DE102005028746B4 - Verfahren zum Ermitteln der Position und Orientierung eines Objekts, insbesondere eines Katheters, aus zweidimonsionalen Röntgenbildern - Google Patents

Verfahren zum Ermitteln der Position und Orientierung eines Objekts, insbesondere eines Katheters, aus zweidimonsionalen Röntgenbildern Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Ermitteln der Position und Orientierung eines Objekts aus zumindest einem zweidimensionalen Röntgenbild, mit den Schritten: a) Erzeugung eines Röntgenbilds und Vorverarbeitung (12) des Röntgenbilds zur Hervorhebung von Abbildungsstrukturen des Objekts im Röntgenbild, b) Erzeugung eines dreidimensionalen Templates (10) für das Objekt auf der Grundlage der konstruktionsbedingten Eigenschaften des Objekts, c) Initialisierung (14) von je drei Parametern für die Position (T1, T2, T3) und für die Orientierung (R1, R2, R3) des Objekts relativ zum vorverarbeiteten Röntgenbild, d) Erzeugen (16) einer zweidimensionalen Projektion des Templates (10) anhand der sechs Parameter für Position (T1, T2, T3) und Orientierung (R1, R2, R3) des Objekts, e) Vergleich der zweidimensionalen Projektion des Templates mit dem vorverarbeiteten Röntgenbild und Ermittlung der Ähnlichkeit mithilfe eines Ähnlichkeitsmaßes (18) aufgrund des Vergleichs, f1) falls die durch das Ähnlichkeitsmaß beschriebene Ähnlichkeit einen Abbruch des Verfahrens rechtfertigt: Verwendung der aktuellen sechs Parameter (T1, T2, T3; R1, R2, R3) zur Bestimmung (24) von Position und Orientierung des Objekts im Röntgenbild, f2) falls die durch das Ähnlichkeitsmaß beschriebene Ähnlichkeit nicht hinreichend gut ist: Anpassung des Satzes aus sechs Parametern und Wiederholung der Schritte d) und e) in einer Optimierungsschleife, bis die durch das Ähnlichkeitsmaß beschriebene Ähnlichkeit einen Abbruch des Verfahrens rechtfertigt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Ermit- teln der Position und Orientierung eines Objekts, wie insbesondere eines Katheters, aus zweidimensionalen Röntgenbildern. Das Ermitteln kann umfassen, dass die Position und die Orientierung des Objekts im Röntgenbild bestimmt werden Das Ermitteln der Position und der Orientierung kann ferner auch eine nachfolgende Lokalisierung des Objekts im dreidimensionalen Raum umfassen.
  • Bei zahlreichen Eingriffen an Patienten werden Instrumente, insbesondere Katheter, in den Körper eingeführt. Hierzu gehören neben interventionellen radiologischen und elektrophysiologischen Prozeduren auch neurologische Interventionen oder Interventionen im abdominalen Bereich (an Leber und Niere bzw. Galle). Routinemäßig wird bei solchen Eingriffen mittels eines Röntgensystems, also eines Monoplan- oder Biplan-Systems, die Position des eingeführten Instruments bzw. des Katheters überwacht. Es besteht ein zunehmender Bedarf, neben der bloßen Darstellung des Instruments auf einem Bildschirm dessen dreidimensionale Position und Orientierung automatisch zu bestimmen. Dann kann beispielsweise die dreidimensionale Position und die Orientierung des Instruments auf vorher aufgenommenen dreidimensionalen Bilddaten, z. B. auf einem CT oder einer dreidimensionalen Angiographie, angezeigt werden. Auch bei elektrophysiologischen Verfahren ist eine automatische Lokalisierung von Objekten zum Erzeugen so genannter elektrophysiologischer Maps erwünscht.
  • Bisher werden zur dreidimensionalen Echtzeit-Lokalisation von Kathetern während elektrophysiologischer Prozeduren elektroanatomische Mapping Systeme (z. B. CARTO-System der Firma Biosense Webster, Diamondbar, CA, USA) eingesetzt. Hierbei werden spezielle Katheter mit 6D-Positions- bzw. Orientierungssensoren eingesetzt. Dies ist mit dem Nachteil verbunden, dass nur diese speziellen Katheter lokalisiert und dreidimensional visualisiert werden können. Die Verwendung dieser Katheter ist auch insbesondere mit hohen Kosten verbunden.
