DE102008006516A1 - X-ray device for determining position and orientation of medical object, has x-ray apparatus for preparation of x-ray image of living entity, where certain medical object is guided in body of living entity - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Röntgeneinrichtung sowie ein Verfahren für eine Röntgeneinrichtung zur Ermittlung der Position und/oder der Orientierung eines in einen Körper eines Lebewesens eingeführten medizinischen Objektes.The The invention relates to an X-ray device and a method for an X-ray device for determining the Position and / or orientation of a person in a body of a living thing imported medical object.
Minimal-invasive medizinische Eingriffe gewinnen zunehmend an Bedeutung. So sind beispielsweise bei der Behandlung von koronaren Herzerkrankung die chirurgischen Bypass-Operationen am Herzen deutlich zu Gunsten der Ballon-Dilatation (PTCA = Perkutane Transluminale Koronare Angioplastie) und dem Einsetzen eines Stents zurückgegangen.Minimally invasive Medical interventions are becoming increasingly important. So are for example, in the treatment of coronary heart disease the Surgical bypass surgery on the heart clearly in favor of Balloon Dilatation (PTCA = Percutaneous Transluminal Coronary Angioplasty) and the insertion of a stent decreased.
Bei einem minimal-invasiven Eingriff werden z. B. ein oder mehrere medizinische Instrumente in den Körper eines Patienten zur Therapie oder Diagnostik eingeführt. Nach der Einführung eines medizinischen Instrumentes in den Körper des Patienten ist dieses optisch für einen den Eingriff durchführen Arzt nicht mehr sichtbar. Zur Navigation des Instrumentes im Körper des Patienten muss dieses daher in geeigneter Weise für den Arzt in Bildinformationen visualisiert werden. Zur Positionsbestimmung des Instrumentes im Körper des Patienten bei minimal-invasiven medizinischen Eingriffen, welche für die Visualisierung des Instrumentes, insbesondere der Spitze des Instrumentes, in Bildinformationen aus dem Körperinneren des Patienten erforderlich ist, stehen heutzutage verschiedenartiger Systeme und Verfahren zur Verfügung.at a minimally invasive procedure z. B. one or more medical Instruments in the body of a patient for therapy or diagnostics. After the introduction of a medical instrument in the body of the patient this is visually for a perform the intervention Doctor no longer visible. To navigate the instrument in the body The patient must therefore use this in a suitable manner the doctor will be visualized in image information. For position determination of the instrument in the patient's body in minimally invasive medical interventions, which for visualization of the instrument, in particular the tip of the instrument, in image information is required from the inside of the patient's body, stand nowadays various systems and methods available.
In
der
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Des Weiteren erlauben Fortschritte in der 3D-Röntgenbildgebung inzwischen 3D-Abbildungen von Organen und auch von Instrumenten, welche sich im Körper eines Lebewesens befinden. Jedoch ist es immer noch schwierigen im Röntgenbild zwischen Instrumenten, Organen und Knochen zu unterscheiden und gleichzeitig möglichst wenig Röntgenstrahlung für die Bildgebung zu verwenden.Of Further allow advances in 3D X-ray imaging now 3D images of organs and also of instruments, which are in the body of a living being. However, that is it still difficult in the x-ray image between instruments, Distinguish organs and bones and at the same time as possible to use little X-ray radiation for imaging.
