das Erfassungssignal C von der Bewegungserfassungseinheit 77 empfangen REC-C und verwendet werden. Sofern der Datensatz D eine Abbildung und/oder ein Modell des Untersuchungsobjekts 31 und des zumindest teilweise in dem Untersuchungsobjekt 31 angeordneten medizinischen Objekts MO aufweist, kann die räumliche Positionierung POS des distalen Endbereichs DP in dem Datensatz D ermittelt werden DET-POS. In einem vierten Schritt d) kann der Ursprung der Gegenkraft anhand des Sensorsignals S, der räumlichen Positionierung POS des distalen Endbereichs DP und des Datensatzes D identifiziert werden ID-ORIG. Hiernach kann das Signal SIG in Abhängigkeit des Ursprungs der Gegenkraft bereitgestellt werden PROV-SIG.
  • Des Weiteren kann Schritt c) weiterhin einen Schritt c.1) umfassen, wobei im Schritt c.1) entweder ein Hindernis in dem Hohlorgan an dem distalen Endbereich DP anhand des Datensatzes D als Ursprung der Gegenkraft oder durch Ausschluss eines Hindernisses in dem Hohlorgan eine Reibungskraft zwischen dem Hohlorgan und dem medizinischen Objekt MO als Ursprung der Gegenkraft identifiziert werden kann ID-ORIG.
  • Zudem kann in einem weiteren Schritt c.2) ein Mäandrieren und/oder eine Spiralbildung des medizinischen Objekts MO in dem Hohlorgan anhand des Datensatzes D identifiziert werden. Dabei kann das Signal SIG zusätzlich in Abhängigkeit des identifizierten Mäandrierens und/oder der Spiralbildung des medizinischen Objekts MO im Hohlorgan bereitgestellt werden PROV-SIG.
  • In 5 ist eine weitere vorteilhaften Ausführungsform eines vorgeschlagenen Verfahrens zum Bereitstellen PROV-SIG eines Signals SIG schematisch dargestellt. Dabei kann Schritt a) weiterhin die Schritte a.1) und a.2) umfassen. In Schritt a.1) kann das Referenzsignal REF der Referenzeinheit RU empfangen werden kann REC-REF. Zudem kann im Schritt a.2) eine virtuelle Reibungskraft vFRIC zwischen dem medizinischen Objekt MO und dem Hohlorgan anhand des zumindest einen Reibungskoeffizienten, insbesondere anhand des Referenzsignals REF, simuliert werden SIMU-FRIC. Des Weiteren kann Schritt c) einen weiteren Schritt c.3) umfassen, wobei die Reibungskraft zwischen dem medizinischen Objekt MO und dem Hohlorgan durch einen Vergleich COMP zwischen dem Sensorsignal S und der virtuellen Reibungskraft vFRIC identifiziert oder ausgeschlossen werden kann ID-ORIG.
  • Sofern die Referenzeinheit RU zum Erfassen mehrerer Reibungskoeffizienten entlang der Längserstreckungsrichtung des medizinischen Objekts MO ausgebildet ist und vor Beginn des Verfahrens ein Bewegen des medizinischen Objekts MO mittels der Bewegungsvorrichtung CR relativ zur Referenzeinheit RU stattgefunden hat, kann die virtuelle Reibungskraft vFRIC in Abhängigkeit der räumlichen Positionierung POS des distalen Endbereichs DP des medizinischen Objekts MO in dem Untersuchungsobjekt 31 anhand des Datensatzes D und der mehreren Reibungskoeffizienten simuliert werden SIMU-FRIC.
  • 6 zeigt eine schematische Darstellung eines vorgeschlagenen Verfahrens zum Ansteuern einer Erneuerungseinheit REN. Dabei kann das Signal SIG durch Anwenden eines vorgeschlagenen Verfahrens zum Bereitstellen eines Signals PROV-SIG empfangen werden REC-SIG. Ferner kann die Erneuerungseinheit REN in Abhängigkeit des Signals SIG zur Erneuerung REN-MO der Oberfläche des medizinischen Objekts MO angesteuert werden, um den Reibungskoeffizienten der Oberfläche zu verringern.
  • Die in den beschriebenen Figuren enthaltenen schematischen Darstellungen bilden keinerlei Maßstab oder Größenverhältnis ab.
  • Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorhergehend detailliert beschriebenen Verfahren sowie bei den dargestellten Vorrichtungen lediglich um Ausführungsbeispiele handelt, welche vom Fachmann in verschiedenster Weise modifiziert werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Ebenso schließen die Begriffe „Einheit“ und „Element“ nicht aus, dass die betreffenden Komponenten aus mehreren zusammenwirkenden Teil-Komponenten bestehen, die gegebenenfalls auch räumlich verteilt sein können.