  • Im Prinzip ist auch die dreidimensionale Lokalisation von Instrumenten mittels Bilddaten bekannt, indem in einem oder mehreren Bildern das Instrument bzw. eine charakteristische Stelle desselben erkannt werden. Aus zwei Röntgenbildern, die aus unterschiedlichen Richtungen aufgenommen sind, kann so beispielsweise die 3D-Position durch Rückprojektion ermittelt werden.
  • Zur dreidimensionalen Lokalisation von Objekten offenbart auch die US 2001/0039421 A1 ein Verfahren, bei dem aufgrund von zwei zweidimensionalen Bildern 3D-Objektdaten ermittelt werden. Die US 2001/0039421 A1 gehört allerdings nicht zum Bereich der Röntgentechnologie, sondern es werden herkömmliche, mit Videokameras aufgenommene Foto-Bilder verarbeitet. Um die Berechnung der 3D-Objektdaten zu erleichtern, kann bei nicht bekanntem Bildobjekt ein Vergleich der Fotos mit Bilddaten aus einer Bilddatendatei vorgenommen werden, um so das Objekt zu erkennen. Hierzu kann das Bild jeweils durch Filtern vorverarbeitet werden, damit ein Kantenerfassungsprogramm eingesetzt werden kann.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Ermitteln der Position und Orientierung eines Objekts bereitzustellen, das gegenüber dem Stand der Technik in einfacher Weise funktioniert und andererseits besonders zuverlässig ist.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und ein Röntgenbildaufnahmesystem nach Anspruch 6 gelöst.
  • Entsprechend umfasst das erfindungsgemäße Verfahren die Schritte:
    • a) Erzeugung eines (ersten) Röntgenbilds und Vorverarbeitung des Röntgenbilds zur Hervorhebung von Abbildungsstrukturen des Objekts im Röntgenbild,
    • b) Erzeugung eines dreidimensionalen Templates für das Objekt auf der Grundlage der technisch bekannten Eigenschaften des Objekts (z. B. aus Konstruktionszeichnungen),
    • c) Initialisierung von je drei Parametern für die Position und für die Orientierung des Templates im 3D-Raum,
    • d) Erzeugen einer zweidimensionalen Projektion des Templates anhand der sechs Parameter für Position und Orientierung des Objekts,
    • e) Vergleich der zweidimensionalen Projektion des Templates mit dem vorverarbeiteten Röntgenbild und Ermittlung der Ähnlichkeit mithilfe eines Ähnlichkeitsmaßes aufgrund des Vergleichs,
    • f1) falls die durch das Ähnlichkeitsmaß beschriebene Ähnlichkeit einen Abbruch des Verfahrens rechtfertigt: Verwendung der aktuellen sechs Parameter zur Bestimmung (Festlegung) von Position und Orientierung des Objekts relativ zum Röntgenbild,
    • f2) falls die durch das Ähnlichkeitsmaß beschriebene Ähnlichkeit nicht hinreichend gut ist: Anpassung des Satzes aus sechs Parametern und Wiederholung der Schritte d) und e) in einer Optimierungsschleife, bis die durch das Ähnlichkeitsmaß beschriebene Ähnlichkeit einen Abbruch des Verfahrens rechtfertigt.
