DE102005027678A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Markierung von dreidimensionalen Strukturen auf zweidimensionalen Projektionsbildern - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Markierung von dreidimensionalen Strukturen auf zweidimensionalen Projektionsbildern Download PDF

Info

Publication number
DE102005027678A1
DE102005027678A1 DE102005027678A DE102005027678A DE102005027678A1 DE 102005027678 A1 DE102005027678 A1 DE 102005027678A1 DE 102005027678 A DE102005027678 A DE 102005027678A DE 102005027678 A DE102005027678 A DE 102005027678A DE 102005027678 A1 DE102005027678 A1 DE 102005027678A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
projection
projection images
dimensional
position marker
images
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102005027678A
Other languages
English (en)
Inventor
Jan Dr. Boese
Andreas Meyer
Marcus Dr. Pfister
Norbert Rahn
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Healthcare GmbH
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE102005027678A priority Critical patent/DE102005027678A1/de
Priority to US11/453,623 priority patent/US7760926B2/en
Publication of DE102005027678A1 publication Critical patent/DE102005027678A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B42/00—Obtaining records using waves other than optical waves; Visualisation of such records by using optical means
    • G03B42/02—Obtaining records using waves other than optical waves; Visualisation of such records by using optical means using X-rays
    • G03B42/026—Obtaining records using waves other than optical waves; Visualisation of such records by using optical means using X-rays for obtaining three-dimensional pictures
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02—Devices for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/46—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with special arrangements for interfacing with the operator or the patient
    • A61B6/461—Displaying means of special interest
    • A61B6/466—Displaying means of special interest adapted to display 3D data
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/46—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with special arrangements for interfacing with the operator or the patient
    • A61B6/467—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with special arrangements for interfacing with the operator or the patient characterised by special input means
    • A61B6/469—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with special arrangements for interfacing with the operator or the patient characterised by special input means for selecting a region of interest [ROI]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/48—Diagnostic techniques
    • A61B6/481—Diagnostic techniques involving the use of contrast agents
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/50—Clinical applications
    • A61B6/504—Clinical applications involving diagnosis of blood vessels, e.g. by angiography
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B90/37—Surgical systems with images on a monitor during operation
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B42/00—Obtaining records using waves other than optical waves; Visualisation of such records by using optical means
    • G03B42/02—Obtaining records using waves other than optical waves; Visualisation of such records by using optical means using X-rays
    • G03B42/021—Apparatus for direct X-ray cinematography
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B2017/00681—Aspects not otherwise provided for
    • A61B2017/00694—Aspects not otherwise provided for with means correcting for movement of or for synchronisation with the body
    • A61B2017/00703—Aspects not otherwise provided for with means correcting for movement of or for synchronisation with the body correcting for movement of heart, e.g. ECG-triggered
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B2090/364—Correlation of different images or relation of image positions in respect to the body
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B90/37—Surgical systems with images on a monitor during operation
    • A61B2090/376—Surgical systems with images on a monitor during operation using X-rays, e.g. fluoroscopy
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/44—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis
    • A61B6/4429—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to the mounting of source units and detector units
    • A61B6/4435—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to the mounting of source units and detector units the source unit and the detector unit being coupled by a rigid structure
    • A61B6/4441—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to the mounting of source units and detector units the source unit and the detector unit being coupled by a rigid structure the rigid structure being a C-arm or U-arm
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/50—Clinical applications
    • A61B6/503—Clinical applications involving diagnosis of heart
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/54—Control of apparatus or devices for radiation diagnosis
    • A61B6/541—Control of apparatus or devices for radiation diagnosis involving acquisition triggered by a physiological signal