In
diesem Zusammenhang ist aus der
Aus
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Weiteren ist in der
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Röntgeneinrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art derart anzugeben, dass die Ermittlungen der Position und/oder der Orientierung eines medizinischen Objektes vereinfacht ist.Of the The invention is therefore based on the object, an X-ray device and to provide a method of the type mentioned above such that the Investigations of the position and / or orientation of a medical Object is simplified.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine Röntgeneinrichtung zur Ermittlung der Position und/oder der Orientierung eines medizinischen Objektes, aufweisend ein Röntgengerät zur Gewinnung wenigstens eines Röntgenbildes von einem Lebewesen, in dessen Körper ein bestimmtes medizinisches Objekt eingeführt wurde, einen Datenspeicher umfassend jeweils wenigstens ein definiertes Muster von zumindest einem Teilbereich einer Vielzahl von verschiedenen medizinischen Objekten, eine Recheneinheit zur Ermittlung der Position und/oder der Orientierung des bestimmten in den Körper des Lebewesens eingeführten medizinischen Objektes basierend auf dem wenigstens einen Röntgenbild, dem Muster des bestimmten medizinischen Objektes und einem Mustererkennungsalgorithmus, und Identifizierungsmittel zur Identifizierung des bestimmten medizinischen Objektes vor der Ermittlung der Position und/oder Orientierung des bestimmten medizinischen Objektes. Erfindungsgemäß weist die Röntgeneinrichtung also Identifizierungsmittel auf, so dass der Recheneinheit der Röntgeneinrichtung vor Beginn der Ermittlung der Position und/oder der Orientierung des bestimmten medizinischen Objektes der Typ des verwendeten bestimmten medizinischen Objektes mitgeteilt werden kann. Auf diese Weise verwendet der Mustererkennungsalgorithmus von Anfang an nur das Muster des identifizierten medizinischen Objektes, um die Position und/oder die Orientierung des medizinischen Objektes im Körper des Lebewesens zu ermitteln, wodurch sich die Ermittlungen der Position und/oder der Orientierung des medizinischen Objektes verein facht, insbesondere beschleunigt, da nicht erst aus einer Vielzahl von in Frage kommenden Mustern, welche in dem Datenspeicher enthalten sind, das zu dem aktuell verwendeten medizinischen Objekt gehörige Muster im Zuge der Mustererkennung aufgefunden werden muss. Das Muster, welches auch als Template bezeichnet werden kann, erfasst dabei typischerweise die Strukturen des medizinischen Objektes, die in Röntgenbildern üblicherweise sichtbar sind. Ein solches Muster ist in der Regel ein 3D-Datensatz, der die Form und Struktur des medizinischen Objektes, insbesondere seine Metallteile etc., nachempfindet.To According to the invention, this object is achieved by an X-ray device to determine the position and / or orientation of a medical Object containing an X-ray machine for extraction at least one x-ray image of a living being, in whose body introduced a specific medical object has been, at least one defined data storage Pattern of at least a subset of a variety of different ones medical objects, a computing unit for determining the position and / or the orientation of the particular in the body of the living being introduced medical object based on the at least an X-ray image, the pattern of the particular medical object and a pattern recognition algorithm, and identifying means to identify the particular medical object before Determining the position and / or orientation of the particular medical Object. According to the invention, the X-ray device So identification means, so that the arithmetic unit of the X-ray device before beginning the determination of position and / or orientation of the specific medical object the type of used used medical object can be communicated. Used in this way the pattern recognition algorithm from the beginning only the pattern of identified medical object to the position and / or the orientation of the medical object in the body of the living being to determine what causes the investigation of the position and / or the orientation of the medical object simplistic, in particular accelerated, because not only from a variety of eligible Patterns included in the data store associated with the currently used medical object belonging pattern must be found in the course of pattern recognition. The pattern, which can also be referred to as a template, recorded thereby typically the structures of the medical object that are in Radiographs are usually visible. One Such pattern is usually a 3D dataset containing the shape and structure the medical object, in particular its metal parts etc., mimics.