Claims (17)

  1. Vorrichtung zum Bewegen eines medizinischen Objekts (MO), umfassend eine Bewegungsvorrichtung (CR) und eine Sensoreinheit (SEN), wobei die Bewegungsvorrichtung (CR) dazu ausgebildet ist, ein zumindest teilweise in der Bewegungsvorrichtung (CR) angeordnetes medizinisches Objekt (MO) durch Übertragen einer Kraft zu halten und/oder zu bewegen, wobei die Sensoreinheit (SEN) dazu ausgebildet ist, eine zur Kraft entgegengerichtete Gegenkraft, die das medizinische Objekt (MO) auf die Bewegungsvorrichtung (CR) ausübt, zu erfassen, wobei das medizinische Objekt (MO) zumindest teilweise in einem Untersuchungsobjekt (31) angeordnet ist, wobei das medizinische Objekt (MO), insbesondere ein distaler Endbereich (DP), in einem Hohlorgan des Untersuchungsobjekts (31) angeordnet ist, wobei die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, ein Signal (SIG) in Abhängigkeit der Gegenkraft bereitzustellen (PROV-SIG), wobei die Bewegungsvorrichtung (CR) dazu ausgebildet ist, das medizinische Objekt (MO) in Abhängigkeit des Signals (SIG) zu bewegen, wobei die Vorrichtung ferner eine Verarbeitungseinheit (22) und eine Referenzeinheit (RU) umfasst, wobei die Referenzeinheit (RU) dazu ausgebildet ist, zumindest einen Reibungskoeffizienten des medizinischen Objekts (MO) an der Bewegungsvorrichtung (CR) und/oder an einer Einführschleuse (IP) zum Einführen des medizinischen Objekts (MO) in das Untersuchungsobjekt (31) zu erfassen, wobei die Verarbeitungseinheit (22) dazu ausgebildet ist: - eine virtuelle Reibungskraft (vFRIC) zwischen dem medizinischen Objekt (MO) und dem Hohlorgan anhand des zumindest einen Reibungskoeffizienten zu simulieren (SIMU-FRIC), - durch einen Vergleich (COMP) zwischen der Gegenkraft und der virtuellen Reibungskraft (vFRIC) eine Reibungskraft zwischen dem Hohlorgan und dem medizinischen Objekt (MO) als Ursprung der Gegenkraft zu identifizieren oder auszuschließen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Verarbeitungseinheit (22) ferner dazu ausgebildet ist: - einen Datensatz (D) zu empfangen (REC-D), wobei der Datensatz (D) eine Abbildung des Untersuchungsobjekts (31) aufweist, - eine räumliche Positionierung (POS) eines distalen Endbereichs (DP) des medizinischen Objekts (MO) bezüglich des Datensatzes (D) zu ermitteln (DET-POS), - in Abhängigkeit der Gegenkraft, der räumlichen Positionierung (POS) des distalen Endbereichs (DP) und des Datensatzes (D) einen Ursprung der Gegenkraft zu identifizieren (ID-ORIG), - das Signal (SIG) in Abhängigkeit des Ursprungs der Gegenkraft bereitzustellen (PROV-SIG).
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzeinheit (RU) dazu ausgebildet ist, mehrere Reibungskoeffizienten entlang einer Längserstreckungsrichtung des medizinischen Objekts (MO) zu erfassen, wobei das medizinische Objekt (MO) mittels der Bewegungsvorrichtung (CR) relativ zur Referenzeinheit (RU) bewegbar ist, wobei die Verarbeitungseinheit (22) ferner dazu ausgebildet ist, die virtuelle Reibungskraft (vFRIC) in Abhängigkeit der räumlichen Positionierung (POS) des distalen Endbereichs (DP) des medizinischen Objekts (MO) in dem Untersuchungsobjekt (31) und der mehreren Reibungskoeffizienten zu simulieren (SIMU-FRIC).
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das medizinische Objekt (MO), insbesondere ein distaler Endbereich (DP), in einem Hohlorgan des Untersuchungsobjekts (31) angeordnet ist, wobei die Verarbeitungseinheit (22) ferner dazu ausgebildet ist, bei Vorliegen einer Gegenkraft ein Hindernis in dem Hohlorgan an dem distalen Endbereich (DP) anhand des Datensatzes (D) als Ursprung der Gegenkraft zu identifizieren (ID-ORIG) oder durch Ausschluss des Hindernisses in dem Hohlorgan anhand des Datensatzes (D) eine Reibungskraft zwischen dem Hohlorgan und dem medizinischen Objekt (MO) als Ursprung der Gegenkraft zu identifizieren (ID-ORIG).