  • Bei der Erfindung wird also ein Template verwendet, welches die Strukturen erfasst, die in Röntgenbildern üblicherweise sichtbar werden. Ein solches Template ist ein dreidimensionaler Datensatz, der die Form und Struktur des Objekts, insbesondere seine Metallteile etc., nachempfindet. Anders als viele Verfahren im Stand der Technik, bei denen nur jede ungewöhnliche Struktur, die sich in irgendeiner Weise von ebenfalls im Röntgenbild abgebildeten Knochen etc. unterscheidet, als erkannte Struktur gewertet wird, geht die Erfindung also von einer Vorgabe dessen aus, was eine automatische Computererkennung in einem (vorverarbeiteten) Röntgenbild zu erkennen hat. Durch die Vorverarbeitung des Röntgenbilds wird dies vereinfacht, beispielsweise kann das Röntgenbild einem Hochpassfilter unterzogen werden oder sogar komplett binärisiert werden, d. h. zu einem Bild mit nur Schwarz oder Weiß werden, auf dem besonders scharfe Strukturen nach Durchlauf des Hochpasses besonders gut zu sehen sind.
  • Ausgehend von dem Template, also dem, was auf dem Bild zu erkennen sein soll, ermittelt die Erfindung nun die Position und die Orientierung des Objekts, so wie es in dem vorverarbeiteten Röntgenbild zu sehen ist. Dies erfolgt iterativ.
  • Es wird jeweils ein Matching durchgeführt, d. h. eine zweidimensionale Projektion des Templates wird mit dem vorverarbeiteten Röntgenbild verglichen und es wird ein Ähnlichkeitsmaß ermittelt. Für diese Ähnlichkeitsmaße stehen im Stand der Technik übliche Ähnlichkeits-Metriken zur Verfügung (Mutual Information, Korrelation etc.). Das Ähnlichkeitsmaß ist ein Gütemaß für die Übereinstimmung. Bei Iterationen wird man je nach dem verwendeten Maß ein Maximum oder auch ein Minimum anstreben. Für solche Iterationen stehen übliche Verfahren zur Verfügung. Beispielsweise kann bei einer Änderung der Parameter zunächst mit der Änderung der Translationsparameter begonnen werden und dann mit einer Änderung der Rotationsparameter etc.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das gesamte erfindungsgemäße Verfahren auch für ein zweites Röntgenbild durchgeführt. Es wird also ein neuer Satz von sechs Parametern für Position und Orientierung des Objekts in dem zweiten (vorverarbeiteten) Röntgenbild ermittelt. Bei der Festlegung der sechs (neuen) Parameter kann der Satz auch die sechs anhand des ersten Röntgenbilds gewonnenen Parameter berücksichtigen.
  • Anhand der durch Kalibrierung des Röntgensystems bekannten Projektionsparameter kann eine Rückprojektion des Objekts aus dem jeweiligen Röntgenbild in den dreidimensionalen Raum durchgeführt werden. Aufgrund einer Unsicherheit in dem Parameter, der die Tiefe beschreibt, welche nahezu grundsätzlich auftritt, ist das Objekt durch das Matching mit dem Template im dreidimensionalen Raum noch nicht genau lokalisiert, sondern man erhält eine Projektionslinie.
  • Eine solche Projektionslinie kann einerseits wiederum auf das zweite Röntgenbild projiziert werden, so dass zur Gewinnung der sechs Parameter aufgrund des zweiten Röntgenbilds lediglich die Umgebung der Projektionslinie berücksichtigt werden muss, wodurch viel Zeit und Computer-Rechenaufwand gespart wird.
  • Es ist auch möglich, anhand des zweiten Röntgenbilds ebenfalls eine solche Projektionslinie zu berechnen. Man erhält dann zwei Projektionslinien, welche sich im Idealfall im Raum schneiden würden. Es wird bei einer bevorzugten Version des Verfahrens der Punkt des kleinsten Abstands zu den Projektionslinien ermittelt. Dieser Punkt dient zur Lokalisierung des Objekts im dreidimensionalen Raum. Der kleinste Abstand kann mit einem quadratischen Verfahren in üblicher Weise bestimmt werden, wobei die Summe der Quadrate der beiden Abstände zu den jeweiligen Projektionslinien minimiert sein muss.
  • Der kleinste Abstand der beiden Projektionslinien voneinander dient als Maß für die Qualität der Lokalisierung des Objekts. Ist die Lokalisierung perfekt, so schneiden sich die beiden Projektionslinien, d. h. der kleinste Abstand ist Null.
