DE102006058908A1

DE102006058908A1 - Medical image representation method, involves displaying diagnostic image of vascular structure in display unit, and displaying prosthesis model superimposed to vascular structure in diagnostic image

Info

Publication number: DE102006058908A1
Application number: DE102006058908A
Authority: DE
Inventors: Jan Egger; Stefan Dr. Großkopf
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2006-10-10
Filing date: 2006-12-13
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2026-12-14
Also published as: DE102006058908B4

Abstract

The method involves displaying a diagnostic image of a vascular structure (6) in a display unit. A prosthesis model (10) superimposed to the represented vascular structure is displayed in the diagnostic image. The vascular structure is measured to select the suitable stent with the help of the diagnostic image. The determined vascular measurement is used for determination of the prosthesis model. A geometric model (6a) of the vascular structure is determined, and the prosthesis model is determined based on the geometric model. An independent claim is also included for a device for representing a medical image.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur medizinischen Bilddarstellung, insbesondere zur Unterstützung des medizinischen Personals bei Behandlungen im Zusammenhang mit so genannten endoluminalen Gefäßprothesen.The The invention relates to a method and a device for medical Image presentation, in particular to support the medical staff in treatments related to so-called endoluminal Vascular prostheses.

Gefäßprothesen, die mit einem Katheter eingeführt werden, werden heutzutage zur Behandlung von einigen Arterienerkrankungen verwendet, insbesondere zur Behandlung von Gefäßverschlüssen – auch Stenosen genannt – oder sackförmigen Gefäßerweiterungen – so genannten Aneurysmen. Nach ihrem Einsetzen schmiegt sich die Prothese von innen an die Gefäßwand an, um das Gefäß für den Blutfluss offen zu halten (bei einer Stenose) oder den auf die Gefäßwände wirkenden Blutdruck zu verringern (bei einem Aneurysma).Vascular prostheses, which introduced with a catheter are now being used to treat some arterial diseases used, in particular for the treatment of vascular occlusions - also called stenoses - or bag-shaped vascular dilations - so-called Aneurysms. After insertion, the prosthesis nestles from inside to the vessel wall, around the vessel for blood flow To keep open (in a stenosis) or acting on the vessel walls To reduce blood pressure (in an aneurysm).

Eine Gefäßprothese ist in der Regel schlauchförmig und besteht zumeist aus einem flexiblen Drahtgeflecht, das – je nach Anwendungsbeispiel – auch mit einem Kunststoff, textilem Gewebe oder ähnlichen in den Körper implantierbaren Materialien überzogen ist. Für spezielle Anwendungsgebiete, z.B. im Falle eines abdominalen Aneurysmas im Bereich der Verzweigung der Aorta in die Beckenarterien, werden auch verzweigte, so genannte Y-Prothesen, eingesetzt. Die Gefäßprothesen können einstückig ausgebildet sein oder im Falle einer komplexen Prothesengeometrie, wie z.B. einer Y-Prothese, können sie aus mehreren Einzelmodulen zusammengesetzt sein.A vascular prosthesis is usually tubular and usually consists of a flexible wire mesh, which - depending on Application example - too with a plastic, textile fabric or similar implantable in the body Materials coated is. For special fields of application, e.g. in the case of an abdominal aneurysm in the area of branching of the aorta into the pelvic arteries, become also branched, so-called Y-prostheses used. The vascular prostheses can one piece be formed or in the case of a complex prosthesis geometry, such as. a Y-prosthesis, can they can be composed of several individual modules.

Bei einer endoluminalen Behandlung einer Arterienerkrankung wird die zusammengefaltete Gefäßprothese mit Hilfe des Katheters in den Patienten eingeführt. Unter Röntgendurchleuchtung wird der Katheter samt der Prothese, deren Position leicht mittels röntgendichter Markierungen erkennbar gemacht wird, an die zu behandelnde Stelle des Gefäßes vorgeschoben. Anschließend wird die Prothese mit Hilfe eines Ballon-Katheters aktiv expandiert, wobei die Prothese durch plastische Verformungen an die Gefäßwand angepresst wird. Alternativ ist die Prothese unter einer Schutzhülle elastisch vorgespannt und diese Schutzhülle wird an der Einsatzposition der Prothese langsam zurückgezogen, so dass die Prothese sich aufweiten kann.at an endoluminal treatment of arterial disease is the folded vascular prosthesis introduced into the patient with the help of the catheter. Under fluoroscopy The catheter including the prosthesis, whose position is easily removed by means of radiopaque Markings is made recognizable to the point to be treated of the vessel advanced. Subsequently If the prosthesis is actively expanded by means of a balloon catheter, wherein the prosthesis is pressed by plastic deformation of the vessel wall becomes. Alternatively, the prosthesis is elastic under a protective cover pretensioned and this protective cover is slowly withdrawn at the deployment position of the prosthesis, so that the prosthesis can expand.

Für die endoluminale Behandlung ist es entscheidend, eine passende Gefäßprothese auszuwählen, da ein Wechsel nach der Expansion der Prothese ohne eine offene Operation nicht möglich ist. Eine Prothese mit falschen Abmaßen könnte sich nach dem Implantieren, z.B. durch den Blutstrom, verschieben bzw. Gefäßabzweigungen verdecken.For the endoluminal Treatment is crucial to finding a suitable vascular prosthesis select as a change after the expansion of the prosthesis without an open Operation not possible is. A prosthesis with wrong dimensions could become implanted after implantation, e.g. through the bloodstream, or obstruct vessel branches.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einer voroperativen Phase die Auswahl einer geeigneten Gefäßprothese zu erleichtern.Of the Invention is based on the object in a pre-operative phase the selection of a suitable vascular prosthesis to facilitate.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur medizinischen Bilddarstellung, bei dem auf einem Anzeigeelement ein Diagnosebild einer Gefäßstruktur dargestellt wird, wobei im Diagnosebild ein Modell einer Gefäßprothese überlagert zur dargestellten Gefäßstruktur angezeigt wird.The The object is achieved by a method for medical imaging, wherein on a Display element a diagnostic image of a vessel structure is displayed wherein in the diagnostic image a model of a vascular prosthesis superimposed to the illustrated vascular structure is shown.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine Software-Unterstützung des medizinischen Personals, insbesondere eines behandelnden Arztes bei der Auswahl einer geeigneten realen Gefäßprothese bzw. einer Konstellation aus bestehenden Einzelmodulen einer Gefäßprothese vor dem endoluminalen Eingriff. Hierbei wird das Diagnosebild der Gefäßstruktur, die ein Abschnitt eines Gefäßes darstellt, benutzt, um überlagert zur dargestellten Gefäßstruktur ein virtuelles Modell einer optimalen Gefäßprothese zu modellieren, wobei mit Hilfe des Prothesenmodells eine geeignete reale Gefäßprothese bestimmt wird. Bei der Modellierung der Gefäßprothese im Diagnosebild werden hierbei Daten über reale Gefäßprothesen berücksichtigt, so dass das festgelegte Prothesenmodell einer vorgefertigten Gefäßprothese oder einer Kombination aus bestehenden Gefäßprothesen entspricht und eine aufwändige Herstellung einer individuellen Gefäßprothese nicht zwingend erforderlich ist.The inventive method allows a software support of the medical staff, especially a treating physician the selection of a suitable real vascular prosthesis or a constellation from existing individual modules of a vascular prosthesis before the endoluminal Intervention. Here, the diagnostic image of the vascular structure, which is a section represents a vessel used, superimposed over to the illustrated vessel structure to model a virtual model of an optimal vascular prosthesis, wherein with the help of the prosthesis model a suitable real vascular prosthesis is determined. When modeling the vascular prosthesis in the diagnostic image this data over real vascular prostheses considered, so that the specified prosthesis model of a prefabricated vascular prosthesis or corresponds to a combination of existing vascular prostheses and a complex Production of an individual vascular prosthesis not mandatory is.