Nach einer Variante der Erfindung weisen die Identifizierungsmittel Verwaltungsnummern auf, wobei jedem medizinischen Objekt eine eindeutige Verwaltungsnummer zugeordnet ist. Vorzugsweise ist die eindeutige Verwaltungsnummer auf dem medizinischen Objekt oder auf einer Verpackung des medizinischen Objektes angeordnet. Der Datenspeicher der Röntgeneinrichtung verfügt dabei bevorzugt über eine Aufstellung der bei der Röntgeneinrichtung eingesetzten medizinischen Objekte, die mittels eindeutiger Verwaltungsnummern identifizierbar sind. Somit kann über eine Verwaltungsnummer ein bestimmtes von dem Mustererkennungsalgorithmus zu verwendendes Muster ausgewählt werden.To In a variant of the invention, the identification means have administrative numbers on, with each medical object a unique administrative number assigned. Preferably, the unique management number is on the medical object or on a packaging of the medical Object arranged. The data memory of the X-ray device preferably has a list the medical used in the X-ray device Objects identifiable by unique administrative numbers are. Thus, over a management number, a specific one of the pattern to be used for the pattern recognition algorithm become.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung können die Identifizierungsmittel auch Musternummern aufweisen, wobei jedem Muster eines medizinischen Objektes eine eindeutige Musternummer zugeordnet ist. Demnach kann auch über die Eingabe einer Musternummer ein bestimmtes von dem Mustererkennungsalgorithmus zu verwendendes Muster ausgewählt werden. Ein bestimmtes medizinisches Objekt kann also auch über seine Musternummer identifiziert werden, welche ebenfalls auf dem medizinischen Objekt oder einer Verpackung des medizinischen Objektes angeordnet sein kann.To an embodiment of the invention, the Identification means also have pattern numbers, each one Pattern of a medical object a unique pattern number assigned. Accordingly, also by entering a Pattern number a particular one of the pattern recognition algorithm to be used. A certain Medical object can therefore also be identified by its pattern number which are also on the medical object or one Packaging of the medical object can be arranged.
Eine Variante der Erfindung sieht vor, dass die Identifizierungsmittel Eingabe- und/oder Einlesemittel aufweisen, die vorzugsweise mit der Recheneinheit verbunden sind. Mithilfe der Eingabemittel, welche eine Tastatur, eine Maus oder eine andere Eingabevorrichtung umfassen können, kann von einem Benutzer der Röntgeneinrichtung die Verwaltungsnummern oder die Musternummer zur weiteren Verwendung des zugeordneten Musters für die Ermittlungen der Position und/oder Orientierung des medizinischen Objektes eingegeben werden.A Variant of the invention provides that the identification means Have input and / or read-in means, preferably with the arithmetic unit are connected. Using the input means, which a keyboard, a mouse or other input device can, can by a user of the x-ray device the management numbers or the pattern number for further use the assigned pattern for the determination of the position and / or orientation of the medical object can be entered.
Nach einer weiteren Variante der Erfindung ist den verschiedenen medizinischen Objekten jeweils ein eindeutiger Barcode und/oder ein RFID-Transponder zugeordnet, wobei die Einlesemittel ein Barcodelesegerät und/oder eine Lesegerät eines RFID-Systems umfassen. Der Barcode steht dabei für die eindeutige Verwaltungsnummer. Im Falle der Verwendung eines RFID-Transponders ist die jeweilige Verwaltungsnummer in dem Transponder gespeichert und wird mittels des Lesegerätes eingelesen.To Another variant of the invention is the various medical Objects each have a unique barcode and / or an RFID transponder assigned, wherein the reading means a bar code reader and / or a reader of an RFID system. Of the Barcode stands for the unique administrative number. In the case of using an RFID transponder is the respective Management number stored in the transponder and is using read in the reader.
Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Röntgeneinrichtung zusätzlich einen optischen Scanner zur Aufnahme eines Musters eines noch nicht erfassten medizinischen Objektes aufweist. Soll also ein bisher nicht an der Röntgeneinrichtung eingesetztes medizinisches Objekt nunmehr an der Röntgeneinrichtung eingesetzt werden, so kann mithilfe des optischen Scanners ein entsprechendes Muster des neuen medizinischen Objektes erzeugt und im Datenspeicher der Röntgeneinrichtung abgelegt werden. Vorzugsweise wird dem neue erfassten medizinischen Objektes auch gleich eine eindeutige Verwaltungsnummer und/oder dem erzeugten Muster des neu erfassten medizinischen Objektes eine eindeutige Musternummer zugeordnet.An embodiment of the invention sees in that the X-ray device additionally has an optical scanner for recording a pattern of a medical object that has not yet been recorded. If, therefore, a medical object previously not used at the x-ray device is to be used on the x-ray device, a corresponding pattern of the new medical object can be generated with the aid of the optical scanner and stored in the data memory of the x-ray device. Preferably, a unique administration number and / or the generated pattern of the newly acquired medical object is also assigned a unique pattern number to the new acquired medical object.
