DE102011083686A1 - Method for representing highlighted patients in interventional angiographic analysis, involves creating two-dimensional images, and superimposing images with volumetric images for generating and reproducing superimposed images - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur hervorgehobenen Darstellung von Objekten bei interventionellen angiographischen Untersuchungen durch Überlagerung von 3-D-Volumenbildern der Objekte mit einem 2-D-Live-Bild. Ein Angiographiesystem, das eine derartig hervorgehobene Darstellung wie z. B. Roadmaps ermöglicht, ist beispielsweise aus der
Die
Mittels des beispielsweise aus der
Der bekannte Knickarmroboter weist ein Grundgestell auf, welches beispielsweise auf einem Boden fest montiert ist. Daran ist drehbar um eine erste Drehachse ein Karussell befestigt. Am Karussell ist schwenkbar um eine zweite Drehachse eine Roboterschwinge angebracht, an der drehbar um eine dritte Drehachse ein Roboterarm befestigt ist. Am Ende des Roboterarms ist drehbar um eine vierte Drehachse eine Roboterhand angebracht. Die Roboterhand weist ein Befestigungselement für den C-Bogen
Die Realisierung der Röntgendiagnostikeinrichtung ist nicht auf den Industrieroboter angewiesen. Es können auch übliche C-Bogen-Geräte Verwendung finden. The realization of the X-ray diagnostic device is not dependent on the industrial robot. It can also find common C-arm devices use.
Der Röntgenbilddetektor
Im Strahlengang des Röntgenstrahlers
Anstelle des in
Anstelle des beispielsweise dargestellten C-Bogens
Beim 3-D-Roadmap, der Überlagerung von 3-D-Objekten mit einem 2-D-Live-Bild, besteht das Problem darin, dass normalerweise der komplette, kontrastmittelgefüllte Gefäßbaum überlagert wird, wie dies beispielsweise in der
Andernteils ist es jedoch für den Arzt wichtig, dass er 3-D-Informationen überlagert angezeigt bekommt, um dadurch eine bessere räumliche Vorstellung und Orientierung zu erhalten. On the other hand, however, it is important for the doctor to see 3-D information superimposed in order to obtain better spatial perception and orientation.
In letzter Zeit werden vermehrt Softwarepakete entwickelt, die sich jedoch darauf beschränken, nur die relevanten 3-D-Informationen zu überlagern, wie dies beispielsweise bei der Überlagerung der Mittellinie zwischen zwei Gefäßpunkten der Fall ist, das in
Typischerweise besteht der Workflow des Arztes heutzutage darin, dass er den relevanten Gefäßabschnitt markiert (vgl. syngo Workplace – Embolization Guidance). Das geschieht dadurch, dass er einen proximalen Punkt und anschließend einen oder mehrere distale Punkte auf dem Gefäßabschnitt markiert. Die Software (siehe syngo Workplace – Embolization Guidance) segmentiert anschließend das Gefäß. Im Überlagerungsschritt kann der Arzt entscheiden, ob er das komplette Volumen (vgl.
Beide Auswahlmöglichkeiten haben Schwachpunkte:
- a) Wird das komplette Volumen überlagert, so hat der Arzt zwar eine gute räumliche Vorstellung und Orientierung; er bekommt jedoch, je nach Angulation des C-Bogens, überlappende 3-D-Information überlagert, die schwer zu differenzieren ist, so dass er ggf. wichtige Informationen wegen der Informationsvielfalt übersehen kann. Zusätzlich negativ ist, dass dieses "Zuviel" an 3-D-Information dafür sorgt, dass das zu überlagernde 2-D-Bild, typischerweise aus einer Durchleuchtung, nicht mehr in gewünschter Qualität dargestellt wird.
- b) Wird nur der segmentierte Gefäßabschnitt oder sogar nur dessen Mittellinie (Centerline) überlagert, so ist zwar keine unnötige oder redundante Information vorhanden, auch das 2-D-Bild ist deutlich sichtbar, jedoch sind die räumliche Vorstellung und Orientierung sehr schwierig.
- a) If the entire volume is superimposed, the doctor has a good spatial perception and orientation; however, depending on the angulation of the C-arm, it overlays overlapping 3-D information, which is difficult to differentiate, so that it can possibly overlook important information because of the variety of information. In addition, it is negative that this "too much" of 3-D information ensures that the 2-D image to be superimposed, typically from a fluoroscopy, is no longer displayed in the desired quality.
- b) If only the segmented vessel section or even its centerline is superimposed, there is no unnecessary or redundant information, the 2-D image is clearly visible, but the spatial presentation and orientation are very difficult.
Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart auszubilden, dass sich eine Überlagerung automatisch derart einstellt, dass einesteils die relevanten Strukturen deutlich angezeigt werden, und andernteils nicht zuviel 3-D-Information überlagert wird. The invention is based on the object, a method of the type mentioned in such a way that an overlay automatically adjusts such that on the one hand, the relevant structures are clearly displayed, and on the other hand, not too much 3D information is superimposed.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß für ein angiographisches Untersuchungsverfahren der eingangs genannten Art durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. The object is achieved for an angiographic examination method of the type mentioned by the features specified in claim 1. Advantageous embodiments are specified in the dependent claims.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch folgende Verfahrensschritte gelöst:
S1) Akquirierung wenigstens eines 3-D-Volumenbildes des Untersuchungsobjekts,
S2) Markierung wenigstens eines Teils des Untersuchungsobjekts in dem 3-D-Volumenbild,
S3) Verarbeitung des markierten Teils des Untersuchungsobjekts zur Ermittlung eines Objektabschnitts in einem verarbeiteten Volumenbild,
S4) Abschwächung wenigstens des restlichen, nicht markierten Teils des Untersuchungsobjekts gegenüber dem Objektabschnitt in dem 3-D-Volumenbild, so dass wenigstens die Teile des Untersuchungsobjekts unterschiedliche Opazitäten aufweisen,
S5) Überlagerung beider Teile des 3-D-Volumenbildes zur Erzeugung eines Roadmap-Volumenbildes,
S6) Erzeugung wenigstens eines 2-D-Live-Bildes,
S7) Überlagerung des 2-D-Live-Bildes mit dem teilweise abgeschwächten 3-D-Volumenbild zur Generierung und
S8) Wiedergabe der überlagerten Bilder. The object is achieved according to the invention by the following method steps:
S1) acquiring at least one 3-D volume image of the examination object,
S2) marking at least a part of the examination object in the 3-D volume image,
S3) processing the marked part of the examination subject to determine an object section in a processed volume image,
S4) attenuation of at least the remaining, unmarked part of the examination object with respect to the object section in the 3-D volume image, so that at least the parts of the examination object have different opacities,
S5) superimposition of both parts of the 3-D volume image to generate a roadmap volume image,
S6) generating at least one 2-D live image,
S7) Superimposition of the 2-D live image with the partially attenuated 3-D volume image for generation and
S8) Playback of superimposed images.
Dadurch erhält man ein durch unterschiedliche Opazitäten optimiertes 3-D-Roadmap-Verfahren, welches die Überlagerung automatisch derart einstellt, dass einerseits die relevanten Strukturen deutlich erkennbar visualisiert, aber andrerseits nicht zuviel 3-D-Informationen überlagert dargeboten werden. This results in a 3-D roadmap process optimized by different opacities, which automatically adjusts the overlay in such a way that on the one hand the relevant structures are visibly visualized, but on the other hand not too much 3-D information is presented superimposed.
In vorteilhafter Weise kann die Abschwächung gemäß Schritt S4 gegenüber dem Objektabschnitt des Untersuchungsobjekts auf das gesamte 3-D-Volumenbild angewandt werden, so dass das 3-D-Volumenbild des Untersuchungsobjekts gegenüber dem verarbeiteten Volumenbild unterschiedliche Opazitäten aufweist. Advantageously, the attenuation according to step S4 can be applied to the object section of the examination object on the entire 3-D volume image, so that the 3-D volume image of the examination object has different opacities compared to the processed volume image.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Verfahren zur hervorgehobenen Darstellung von Objekten noch folgende Verfahrensschritte aufweist:
S9) Erfassung einer Serie von Fluoroskopiebildern (
S10) Subtraktion der Serie von Fluoroskopiebildern (
S11) Überlagerung der Serie von Subtraktionsbildern (
S12) Wiedergabe der überlagerten Bilder. It has proved to be advantageous if the method for highlighting objects still has the following method steps:
S9) acquisition of a series of fluoroscopic images (
S10) Subtraction of the series of fluoroscopic images (
S11) superposition of the series of subtraction images (
S12) Playback of superimposed images.
Erfindungsgemäß kann die Akquirierung wenigstens eines 3-D-Volumenbildes gemäß Schritt S1 eine Subtraktion eines 3-D-Maskenbildes und eines 3-D-Füllungsbildes des Untersuchungsobjekts sowie die Verarbeitung des 3-D-Volumenbildes gemäß Schritt S3 eine Segmentierung des Objekts zur Bestimmung eines Objektabschnitts umfassen, wobei der segmentierte Objektabschnitt (
Erfindungsgemäß kann das 2-D-Live-Bild ein Fluoroskopiebild und das gemäß Schritt S2 markierte 3-D-Volumenbild ein DSA-Volumenbild sein. According to the invention, the 2-D live image may be a fluoroscopic image and the 3-D volume image marked according to step S2 may be a DSA volume image.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Erzeugung des wenigstens einen 2-D-Live-Bildes mittels eines Detektors mit einem matrixförmigen Array von Pixeln erfolgt. It has proved to be advantageous if the generation of the at least one 2-D live image is effected by means of a detector with a matrix-type array of pixels.
In vorteilhafter Weise kann die Abschwächung gemäß Schritt S4 wählbar sein. Advantageously, the attenuation according to step S4 can be selectable.