Das medizinische Personal erkennt also anhand des eingeblendeten virtuellen Prothesenmodells in einfacher Art und Weise das Verhältnis und Zusammenwirken in Relation zu der Gefäßstruktur. Dies bietet besondere Vorteile bei den unterschiedlichen Phasen während der medizinischen Behandlung. So wird mit diesem Verfahren in einer vor-operativen Phase in einfacher Art und Weise die Bestimmung und Auswahl einer geeigneten realen Gefäßprothese ermöglicht, so dass nach deren Implantierung später möglichst wenige Komplikationen zu erwarten sind.The medical staff recognizes so by the displayed virtual Prosthesis model in a simple way the relationship and interaction in relation to the vascular structure. This offers special advantages in the different phases during the medical treatment. So with this procedure in one pre-operative phase in a simple way the determination and Selecting a suitable real vascular prosthesis allows so that after their implantation later as few complications are to be expected.

Zudem dient die überlagerte Darstellung des virtuellen Prothesenmodells im Diagnosebild in weiteren Phasen der Behandlung zur Kontrolle und Überprüfung der Position und der Funktion der realen Gefäßprothese, die sich in der Gefäßstruktur befindet. Diese Kontrollfunktion wird hierbei einerseits während der Implantierung der Gefäßprothese (intra-operativ) oder im Rahmen von Nachfolgeuntersuchungen (post-operativ) eingesetzt.moreover serves the superimposed Presentation of the virtual prosthesis model in the diagnostic image in further Phases of treatment to control and check position and function the real vascular prosthesis, which is in the vascular structure located. This control function is on the one hand during the Implantation of the vascular prosthesis (intra-operative) or as part of follow-up examinations (post-operative) used.

Um eine geeignete Gefäßprothese auszuwählen, werden genaue Angaben über die Größe und Form der Gefäßstruktur berücksichtigt, welche die Visualisierung der Gefäßstruktur im Diagnosebild ergänzen. Somit wird bevorzugt die Gefäßstruktur mit Hilfe des Diagnosebilds vermessen und die hierbei ermittelten Gefäßabmaße werden zur Bestimmung des Prothesenmodells herangezogen.In order to select a suitable vascular prosthesis, precise information about the size and shape of the vascular structure are taken into account, which supplement the visualization of the vascular structure in the diagnostic image. Thus, the vessel structure is preferably measured by means of the diagnostic image and here at determined vessel dimensions are used to determine the prosthesis model.

Vorzugsweise wird aus den Gefäßabmaßen ein geometrisches Modell der Gefäßstruktur ermittelt und anhand dieses geometrischen Modells wird das Prothesenmodell bestimmt. Die anatomischen Maße der Gefäßstruktur können semi- oder vollautomatisch aus dem Bildmaterial extrahiert werden. Auf Grundlage des so bestimmten vereinfachten geometrischen Modells der Ge fäßstruktur können besonders einfach und schnell relevante Abmaße für die Modellierung und das Einsetzen der Prothese bestimmt werden.Preferably gets in from the vessel dimensions geometric model of the vessel structure determined and based on this geometric model, the prosthesis model certainly. The anatomical measurements of vascular structure can semi or fully automatically extracted from the image material. Based on the thus-determined simplified geometric model the vessel structure can particularly easy and fast relevant dimensions for the modeling and the Insertion of the prosthesis can be determined.

Der Aufbau der Gefäßstruktur wird mit einer hohen Präzision erfasst, indem bevorzugt zur Ermittlung der Gefäßabmaße eine Gefäßmittellinie und der Abstand einer Gefäßwand der Gefäßstruktur zur Gefäßmittellinie bestimmt werden. Mit Hilfe der Gefäßmittellinie kann insbesondere der Verlauf der Gefäßstruktur ermittelt werden, der von großer Bedeutung für die Konstruktion des virtuellen Prothesenmodells ist. Über den Verlauf der Gefäßmittelinie können insbesondere Verzweigungen der Gefäßstruktur erfasst werden. Der Abstand der Gefäßwand zur Gefäßmittellinie liefert außerdem zusätzliche Information über Verengungen oder Erweiterungen der Gefäßstruktur, die wichtig ist für die Bestimmung der Einsatzstelle und der Abmaße der Gefäßprothese.Of the Structure of the vessel structure is with a high precision detected by preferably a vascular centreline and the distance to determine the vascular dimensions a vessel wall of vascular structure to the vessel centerline be determined. With the help of the vessel center line can in particular the course of the vascular structure be determined by the great Meaning of is the construction of the virtual prosthesis model. On the Course of the vessel center line can in particular branches of the vessel structure are detected. Of the Distance of the vessel wall to Vessel centerline delivers as well additional Information about constrictions or extensions of the vascular structure, the important for the determination of the site of use and the dimensions of the vascular prosthesis.

Zur weiteren Unterstützung des behandelnden Arztes bei der Wahl einer passenden Gefäßprothese können außerdem die Eigenschaften der physikalischen Gefäßprothesen herangezogen werden. Somit wird gemäß einer bevorzugten Variante bei der Bestimmung des Prothesenmodells ein maximaler und/oder minimaler Abstand einer Wand des Prothesenmodells zu seiner Prothesen-Mittellinie vorgegeben. Die Prothesen-Mittellinie fällt in den meisten Fällen mit der Gefäßmittellinie zusammen. Das Prothesenmodell kann bei einem Aneurysma ausgehend von der Prothesen-Mittellinie der Gefäßstruktur konstruiert werden, indem Suchstrahlen zur Gefäßwand in mehreren zur Prothesen-Mittellinie orthogonalen Ebenen ausgesendet werden. Die Schnittpunkte dieser Strahlen mit der Gefäßwand ergeben die Stellen, an denen die Prothese an der Gefäßwand anliegen würde. Indem die Suchstrahlen auf eine bestimmte Länge begrenzt sind, die durch den maximalen Abstand der Wand des Prothesenmoduls zur Prothesen-Mittellinie vorgegeben ist, weitet sich das Modell im Bereich eines Aneurysma nur zu einem vorgegebenen maximalen Durchmesser auf, der dem physikalischen maximalen Durchmesser der expandierten realen Prothese entspricht.to further support of the attending physician in choosing a suitable vascular prosthesis can Furthermore the properties of the physical vascular prostheses are used. Consequently is according to a preferred variant in the determination of the prosthesis model maximum and / or minimum distance of a wall of the prosthesis model given to his prosthesis midline. The denture midline falls in most cases with the vessel centreline together. The model of the prosthesis may be based on an aneurysm the prosthetic midline of the vascular structure are constructed, by searching rays to the vessel wall in several to the denture midline orthogonal planes are sent out. The intersections of this Rays result with the vessel wall the places where the prosthesis would rest against the vessel wall. By doing the search beams are limited to a certain length by the maximum distance of the wall of the denture module to the denture midline is given, the model expands in the area of an aneurysm only to a given maximum diameter, which is the physical maximum diameter of the expanded real prosthesis corresponds.

Durch Vorgabe eines Mindestdurchmessers der expandierten Gefäßprothese kann hingegen die Aufweitung des Gefäßes im Bereich einer Stenose infolge der eingesetzten Gefäßprothese simuliert werden.By Specification of a minimum diameter of the expanded vascular prosthesis In contrast, the expansion of the vessel in the area of a stenosis can result the inserted vascular prosthesis be simulated.

Alternativ kann die Modellierung insbesondere durch ein Blow-Up des virtuellen Prothesenmodells erfolgen, bei dem das Modell – ohne Beschränkung auf einen vorgegebenen maximalen Durchmesser – im gesamten Gefäßverlauf an die Gefäßwand angepresst wird und das Modell daher die Gefäß-Geometrie widerspiegelt.alternative The modeling can be done in particular by a blow-up of the virtual Prosthesis model carried out in which the model - without limitation a given maximum diameter - throughout the vessel pressed against the vessel wall and the model therefore reflects the vessel geometry.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Variante wird aus den Gefäßabmaßen ein Drahtmodell als Prothesenmodell bestimmt, wobei im Drahtmodell insbesondere einzelne virtuelle Drähte dargestellt werden, die mit den realen Drähten der Gefäßprothese übereinstimmen. Ein solches Drahtmodell stellt eine hochgenaue virtuelle Reproduktion einer realen Prothese dar, welche Reproduktion nicht nur die Form und die Abmaße der realen Prothese, sondern zusätzlich auch annährend ihre Struktur, ihre Porosität und ihre Längsverkürzung im expandierten Zustand, in dem die Drähte der realen Prothese nicht mehr nahezu parallel zur Mittellinie verlaufen und sich die Prothese dadurch verkürzt, wiedergibt.According to one Another preferred variant of the vessel dimensions is a wire model as a prosthesis model determined, whereby in the wire model in particular individual virtual wires are represented, the ones with the real wires match the vascular prosthesis. Such a wireframe represents a highly accurate virtual reproduction A real prosthesis represents what reproduction is not just the form and the dimensions the real prosthesis, but in addition also near their structure, their porosity and their longitudinal shortening in expanded state in which the wires of the real prosthesis stopped working run almost parallel to the midline and the prosthesis thereby shortened, reproduces.