Nach einer Variante der Erfindung ist das medizinische Objekte ein medizinisches Instrument, beispielsweise ein Katheter, oder ein Implantat, beispielsweise ein Stent.To In a variant of the invention, the medical object is a medical one Instrument, such as a catheter, or an implant, for example a stent.
Die das Verfahren betreffende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren für eine Röntgeneinrichtung, wie zuvor beschrieben, bei dem das bestimmte medizinische Objekt vor dem Beginn der Ermittlung der Position und/oder der Orientierung des bestimmten in den Körper des Lebewesens eingeführten medizinischen Objektes basierend auf einem Muster des bestimmten medizinischen Objektes, wenigstens einem Röntgenbild von dem in den Körper des Lebewesens eingeführten medizinischen Objekt und einem Mustererkennungsalgorithmus identifiziert wird. Wie bereits erwähnt kann auf diese Weise die Ermittlung der Position und/oder der Orientierung des medizinischen Objektes unter Verwendung eines Mustererkennungsalgorithmus vereinfacht, insbesondere beschleunigt werden.The The object relating to the method is solved by Method for an X-ray device, as before described in which the particular medical object before the beginning determining the position and / or orientation of the particular introduced into the body of the living medical Object based on a pattern of the particular medical Object, at least one x-ray image of that in the body of the living thing imported medical object and one Pattern recognition algorithm is identified. As already mentioned can in this way the determination of position and / or orientation of the medical object using a pattern recognition algorithm simplified, in particular accelerated.
Nach einer Variante der Erfindung umfasst das Verfahren außerdem folgende Verfahrensschritte:
- a) Vorverarbeitung des Röntgenbildes zur Hervorhebung von Abbildungsstrukturen des bestimmten Objektes,
- b) Initialisierung von je drei Parametern für die Position und/oder von je drei Parametern für die Orientierung des Musters des bestimmten medizinischen Objekts im Raum,
- c) Erzeugung einer zweidimensionale Projektion des Musters anhand der drei Parameter für die Position und/oder der drei Parameter für die Orientierung des Musters,
- d) Vergleich der zweidimensionalen Projektion des Musters mit den Abbildungsstrukturen des vorverarbeiteten Röntgenbildes und Ermittlung eines diesbezüglichen Ähnlichkeitsmaßes aufgrund des Vergleichs,
- e1) Verwendung der aktuellen drei Parameter für die Position und/oder der aktuellen drei Parameter für die Orientieund/oder rung zur Bestimmung von Position Orientierung des bestimmten medizinischen Objektes im Röntgenbild, wenn das Ähnlichkeitsmaß einen Abbruch des Verfahrens rechtfertigt, oder
- e2) Anpassung des Satzes aus drei Parametern für die Position und/oder der Satz aus drei Parametern für die Orientierung und Wiederholung der Schritte c) bis e) in einer Optimierungsschleife, bis das Ähnlichkeitsmaß einen Abbruch des Verfahrens rechtfertigt.
- a) preprocessing the X-ray image to highlight imaging structures of the particular object,
- b) initialization of three parameters for the position and / or of three parameters for the orientation of the pattern of the particular medical object in the room,
- c) generating a two-dimensional projection of the pattern on the basis of the three parameters for the position and / or the three parameters for the orientation of the pattern,
- d) comparison of the two-dimensional projection of the pattern with the image structures of the preprocessed X-ray image and determination of a similar degree of similarity based on the comparison,
- e1) using the current three parameters for the position and / or the current three parameters for the orientation and / or tion for determining position orientation of the particular medical object in the X-ray image, if the similarity measure justifies a termination of the method, or
- e2) adaptation of the set of three parameters for the position and / or the set of three parameters for the orientation and repetition of steps c) to e) in an optimization loop until the similarity measure justifies a termination of the method.