  • Wir haben somit gemäß einer bevorzugten Ausführungsform das Verfahren zum Ermitteln der Position und Orientierung von einem Verfahren, bei dem sechs Parameter bestimmt wurden, welche die Position und Orientierung des Objekts im Röntgenbild angeben, dahingehend erweitert, dass das Objekt im dreidimensionalen Raum lokalisiert wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann weiter erweitert werden. So wurde bisher davon ausgegangen, dass das Template ein starr bleibendes Objekt wiedergibt. Bei einem Katheter sind Teile hinter der Spitze insbesondere auch biegbar. Auch diese können einbezogen werden. Das Template muss dann in einen starr bleibenden Teil und einen biegbaren Teil des Objekts getrennt werden. Der ganze Verlauf des Objekts kann durch Verwendung von Stützstellen und Interpolation dazwischen modellhaft dargestellt werden. Mit anderen Worten können in die Optimierungsschleife weitere Parameter einbezogen werden, die die Biegung des Objekts in irgendeiner Form erfassen. Der Einfachheit halber bleibt es dabei, die Position und Orientierung des starr bleibenden Teils des Objekts anhand der sechs Parameter zu bestimmen, wobei die Biegung des Objekts durch weitere Parameter beschrieben wird.
  • Die Erfindung umfasst auch ein Röntgenbildaufnahmesystem. Ein modernes Röntgenbildaufnahmesystem umfasst ein Röntgengerät und einen Computer (eine Datenverarbeitungseinheit). Neu an der Erfindung ist, dass in dem Computer ein dreidimensionaler Datensatz betreffend die Konturen eines konstruktionsbedingt bekannten Objekts, wie insbesondere eines Katheters, abgespeichert ist. Der Computer ist ferner so ausgelegt, die Schritte der Festlegung von Parametern für die Position und die Orientierung des Objekts im vorverarbeiteten Röntgenbild, der Erzeugung einer zweidimensionalen Projektion des Templates anhand der sechs Parameter und des Matchings der zweidimensionalen Projektion mit dem vorverarbeiteten Röntgenbild durchzuführen.
  • Die Erfindung wird nun unter Bezug auf die Zeichnung beschrieben, in der:
  • 1 schematisch ein Template für einen üblichen Katheter zeigt,
  • 2 die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt und
  • 3 die Projektion des dreidimensionalen Templates aus 1 auf eine zweidimensionale Ebene darstellt.
  • Um einen Katheter in einem Röntgenbild automatisch erkennen zu können, wird dem Computersystem mitgeteilt, welcher Art die zu erwartenden Strukturen im Bild sind. Anstelle einer Vielzahl von Projektionen von solchen Kathetern in Röntgenbildern abzuspeichern, speichert man ein dreidimensionales Bild eines Katheters ab. Ein in 1 gezeigtes dreidimensionales Template eines Katheters 10 zeigt insbesondere die metallischen Strukturen des Katheters an der Spitze desselben. Ein Katheter besteht ja im Wesentlichen aus einer Kunststoffröhre, die drei bis vier Millimeter dick ist, und einer Metallkappe an der vorderen Spitze, die um vier bis acht Millimeter hervorsteht. Das in 1 gezeigte Template 10 stellt insbesondere diese Metallspitze dar.
  • Sei einer Intervention, beispielsweise einer elektrophysiologischen Untersuchung des Herzens, wird ein Katheter in den Körper des Patienten eingeführt. Dies erfolgt wie üblich unter Röntgenkontrolle, d. h. es werden fortlaufend Röntgenbilder aufgenommen, auf denen der Katheter erkennbar ist. Die vorliegende Erfindung befasst sich mit der Ermittlung der Position und der Orientierung des Katheters im Bild durch ein Computersystem.