Erfindungsgemäß können das 3-D-Volumenbild bzw. das DSA-Volumenbild gemäß Schritt S4 und/oder das Roadmap-Volumenbild gemäß Schritt S11 mittels einer Korrekturstufe abgeschwächt werden. According to the invention, the 3-D volume image or the DSA volume image according to step S4 and / or the roadmap volume image may be attenuated by means of a correction stage in accordance with step S11.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der markierte Teil des Untersuchungsobjekts eine einstellbare Opazität aufweist und/oder die Opazität des markierten Teils des Untersuchungsobjekts aufgrund der aktuellen Einstellung eines 3-D-Renderers einstellbar ist. It has proved to be advantageous if the marked part of the examination object has an adjustable opacity and / or the opacity of the marked part of the examination object can be set on the basis of the current setting of a 3-D renderer.
Erfindungsgemäß kann das 3-D-Volumenbild des Objekts gemäß Schritt S1 eine CT-, MR-Angiographie und/oder eine intraoperative Rotationsangiographie zur Weichteildarstellung (DynaCT®) sein. According to the invention, the 3-D volume image of the object may be a CT, MR angiography and / or intraoperative rotational angiography for soft tissue imaging (DynaCT ®) according to step S1.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: The invention is explained in more detail with reference to embodiments shown in the drawing. Show it:
Bei einem in
Dieser DSA-3-D-Gefäßbaum
Zu einer Roadmap-Untersuchung wird eine Serie von Fluoroskopiebildern
In einer zweiten Additionsstufe
In der
Anschließend erfolgt gemäß einem zweiten Schritt S2 eine Markierung wenigstens eines Teils
Nachfolgend wird gemäß einem vierten Schritt S4 eine Abschwächung des restlichen, nicht markierten Teils des 3-D-Volumenbildes
In einem sechsten Schritt S6 wird wenigstens ein 2-D-Live-Bild
Anhand der
Die
Die
Zusammenfassend wird erfindungsgemäß Folgendes vorgeschlagen: Die zu überlagernde 3-D-Information eines 3-D-Volumenbildes wird in zwei Bestandteile aufgeteilt:
- A) Segmentierter Gefäßabschnitt (z. B. Stenose, Tumor-Feeder, etc.) und
- B) Restliche 3-D-Information, die nicht Teil des segmentierten Gefäßabschnittes ist.
- A) Segmented vascular segment (eg stenosis, tumor feeder, etc.) and
- B) Remaining 3-D information that is not part of the segmented vascular segment.
Die A-Information soll entsprechend der aktuellen Einstellung des 3-D-Renderers mit voller bzw. eingestellter Opazität überlagert werden, wohingegen die B-Information mit einer Opazität überlagert werden soll, die mit einem Nutzer-konfigurierbarem Faktor k1 (k1 = 0 bis 1) multipliziert wird. The A-information should be superimposed with full or adjusted opacity according to the current setting of the 3-D renderer, whereas the B-information should be superimposed with an opacity which is superimposed with a user-configurable factor k1 (k1 = 0 to 1 ) is multiplied.
In vorteilhafter Realisierung liegt der Faktor k1 bei 0,5. Dies führt dazu, dass die B-Information lediglich mit halber Opazität (bzw. doppelter Transparenz) dargestellt wird wie die A-Information. In an advantageous realization, the factor k1 is 0.5. As a result, the B information is displayed with only half opacity (or double transparency) as the A information.
Als Beispiel sei ein 3-D-Volumen genannt, dessen Opazität im 3-D-Renderer auf 70% eingestellt ist (Faktor k = 0,7). Dann wird der segmentierte Gefäßabschnitt mit 70%iger Opazität und die restliche 3-D-Information mit 35% dargestellt (= 70% multipliziert mit k1 = 0,5). An example is a 3-D volume whose opacity is set to 70% in the 3-D renderer (factor k = 0.7). Then, the segmented vascular section with 70% opacity and the remaining 3-D information with 35% (= 70% multiplied by k1 = 0.5).
Die Vorteile dieses erfindungsgemäßen Verfahrens sind:
- – Es wird nur die Information in "voller" Opazität überlagert, die vom Arzt vorher ausgewählt wurde (z. B. der segmentierte 3-D-Gefäßabschnitt
18 ). - – Durch die höhere Transparenz der B-Information wird zum Einen eine gute 3-D-Orientierung erreicht, und zum Anderen die Sichtbarkeit des 2-D-Bildes erhöht.
- – Die Einstellung der unterschiedlichen Opazitäten wird automatisch und ohne notwendige Nutzerinteraktion durchgeführt, so dass der Workflow des Arztes unterstützt und beschleunigt wird.
- - Only the information in "full" opacity, which was previously selected by the physician (eg the segmented 3-D vessel section), is superimposed
18 ). - - The higher transparency of the B-information on the one hand a good 3-D orientation is achieved, and on the other hand increases the visibility of the 2-D image.
- The adjustment of the different opacities is carried out automatically and without necessary user interaction, so that the workflow of the doctor is supported and accelerated.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- "syngo Workplace – Embolization Guidance – Gebrauchsanleitung" der Siemens AG, gedruckt Februar 2010, Bestell-Nr.: AX42-010.621.70.01.01 [0012] "syngo Workplace - Embolization Guidance - Operating Instructions" from Siemens AG, printed February 2010, Order No .: AX42-010.621.70.01.01 [0012]
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