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Markierung von dreidimensionalen Strukturen (3) auf zweidimensionalen Projektionsbildern (1, 1') eines Objekts (18), bei welchen eine Positionsmarkierung (4) auf zwei aus verschiedenen Projektionsrichtungen aufgenommenen Projektionsbildern (1, 1') des Objekts festgelegt wird (42), daraus die Position der Positionsmarkierung (4) im dreidimensionalen Raum berechnet wird (44), so dass weitere, später aufgenommene Projektionsbilder überlagert von der Positionsmarkierung (4) dargestellt werden können (50).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Markierung von dreidimensionalen Strukturen auf zweidimensionalen Projektionsbildern, wobei die Projektionsbilder mit einem Bildaufnahmesystem aufgenommen werden, welches die Aufnahme von Projektionsbildern aus verschiedenen Projektionsrichtungen erlaubt. Insbesondere findet die Erfindung Anwendung bei interventionellen Röntgengeräten.
  • Heutzutage werden zahlreiche medizinische Eingriffe mittels intra-operativ gewonnener Röntgenbilder gesteuert. Beispielsweise werden zur Navigation der Instrumente bei neurochirurgischen oder anderen minimalinvasiven Eingriffen oft in Echtzeit Röntgenbilder, so genannte Fluoroskopiebilder, aufgenommen. Die hierfür verwendeten Röntgengeräte sind meist mit einem Bildaufnahmesystem ausgestattet, welches die Aufnahme von Projektionsbildern aus verschiedensten Projektionsrichtungen erlaubt, um den Untersuchungsbereich aus der jeweils geeigneten Blickrichtung betrachten zu können. Beliebt sind hier die so genannten C-Bogensysteme wie z.B. das Gerät AXIOM Artis der Siemens AG, bei welchen Röntgenröhre und Röntgendetektor an den Enden eines C-Bogens befestigt sind, der frei um den Patienten verfahrbar ist. Darüber hinaus ist auch die Patientenliege verstellbar.
  • Die so erhaltenen zweidimensionalen (2D) Projektionsbilder weisen jedoch keine Tiefeninformation auf und zeigen daher keine räumlichen Details. Ideal für den Chirurgen wäre eine dreidimensionale (3D) Darstellung der Veränderungen des Bildinhalts während des gesamten diagnostischen oder chirurgischen Eingriffs. Es ist mit den heutigen bildgebenden Modalitäten jedoch nicht möglich, 3D-Bilder in Echtzeit zu gewinnen.
  • Im Stand der Technik wird die in den intra-operativ gewonnenen Projektionsbildern fehlende räumliche Information manchmal dadurch kompensiert, dass prä-operativ aufgenommene dreidimensionale Bilder (3D-Bilder) mit den zweidimensionalen Projektionsbildern (2D-Bildern) gemeinsam betrachtet werden. Diese Kombination von aktuellen 2D-Bildern und räumlich aufgelösten 3D-Bildern erlaubt dem Arzt zwar eine bessere Orientierung im Volumen während des Eingriffs, jedoch sind in den prä-operativ aufgenommenen 3D-Bildern keine Strukturen sichtbar, die erst während des Eingriffs in den Untersuchungsbereich eingebracht werden. Darüber hinaus ist es schwierig, die prä-operativen 3D-Bilder mit den intra-operativen Projektionsbildern räumlich in Übereinstimmung (Registrierung) zu bringen.
    •
  • Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu entwickeln, um dem Untersucher oder Chirurgen insbesondere während eines bildgesteuerten Eingriffs die Orientierung im untersuchten Objekt zu erleichtern.
  • Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche 1 und 10. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: (a) Aufnehmen von zwei Projektionsbildern des Objekts aus verschiedenen Projektionsrichtungen; (b) Festlegen einer Positionsmarkierung auf den beiden Projektionsbildern; (c) Berechnen der Position der Positionsmarkierung im dreidimensionalen Raum; (d) Aufnehmen eines weiteren Projektionsbilds mit dem Bildaufnahmesystem und Berechnen der theoretischen Position der Positionsmarkierung auf dem Projektionsbild; und (e) Darstellen des in Schritt (d) aufgenommenen Projektionsbilds überlagert von der Positionsmarkierung.
  • Die Erfindung zielt also darauf ab, den Untersucher oder Chirurgen durch geeignete graphische Einblendungen z.B. bei einem diagnostische oder chirurgischen Eingriff zu unterstützen. Und zwar kann der Untersucher auf den zwei in Schritt (a) aufgenommenen Projektionsbildern eine Struktur auswählenund deren Position mit einer Positionsmarkierung markieren. Die Struktur kann z.B. ein durch Kontrastmittel kurzfristig sichtbar gemachtes Gefäß sein, welches der Untersucher auch auf den nachfolgend aufgenommenen Projektionsbildern identifizieren möchte, ohne erneut Kontrastmittel spritzen zu müssen. Der Untersucher kann also die Positionsmarkierung z.B. in Form einer dem Gefäß folgenden Linie auf den beiden Projektionsbildern festlegen. Hiermit sind die Koordinaten der Positionsmarkierung im dreidimensionalen Raum eindeutig bestimmt. Dadurch kann die Position der Positionsmarkierung auf allen weiteren aufgenommenen Projektionsbildern berechnet werden und die Projektionsbilder von der Positionsmarkierung überlagert dargestellt werden.
  • Dies setzt voraus, dass das Bildaufnahmesystem kalibriert ist. Das bedeutet z.B. bei einem C-Bogensystem, dass die aus einer Veränderung der Angulation des C-Bogens oder einer Verschiebung der Patientenliege resultierende Änderung des Blickfeldes bekannt ist oder berechnet werden kann. Ist dies nicht der Fall, müssen die in Schritt (d) aufgenommenen weiteren Projektionsbilder zunächst mit den in Schritt (a) aufgenommenen Projektionsbildern räumlich registriert werden. Durch die Kalibrierung oder Registrierung wird ermöglicht, die theoretische Position einer beliebigen dreidimensionalen Struktur im Raum auf einem mit beliebigen Einstellungen (Angulation, Verschiebung der Patientenliege etc.) aufgenommenen Projektionsbild zu berechnen. In anderen Worten kann, wenn die Position einer Struktur im Untersuchungsbereich bekannt ist, berechnet werden, wo diese Struktur auf einem aus einer beliebigen Projektionsrichtung aufgenommenen Projektionsbild abgebildet werden würde. Dadurch können später aufgenommene Projektionsbilder mit der Positionsmarkierung überlagert werden.
  • Wie oben erwähnt, ist das Bildaufnahmesystem vorzugsweise Teil eines Röntgensystems und insbesondere eines C-Bogensystems. Besonders bevorzugt sind so genannte Biplansysteme, welche zwei Röntgendetektoren aufweisen, so dass die beiden Projektionsbilder beinahe gleichzeitig und somit automatisch in nahezu der gleiche Bewegungsphase des Objekts aufgenommen werden können.
  • Das untersuchte Objekt ist bevorzugt ein Teil des menschlichen oder tierischen Körpers, welcher z.B. während der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens einem diagnostischen oder chirurgischen Eingriff unterzogen wird.