  • Das Computersystem muss hierzu ein erzeugtes zweidimensionales Röntgenbild vorliegen haben. Dieses Röntgenbild wird vorverarbeitet, nämlich insbesondere einem Hochpass unterzogen. Der Hochpass dient dazu, die Strukturen besonders scharf und besonders stark hervorzuheben, so dass die scharfkantigen Teilstrukturen des Katheters besonders deutlich abgebildet werden (2, Schritt 12). Im Rahmen der Vorverarbeitung des zweidimensionalen Röntgenbilds kann auch ein Binärbild erzeugt werden. Ein Binärbild ist ein Bild, in dem den einzelnen Bildelementen lediglich eine logische Eins oder eine logische Null zugeordnet ist, so dass eine Darstellung in Schwarz und Weiß ohne Graustufen möglich ist. Das in 1 gezeigte Template legt die Verwendung eines solchen Binärbilds nahe.
  • Im Schritt 14 werden nun sechs Rotations- bzw. Translationsparameter für das 3D-Template initialisiert.
  • Zur Erläuterung, warum es sich ausgerechnet um sechs Rotations- bzw. Translationsparameter handelt, sei auf 3 verwiesen. In 3 ist die Position des Templates 10 durch drei Freiheitsgrade festgelegt, nämlich durch eine entsprechende Verschiebung des Templates 10 längs dreier zueinander senkrecht stehender Achsen (Translationsparameter T1, T2 und T3). Die Orientierung des Templates 10 ist anhand der Drehung um drei zueinander senkrechter Achsen beschreibbar, nämlich durch die Rotationswinkel R1, R2 und R3.
  • Bei der Projektion des Templates auf ein zweidimensionales Bild 26 spielen neben diesen sechs Freiheitsgraden auch die fünf intrinsischen Freiheitsgrade des Abbildungssystems (die Projektionsgeometrie) eine Rolle. Eine Projektionsmatrix P ergibt sich als P = Kintrinsisch × Textrinsisch.
  • Die Matrix Kintrinsisch beschreibt die fünf intrinsischen Freiheitsgrade des Abbildungssystems (im Wesentlichen die Projektionsgeometrie des Abbildungssystems) und die Matrix Textrinsisch beschreibt die sechs Freiheitsgrade betreffend Position und Orientierung. Es werden nun die fünf intrinsischen Freiheitsgarde des Abbildungssystems als bekannt vorausgesetzt, sie sind beispielsweise durch Systemkalibrierung am Röntgen-C-Bogen ermittelbar. Zur eindeutigen Festlegung der Projektion bedarf es daher der oben genannten sechs Parameter zur Definition der sechs Freiheitsgrade der Matrix Textrinsisch.
  • Es wird nun im Schritt 16 (2) möglich, eine solche zweidimensionale Projektion des Templates aufgrund der Parameter zu erzeugen. Das in 3 gezeigte zweidimensionale Bild 26 stellt eine solche zweidimensionale Projektion des Templates dar. Es erfolgt im Schritt 18 nun ein Matching der zweidimensionalen Projektion mit dem vorverarbeiteten zweidimensionalen Röntgenbild. Mit anderen Worten wird ein Ähnlichkeitsmaß für die zweidimensionale Projektion definiert. Es muss geklärt werden, ob die Parameter T1, T2, T3, R1, R2 und R3 hinreichend gut ausgewählt sind, damit sie die reale Situation widerspiegeln. Anhand des Ähnlichkeitsmaßes wird nun im Schritt 20 als Abbruchkriterium ermittelt, ob die erforderliche Güte erreicht worden ist. In der Regel ist dies beim ersten Mal nach nicht der Fall. Es erfolgt dann eine Änderung der sechs Rotations- und Translationsparameter im Schritt 22 und eine Rückkehr zum Schritt 16 und ein abermaliger Durchlauf der Schritte 16, 18 und 20. Diese Schleife aus den Schritten 16 bis 22 wird sooft wiederholt, bis die erforderliche Güte des Ähnlichkeitsmaßes erreicht ist. In der Regel ist ein solches Ähnlichkeitsmaß so definiert, dass die sechs Parameter die Realität dann am besten treffen, wenn das Ähnlichkeitsmaß maximal wird.