Anders als Verfahren nach dem 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, wird nach dem vorliegenden Verfahren ein Muster des bestimmten medizinischen Objektes vorgegeben, welches die automatische Mustererkennung bzw. der Mustererkennungsalgorithmus in dem Röntgenbild zu erkennen hat.Different as a method of the prior art, in which only every unusual Structure, in some way, also in the x-ray distinguished bones, etc., counted as recognized structure becomes, after the present procedure a pattern of the determined medical object specified, which automatic pattern recognition or the pattern recognition algorithm in the X-ray image has to recognize.
Nach einer Variante der Erfindung umfasst die Vorverarbeitung des Röntgenbildes eine Hochpassfilterung und/oder eine Binärisierung des Röntgenbildes, d. h. aus dem Grauwerte aufweisenden Röntgenbild wird ein Binärbild. In Folge der Binärisierung bzw. der Hochpassfilterung sind scharfe Strukturen bzw. Abbildungsstrukturen verhältnismäßig gut zu sehen. Durch die Vorverarbeitung des Röntgenbilds wird die Mustererkennung vereinfacht.To A variant of the invention comprises the preprocessing of the X-ray image a high pass filtering and / or a binarization of the X-ray image, d. H. from the gray scale radiograph becomes a binary image. As a result of the binarization or the high-pass filtering are sharp structures or imaging structures relatively good to see. By the Pre-processing of the X-ray image becomes pattern recognition simplified.
Ausgehend von dem Muster des bestimmten medizinischen Objektes, also dem, was auf dem Röntgenbild zu erkennen sein soll, wird nun die Position und/oder die Orientierung des medizinischen Objektes ermittelt, so wie es in dem vorverarbeiteten Röntgenbild zu sehen ist. Dies erfolgt iterativ.outgoing from the pattern of the particular medical object, that is, the what should be recognizable on the X-ray image, is now the position and / or orientation of the medical object determined, as in the pre-processed X-ray image you can see. This is done iteratively.
Es wird jeweils ein sogenanntes Matching durchgeführt, d. h. die zweidimensionale Projektion des Musters wird mit den Abbildungsstrukturen des vorverarbeiteten Röntgenbildes verglichen und es wird ein diesbezügliches Ähnlichkeitsmaß ermittelt. Für ein derartiges Ähnlichkeitsmaß 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..It In each case a so-called matching is performed, d. H. the two-dimensional projection of the pattern becomes with the image structures of the preprocessed X-ray image and it becomes determined a similar measure of similarity. For Such a measure of similarity are in the state of Technique common similarity metrics available (Mutual Information, Correlation etc.). The similarity measure is a measure of goodness for the match. In iterations you will be depending on the used measure Aim for maximum or minimum. For such iterations usual methods are available. For example can change the parameters first be started with the change of the translation parameters and then with a change of the rotation parameter etc ..
Nach einer Ausführungsform der Erfindung werden ein zweites Röntgenbild unter einem von dem ersten Röntgenbild verschiedenen Projektionswinkel, beispielsweise mit einer Biplan-Röntgenanlage, gewonnen und die Schritte a) bis e) unter Verwendung des zweiten Röntgenbildes durchgeführt. Bei der Festlegung der drei neuen Parameter für die Position und/oder der drei neuen Parameter für die Orientierung des Musters relativ zu dem vorverarbeiteten zweiten Röntgenbild wird vorzugsweise der Satz aus den anhand des ersten Röntgenbildes gewonnenen Parametern für die Position und/oder Orientierung berücksichtigt.According to one embodiment of the invention, a second X-ray image is under a different projection from the first X-ray image angle, for example, with a biplane X-ray system won and steps a) to e) performed using the second X-ray image. In determining the three new parameters for the position and / or the three new parameters for the orientation of the pattern relative to the pre-processed second X-ray image, preferably the set of the parameters obtained for the position and / or orientation from the first X-ray image is taken into account.