  • Die Positionsmarkierung besteht vorzugsweise aus Punkten, Linien, Flächen oder sonstigen geometrischen Figuren und markiert die Position einer Struktur innerhalb des untersuchten Objekts. Bevorzugt werden die Art und die Position der Positionsmarkierung durch den Untersucher festgelegt. Beispielsweise können auf den beiden Projektionsbildern Punkte mit Hilfe einer Maus angewählt werden, oder der Untersucher kann Linien, Dreiecke, Ellipsen oder andere geometrische Figuren aufspannen, welche eine für ihn interessierende Struktur umreißen. Beispielsweise markiert die Positionsmarkierung die Position einer durchgeführten oder geplanten Ablation bei einem elektrophysiologischen Eingriff, einen Gefäßverlauf, einen Kontrastmittel enthaltenden Gallengang oder die Kontur einer Herzkammer. Besonders vorteilhaft ist die Markierung von Strukturen, die nur kurzzeitig sichtbar sind, wie z.B. kontrastierte Blutgefäße, oder die erst während des Eingriffs eingeführt werden wie die Ablationsorte.
  • Alternativ kann die Positionsmarkierung auch voll- oder halb automatisch z.B. durch Bildsegmentierung mit Hilfe eines Rechners festgelegt werden.
  • Falls das untersuchte Objekt, wie z.B. das Herz oder die Koronararterien, Atem- und/oder Herzschlagbewegung unterliegt, wird die Aufnahme der Projektionsbilder vorzugsweise durch eine Atem-Triggerung und/oder EKG-Triggerung gesteuert.
  • Die Erfindung ist auch auf eine Vorrichtung gerichtet, welche vorzugsweise zur Ausführung des oben beschriebenen Verfahrens geeignet ist und ferner aufweist: (a) einen ersten Datenspeicher zum Speichern von zwei Projektionsbildern des Objekts aus verschiedenen Projektionsrichtungen; (b) ein Mittel zum Festlegen einer Positionsmarkierung auf den beiden Projektionsbildern; (c) einen Rechner zum Berechnen der Position der Positionsmarkierung im dreidimensionalen Raum, sowie zum Berechnen der theoretischen Position der Positionsmarkierung auf anderen, aus anderen Projektionsrichtungen aufgenommenen Projektionsbildern des Objekts; und (d) einen Bildschirm zum Darstellen von weiteren Projektionsbildern des Objekts überlagert von der Positionsmarkierung.
  • Das Mittel zum Festlegen der Positionsmarkierung ist vorzugsweise eine Maus oder ein anderes Cursorsteuerungsmittel, mit dem ein Benutzer Punkte auf den beiden Projektionsbildern auswähren kann, oder ein Rechner, welcher halb- oder vollautomatisch eine Positionsmarkierung festlegt.
  • Bevorzugt ist das Bildaufnahmesystem Teil eines Röntgengeräts und umfasst eine Röntgenröhre und einen Röntgendetektor, die um das Objekt, insbesondere einen Patienten, verfahrbar sind.
    •
  • Mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen werden nunmehr bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
  • 1A, 1B zwei Projektionsbilder eines Gefäßbaums mit eingezeichneter Positionsmarkierung;
  • 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
  • 3 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 1 zeigt schematisch zwei aus verschiedenen Projektionswinkeln aufgenommene Projektionsbilder 1, 1' eines Gefäßbaums 3. Diese Bilder wurden beispielsweise während einer intraarteriellen Kontrastmittelgabe durch ein Biplansystem aufgenommen, so dass die Gefäße mit hohem Kontrast erkennbar sind.
  • Insbesondere umfasst der Gefäßbaum 3 eine Hauptarterie 2 und zwei Gefäßverzweigungen 6. Falls der Untersucher oder Chirurg die Hauptarterie 2 auch auf späteren Projektionsbildern, insbesondere Fluoroskopiebildern, sichtbar machen möchte, kann er auf den beiden Projektionsbildern 1, 1' den Verlauf der Hauptarterie 2 durch eine Positionsmarkierung 4 nachzeichnen. In diesem Fall ist die Positionsmarkierung 4 eine (gestrichelt dargestellte) Linie. Bei anderen Gefäßen, z.B. bei den Abgängen vom linken Vorhof des Herzens in Richtung Lunge, kann als Positionsmarkierung auch eine Ellipse gewählt werden.