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Datensatz (D) eine Abbildung und/oder ein Modell des Untersuchungsobjekts (31) und des zumindest teilweise in dem Untersuchungsobjekt (31) angeordneten medizinischen Objekts (MO) aufweist, wobei die Verarbeitungseinheit (22) ferner dazu ausgebildet ist, die räumliche Positionierung (POS) des distalen Endbereichs (DP) des medizinischen Objekts (MO) in dem Datensatz (D) zu ermitteln (DET-POS).
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das medizinische Objekt (MO), insbesondere ein distaler Endbereich (DP), in einem Hohlorgan des Untersuchungsobjekts (31) angeordnet ist, wobei die Verarbeitungseinheit (22) ferner dazu ausgebildet ist, bei Vorliegen einer Gegenkraft ein Mäandrieren und/oder eine Spiralbildung des medizinischen Objekts (MO) in dem Hohlorgan anhand des Datensatzes (D) zu identifizieren, wobei die Bewegungsvorrichtung (CR) ferner dazu ausgebildet ist, das medizinische Objekt (MO) zusätzlich in Abhängigkeit des identifizierten Mäandrierens und/oder der Spiralbildung des medizinischen Objekts (MO) im Hohlorgan zu bewegen.
  7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, weiterhin umfassend eine Erneuerungseinheit (REN), wobei die Erneuerungseinheit (REN) dazu ausgebildet ist, eine Oberfläche des medizinischen Objekts (MO) in Abhängigkeit des Signals (SIG) zumindest abschnittsweise derart zu erneuern, dass sich ein Reibungskoeffizient der Oberfläche verringert.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Erneuerungseinheit (REN) an der Bewegungsvorrichtung (CR) und/oder an der Einführschleuse (IP) zum Einführen des medizinischen Objekts (MO) in das Untersuchungsobjekt (31) angeordnet ist, wobei die Bewegungsvorrichtung (CR) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit des Signals (SIG) das medizinische Objekt (MO) zumindest teilweise aus dem Untersuchungsobjekt (31) herauszubewegen, wobei die Erneuerungseinheit (REN) zur Erneuerung der Oberfläche des herausbewegten Abschnitts des medizinischen Objekts (MO) ausgebildet ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Erneuerungseinheit (REN) zumindest teilweise in das medizinische Objekt (MO) integriert ist, wobei die Erneuerungseinheit (REN) zur zumindest abschnittsweisen Erneuerung der Oberfläche des medizinischen Objekts (MO) ausgebildet ist, während der zu erneuernde Abschnitt in dem Untersuchungsobjekt (31) angeordnet ist.
  10. System umfassend eine Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche und ein medizinisches Bildgebungsgerät, wobei das medizinische Bildgebungsgerät dazu ausgebildet ist, einen Datensatz (D) von dem Untersuchungsobjekt (31) aufzunehmen und an die Vorrichtung bereitzustellen.