Vorteilhafterweise werden prothesenspezifische Daten der realen Gefäßprothese aus einer hinterlegten Tabelle entnommen. In der Tabelle, die eine Art Herstellerdatenbank darstellt, sind die Maße und Verformungsparameter insbesondere sämtlicher Prothesen verschiedener Hersteller abgelegt, so dass eine umfangreiche Auswahl für den behandelnden Arzt zusammengestellt ist. Zusätzlich kann diese Tabelle Verknüpfungen der relevanten anatomischen Abmaße des zu behandelnden Gefäßabschnittes der Gefäßstruktur mit dafür empfohlenen Prothesen bzw. Prothesenmodulen enthalten.advantageously, prosthesis-specific data of the real vascular prosthesis are stored from a Taken from the table. In the table, which is a kind of manufacturer database represents are the dimensions and deformation parameters of all prostheses in particular Manufacturers filed, leaving an extensive selection for the attending Doctor is compiled. additionally can this table shortcuts the relevant anatomical dimensions of the vessel section to be treated the vascular structure with for it recommended prostheses or prosthetic modules.

Eine besonders gute Reproduktion der physikalischen Bedingungen der implantierten Gefäßprothese erfolgt, indem am Prothe senmodell zumindest eine auf die Gefäßprothese wirkende Kraft simuliert und dargestellt wird. Hierbei können z.B. innere Kräfte bzw. Verformungsspannungen des Materials; Dehnungskräfte, die beim Einsetzen durch einen Ballon-Katheter ausgeübt werden; Widerstandskräfte der Gefäßwand; Kräfte aufgrund der Strömung des Bluts um die Prothese simuliert werden, so dass die Verformung des Prothesenmodells besonders realitätsnah angegeben wird. Die Simulation der Strömung zur Bestimmung der auf die Prothese einwirkenden Strömungskräfte wird insbesondere mit Hilfe einer etablierten Methode der numerischen Strömungsmechanik, wie z.B. eines CFD-Verfahrens durchgeführt. Die Simulation des Verhaltens der Prothese aufgrund der extern einwirkenden Kräfte und der internen Spannungen erfolgt z.B. durch die Finite-Elemente-Methode.A particularly good reproduction of the physical conditions of the implanted vascular prosthesis takes place by Sen model on the at least one on the vascular prosthesis acting force is simulated and displayed. Here, e.g. internal forces or deformation stresses of the material; Stretching forces that when inserted through a balloon catheter; Resistive forces of the Vessel wall; Forces due the flow of the blood to be simulated around the prosthesis, allowing the deformation of the prosthesis model is given particularly realistic. The simulation the flow for determining the flow forces acting on the prosthesis in particular by means of an established method of numerical Fluid mechanics, such as. performed a CFD process. The simulation of behavior the prosthesis due to external forces and internal stresses occurs e.g. through the finite element method.

Vorteilhafterweise wird für verzweigte Gefäßstrukturen ein verzweigtes Prothesenmodell herangezogen, wobei das Prothesenmodell im Bereich der Verzweigung auf ein einzelnes Modul zurückgreift. Ein verzweigtes Prothesenmodell kommt beispielsweise im Bereich der Verzweigung der Aorta in die Beckenarterien oder auch im Aortenbogen zum Einsatz.Advantageously, for branched vessel a branched prosthesis model is used, wherein the prosthesis model in the branching relies on a single module. A branched prosthesis model is used, for example, in the area of branching of the aorta into the pelvic arteries or even in the aortic arch.

Zweckdienlicherweise werden im Diagnosebild definierte Bereiche optisch gekennzeichnet, wie beispielsweise Bereiche, für die anhand des Prothesenmodells zu erwarten ist, dass die Gefäßprothese an einer Gefäßwand anliegt, dass die Gefäßprothese durch ihre Vorspannung die Gefäßstruktur offen hält (bei einer Stenose), dass die Gefäßwände vom Blutdruck entlastet sind (bei einer Aneurysma), dass die Gefäßprothese einen Gefäßabgang verdeckt, oder dass die Gefäßprothese einem erhöhten lokalen Blutdruck ausgesetzt ist. Die oben genannten Bereiche können beispielsweise durch unterschiedliche Farbkodierungen gekennzeichnet sein, wobei insbesondere kritische Bereiche, wie z.B. Bereiche, in denen ein Gefäßabgang durch die Gefäßprothese verdeckt werden kann oder in denen die Gefäßprothese infolge der Strömungsparameter einem hohen Blutdruck ausgesetzt ist, hervorgehoben sind.Conveniently, If areas defined in the diagnostic screen are optically marked, such as areas, for which is to be expected from the prosthesis model that the vascular prosthesis abuts a vessel wall, that the vascular prosthesis through their bias the vascular structure keeps open (at a stenosis), that the vessel walls of Blood pressure are relieved (in case of an aneurysm) that the vascular prosthesis a vessel outlet obscured, or that the vascular prosthesis an increased exposed to local blood pressure. The above ranges can be, for example be characterized by different color coding, wherein especially critical areas, e.g. Areas where one vessel departure through the vascular prosthesis can be obscured or in which the vascular prosthesis due to the flow parameters exposed to high blood pressure, are highlighted.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird das Prothesenmodell mit seiner Zuordnung zur Gefäßstruktur in einer Datenbank abgelegt und für Diagnosen in nachfolgenden Behandlungsschritten abgerufen. Das abgespeicherte Diagnosebild mit dem visualisierten Prothesenmodell stellt eine Vergleichsbasis dar, anhand der sich der Arzt während des Einsetzens oder während einer Nachuntersuchung orientieren kann, ob die zu implantierende bzw. implantierte Prothese richtig positioniert ist und in ihrer Soll-Stellung geblieben ist.To a preferred embodiment the prosthesis model with its assignment to the vascular structure in a database filed and for diagnoses retrieved in subsequent treatment steps. The stored Diagnostic image with the visualized prosthesis model provides one Basis of comparison by which the physician during insertion or during a Follow-up examination can determine whether the implanted or implanted prosthesis is positioned correctly and in its desired position has remained.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird anhand des Prothesenmodells der medizinische Eingriff der Implantierung der Gefäßprothese simuliert. Die Simulation des Eingriffs auf der Grundlage des Prothesenmodells erfolgt insbesondere an einem computerbasierten System. Durch die Simulation können ein optimaler Ablauf des medizinischen Eingriffs und eine optimale Strecke zum Einführen eines Katheters bestimmt werden.According to one another preferred embodiment becomes the medical intervention of the implantation on the basis of the prosthesis model the vascular prosthesis simulated. The simulation of the procedure based on the prosthesis model takes place in particular on a computer-based system. By the Simulation can an optimal course of medical intervention and optimal Route to introduce a catheter.

Zweckdienlicherweise wird aus den Bilddaten der Gefäßstruktur unter Heranziehung von prothesenspezifischen Daten ein aufgeweiteter Zustand der Gefäßprothese simuliert und dargestellt. Für eine besonders realitätsnahe Simulation der aufgeweiteten Prothese können zudem die Kräfte berücksichtigt werden, welche auf die aufgeweitete Prothese wirken.Conveniently, becomes from the image data of the vessel structure broadened by using prosthetic data Condition of the vascular prosthesis simulated and presented. For a particularly realistic Simulation of the expanded prosthesis can also take into account the forces which act on the expanded prosthesis.