  • Die Positionsmarkierung 4 muss mindestens auf zwei Projektionsbildern markiert werden. Da die Markierung in der Regel eine relativ einfache geometrische Figur ist, ist damit ihre relative Lage im Raum festgelegt. Optional kann die Position der Markierung auch auf weiteren Projektionsbildern markiert oder kontrolliert werden. Ferner kann die Positionsmarkierung auch weitere Elemente, z.B. an den Gefäßverzweigungen 6 angeordnete Punkte (nicht dargestellt) enthalten.
  • 1 illustriert den im Flussdiagramm der 3 mit 42 bezeichneten Schritt „Positionsmarkierung festlegen". Danach wird in Schritt 44 die Position der Positionsmarkierung im dreidimensionalen Raum berechnet. Nun können gegebenenfalls aus anderen Projektionsrichtungen weitere Projektionsbilder aufgenommen werden (Schritt 46) und die theoretische Position der Positionsmarkierung auf diesen Projektionsbildern berechnet werden (Schritt 48). Dies ermöglicht, die Positionsmar kierung in die weiteren Projektionsbilder einzublenden (Schritt 50). Dies ermöglicht dem Untersucher oder Chirurgen, den Verlauf der Arterie 2 auf allen weiteren Projektionsbildern im Blick zu behalten, auch wenn diese mit anderen Angulationen oder Verschiebungen der Patientenliege aufgenommen wurden. Bei bewegten Organen ist hierfür jedoch eine Atem- oder EKG-Triggerung der Projektionsbilder erforderlich, damit die Projektionsbilder jeweils in der gleichen Bewegungsphase aufgenommen werden.
  • In 2 ist ein Ausführungsbeispiel einer zur Ausführung des oben beschriebenen Verfahrens geeigneten Vorrichtung dargestellt. Diese umfasst ein Bildaufnahmesystem 8 mit einem C-Bogen 10, an dessen Enden jeweils eine Röntgenröhre 12 und ein Röntgendetektor 14 befestigt sind. Der C-Bogen ist frei um eine Patientenliege 16 verfahrbar, auf der ein Patient 18 gelagert ist. Dadurch können vom Patienten Röntgenbilder aus beliebigen Projektionsrichtungen akquiriert werden.
  • Diese werden in den Datenspeicher 22 eines Steuerungs- und Bildverarbeitungsrechners 20 übertragen. Der Rechner 20 enthält ferner ein Rechenmodul 24, mit dem die Position der Positionsmarkierung im dreidimensionalen Raum, sowie deren Position auf weiteren Projektionsbildern berechnet werden kann. Hierfür sind im Datenspeicher 22 weitere Daten zur Kalibrierung des Bildaufnahmesystems 8 gespeichert.
  • Am Patienten 18 ist eine EKG-Sonde 30 befestigt, welche ein Elektrokardiogramm aufnimmt. Dieses wird an den Steuerungs- und Bildverarbeitungsrechner 20 übertragen und gegebenenfalls dazu verwendet, die Aufnahme der Projektionsbilder auf einen bestimmten Zeitpunkt im Herzzyklus zu triggern. Dadurch wird sichergestellt, dass sämtliche Projektionsbilder in der gleichen Bewegungsphase des Herzens aufgenommen werden.
  • An den Steuerungs- und Bildverarbeitungsrechner 20 ist ferner ein Bildschirm 26 zur Darstellung der Projektionsbilder, sowie eine Maus 28 zur Auswahl von Punkten, Linien etc. auf den Projektionsbildern angeschlossen. Somit kann ein Benutzer mit Hilfe der Maus 28 eine Positionsmarkierung auf den Projektionsbildern festlegen. Alternativ kann das Mittel zum Festlegen der Positionsmarkierung auch durch ein anderes Cursorbewegungsmittel wie einen Trackball, einen Touchscreen oder ein Rechenmodul gebildet sein, welches die Positionsmarkierung z.B. durch Bildsegmentierung festlegt.