  • Ist das maximale Ähnlichkeitsmaß zunächst näherungsweise ermittelt, d. h. eine erforderliche Güte erreicht (z. B. auch durch Überschreiten eines Schwellwerts), werden die sechs Rotations- und Translationsparameter im Rahmen der Bestimmung von Position und Orientierung des Katheters im Röntgenbild ausgegeben. Sie können beispielsweise dem Elektrophysiologen angezeigt werden oder auch intern in dem Computersystem weiterverwendet werden. Durch das bisher beschriebene Verfahren sollte man im Idealfall sechs Parameter T1, T2, T3, R1, R2, R3 erhalten haben, welche die reale Lage des Katheters widerspiegeln. Mit anderen Worten stellt die 3 die Situation modellhaft dar, in der das Röntgenbild aufgenommen wurde, wobei entsprechende Positionierungen und Verzerrungen und Verschiebungen etc. des Katheters durch die Parameter beschrieben werden. Der reale Katheter befindet sich somit mit gleicher Translation und Rotation im Körper eines Patienten.
  • Bei einer fortgeschrittenen Ausführungsform wird der Tatsache Rechnung getragen, dass bei Verschiebung des Templates bzw. des realen Katheters längs der Projektionsachse ein nur geringer Größenunterschied in dem zweidimensionalen Bild auftritt, so dass der Translationsparameter, der diese Tiefe widerspiegelt, nicht ausreichend genau ist. Da von den sechs Freiheitsgraden somit nur fünf genau erfasst werden, erzeugt man eine Rückprojektion aus dem zweidimensionalen Bild und erhält eine Projektionslinie, die von der detektierten Position zum Projektionszentrum verläuft. Man erzeugt aus einem anderen Aufnahmewinkel ein zweites Röntgenbild und erhält ebenfalls eine solche Projektionslinie. Dort, wo sich die Projektionslinien der beiden Röntgenbilder im dreidimensionalen Raum besonders nahe kommen oder wo sie sich gegebenenfalls schneiden, kann der Katheter im dreidimensionalen Raum lokalisiert werden. Mit anderen Worten stellen jeweilige Röntgenbilder fünf der sechs Freiheitsgrade genau bereit, und zwei Röntgenbilder dienen zur Festlegung des sechsten Freiheitsgrads. Die in der FIG nicht dargestellte Aufnahme eines zweiten Röntgenbilds ist insbesondere auch deswegen sinnvoll, weil die Katheter-Position und -Orientierung in manchen Bildern aufgrund der Abbildung von Knochen etc. nicht zuverlässig ist. Mit anderen Worten ergibt das Maximum des Ähnlichkeitsmaßes bei manchen Röntgenbildern nicht immer das richtige Ergebnis. Es kann dann, falls Anzeichen hierzu vorliegen, von den sechs Rotations- und Translationsparametern für das erste Röntgenbild ausgegangen werden, wobei eine Projektionslinie, die sich anhand dieser Parameter ergibt, in das zweite Röntgenbild hineinprojiziert werden kann. Es wird dann in der Umgebung der Projektionslinie nach einem Sub-Maximum des Ähnlichkeitsmaßes gesucht, wodurch die realen Parameter möglicherweise noch aufgefunden werden können. Bei störenden Strukturen im Bild können sich nämlich die Gesamtstrukturen so gestalten, dass das Ähnlichkeitsmaß bei richtiger „Definition” der sechs Parameter kein Maximum, sondern lediglich ein Sub-Maximum ergibt.
  • Die Erfindung ist selbstverständlich auch für Systeme und Verfahren verwendbar, bei denen eine Vielzahl von Röntgenbildern nacheinander aufgenommen wird. Während elektrophysiologischer Eingriffe, bei denen ein Katheter eingeschoben wird, wird das Einschieben des Katheters ständig durch Erzeugung von Röntgenbildern überwachbar. Bei einer anfänglichen Durchführung des anhand von 2 beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens erhält man dann sechs Rotations- und Translationsparameter, die als Ausgangspunkt für diejenigen Parameter hergenommen werden können, die aus nachfolgenden Röntgenbildern erzeugt werden. Aufgrund von Plausibilitätskriterien kann sich beispielsweise an der Translation oder der Rotation nicht allzu viel ändern. Hierdurch wird bei folgenden Bildaufnahmen dann Rechenzeit gespart.