Vorteilhafterweise wird zur Überprüfung und Kontrolle der Positionierung einer realen implantierten Gefäßprothese im Diagnosebild eine aktuelle Ist-Position der realen Gefäßprothese und überlagert hierzu das Prothesenmodell in einer Soll-Position dargestellt. Bei einer post-operativen Nachuntersuchung wird das Modell der Prothese aus der Datenbank ausgelesen und in das Diagnosebild der am Tag der Nachuntersuchung durchgeführten Bildgebung eingeblendet. So kann der tatsächliche Sitz der Gefäßprothese mit der geplanten Position besonders einfach verglichen werden. Durch den Vergleich können Verformungen und Verschiebungen leicht erkannt und vermessen werden. Die Verformungen können außerdem auf Leckagen der Prothese hindeuten, die bei der Visualisierung entsprechend hervorgehoben werden.advantageously, will be for review and control the positioning of a real implanted vascular prosthesis in the diagnostic image a current actual position of the real vascular prosthesis and superimposed on it the prosthesis model shown in a desired position. In a post-operative Follow-up examination is the model of the prosthesis from the database read out and in the diagnostic image of the day of follow-up conducted Imaging appears. So can the actual fit of the vascular prosthesis be compared with the planned position particularly easy. By comparison can Deformations and displacements are easily detected and measured. The deformations can Furthermore indicate leaks in the prosthesis during visualization be highlighted accordingly.

Weiterhin von Vorteil ist, dass bei einer Übereinstimmung der Ist-Position der Gefäßprothese mit einer Soll-Position ein Signal ausgegeben wird. Der Vergleich erfolgt bei einer Verifizierung der die Position der realen Gefäßprothese in Bezug auf die des virtuellen Prothesenmodells im inter-operativen und/oder post-operativen Stadium. Beispielsweise wird während der Implantierung der Gefäßprothese bei Erkennung einer Übereinstimmung der Position der Gefäßprothese mit ihrer geplanten Position, die durch das Prothesenmodell im Diagnosebild angegeben ist, ein akustisches Signal ausgegeben.Farther the advantage is that at a match the actual position of the vascular prosthesis a signal is output with a desired position. The comparison Verification of the position of the real vascular prosthesis in terms of the virtual prosthetic model in inter-operative and / or post-operative stage. For example, during implantation the Vascular prosthesis at Detecting a match the position of the vascular prosthesis with their planned position, by the prosthesis model in the diagnostic image is indicated, an audible signal is issued.

Ein Soll-Ist-Vergleich der Positionen kann außerdem verwendet werden, um den Vorgang des Einsetzens der Prothese auch teil- oder vollautomatisch durch ein roboter-basiertes System durchzuführen. Hierzu wird bevorzugt während des Einsetzens der Prothese kontinuierlich oder in kurzen Zeitabständen der Soll-Ist-Vergleich durchgeführt und durch den Vergleich werden Steuersignale zur automatischen Navigation des Katheters bzw. der Gefäßprothese erzeugt.One Target / actual comparison of the positions can also be used to the process of inserting the prosthesis also partially or fully automatically through a robot-based system. This is preferred while the insertion of the prosthesis continuously or at short intervals of Target / actual comparison carried out and by comparing control signals for automatic navigation of the catheter or the vascular prosthesis generated.

Um eine Verformung oder Verschiebung der implantierten Gefäßprothese in Bezug auf das Modell erfassen zu können, ist eine Verifizierung der Position der Gefäßprothese in der inter- und post-operativen Phase in Bezug auf ihre Lage im Diagnosebild vorgesehen. Somit wird das Prothesenmodell in den unterschiedlichen Bildern (vor, während und nach dem medizinischen Eingriff) dargestellt, wobei die Bilder zueinander registriert sind, so dass einzelne Bildpunkte der unterschiedlichen Bilder einander zugeordnet sind. Hierbei erfolgt eine Registrierung der Position des Patienten, z.B. rein bild-basiert oder auch mittels auf dem Patienten angebrachter Marker, so dass die Lage der Prothese durch Erkennung der Marker identifiziert wird.Around a deformation or displacement of the implanted vascular prosthesis in terms of the model is a verification the position of the vascular prosthesis in the inter- and post-operative phase with regard to their location in the diagnostic image. Thus, the prosthesis model in the different images (before, while and after the medical procedure), the pictures are registered to each other, so that individual pixels of the different Images are associated with each other. Here, a registration takes place the position of the patient, e.g. purely image-based or by means of on the patient-mounted marker, so that the location of the prosthesis is identified by recognizing the markers.

Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zur medizinischen Bilddarstellung nach dem oben beschriebenen Verfahren.The The object of the invention is further achieved by the invention a device for medical imaging according to the above described method.

Die Vorrichtung stellt insbesondere das computerbasierte System dar, mit dessen Hilfe die Planung des medizinischen Eingriffs durchgeführt und der Eingriff sowie die Nachuntersuchungen unterstützt werden. Dabei umfasst die Vorrichtung die Tabelle, welche die prothesenspezifischen Daten der Gefäßprothese enthält, sowie die Datenbank zum Ablegen von dem modellierten Prothesenmodell mit seiner Zuordnung zur Gefäßgeometrie.The Device in particular represents the computer-based system, with whose help the planning of the medical intervention was carried out and the Surgery and the follow-up are supported. It includes the Device the table containing the denture-specific data the vascular prosthesis contains and the database for storing the modeled prosthesis model with its assignment to the vessel geometry.

Die im Hinblick auf das Verfahren aufgeführten Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen lassen sich sinngemäß auf das Verfahren übertragen.The advantages and preferred in view of the process Leave embodiments in the sense of that Transfer procedure.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:embodiments The invention will be explained in more detail below with reference to a drawing. Here in demonstrate:

1a, 1b in perspektivischer Darstellung eine reale Gefäßprothese, 1a . 1b in perspective representation of a real vascular prosthesis,

2 schematisch ein geometrisches Modell eines Gefäßabschnitts mit einem Prothesenmodell, 2 schematically a geometric model of a vessel section with a prosthesis model,

3 ein Modell einer Drahtprothese, 3 a model of a wire prosthesis,

4a-4d die auf eine Gefäßprothese wirkenden Kräfte, und 4a - 4d the forces acting on a vascular prosthesis, and

5 anhand eines Blockschaltbilds den Ablauf eines Verfahrens zur medizinischen Bilddarstellung im Zusammenhang mit dem Einsetzen einer endoluminalen Gefäßprothese. 5 a block diagram of the flow of a method for medical imaging in connection with the insertion of an endoluminal vascular prosthesis.

Gleiche Bezugszeichen haben in den verschiedenen Figuren die gleiche Bedeutung.Same Reference numerals have the same meaning in the various figures.

In 1a und 1b ist jeweils eine schlauchförmige Gefäßprothese 2 zum Einsetzen bei einer Arterienerkrankung, wie z.B. Stenose oder Aneurysma, entsprechend im aufgeweiteten und im zusammengefalteten Zustand gezeigt. Die Gefäßprothese 2 besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus einem flexiblen Drahtgeflecht aus Metall (z.B. aus einer Nickel-Titan-Legierung), wobei im expandierten Zustand gemäß 1a die einzelnen Drähte eine netzförmige Struktur bilden.In 1a and 1b each is a tubular vascular prosthesis 2 for use in an arterial disease, such as stenosis or aneurysm, respectively, shown in expanded and collapsed condition. The vascular prosthesis 2 consists in this embodiment of a flexible metal wire mesh (for example, a nickel-titanium alloy), wherein in the expanded state according to 1a the individual wires form a reticulated structure.