Claims (13)

  1. Verfahren zur Markierung von dreidimensionalen Strukturen (3) auf zweidimensionalen Projektionsbildern eines Objekts (18), wobei die Projektionsbilder mit einem Bildaufnahmesystem (8) aufgenommen werden, welches die Aufnahme von Projektionsbildern (1, 1') aus verschiedenen Projektionsrichtungen erlaubt, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: (a) Aufnehmen (40) von zwei Projektionsbildern (1, 1') des Objekts (3) aus verschiedenen Projektionsrichtungen; (b) Festlegen (42) einer Positionsmarkierung (4) auf den beiden Projektionsbildern (1, 1'); (c) Berechnen (44) der Position der Positionsmarkierung im dreidimensionalen Raum; (d) Aufnehmen (46) eines weiteren Projektionsbilds mit dem Bildaufnahmesystem (8) und Berechnen (48) der theoretischen Position der Positionsmarkierung auf dem Projektionsbild; und (e) Darstellen (50) des in Schritt (d) aufgenommenen Projektionsbilds überlagert von der Positionsmarkierung.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte (d) und (e) wiederholt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsmarkierung (4) aus Punkten, Linien, Flächen oder sonstigen geometrischen Figuren besteht und die Position einer Struktur (3) innerhalb des Objekts (18) markiert.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsmarkierung (4) durch einen Untersucher festgelegt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bildaufnahmesystem (8) Teil eines Röntgensystems und insbesondere eines C-Bogensystems ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das in Schritt (d) aufgenommene Projektionsbild sich durch die C-Bogenangulation und/oder die Tischverschiebung von den in Schritt (a) aufgenommenen Projektionsbildern (1, 1') unterscheidet.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt Teil des menschlichen oder tierischen Körpers (18) ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt (18) einer Atem- und/oder Herzschlagbewegung unterliegt und die Aufnahme der Projektionsbilder von einer Atem-Triggerung und/oder EKG-Triggerung (30) gesteuert ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsmarkierung (4) die Position einer durchgeführten Ablation bei einem elektrophysiologischen Eingriff, einen Gefäßverlauf (3), einen Kontrastmittel enthaltenden Gallengang oder die Kontur einer Herzkammer markiert.
  10. Vorrichtung zur Markierung von dreidimensionalen Strukturen auf zweidimensionalen Projektionsbildern eines Objekts, umfassend ein Bildaufnahmesystem (8) zur Aufnahme von Projektionsbildern (1, 1') des Objekts aus verschiedenen Projektionsrichtungen, gekennzeichnet durch (a) einen ersten Datenspeicher (22) zum Speichern von zwei Projektionsbildern des Objekts aus verschiedenen Projektionsrichtungen; (b) ein Mittel (28) zum Festlegen einer Positionsmarkierung auf den beiden Projektionsbildern; (c) ein Rechenmodul (24) zum Berechnen der Position der Positionsmarkierung (4) im dreidimensionalen Raum, sowie zum Berechnen der theoretischen Position der Positionsmarkierung (4) auf anderen, aus anderen Projektionsrichtungen aufgenommenen Projektionsbildern des Objekts (3); und (d) einen Bildschirm (26) zum Darstellen von weiteren Projektionsbildern des Objekts (3) überlagert von der Positionsmarkierung (4).
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 geeignet ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Bildaufnahmesystem Teil eines Röntgengeräts ist und eine Röntgenröhre (12) und einen Röntgendetektor (14) umfasst, die um das Objekt (3), insbesondere einen Patienten (18), verfahrbar sind.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein C-Bogensystem (8) ist, bei welchem Röntgenröhre (12) und Röntgendetektor (14) an einem um das Objekt rotierbaren C-Bogen (10) befestigt sind.
DE102005027678A 2005-06-15 2005-06-15 Verfahren und Vorrichtung zur Markierung von dreidimensionalen Strukturen auf zweidimensionalen Projektionsbildern Withdrawn DE102005027678A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005027678A DE102005027678A1 (de) 2005-06-15 2005-06-15 Verfahren und Vorrichtung zur Markierung von dreidimensionalen Strukturen auf zweidimensionalen Projektionsbildern
US11/453,623 US7760926B2 (en) 2005-06-15 2006-06-15 Method and device for marking three-dimensional structures on two-dimensional projection images