Anhand der durch Kalibrierung des Röntgengerätes bekannten Projektionsparameter des Röntgengerätes kann eine Rückprojektion des in dem jeweiligen Röntgenbild abgebildeten bestimmten medizinischen Objektes, beispielsweise der Spitze des medizinischen Objektes, in den dreidimensionalen Raum durchgeführt werden. Aufgrund einer Unsicherheit in dem Parameter, der die Tiefe beschreibt, ist das bestimmte medizinische Objekt durch das Matching der Abbildungsstrukturen des bestimmten medizinischen Objektes mit der Projektion des Musters im dreidimensionalen Raum noch nicht genau lokalisiert, sondern man erhält eine Projektionslinie.Based the known by calibration of the X-ray device Projection parameter of the X-ray device can be a Rear projection of the in the respective X-ray image pictured particular medical object, for example the Top of the medical object, in the three-dimensional space be performed. Due to an uncertainty in the Parameter that describes the depth is the particular medical Object by matching the mapping structures of the particular medical Object with the projection of the pattern in three-dimensional space not exactly localized, but you get a projection line.
Eine solche auf dem ersten Röntgenbild basierende Projektionslinie kann aufgrund des kalibrierten Röntgengerätes in das zweite Röntgenbild eingeblendet werden, so dass zur Gewinnung der drei oder sechs Parameter aufgrund des zweiten Röntgenbilds lediglich die Umgebung der Projektionslinie berücksichtigt werden muss, wodurch viel Zeit und Rechenaufwand gespart wird.A such projection line based on the first X-ray image may be due to the calibrated x-ray machine be faded in the second X-ray image, so that to obtain the three or six parameters due to the second X-ray image only the surroundings of the projection line must be taken into account, which takes a lot of time and computational effort is saved.
Es ist auch möglich, anhand des zweiten Röntgenbilds ebenfalls eine solche Projektionslinie zu berechnen.It is also possible based on the second x-ray image also to calculate such a projection line.
Nach einer Variante der Erfindung werden demnach unter Verwendung der mit dem ersten Röntgenbild gewonnenen Parameter eine Rückprojektion des bestimmten medizinischen Objektes aus dem ersten Röntgenbild in den dreidimensionalen Raum durchgeführt, aufgrund der man die erwähnte erste Projektionslinie erhält, unter Verwendung der mit dem zweiten Röntgenbild gewonnenen Parameter eine Rückprojektion des bestimmten medizinischen Objektes aus dem zweiten Röntgenbild in den dreidimensionalen Raum durchgeführt, aufgrund der man eine zweite Projektionslinie erhält, und der Punkt mit kleinstem quadratischem Abstand zu den beiden Projektionslinien oder im Idealfall der Schnittpunkt der Projektionslinien ermittelt, der zur Lokalisierung des bestimmten medizinischen Objektes im dreidimensionalen Raum dient. 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.To a variant of the invention are therefore using the obtained with the first X-ray image parameters, a back projection of the particular medical object from the first X-ray image performed in the three-dimensional space, due to one receives the mentioned first projection line, using the data obtained with the second X-ray image Parameters a backprojection of the particular medical Object from the second x-ray image in the three-dimensional Room performed due to which you have a second projection line gets, and the point with the smallest square distance to the two projection lines or ideally the intersection the projection lines used to locate the particular medical object in three-dimensional space. The smallest Distance can be done using a quadratic method in the usual way be determined, where the sum of the squares of the two distances must be minimized to the respective projection lines.
Vorzugsweise dient der kleinste Abstand der beiden Projektionslinien voneinander als Maß für die Qualität der Lokalisierung des bestimmten medizinischen Objekts. Ist die Lokalisierung ideal, so schneiden sich die beiden Projektionslinien, d. h. der kleinste Abstand ist Null.Preferably serves the smallest distance of the two projection lines from each other as a measure of the quality of localization of the particular medical object. Is the location ideal, so intersect the two projection lines, d. H. the smallest Distance is zero.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:One Embodiment of the invention is shown in the attached schematic drawings shown. Show it:
In
Die Biplan-Röntgenanlage ist kalibriert, d. h. die Projektionsgeometrien der Biplan-Röntgenanlage in Bezug auf die beiden Röntgensysteme wurden beispielsweise in einem Offline-Kalibrierprozess unter Zuhilfenahme eines Kalibrierphantoms ermittelt und sind demnach bekannt.The Biplan X-ray system is calibrated, d. H. the projection geometries the Biplan X-ray system in relation to the two X-ray systems were, for example, in an offline calibration process with the help of a calibration phantom and are therefore known.