Die zusammengefaltete Prothese 2 gemäß 1b wird mit Hilfe eines hier nicht näher gezeigten Katheters in ein Gefäß eines Patienten, beispielsweise in die Beinarterie eingeführt. Wenn die zu behandelnde Stelle der Arterie erreicht ist, wird die Prothese 2 mit Hilfe eines Ballon-Katheters oder durch Zurückziehen einer Schutzhülse expandiert. Bei einer solchen endoluminalen Behandlung kann sich eine Prothese 2 mit falschen Abmaßen nach dem Einsetzen, z.B. durch den Blutstrom, verschieben und dadurch sogar Gefäßabzweigungen verdecken. Daher werden vor der Behandlung durch eine geeignete Bildgebungsmethode, z.B. Computertomographie, Angiographie oder Ultraschall, Diagnosebilder erstellt, so dass anhand der Bilddaten entschieden werden kann, ob der endoluminale Eingriff am Patienten möglich ist und welche Prothese 2 für den konkreten Einsatz besonders geeignet ist.The folded prosthesis 2 according to 1b is introduced by means of a catheter not shown here in detail in a vessel of a patient, for example in the leg artery. When the artery site to be treated is reached, the prosthesis becomes 2 expanded by means of a balloon catheter or by pulling back a protective sleeve. In such an endoluminal treatment, a prosthesis may 2 with wrong dimensions after insertion, for example, by the bloodstream, move and thus even cover branches branches. Therefore, prior to treatment by a suitable imaging technique, such as computed tomography, angiography or ultrasound, diagnostic images are generated so that the image data can be used to determine whether endoluminal surgery on the patient is possible and which prosthesis 2 for the concrete use is particularly suitable.

Zum Unterstützen des behandelnden Arztes bei dieser Entscheidung ist in diesem Ausführungsbeispiel ein computergestütztes System vorgesehen, das den klinischen Ablauf des endoluminalen Einsetzens von Gefäßprothesen, von der Diagnose über die Behandlungsplanung, den Eingriff bis zu den Nachkontrollen unterstützt. Hierbei werden in einem ersten Schritt auf Grundlage der Bilddaten die Gefäßabmaße vor dem Eingriff ermittelt. Mit Hilfe der Gefäßabmaße wird ein virtuelles Prothesenmodell 10 simuliert, welches vor, während und nach dem Eingriff in die Diagnosebilder eingeblendet wird, so dass seine Form und Lage die Form und eine Soll-Position der physikalischen Gefäßprothese 2 vorgeben.To assist the attending physician in making this decision, a computerized system is provided in this embodiment that supports the clinical course of endoluminal vascular prosthesis insertion, from diagnosis to treatment planning, intervention to follow-up. In this case, the vessel dimensions are determined before the intervention in a first step based on the image data. With the help of the vessel dimensions becomes a virtual prosthesis model 10 simulated, which is displayed before, during and after the procedure in the diagnostic images, so that its shape and position, the shape and a target position of the physical vascular prosthesis 2 pretend.

Aus 2 ist ein geometrisches Modell 6a einer Gefäßstruktur 6 zu entnehmen, das in diesem Ausführungsbeispiel auf Basis der Diagnose-Bilddaten ermittelt und zur vereinfachten Darstellung der Gefäßstruktur 6 herangezogen wurde. Der dargestellte Gefäßabschnitt weist eine Erweiterung 8 auf, ein so genanntes Aneurysma. Vor der eigentlichen endoluminalen Behandlung des Aneurysmas 8 wird in dem Diagnosebild, das Prothesenmodell 10 erzeugt und angezeigt.Out 2 is a geometric model 6a a vessel structure 6 to be found in this embodiment based on the diagnostic image data and for simplified representation of the vessel structure 6 was used. The illustrated vessel portion has an extension 8th on, a so-called aneurysm. Before the actual endoluminal treatment of the aneurysm 8th is in the diagnostic image, the prosthesis model 10 generated and displayed.

Zur Modellierung des Prothesenmodells 10 sowie des geometrischen Modells 6a der Gefäßstruktur 6 wird die Gefäßstruktur 6 im Diagnosebild vermessen. Dies erfolgt über eine Gefäßmittellinie 12, die den Verlauf der Gefäßstruktur 6 angibt und in diesem Ausführungsbeispiel mit einer Prothesen-Mittellinie 12a zusammenfällt. Ausgehend von der Gefäßmittellinie 12 werden Strahlen 14 in Radialrichtung zu einer Gefäßwand 16 der Gefäßstruktur 6 ausgesendet. Die Schnittpunkte dieser Strahlen 14 mit der Gefäßwand 16 ergeben die Oberflächenpunkte für das geometrische Modell 6a der Gefäßstruktur 6. Die dadurch erhaltenen Abmaße der Gefäßstruktur 6 dienen insbesondere zur Bestimmung eines maximalen Aneurysmendurchmessers D_max. Weiterhin von Bedeutung für die Behandlung ist ein hier nicht näher gezeigter minimaler Durchmesser des Gefäßes auf der Strecke des Katheters zwischen der Stelle, an der er in das Gefäß 6 eingeführt wird und der Stelle des Aneurysmas 8. Ein Vergleich des minimalen Durchmessers der Gefäßstruktur 6 in diesem Bereich mit einem Durchmesser der zusammengefalteten Gefäßprothese 2 gibt aussagekräftige Information darüber, ob die Gefäßprothese 2 durch das Gefäß 6 vorgeschoben werden kann oder Gefäßverengungen vorliegen, die dies verhindern.To model the prosthesis model 10 as well as the geometric model 6a the vascular structure 6 becomes the vascular structure 6 measured in the diagnostic image. This is done via a vessel centerline 12 showing the course of the vascular structure 6 indicates and in this embodiment with a prosthesis centerline 12a coincides. Starting from the vessel centerline 12 become rays 14 in the radial direction to a vessel wall 16 the vascular structure 6 sent out. The intersections of these rays 14 with the vessel wall 16 give the surface points for the geometric model 6a the vascular structure 6 , The dimensions of the vessel structure obtained thereby 6 are used in particular for determining a maximum aneurysm diameter D _max . Of further importance for the treatment is a not shown here in detail minimum diameter of the vessel on the route of the catheter between the point at which he into the vessel 6 and the site of the aneurysm 8th , A comparison of the minimum diameter of the vessel structure 6 in this area with a diameter of the folded vascular prosthesis 2 gives meaningful information about whether the vascular prosthesis 2 through the vessel 6 can be advanced or vasoconstriction that prevent this.

Ausgehend von der Gefäßmittellinie 12 wird im Diagnosebild das virtuelle Prothesenmodell 10 ebenfalls über Suchstrahlen 18 konstruiert, wobei in diesem Fall die prothesenspezifischen Daten der realen Gefäßprothese 2 herangezogen werden: beispielsweise wird ihr maximal erreichbarer Durchmesser beim Expandieren berücksichtigt, so dass ein maximaler Durchmesser d_max des Prothesenmodells 10 festgelegt wird. Entsprechend kann im Falle einer Stenose durch die Vorgabe eines Mindestdurchmessers des Prothesenmodells 10, welcher Mindestdurchmesser dem physikalischen Mindestdurchmesser der realen Gefäßprothese 2 entspricht, die Aufweitung der Gefäßstruktur 6 im Bereich der Stenose simuliert werden.Starting from the vessel centerline 12 the virtual denture model appears in the diagnostic image 10 also via search beams 18 constructed, in which case the prosthesis specific data of the real vascular prosthesis 2 For example, their maximum achievable diameter is taken into account during expansion, so that a maximum diameter d _{max of} the prosthesis model 10 is determined. Accordingly, in the case of a stenosis by the specification of a minimum diameter of the prosthesis model 10 , what minimum diameter the physical minimum diameter of the real vascular prosthesis 2 corresponds to the widening of the vascular structure 6 be simulated in the area of the stenosis.