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005027678A DE102005027678A1 (de) 2005-06-15 2005-06-15 Verfahren und Vorrichtung zur Markierung von dreidimensionalen Strukturen auf zweidimensionalen Projektionsbildern

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102005027678A1 true DE102005027678A1 (de) 2006-12-28

Family

ID=37513340

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102005027678A Withdrawn DE102005027678A1 (de) 2005-06-15 2005-06-15 Verfahren und Vorrichtung zur Markierung von dreidimensionalen Strukturen auf zweidimensionalen Projektionsbildern

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7760926B2 (de)
DE (1) DE102005027678A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9129366B2 (en) 2008-09-11 2015-09-08 Carl Zeiss Meditec Ag Medical systems and methods

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1583470A1 (de) * 2003-01-07 2005-10-12 Philips Intellectual Property & Standards GmbH Verfahren und anordnung zum verfolgen eines medizinischen instrumentes
DE102005051102B4 (de) * 2005-10-24 2011-02-24 Cas Innovations Gmbh & Co. Kg System zur medizinischen Navigation
US8473030B2 (en) * 2007-01-12 2013-06-25 Medtronic Vascular, Inc. Vessel position and configuration imaging apparatus and methods
US8989842B2 (en) * 2007-05-16 2015-03-24 General Electric Company System and method to register a tracking system with intracardiac echocardiography (ICE) imaging system
US20090198124A1 (en) * 2008-01-31 2009-08-06 Ralf Adamus Workflow to enhance a transjugular intrahepatic portosystemic shunt procedure
JP5224451B2 (ja) * 2008-06-03 2013-07-03 富士フイルム株式会社 投影画像作成装置、方法およびプログラム
DE102009015386A1 (de) * 2009-03-27 2010-09-30 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines funktionellen Datensatzes eines perfundierten Bereichs des menschlichen oder tierischen Körpers
US20100292565A1 (en) * 2009-05-18 2010-11-18 Andreas Meyer Medical imaging medical device navigation from at least two 2d projections from different angles
EP2595541B1 (de) * 2010-07-19 2020-09-30 Koninklijke Philips N.V. Adaptive kartenerstellung
US8989843B2 (en) * 2012-06-05 2015-03-24 DePuy Synthes Products, LLC Methods and apparatus for estimating the position and orientation of an implant using a mobile device
CN103690188B (zh) * 2013-12-09 2017-10-13 中国人民解放军第四军医大学 头部正面拍摄装置及三维头部模型的自然头位校正方法
US10932866B1 (en) * 2014-12-08 2021-03-02 Think Surgical, Inc. Implant based planning, digitizing, and registration for total joint arthroplasty
AU2017340607B2 (en) 2016-10-05 2022-10-27 Nuvasive, Inc. Surgical navigation system and related methods
CN110044936B (zh) * 2019-05-09 2021-09-17 上海电机学院 一种应用于x射线探伤检测的拉带式数字标签装置
CN111916187B (zh) * 2020-07-17 2024-04-19 华中科技大学 一种医学图像细胞位置辅助用户定位方法、系统和装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19962666A1 (de) * 1999-12-23 2001-07-05 Siemens Ag Verfahren zum Rekonstruieren von 3D-Bilddaten bezüglich eines interessierenden Volumens eines Untersuchungsobjekts
DE10057023A1 (de) * 2000-11-17 2002-06-06 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Visualisierung eines Objektes
US6493575B1 (en) * 1998-06-04 2002-12-10 Randy J. Kesten Fluoroscopic tracking enhanced intraventricular catheter system
US6501848B1 (en) * 1996-06-19 2002-12-31 University Technology Corporation Method and apparatus for three-dimensional reconstruction of coronary vessels from angiographic images and analytical techniques applied thereto
US20050033160A1 (en) * 2003-06-27 2005-02-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Image processing/displaying apparatus and method of controlling the same

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7127081B1 (en) * 2000-10-12 2006-10-24 Momentum Bilgisayar, Yazilim, Danismanlik, Ticaret, A.S. Method for tracking motion of a face
EP1349114A3 (de) * 2002-03-19 2011-06-15 Canon Kabushiki Kaisha Sensorkalibrierungsgerät, Sensorkalibrierungsverfahren, Programm, Speichermedium, Informationsverarbeitungsverfahren und Informationsverarbeitungsgerät
JP2004151085A (ja) * 2002-09-27 2004-05-27 Canon Inc 情報処理方法及び情報処理装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6501848B1 (en) * 1996-06-19 2002-12-31 University Technology Corporation Method and apparatus for three-dimensional reconstruction of coronary vessels from angiographic images and analytical techniques applied thereto
US6493575B1 (en) * 1998-06-04 2002-12-10 Randy J. Kesten Fluoroscopic tracking enhanced intraventricular catheter system
DE19962666A1 (de) * 1999-12-23 2001-07-05 Siemens Ag Verfahren zum Rekonstruieren von 3D-Bilddaten bezüglich eines interessierenden Volumens eines Untersuchungsobjekts
DE10057023A1 (de) * 2000-11-17 2002-06-06 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Visualisierung eines Objektes
US20050033160A1 (en) * 2003-06-27 2005-02-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Image processing/displaying apparatus and method of controlling the same

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9129366B2 (en) 2008-09-11 2015-09-08 Carl Zeiss Meditec Ag Medical systems and methods
US9320438B2 (en) 2008-09-11 2016-04-26 Carl Zeiss Meditec Ag Medical systems and methods
US9351644B2 (en) 2008-09-11 2016-05-31 Carl Zeiss Meditec Ag Medical systems and methods
US9357931B2 (en) 2008-09-11 2016-06-07 Carl Zeiss Meditec Ag Medical systems and methods