  • Die detektierte Katheter-Position bzw. -Orientierung kann in den aktuellen zweidimensionalen Röntgenbildern dann farbig dargestellt werden, beispielsweise als Pfeil.
  • Die Verwendung des Templates hat den Vorteil, dass die Detektion von neu in den Markt gebrachten Kathetern keine Software-Neuentwicklung für die Kathetererkennung erfordert, sondern lediglich ein neues Katheter-spezifisches dreidimensionales Template zu einer Template-Datenbank hinzuzufügen ist. Bei fortgeschrittenen Systemen ist eine automatische Template-Selektion aus der Template-Datenbank möglich. Das Verfahren lässt sich auch während Interventionen anwenden, bei denen mehrere Instrumente lokalisiert werden müssen.

Claims (6)

  1. Verfahren zum Ermitteln der Position und Orientierung eines Objekts aus zumindest einem zweidimensionalen Röntgenbild, mit den Schritten: a) Erzeugung eines Röntgenbilds und Vorverarbeitung (12) des Röntgenbilds zur Hervorhebung von Abbildungsstrukturen des Objekts im Röntgenbild, b) Erzeugung eines dreidimensionalen Templates (10) für das Objekt auf der Grundlage der konstruktionsbedingten Eigenschaften des Objekts, c) Initialisierung (14) von je drei Parametern für die Position (T1, T2, T3) und für die Orientierung (R1, R2, R3) des Objekts relativ zum vorverarbeiteten Röntgenbild, d) Erzeugen (16) einer zweidimensionalen Projektion des Templates (10) anhand der sechs Parameter für Position (T1, T2, T3) und Orientierung (R1, R2, R3) des Objekts, e) Vergleich der zweidimensionalen Projektion des Templates mit dem vorverarbeiteten Röntgenbild und Ermittlung der Ähnlichkeit mithilfe eines Ähnlichkeitsmaßes (18) aufgrund des Vergleichs, f1) falls die durch das Ähnlichkeitsmaß beschriebene Ähnlichkeit einen Abbruch des Verfahrens rechtfertigt: Verwendung der aktuellen sechs Parameter (T1, T2, T3; R1, R2, R3) zur Bestimmung (24) von Position und Orientierung des Objekts im Röntgenbild, f2) falls die durch das Ähnlichkeitsmaß beschriebene Ähnlichkeit nicht hinreichend gut ist: Anpassung des Satzes aus sechs Parametern und Wiederholung der Schritte d) und e) in einer Optimierungsschleife, bis die durch das Ähnlichkeitsmaß beschriebene Ähnlichkeit einen Abbruch des Verfahrens rechtfertigt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorverarbeitung in Schritt a) eine Hochpassfilterung, bevorzugt eine Binärisierung, des Röntgenbilds umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass g) ein zweites Röntgenbild aus einem von dem Aufnahmewinkel für das erste Röntgenbild unterschiedlichen Aufnahmewinkel erzeugt und vorverarbeitet wird, und dass die Schritte c) bis f) mit dem in b) erzeugten Template (10) analog für das vorverarbeitete zweite Röntgenbild durchgeführt werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Festlegung der sechs neuen Parameter zu dem vorverarbeiteten zweiten Röntgenbild der Satz aus sechs anhand des ersten Röntgenbilds gewonnenen Parametern berücksichtigt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das in b) erzeugte Template einen starr bleibenden Teil und einen biegbaren Teil des Objekts erfasst, und dass in die Optimierungsschleife weitere Parameter einbezogen werden, die die Biegung des Objekts erfassen.
  6. Röntgenbildaufnahmesystem mit: – einem Röntgengerät und – einer Datenverarbeitungseinheit, dadurch gekennzeichnet, dass in der Datenverarbeitungseinheit ein dreidimensionaler Template-Datensatz für die Konturen eines automatisch aus Röntgenbildern zu erkennenden Objekts abgespeichert ist und dass die Datenverarbeitungseinheit dazu ausgelegt ist, die Schritte d) bis f) des Verfahrens nach Anspruch 1 durchzuführen.
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