Das virtuelle Prothesenmodell 10 besteht im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einer Reihe von Oberflächenpunkten, die in den zur Gefäßmittellinie 12 orthogonalen Ebenen jeweils ein Polygon bilden. Hierbei ist jedem Punkt der Gefäßmittellinie 12 ein solches Polygon zugeordnet, das durch die Reihe von einzelnen diskreten Oberflächenpunkten, die eine Kontur in der entsprechenden orthogonalen Ebene bilden, angegeben ist. Durch eine große Anzahl von Oberflächenpunkten kann das Polygon in jeder der Gefäßmittellinie 12 orthogonal zugeordneten Ebene annähernd einen Kreis bilden. Durch Verbinden der Oberflächenpunkte in Richtung entlang der Gefäßmittellinie 12 entsteht somit ein dreidimensionales Oberflächenmodell der Gefäßprothese 2.The virtual prosthesis model 10 consists in the present embodiment of a series of surface points, in the direction of the vessel center line 12 orthogonal planes each forming a polygon. Here is every point of the vessel centerline 12 associated with such a polygon indicated by the series of discrete discrete surface points forming a contour in the corresponding orthogonal plane. Through a large number of surface points, the polygon in each of the vessel centerlines 12 orthogonally associated plane approximately form a circle. By connecting the surface points in the direction along the vessel centerline 12 thus creates a three-dimensional surface model of the vascular prosthesis 2 ,

Darüber hinaus ist es möglich, ein Drahtmodell 20 der Gefäßprothese 2 zu modellieren, wie es aus 3 ersichtlich ist, bei dem die einzelnen Drähte 4 der realen Prothese 2 durch virtuelle Drähte 4a angegeben sind. Somit weist das Drahtmodell 20 die gleiche Netzstruktur und die gleiche Porosität wie die reale Gefäßprothese 2 auf, und die entfaltete virtuelle Prothese 10 verkürzt sich entsprechend der realen Prothese 2.In addition, it is possible to use a wireframe 20 the vascular prosthesis 2 to model how it looks 3 it can be seen in which the individual wires 4 the real prosthesis 2 through virtual wires 4a are indicated. Thus, the wire model points 20 the same mesh structure and porosity as the real vascular prosthesis 2 on, and the unfolded virtual prosthesis 10 shortens according to the real prosthesis 2 ,

Um eine besonders realistische Simulation der Gefäßprothese 2 zu ermöglichen, werden im vorliegenden Ausführungsbeispiel zusätzlich die auf die eingesetzte Gefäßprothese 2 wirkenden Kräfte, wie z.B. innere Kräfte bzw. Spannungen durch Verformung des Materials, Dehnungskräfte, die beim Einsetzen durch einen Ballon-Katheter ausgeübt werden, Widerstandskräfte der Gefäßwand, Kräfte aufgrund der Strömung des Blutes durch und um die Prothese simuliert. Eine solche Simulation kann bei spielsweise durch ein aktives Konturmodell oder mit Hilfe der Methode der Finitenelemente (FE) erfolgen.For a particularly realistic simulation of the vascular prosthesis 2 to allow in the present embodiment, in addition to the vascular prosthesis used 2 acting forces, such as internal forces or stresses due to deformation of the material, tensile forces exerted during insertion through a balloon catheter, resistance forces of the vessel wall, forces due to the flow of blood through and around the prosthesis simulated. Such a simulation can be done, for example, by an active contour model or with the aid of the finite element method (FE).

Infolge der Form der Gefäßstruktur 6 kann außerdem erforderlich sein, dass eine verzweigte Gefäßprothese zum Einsatz kommt. Eine solche Prothese wird üblicherweise als Y-Prothese bezeichnet und kann eine Zusammensetzung mehrerer einzelner Prothesen darstellen. Die Verzweigung selbst besteht jedoch physikalisch aus einem einzelnen Prothesenmodul.Due to the shape of the vessel structure 6 It may also be necessary to use a branched vascular prosthesis. Such a prosthesis is commonly referred to as a Y prosthesis and may be a composite of multiple individual prostheses. However, the branch itself physically consists of a single prosthetic module.

Das Erkennen einer Verzweigung der Gefäßstruktur 6 erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel semi- oder vollautomatisch (z.B. mittels eines automatischen Bildverarbeitungsprozesses) auf Grundlage der zuvor definierten Gefäßmittellinie 12. Hierbei wird auf Basis der Gefäßabmaße in einem ersten Schritt das Prothesenmodell 10a konstruiert. Die Verbindungen zwischen einzelnen Oberflächenpunkten im Bereich der Verzweigung sind durch die in 4a gezeigte abgerollte Oberfläche des Prothesenmodells 10a dargestellt. Die durchgezogenen Linien auf der Oberfläche stellen hierbei die Schnittlinien zwischen einzelnen Modulelementen (Segmente) 22a, 22b, 22c, 22d dar.The recognition of a branching of the vessel structure 6 takes place in this embodiment semi- or fully automatic (eg by means of an automatic image processing process) based on the previously defined vessel centerline 12 , In this case, the prosthesis model is based on the vessel dimensions in a first step 10a constructed. The connections between individual surface points in the area of the branch are defined by the in 4a shown unrolled surface of the prosthesis model 10a shown. The solid lines on the surface represent the cut lines between individual module elements (segments) 22a . 22b . 22c . 22d represents.

Zur Simulation des physikalischen Verhaltens der Prothese 2 wird das verzweigte Prothesenmodul durch die mehreren Modulelemente 22a, 22b, 22c, 22d modelliert, zwischen denen die in 4b dargestellten Freischnittkräfte K wirken. Diese Kräfte K werden in diesem Ausführungsbeispiel simuliert und stellen die geometrische Kontinuität zwischen den Oberflächen der Modulelementen 22a, 22b, 22c, 22d her.To simulate the physical behavior of the prosthesis 2 the branched prosthesis module is replaced by the several module elements 22a . 22b . 22c . 22d modeled, between which the in 4b shown Freischnittkräfte K act. These forces K are simulated in this embodiment and provide the geometric continuity between the surfaces of the modular elements 22a . 22b . 22c . 22d ago.

Ähnliche Kräfte K_O wirken an den Übergangsstellen zwischen zwei Prothesen 2, wenn die Prothesen 2 überlappend in das Gefäß eingebracht werden, wie es aus 4c ersichtlich ist. Diese Kräfte K_O werden im vorliegenden Ausführungsbeispiel ebenfalls simuliert.Similar forces K _O act at the transition points between two prostheses 2 when the prostheses 2 overlapping into the vessel as it is made 4c is apparent. These forces K _O are also simulated in the present embodiment.

Darüber hinaus können Kollisionskräfte K_K an Berührungsstellen einzelner nicht miteinander durch Überlappung verbundener Prothesensegmente auftreten (siehe 4d), die im vorliegenden Ausführungsbeispiel ebenfalls simuliert werden.In addition, collision forces K _{K can occur} at the contact points of individual prosthesis segments that are not connected to one another by overlapping (see 4d ), which are also simulated in the present embodiment.

Das Prothesenmodell 10, 10a wird mit Hilfe des computergestützten Systems in Zusammenschau mit Standard-Ansichten, die während der Diagnose erhalten wurden, oder dem geometrischen Modell 6a der Gefäßstruktur 6 dargestellt. Dabei können durch Farbkodierungen definierte Bereiche, in denen das Prothesenmodell 10, 10a bzw. die Gefäßprothese 2 auf unterschiedlicher Weise mit der Gefäßstruktur 6 zusammenwirkt, sichtbar gemacht werden. Insbesondere werden die Bereiche optisch gekennzeichnet, in denen das Prothesenmodell 10, 10a bzw. die implantierte Gefäßprothese 2 an der Gefäßwand 16 anliegt (z.B. Versiegelungsbereich an einem Aneurysmen-Hals), durch Vorspannung das Gefäß offen hält (bei einer Stenose), die Gefäßwand 16 vom Blutdruck entlastet (Aneurysma 8), einen Gefäßabgang verdeckt oder einem hohen lokalen Blutdruck infolge der Blutströmung ausgesetzt ist.The prosthesis model 10 . 10a is using the computerized system in conjunction with standard views that were obtained during the diagnosis, or the geometric model 6a the vascular structure 6 shown. In this case, defined by color coding areas in which the prosthesis model 10 . 10a or the vascular prosthesis 2 in different ways with the vessel structure 6 interacts, be made visible. In particular, the areas are optically marked, in which the prosthesis model 10 . 10a or the implanted vascular prosthesis 2 on the vessel wall 16 (eg sealing area on an aneurysm neck), holding the vessel open by bias (in case of stenosis), the vessel wall 16 relieved of blood pressure (aneurysm 8th ), a vessel obstructed or exposed to high local blood pressure as a result of blood flow.

Auf Grundlage des Prothesenmodells 10, 10a kann weiterhin an dem computerbasierten System eine Simulation des endoluminalen Eingriffs erfolgen. Unter Berücksichtigung der anatomischen Eigenschaften der Gefäßstruktur 6 wird hierbei ein Einführen und Vorschieben der zusammengefalteten Prothese 2 bis zur Behandlungsstelle simuliert. Zudem wird unter Heranziehung der prothesenspezifischen Daten ein aufgeweiteter Zustand der Gefäßprothese 2 an ihrer Einsatzstelle simuliert. Die prothesenspezifischen Daten der Gefäßprothese 2 werden in diesem Ausführungsbeispiel aus einer hinterlegten Tabelle 34 entnommen. Diese Tabelle 34 (siehe 5) ist dem computerbasierten System zugeordnet und enthält Maße und Verformungsparameter sämtlicher Prothesen verschiedener Hersteller.Based on the prosthesis model 10 . 10a Furthermore, a simulation of the endoluminal procedure can be performed on the computer-based system. Taking into account the anatomical properties of the vascular structure 6 This is an insertion and advancement of the folded prosthesis 2 simulated to the treatment site. In addition, using the prosthesis-specific data, an expanded state of the vascular prosthesis 2 simulated at their place of use. The prosthesis-specific data of the vascular prosthesis 2 become in this embodiment from a stored table 34 taken. this table 34 (please refer 5 ) is assigned to the computer-based system and contains dimensions and deformation parameters of all prostheses from different manufacturers.

Das virtuelle Prothesenmodell 10 und das computerbasierte System können nicht nur im pre-operativen Stadium der Behandlung, sondern auch während der Operation und bei den postoperativen Nachuntersuchungen verwendet werden. Dies ist insbesondere aus 5 ersichtlich, aus der ein beispielhafter Ablauf einer Diagnose und einer endoluminalen Behandlung, die durch ein Bildgebungsverfahren unterstützt sind, anhand eines Blockschaltbilds zu entnehmen ist. Zum Beginn erfolgt die Einlieferung 24 des Patienten sowie seine Untersuchung 26 mittels eines bildgebenden Verfahrens wie z.B. Computertomographie, Angiographie, etc. Mit Hilfe der dadurch erhaltenden Bilddaten, die auf einem hier nicht näher dargestellten Anzeigeelement angezeigt werden, wird im Diagnoseschritt 28 eine Diagnose gestellt, bzw. wird das von einer Gefäßerkrankung betroffene Gefäß vermessen. In diesem Ausführungsbeispiel wird zudem im Diagnoseschritt 28 das geometrische Modell 6a der Gefäßstruktur 6 erstellt. Im nachfolgenden Schritt 30 entscheidet ein Arzt auf Grundlage der Diagnose und Besonderheiten der Gefäßstruktur 6, ob der Patient für eine endoluminalen Behandlung geeignet ist.The virtual prosthesis model 10 and the computer-based system can be used not only in the pre-operative stage of the treatment, but also during the operation and post-operative follow-up. This is especially out 5 4, from which an exemplary flow of diagnosis and endoluminal treatment supported by an imaging procedure can be seen by way of a block diagram. At the beginning the delivery takes place 24 of the patient as well as his examination 26 by means of an imaging method such as computed tomography, angiography, etc. With the help of the image data obtained thereby, which are displayed on a display element not shown here, is in the diagnostic step 28 a diagnosis is made or the vessel affected by a vascular disease is measured. In this embodiment, moreover, in the diagnosis step 28 the geometric model 6a the vascular structure 6 created. In the following step 30 decides a doctor based on the diagnosis and specifics of the vascular structure 6 whether the patient is suitable for endoluminal treatment.

Wenn sich der Patient als geeignet für einen solchen medizinischen Eingriff erweist, trifft der Arzt eine Auswahl 32 einer Prothese 2, wobei die prothesenspezifischen Daten der Tabelle 34 des computerbasierten Systems zu entnehmen sind. Unter Berücksichtigung der prothesenspezifischen Eigenschaften erfolgt in dem Diagnosebild eine Modellierung 36 und Visualisierung 38 des Prothesemodells 10 in der zuvor beschriebenen Weise. Der Prozess des Modellierens kann mehrmals mit unterschiedlichen Prothesen 2 wiederholt werden, wobei auf Grundlage der Vermessungen ggf. eine oder mehrere Prothesen 2 oder Prothesenkonstellationen aus der Tabelle 34, unter Abgleich mit dem aktuellen Bestand in einem Lager 40 bzw. sonstiger Verfügbarkeitskriterien wie Preis oder Lieferzeit, ausgewählt werden können. Ist eine Auswahl durch den Arzt getroffen, erfolgt eine Bestellung 42 der Prothese 2 und das Prothesenmodell 10 wird in einer Datenbank 44 des computerbasierten Systems für weitere Zugriffe abgelegt.If the patient proves to be suitable for such a medical procedure, the physician makes a selection 32 a prosthesis 2 , where the prosthesis specific data of the table 34 of the computer-based system. Taking into account the prosthesis-specific properties, a modeling takes place in the diagnostic image 36 and visualization 38 of the prosthetic model 10 in the manner described above. The process of modeling can be done several times with different prostheses 2 may be repeated, based on the surveys possibly one or more prostheses 2 or prosthesis constellations from the table 34 , in comparison with the current inventory in a warehouse 40 or other availability criteria such as price or delivery time can be selected. If a selection has been made by the doctor, an order will be made 42 the prosthesis 2 and the prosthetic model 10 will be in a database 44 of the computer-based system for further access.

Die Verfahrensschritte 24 bis 42 sind gemäß 5 in einem Block 46 zusammengefasst, der die vor-operative Phase der Behandlung symbolisiert. Das computerbasierte System wird jedoch zusätzlich bei einer inter-operativen Phase 48 sowie ei ner post-operativen Phase 50 zur Unterstützung des medizinischen Personals benutzt.The process steps 24 to 42 are according to 5 in a block 46 summarizing the pre-operative phase of treatment. The computer-based system, however, also becomes an inter-operative phase 48 as well as a post-operative phase 50 used to assist the medical staff.

Die inter-operative Phase 48 stellt der eigentliche endoluminale Eingriff 52 dar, der durch eine Bildgebung 54 unterstützt ist. Das in der Datenbank 44 gespeicherte Prothesenmodell 10 wird hierbei aufgerufen und überlagert zur Gefäßstruktur 6 im Verfahrensschritt 56 visualisiert, um eine Soll-Position der Prothese 2 anzugeben.The inter-operative phase 48 represents the actual endoluminal procedure 52 that is through an imaging 54 is supported. That in the database 44 stored prosthesis model 10 is called here and superimposed to the vessel structure 6 in the process step 56 visualized to a desired position of the prosthesis 2 specify.

Um das Prothesenmodell 10, das zunächst für die pre-operativen Bilddaten berechnet wurde, an der entsprechenden Position in den intra- oder post-operativen Bilddaten modellieren und darstellen zu können, ist eine so genannte Registrierung der Bilddaten notwendig. Dabei wird eine mathematische Zuordnung jedes Punktes im Diagnosebild in das später aufgenommene Bild bestimmt. Ein solches Registrierungsverfahren dient dazu, die Position des Patienten anhand der Bilddaten oder zusätzlicher auf dem Patienten angebrachten Marker bestimmen zu können, um die Ist-Position der realen Prothese 2 während des Eingriffs mit ihrer Soll-Position, die durch das Prothesenmodell 10 angegeben ist, abzugleichen. Beim Implantieren der Gefäßprothese 2 werden also im selben Bild die aktuelle Ist-Postion der Gefäßprothese 2 und überlagert hierzu das Prothesenmodell 10 angezeigt. Das computerbasierte System ist insbesondere derart ausgebildet, dass bei einer Übereinstimmung der Ist-Position der Gefäßprothese 2 mit ihrer Sollposition ein akustisches Signal ausgegeben wird. Ein akustisches oder optisches Signal kann weiterhin während der Nachuntersuchung vorgesehen sein, um ebenfalls eine Übereinstimmung der aktuellen Lage der eingesetzten Gefäßprothese 2 mit der Position des Prothesenmodells 10 anzuzeigen. Darüber hinaus kann der Soll-Ist-Vergleich der Positionen der Gefäßprothese 2 und des Prothesenmodells 10 während des Eingriffs benutzt werden, um Steuersignale zur automatischen Navigation der Gefäßprothese 2 zu erzeugen. Der Vorgang des endoluminalen Einsetzens kann also auch teil- oder vollautomatisch durch ein roboterbasiertes System erfolgen.To the prosthesis model 10 , which was initially calculated for the pre-operative image data to be able to model and display at the corresponding position in the intra- or post-operative image data, a so-called registration of the image data is necessary. In this case, a mathematical assignment of each point in the diagnostic image is determined in the later recorded image. Such a registration method serves to be able to determine the position of the patient based on the image data or additional marker attached to the patient, the actual position of the real prosthesis 2 during the procedure with its desired position by the prosthetic model 10 specified, to balance. When implanting the vascular prosthesis 2 Thus, in the same picture, the current actual position of the vascular prosthesis 2 and superimposes the prosthesis model for this purpose 10 displayed. The computer-based system is in particular designed in such a way that when the actual position of the vascular prosthesis matches 2 with their desired position an acoustic signal is output. An acoustic or optical signal may further be provided during the follow-up examination, in order likewise to match the current position of the inserted vascular prosthesis 2 with the position of the prosthesis model 10 display. In addition, the target-actual comparison of the positions of the vascular prosthesis 2 and the prosthesis model 10 be used during the procedure to control signals for automatic navigation of the vascular prosthesis 2 to create. The process of endoluminal insertion can therefore also be done partially or fully automatically by a robot-based system.