  11. Verfahren zum Bereitstellen eines Signals (PROV-SIG), wobei vor Beginn des Verfahrens ein Bewegen und/oder Halten eines medizinischen Objekts (MO) mittels einer Bewegungsvorrichtung (CR) stattgefunden hat, wobei die Bewegungsvorrichtung (CR) dazu ausgebildet ist, das zumindest teilweise in der Bewegungsvorrichtung (CR) angeordnete medizinische Objekt (MO) durch Übertragen einer Kraft zu halten und/oder zu bewegen, wobei das medizinische Objekt (MO) zumindest teilweise in einem Untersuchungsobjekt (31) angeordnet ist, wobei das medizinische Objekt (MO), insbesondere der distale Endbereich (DP), in einem Hohlorgan des Untersuchungsobjekts (31) angeordnet ist, das Verfahren umfassend: a) Empfangen (REC-S) eines Sensorsignals (S) einer Sensoreinheit (SEN), wobei die Sensoreinheit (SEN) dazu ausgebildet ist, eine zur Kraft entgegengerichtete Gegenkraft, die das medizinische Objekt (MO) auf die Bewegungsvorrichtung (CR) ausübt, zu erfassen, wobei das Sensorsignal (S) eine Information zur Gegenkraft aufweist, a.1) Empfangen (REC-REF) eines Referenzsignals (REF) einer Referenzeinheit (RU), wobei die Referenzeinheit (RU) dazu ausgebildet ist, zumindest einen Reibungskoeffizienten des medizinischen Objekts (MO) an der Bewegungsvorrichtung (CR) und/oder an einer Einführschleuse (IP) zum Einführen des medizinischen Objekts (MO) in das Untersuchungsobjekt (31) zu erfassen, a.2) Simulieren (SIMU-FRIC) einer virtuellen Reibungskraft (vFRIC) zwischen dem medizinischen Objekt (MO) und dem Hohlorgan anhand des zumindest einen Reibungskoeffizienten, b) Empfangen (REC-D) eines Datensatzes (D), wobei der Datensatz (D) eine Abbildung des Untersuchungsobjekts (31) aufweist, c) Ermitteln (DET-POS) einer räumlichen Positionierung (POS) eines distalen Endbereichs (DP) des medizinischen Objekts (MO) bezüglich des Datensatzes (D), c.3) Identifizieren oder Ausschließen einer Reibungskraft zwischen dem Hohlorgan und dem medizinischen Objekt (MO) als Ursprung der Gegenkraft durch einen Vergleich (COMP) zwischen dem Sensorsignal (S) und der virtuellen Reibungskraft (vFRIC), d) Identifizieren (ID-ORIG) eines Ursprungs der Gegenkraft anhand des Sensorsignals (S), der räumlichen Positionierung (POS) des distalen Endbereichs (DP) und des Datensatzes (D), e) Bereitstellen (PROV-SIG) des Signals (SIG) in Abhängigkeit des Ursprungs der Gegenkraft.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei Schritt c) weiterhin umfasst: c.1) Identifizieren eines Hindernisses in dem Hohlorgan an dem distalen Endbereich (DP) anhand des Datensatzes (D) als Ursprung der Gegenkraft oder Identifizieren einer Reibungskraft zwischen dem Hohlorgan und dem medizinischen Objekt (MO) als Ursprung der Gegenkraft durch Ausschluss des Hindernisses in dem Hohlorgan anhand des Datensatzes (D).
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Datensatz (D) eine Abbildung und/oder ein Modell des Untersuchungsobjekts (31) und des zumindest teilweise in dem Untersuchungsobjekt (31) angeordneten medizinischen Objekts (MO) aufweist, wobei in Schritt c) die räumliche Positionierung (POS) des distalen Endbereichs (DP) des medizinischen Objekts (MO) in dem Datensatz (D) ermittelt wird (DET-POS).
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei Schritt c) weiterhin umfasst: c.2) Identifizieren eines Mäandrierens und/oder einer Spiralbildung des medizinischen Objekts (MO) in dem Hohlorgan anhand des Datensatzes (D), wobei das Signal (SIG) in Schritt e) zusätzlich in Abhängigkeit des identifizierten Mäandrierens und/oder der Spiralbildung des medizinischen Objekts (MO) in dem Hohlorgan bereitgestellt wird (PROV-SIG).
  15. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Referenzeinheit (RU) dazu ausgebildet ist, mehrere Reibungskoeffizienten entlang einer Längserstreckungsrichtung des medizinischen Objekts (MO) zu erfassen, wobei vor Beginn des Verfahrens ein Bewegen des medizinischen Objekts (MO) mittels der Bewegungsvorrichtung (CR) relativ zur Referenzeinheit (RU) stattgefunden hat, wobei die virtuelle Reibungskraft (vFRIC) in Schritt a.2) in Abhängigkeit einer räumlichen Positionierung (POS) des distalen Endbereichs (DP) des medizinischen Objekts (MO) in dem Untersuchungsobjekt (31) anhand des Datensatzes (D) und der mehreren Reibungskoeffizienten simuliert wird (SIMU-FRIC).
  16. Verfahren zum Ansteuern einer Erneuerungseinheit (REN), wobei ein Signal (SIG) durch Anwenden eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 11 bis 15 empfangen wird, wobei die Erneuerungseinheit (REN) in Abhängigkeit des Signals (SIG) zur Erneuerung einer Oberfläche des medizinischen Objekts (MO) angesteuert wird, um einen Reibungskoeffizienten der Oberfläche zu verringern.
  17. Computerprogrammprodukt, welches ein Programm umfasst und direkt in einen Speicher einer programmierbaren Recheneinheit einer Verarbeitungseinheit (22) ladbar ist, mit Programmmitteln, um ein Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16 auszuführen, wenn das Programm in der Recheneinheit der Verarbeitungseinheit (22) ausgeführt wird.
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