Die
beiden Röntgensysteme sind an einen Datenbus
Die
Röntgeneinrichtung ist unter anderem auch für
minimalinvasive Eingriffe an Lebewesen, wie dem Patienten P vorgesehen,
bei denen ein medizinisches Objekt, z. B. in Form eines medizinischen Instrumentes,
insbesondere eines Katheters, oder in Form eines Implantats, insbesondere
eines Stents, im Körper des Patienten von einem den Eingriff
vornehmenden Arzt geführt bzw. navigiert wird. Im Falle des
vorliegenden Ausführungsbeispiels ist ein Katheter
Im
Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung
werden sowohl die Position als auch die Orientierung der Spitze
Für
die Mustererkennung bzw. den Einsatz eines Mustererkennungsalgorithmus
wurde ein dreidimensionales Muster zumindest von der Spitze
In
der Regel kommen verschiedene medizinische Objekte in Form von Kathetern
und Stents für verschiedene minimal-invasive Eingriffe
an Patienten an der Röntgeneinrichtung zum Einsatz. Die
Röntgeneinrichtung weist daher Identifizierungsmittel für die
verschiedenen medizinischen Objekte auf, um vor einer Anwendung
des Mustererkennungsalgorithmus der Recheneinheit
Im
Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung
umfassen die Identifizierungsmittel eindeutige den medizinischen
Objekten zugeordnete Verwaltungsnummern und eindeutige den Mustern
der medizinischen Objekte zugeordnete Musternummern. Die Verwaltungsnummer
eines medizinischen Objektes und die Musternummer des zu dem medizinischen
Objekt gehörigen Musters sind dabei verlinkt. Somit ist
in dem Datenspeicher
So
ist auch dem Katheter
Vorzugsweise
sind die Verwaltungsnummer und/oder auch die Musternummer auf dem
Katheter
Alternativ
kann auf dem Katheter
Der
Katheter
Für
medizinische Objekte, die noch nicht an der Röntgeneinrichtung
eingesetzt wurden und zu denen noch kein 3D-Muster existiert, weist
die Röntgeneinrichtung zusätzlich einen optischen
Scanner
Ist
der Katheter
Zur
Ermittlung der Position und Orientierung der Spitze
Mit
den beiden Röntgensystemen der Biplan-Röntgenanlage
werden zu einem bestimmten Zeitpunkt ein erstes und ein zweites
2D-Röntgenbild unter einem voneinander verschiedenen Projektionswinkel
von dem mit der Spitze
Das
erste Röntgenbild wird zunächst zur Hervorhebung
von Abbildungsstrukturen, insbesondere der metallischen Teilstrukturen
Hierzu
werden im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels je
drei Parametern für die Position und je drei Parameter
für die Orientierung des Musters der Spitze
Anschließend
werden die zweidimensionale Projektion des Musters der Spitze
Rechtfertigt
das Ähnlichkeitsmaß einen Abbruch des Verfahrens,
werden die aktuellen drei Parameter für die Position und
die aktuellen drei Parameter für die Orientierung des Musters
der Spitze
Das
gleiche Procedere wird auch unter Verwendung des zweiten Röntgenbildes
durchgeführt. Bei der Festlegung der drei Parameter für
die Position und der drei Parameter für die Orientierung
des Musters der Spitze
Demnach
sind nun die Parameter für die Position und die Orientierung
der Spitze
Schließlich
ergibt sich die Position der Spitze
Ist
die Position der Spitze
Wird
das Verfahren für mehrere Punkte des Katheters
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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