Unmittelbar nach einer erfolgten endoluminalen Behandlung sowie in regelmäßigen Zeitabständen (ca. nach 3, 6, 12 und 24 Monaten nach dem Eingriff) muss der Patient einer Nachkontrolle 58 unterzogen werden, bei der das richtige Sitzen und die Funktion der Prothese 2 überprüft werden. Auch hierbei wird der Patient mittels geeigneter Bildgebung 60 untersucht, und die dabei gewonnenen Bilddaten werden mit dem in der Datenbank 44 des Steuersystems abgelegten Diagnosebild gemäß Verfahrensschritt 62 verglichen. Das Diagnosebild, in dem das Prothesenmodell 10 modelliert wurde, wird aus der Datenbank 44 ausgelesen und in die neu gewonnenen Bilddaten eingeblendet. Der Sitz der Gefäßprothese 2 wird mit der geplanten Position verglichen und gegebenenfalls wird das Prothesenmodell 10 in Übereinstimmung mit der aktuellen Lage der realen Gefäßprothese 2 gebracht. Dank dem optischen Vergleich der Lage der Gefäßprothese 2 mit der des Prothesenmodells 10, werden wichtige Informationen über Verformungen und Verschiebungen der Gefäßprothese 2, die leicht zu erkennen und zu berechnen sind, erhalten. Falls das Prothesenmodell 10 während der Nachuntersuchung an die Form und Lage der Gefäßprothese 2 angepasst werden sollte, wird das aktualisierte Modell 18 ebenfalls in der Datenbank 44 abgespeichert, um bei zukünftigen Planungen verwendet zu werden, da es wichtige Informationen über den Sitz der Gefäßprothese 2 unter realen Bedingungen liefert.Immediately after endoluminal treatment and at regular intervals At approximately 3, 6, 12 and 24 months after surgery, the patient must undergo follow-up 58 be subjected to the proper seating and function of the prosthesis 2 be checked. Again, the patient is using appropriate imaging 60 examined, and the image data obtained with the in the database 44 of the control system stored diagnostic image according to method step 62 compared. The diagnostic image in which the prosthesis model 10 is modeled, is from the database 44 read out and displayed in the newly acquired image data. The seat of the vascular prosthesis 2 is compared with the planned position and, where appropriate, the prosthesis model 10 in accordance with the current situation of the real vascular prosthesis 2 brought. Thanks to the optical comparison of the position of the vascular prosthesis 2 with the prosthesis model 10 , important information about deformations and displacements of the vascular prosthesis 2 that are easy to recognize and calculate. If the prosthesis model 10 during the follow-up to the shape and location of the vascular prosthesis 2 should be adjusted, the updated model 18 also in the database 44 saved to be used in future plans as it contains important information about the location of the vascular prosthesis 2 delivers under real conditions.

Claims

Method for medical image display, in which a diagnostic image of a vessel structure ( 6 ), wherein in the diagnostic image a prosthesis model ( 10 ) superimposed on the illustrated vessel structure ( 6 ) is shown.

Method according to Claim 1, in which, for the selection of a suitable vascular prosthesis ( 2 ) using the diagnostic image, the vessel structure ( 6 ) and the vascular dimensions determined here for determining the prosthesis model ( 10 ) are used.

A method according to claim 2, wherein a geometric model of the vessel dimensions ( 6a ) of the vessel structure ( 6 ) and based on this geometric model ( 6a ) the prosthesis model ( 10 ) is determined.

Method according to Claim 2 or 3, in which a vessel center line ( 12 ) and the distance of a vessel wall ( 16 ) of the vessel structure ( 6 ) to the vessel centerline ( 12 ).

Method according to Claim 4, in which for the determination of the prosthesis model ( 10 ) a maximum (d _max ) and / or minimum distance of a wall of the prosthesis model ( 10 ) to a prosthesis agent line ( 12a ) is given.

Method according to one of claims 2 to 5, wherein from the vessel dimensions of a wire model ( 20 ) as a prosthesis model ( 10 ), where in the wireframe ( 20 ), in particular individual virtual wires ( 4a ), which are connected to the real wires ( 4 ) to match.

Method according to one of claims 1 to 6, in which prosthesis-specific data of the vascular prosthesis ( 2 ) from a stored table ( 34 ).

Method according to one of Claims 1 to 7, in which on the prosthesis model ( 10 ) at least one on the vascular prosthesis ( 2 ) acting force (K) is simulated and displayed.

Method according to one of claims 1 to 8, in which a branched prosthesis model is used for branched vascular structures, wherein the prosthesis model in the region of the branching on a single module ( 22 ).

Method according to one of Claims 1 to 9, in which regions defined in the diagnostic image are optically marked, such as, for example, regions for which the prosthesis model ( 10 ), it is to be expected that the vascular prosthesis ( 2 ) on a vessel wall ( 16 ) that the vascular prosthesis ( 2 ) by their bias the vessel structure ( 6 ) holds open that the vessel wall ( 16 ) is relieved of the blood pressure that the vascular prosthesis ( 2 ) covers a vascular outlet, or that the vascular prosthesis ( 2 ) is exposed to increased local blood pressure.

Method according to one of claims 1 to 10, wherein the prosthesis model ( 10 ) with its assignment to the vascular structure ( 6 ) in a database ( 44 ) and retrieved for subsequent diagnoses.

Method according to one of claims 1 to 11, in which based on the prosthesis model ( 10 ) the medical intervention of the implantation of the vascular prosthesis ( 2 ) is simulated.

The method of claim 12, wherein from the image data of the vascular prosthesis ( 2 ), using prosthesis-specific data, an expanded state of the vascular prosthesis ( 2 ) is simulated and displayed.

Method according to one of the preceding claims, in which for checking and checking the positioning of an implanted vascular prosthesis ( 2 ) in the diagnostic image a current actual position of the vascular prosthesis ( 2 ) and superimposes the prosthesis model ( 10 ) is displayed in a desired position.

Method according to Claim 14, in which, if the actual position of the vascular prosthesis ( 2 ) is output with its desired position, a signal.

Method according to claim 14 or 15, in which a desired-actual comparison is carried out and from this control signals for the automatic navigation of the vascular prosthesis ( 2 ) be generated.

Method according to one of claims 1 to 16, wherein the prosthesis model ( 10 ) is displayed in different diagnostic images, wherein the different diagnostic images are registered to each other, so that the individual pixels of the diagnostic images are assigned to each other.

Device for medical imaging according to the method according to a of the preceding claims.

Device according to claim 18, comprising a table ( 34 ) containing prosthesis-specific data of the vascular prosthesis ( 2 ) as well as a database ( 44 ) for depositing the modeled prosthesis model ( 10 ) with its assignment to the vascular structure ( 6 ).