Also Published As

Publication number Publication date
US20060285738A1 (en) 2006-12-21
US7760926B2 (en) 2010-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102005027678A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Markierung von dreidimensionalen Strukturen auf zweidimensionalen Projektionsbildern
DE10210645B4 (de) Verfahren zur Erfassung und Darstellung eines in einen Untersuchungsbereich eines Patienten eingeführten medizinischen Katheters
DE102005023167B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Registrierung von 2D-Projektionsbildern relativ zu einem 3D-Bilddatensatz
DE102005030646B4 (de) Verfahren zur Kontur-Visualisierung von zumindest einer interessierenden Region in 2D-Durchleuchtungsbildern
DE10210647A1 (de) Verfahren zur Bilddarstellung eines in einen Untersuchungsbereich eines Patienten eingebrachten medizinischen Instruments
DE10114099B4 (de) Verfahren zum Detektieren der dreidimensionalen Position eines in einen Körperbereich eingeführten medizinischen Untersuchungsinstruments, insbesondere eines in ein Gefäß eingeführten Katheters
DE102006001884A1 (de) Verfahren zur bildlichen Unterstützung einer Führung eines in einen Hohlraum eines Untersuchungsobjekts mindestens teilweise eingeführten medizinischen Instruments
DE10210646A1 (de) Verfahren zur Bilddarstellung eines in einen Untersuchungsbereich eines Patienten eingebrachten medizinischen Instruments
DE102012215922B4 (de) Medizintechnische Anlage und Verfahren zur Erzeugung von Bildern
DE102005059804A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bewegungskorrektur bei der Bildgebung während einer medizinischen Intervention
WO2005027766A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur visuellen unterstützung einer elektrophysiologischen katheteranwendung im herzen
WO2005027765A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur visuellen unterstützung einer elektrophysiologischen katheteranwendung im herzen
DE10210648A1 (de) Verfahren zur Erfassung und Darstellung eines in ein zu untersuchendes oder behandelndes Hohlraumorgan eines Patienten eingeführten medizinischen Instruments
DE102009025077A1 (de) System zur Orientierungsunterstützung und Darstellung eines Instruments im Inneren eines Untersuchungsobjektes insbesondere im menschlichen Körper
DE10240727A1 (de) Bildgebendes System und Verfahren zur Optimierung einer Röntgenabbildung
WO2011026958A1 (de) Konzept zur überlagerung eines intraoperativen livebildes eines operationsgebiets mit einem preoperativen bild des operationsgebiets
DE102004004620A1 (de) Verfahren zur Registrierung und Überlagerung von Bilddaten bei Serienaufnahmen in der medizinischen Bildgebung
DE102008045276B4 (de) Verfahren zur Ansteuerung einer medizintechnischen Anlage, medizintechnische Anlage und Computerprogramm
DE10157965A1 (de) Navigationssystem mit Atem- bzw. EKG-Triggerung zur Erhöhung der Navigationsgenauigkeiten
DE102006060421B4 (de) Medizinisches System zur bildgestützten Diagnose oder Therapie des Körpers eines Patienten sowie von dem System durchgeführtes Verfahren
DE19951503B4 (de) Medizinisches System mit einem Bildgebungs- und einem Navigationssystem
DE102013211239A1 (de) Verfahren zur Bildunterstützung und Vorrichtung
DE102012214589B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Darstellung eines biologischen Hohlorgans
DE102019201227A1 (de) Bildgebendes Gerät und Verfahren zum Erzeugen eines bewegungskompensierten Bildes oder Videos, Computerprogrammprodukt und computerlesbares Speichermedium
DE102006056679A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Visualisieren von 3D-Objekten insbesondere in Echtzeit

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8120 Willingness to grant licences paragraph 23
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: A61B0019000000

Ipc: A61B0034000000

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: SIEMENS HEALTHCARE GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT, 80333 MUENCHEN, DE

R016 Response to examination communication
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee