CN115317005A - 用于提供经校正的数据组的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于提供经校正的数据组的方法，包括：接收具有检查对象的检查区域的图像和/或模型的术前数据组，其中在术中：医学对象的第一部分布置在检查区域中并且医学对象的第二部分布置在检查对象之外；接收关于医学对象的第二部分的空间定位的定位信息；根据定位信息确定医学对象进入检查对象的进入角度；接收具有检查区域的图像的术中数据组；基于医学对象的进入角度确定变换规则，以使术前数据组与术中数据组之间的偏差最小化；通过将变换规则应用到术前数据组来产生经校正的数据组；提供经校正的数据组。本发明还涉及一种用于提供经校正的数据组的系统和一种计算机程序产品。

Description

用于提供经校正的数据组的方法和系统
技术领域
本发明涉及一种用于提供经校正的数据组的方法和系统，以及一种计算机程序产品。
背景技术
在治疗和/或检查检查对象的血管处的变化时通常将医学对象、例如导丝和/或导管引入检查对象的血管中。对于血管内的医学对象的成像实时监控，通常在施加特别是含碘的造影剂的条件下记录术中X射线投影图像。通常，在血管造影系统上在透视控制的条件下执行例如血管内主动脉修复术(英文，endovascular aortic repair，EVAR)。借助将术前记录的图像数据组与术中X射线投影图像中的一个进行配准并且随后进行叠加，通常可以实现待施加的造影剂的节省。
然而在此，通常的缺陷是，由于将医学对象布置在血管中可能出现血管和/或周围的组织的形变或变形，该形变没有映射在术前图像数据组中。仅仅基于术中X射线投影图像对术前图像数据组的形变校正在此通常仅是不够准确的、特别是在缺少深度信息的情况下。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题是，能够实现对具有布置在其中的医学对象的解剖结构的改善的术中采集和/或成像。
根据本发明，上述技术问题通过根据本发明的内容来解决。具有适宜的改进方案的有利的实施方式也是本发明的内容。
本发明在第一方面涉及一种用于提供经校正的数据组的方法。在此，接收具有检查对象的检查区域的图像和/或模型的术前数据组。医学对象的第一部分在术中布置在检查区域中。此外，医学对象的第二部分在术中布置在检查对象之外。此外，接收关于医学对象的第二部分的空间定位的定位信息。此外，根据定位信息确定医学对象进入检查对象的进入角度。此外，接收具有检查区域的图像的术中数据组。此后，基于医学对象的进入角度确定变换规则，以使术前数据组与术中数据组之间的偏差最小化。此外，通过将变换规则应用到术前数据组来产生并且然后提供经校正的数据组。
在此，上述的步骤有利地可以先后和/或至少部分同时地执行。此外，在医学对象的第一部分和/或第二部分的空间定位改变、特别是进入角度改变的情况下可以有利地重复地执行上述的步骤。
检查对象例如可以是人类患者和/或动物患者和/或检查体模、特别是血管体模。此外，检查区域可以描述检查对象的空间区段，该空间区段例如可以包括检查对象的解剖结构、特别是中空器官。在此，中空器官例如可以形成为血管区段、尤其是动脉和/或静脉，和/或血管树和/或心脏和/或肺和/或肝脏。
医学对象例如可以被构造为尤其是细长的手术和/或诊断的器械。特别地，医学对象可以至少部分是可弯曲的和/或刚性的。例如，医学对象可以被构造为导管和/或内窥镜和/或导丝(英文：guide wire)。有利地，医学对象可以在术中至少部分地特别是通过插入闸插入到检查对象、特别是检查区域中。特别地，医学对象的第一部分可以在方法开始之前已经布置在检查区域中。在此，医学对象的第一部分是指医学对象的第一区段、特别是沿着医学对象的纵向延伸方向的第一纵向区段，其在术中布置在检查区域中。此外，医学对象的第二部分是指医学对象的第二区段、特别是沿着医学对象的纵向延伸方向的第二纵向区段，其在术中布置在检查对象之外。在此，医学对象进入检查对象、特别是检查区域中的进入点可以标记医学对象的第一部分与第二部分之间的特别是可变的边界。
术前数据组和/或定位信息和/或术中数据组的接收尤其可以包括采集和/或读取计算机可读的数据存储器和/或从数据存储单元、例如数据库中接收。
特别地，术前和/或术中数据组可以借助一个或不同的医学成像设备来记录和/或提供。在此，用于记录术前和/或术中数据组的医学成像设备例如可以被构造为计算机断层造影设备(CT)和/或磁共振设备(MRI)和/或医学X射线设备和/或超声波设备和/或正电子发射断层造影设备(PET)。
有利地，术前数据组可以具有检查区域、特别是中空器官的二维(2D)和/或三维(3D)的图像、特别是时间分辨的二维和/或三维图像。在此，术前数据组可以在术前映射检查区域，特别是时间上在将医学对象引入检查区域和/或布置在检查区域中之前。特别地，术前数据组可以具有检查区域、特别是中空器官的对比的和/或分割的图像。
替换地或附加地，术前数据组可以具有检查区域、特别是中空器官的2D和/或3D模型、特别是中心线模型和/或体积模型、例如体积网格模型(英文：volume mesh model)。
术前数据组有利地可以与检查对象和/或医学成像设备和/或患者支承装置的坐标系进行配准。在此，检查对象可以在术前和/或在术中布置在患者支承装置上。有利地，术前数据组可以具有检查区域中的中空器官的空间走向的图像和/或模型。此外，术前数据组可以具有元数据，其中元数据例如可以包括关于用于记录术前数据组的医学成像设备的记录参数和/或运行参数的信息。
有利地，定位信息可以包括关于医学对象的第二部分的特别是瞬时的空间定位、特别是空间位置和/或取向和/或姿态的信息。定位信息例如可以从用于采集医学对象的第二部分的特别是瞬时的空间定位的采集单元接收。采集单元例如可以布置在医学对象、特别是医学对象的第二部分上和/或至少部分地集成到其中。替换地或附加地，采集单元可以与医学对象间隔开地布置。例如，采集单元可以布置在插入闸和/或用于记录术前和/或术中数据组的医学成像设备上。有利地，采集单元可以具有传感器，例如光学的和/或电磁的和/或声学的和/或机械的和/或陀螺传感器，其被构造为用于采集医学对象的第二部分的空间定位。
此外，定位信息可以从用于定位医学对象的定位单元来接收。在此，定位单元可以被构造为用于预设医学对象的第二部分的空间定位。
有利地，定位信息可以与术前数据组和/或与术中数据组进行配准。在此，定位信息可以描述医学对象的第二部分在检查对象和/或医学成像设备和/或患者支承装置的坐标系中的空间定位、特别是空间位置和/或取向和/或姿态，该医学成像设备用于记录术前和/或术中数据组。定位信息例如可以具有术中图像和/或取向参数，其描述了医学对象的第二部分的特别是瞬时的空间定位。在此，定位信息可以描述医学对象的第二部分、特别是医学对象的第二部分的纵向延伸方向相对于检查对象的空间定位、特别是在进入点处相对于检查对象的表面和/或参考方向的空间定位。有利地，参考方向可以位于通过进入点与检查对象的表面相切的平面中。此外，根据定位信息可以确定医学对象进入检查对象的进入角度、特别是在进入点处相对于检查对象的表面和/或参考方向的进入角度。进入角度例如可以描述医学对象的第二部分的纵向延伸方向与检查对象的表面和/或参考方向之间的角度。替换地，参考方向特别是至少逐段地与中空器官的中心线平行地在医学对象进入检查对象的进入点处延伸。
有利地，术中数据组可以具有检查区域、特别是中空器官以及布置在其中的医学对象的第一部分的特别是时间分辨的2D和/或3D的图像。在此，术中数据组可以在术中映射检查区域，特别是当医学对象的第一部分布置在检查区域中时。术中数据组有利地可以与检查对象和/或用于记录术前和/或术中数据组的医学成像设备和/或患者支承装置的坐标系进行配准。此外，术中数据组和术前数据组可以进行配准。
有利地，变换规则可以具有关于术前数据组的刚性和/或非刚性和/或全局和/或局部和/或区域的变换的信息、例如平移和/或旋转和/或形变和/或缩放。有利地，变换规则的确定可以包括优化、特别是成本最小的优化，其中术前数据组、特别是在术前成像的和/或建模的检查区域中的解剖结构(特别是中空器官)的空间走向与术中数据组、特别是在术中成像的医学对象的第一部分的空间走向之间的偏差通过将变换规则应用到术前数据组来最小化。根据医学对象进入检查对象的特别是瞬时的进入角度可以确定、特别是建模检查区域、特别是中空器官中的解剖结构的形变，该形变可能通过在术中布置在其中的医学对象的第一部分引起。有利地，根据术中数据组和进入角度可以确定医学对象的第一部分的特别是瞬时的空间定位、特别是空间走向。
有利地，经校正的数据组的产生可以包括将特别是最后确定的变换规则应用到术前数据组。在此，有利地可以提供经校正的数据组。此外，经校正的数据组的提供例如可以包括存储在计算机可读的存储介质上和/或显示在显示单元上和/或传输到处理单元。特别地，可以在显示单元上显示经校正的数据组的图形表示。
有利地，所提出的实施方式能够实现术前数据组的改善的、特别是精确和/或X射线剂量效率的形变校正，其中定位信息可以作为体外信息用于确定变换规则。通过所提供的经校正的数据组可以有利地支持用户、特别是医学操作人员，例如在EVAR过程和/或主动脉瓣的经心尖置换的情况下。
虽然在此提出的方法描述了为至少部分地布置在检查区域中的一个医学对象提供经校正的数据组，但是根据本发明还可以被转用到为特别是同时地至少部分地布置在检查区域中的、多个特别是相同或不同的医学对象提供经校正的数据组。
在所提出的方法的另外的有利实施方式中，术中数据组可以具有检查区域的2D图像。在此，变换规则的确定可以包括基于检查区域的2D图像和进入角度确定医学对象的第一部分的空间走向。
有利地，术中数据组可以二维地映射检查区域和布置在其中的医学对象的第一部分，例如作为沿着投影方向、特别是形成角度的投影图像、特别是作为X射线投影图像。由此，可以在术中数据组的成像平面中二维地采集医学对象的第一部分。有利地，可以在附加地考虑医学对象进入检查对象的进入角度的条件下三维地确定医学对象的第一部分的空间走向。特别地，根据进入角度可以确定关于医学对象的第一部分的2D图像的深度信息。
此外，术前数据组、特别是检查区域的图像和/或模型可以具有关于中空器官的特别是沿着其纵向延伸方向、例如沿着中心线的空间走向和/或空间尺寸、特别是直径和/或横截面的术前信息。在此，术前信息有利地可以作为边界条件在确定医学对象的第一部分的空间走向时被考虑。
由此可以实现术前数据组的时间效率且同时精确的形变校正。
在所提出的方法的另外的有利实施方式中，定位信息可以具有医学对象的第二部分的术中图像。此外，术中图像可以与术前数据组和/或与术中数据组进行配准。
在此，定位信息、特别是术中图像可以借助采集单元来记录。采集单元例如可以具有光学的和/或电磁的和/或声学的传感器，其被构造为用于记录和/或用于提供医学对象的第二部分的术中图像。
只要术中图像二维空间分辨地映射医学对象的第二部分，术中图像就可以有利地附加地映射参考对象、例如标记结构，该参考对象布置在医学对象的第二部分上。由此，根据二维空间分辨的术中图像可以确定医学对象的第二部分的空间定位。
有利地，术中图像可以与术前数据组和/或与术中数据组进行配准。特别地，术中图像可以与检查对象和/或用于记录术前和/或术中数据组的医学成像设备和/或患者支承装置的坐标系进行配准。
根据定位信息、特别是根据术中图像确定进入角度可以包括在术中图像中识别、特别是分割医学对象的第二部分。在此，术中图像的图像点可以有利地根据图像值、特别是强度值来识别，其映射医学对象的第二部分。此后，根据术中图像与术前数据组之间和/或术中图像与术中数据组之间的配准可以确定医学对象进入检查对象的进入角度。
通过借助采集单元体外地采集医学对象的第二部分，可以实现定位信息的精确且患者友好的、特别是X射线剂量效率的提供。
在所提出的方法的另外的有利实施方式中，可以借助照相机单元记录术中图像。
有利地，照相机单元可以具有一个或多个照相机，其被构造为用于记录并提供术中图像。在此，照相机单元可以有利地被构造为，采集检查对象的至少一部分、特别是检查对象在医学对象的进入点处的表面，以及医学对象的第二部分。只要照相机单元具有至少两个照相机，该至少两个照相机就可以有利地具有定义的、特别是彼此间隔开的布置。由此，借助照相机单元可以实现医学对象的第二部分的三维空间分辨的术中成像。照相机单元的一个照相机或多个照相机可以分别被构造为单目照相机和/或深度照相机和/或立体照相机和/或3D照相机
由此可以有利地实现医学对象的第二部分的精确的、特别是三维的术中图像。此外，照相机单元可以被构造为，在医学对象的进入点处采集检查对象的表面的至少一个部分和/或参考对象。由此，可以在术中借助照相机单元映射医学对象的第二部分在进入点处相对于检查对象的表面的空间定位。
在所提出的方法的另外的有利实施方式中，还可以接收医学对象的材料参数和/或运行参数。此外，可以附加地基于材料参数和/或运行参数确定变换规则。
有利地，材料参数可以具有关于医学对象的可变形性、特别是可形变性和/或刚度和/或延展性和/或抗扭强度和/或柔韧性和/或弹性的信息。此外，运行参数可以描述关于医学对象的特别是瞬时的运行状态的信息。特别地，运行参数可以包括关于医学对象、特别是预定义的区段的空间姿态的信息。
有利地，可以附加地基于作为边界条件的材料参数和/或运行参数来确定变换规则。特别地，变换规则的确定可以基于医学对象的形变模型。医学对象的形变模型可以有利地具有关于医学对象、特别是医学对象的第一部分的特别是逐段的可形变性和/或刚度和/或弹性和/或抗扭强度的信息、特别是物理边界条件。在此，形变模型可以有利地至少沿着医学对象的纵向延伸方向是尤其三维地空间分辨的。此外，根据材料参数和/或运行参数可以调整形变模型。
有利地，所提出的实施方式能够在考虑医学对象的物理特征的条件下实现改善的变换规则的确定。
在所提出的方法的另外的有利实施方式中，医学对象可以布置在定位单元中。在此，定位单元可以被构造为，容纳医学对象，使得
-可以预设医学对象的至少第二部分的空间定位，并且
-医学对象可以沿着其纵向延伸方向和/或围绕其纵向延伸方向移动。此外，定位信息可以由定位单元来提供。
定位单元可以具有用于将医学对象插入到检查对象中的插入闸和/或用于以机器人方式移动医学对象的移动装置，其在进一步的描述过程中解释。
有利地，定位单元可以被构造为，容纳医学对象的至少一部分、特别是第二部分。在此，定位单元可以被构造为，预设医学对象的至少第二部分的空间定位、特别是空间位置和/或取向和/或姿态。特别地，定位单元可以被构造为，通过医学对象的至少第二部分的空间定位的预设来预设医学对象进入检查对象的进入角度。此外，定位单元可以被构造为，容纳、特别是引导和/或保持和/或移动医学对象，使得医学对象可以沿着其纵向延伸方向和/或围绕其纵向延伸方向移动。由此，能够在保持通过定位单元预设的进入角度的情况下实现医学对象相对于其纵向延伸方向的可移动性。
有利地，定位信息可以由定位单元、特别是插入闸和/或移动装置来提供。定位信息的提供例如可以包括存储在计算机可读的存储介质上和/或显示在显示单元上和/或传输到处理单元。
本发明在第二方面涉及一种用于提供经校正的数据组的系统。系统具有医学成像设备和处理单元。此外，系统具有采集单元和/或定位单元。此外，处理单元被构造为，用于接收具有检查对象的检查区域的图像和/或模型的术前数据组。在此，在系统的运行状态下，医学对象的第一部分布置在检查区域中。此外，在系统的运行状态下，医学对象的第二部分布置在检查对象之外。此外，采集单元和/或定位单元被构造为，提供关于医学对象的第二部分的空间定位的定位信息。此外，医学成像设备被构造为，接收术中数据组。在此，术中数据组映射系统的运行状态下的检查区域。此外，处理单元被构造为，根据定位信息确定医学对象进入检查对象的进入角度。此外，处理单元被构造为，基于医学对象的进入角度确定变换规则，以使术前数据组与术中数据组之间的偏差最小化。此外，处理单元被构造为，通过将变换规则应用到术前数据组来提供经校正的数据组。
所提出的系统的优点基本上对应于所提出的用于提供经校正的数据组的方法的优点。在此提到的特征、优点或替换实施方式同样也可以转用到其他要求保护的主题，反之亦然。
在所提出的系统的另外的有利实施方式中，采集单元可以具有照相机单元。在此，照相机单元可以被构造为，记录具有医学对象的第二部分的术中图像的定位信息。此外，术中图像可以与术前数据组和/或与术中数据组进行配准。
在所提出的系统的另外的有利实施方式中，照相机单元可以以定义的布置布置在医学成像设备上和/或至少部分地集成在医学成像设备中。
定义的布置有利地可以描述照相机单元、特别是照相机单元的采集区域和/或视线方向与医学成像设备、特别是医学成像设备的采集区域和/或成像几何之间的空间对应。在此有利地，照相机单元可以特别是可倾斜地和/或可旋转地和/或可枢转地布置在医学成像设备上，使得借助照相机单元可以采集医学对象的第二部分以及医学对象进入检查对象的进入点。替换地或附加地，照相机单元可以至少部分地、特别是完全地集成在医学成像设备中，例如医学成像设备的壳体内。
由此，有利地能够实现照相机单元与医学成像设备之间的固有配准、特别是术中图像与术前数据组和/或与术中数据组的固有配准。
在所提出的系统的另外的有利实施方式中，定位单元可以被构造为，容纳医学对象，使得
-可以预设医学对象的至少第二部分的空间定位，并且
-医学对象可以沿着其纵向延伸方向和/或围绕其纵向延伸方向移动。此外，定位单元可以被构造为，提供定位信息。
在所提出的系统的另外的有利实施方式中，定位单元可以具有用于将医学对象插入到检查对象中的插入闸。在此，插入闸可以具有器械通道和保持元件。此外，保持元件可以被构造为，将器械通道保持、特别是可拆开地固定在医学对象进入检查对象的进入点处。此外，器械通道可以具有第一开口和第二开口。在此，器械通道可以被构造为，容纳医学对象的至少一部分并且预设医学对象的进入角度。此外，在系统的运行状态下，第一开口可以布置在检查对象的体外。此外，在系统的运行状态下，第二开口可以布置在检查对象的中空器官的内腔处。此外，在系统的运行状态下，医学对象可以通过第一开口和第二开口沿着器械通道插入到中空器官中。
器械通道可以具有管状的和/或隧道形的套管，其将第一开口与第二开口连接。有利地，套管可以基本上直线地延伸。器械通道的第一开口和第二开口以及在其之间延伸的套管可以有利地被构造为用于容纳医学对象的至少一部分、特别是医学对象的第二部分。特别地，在系统的运行状态下，医学对象可以通过第一开口和第二开口沿着器械通道布置、特别是布置在套管内。
有利地，器械通道可以被构造为，使得器械通道、特别是套管在通过医学对象施加力时特别是垂直于其纵向延伸方向地不会变形和/或移动。由此，器械通道可以被构造为，将医学对象特别是直线地沿着套管通过第二开口引导到检查对象的中空器官中。
保持元件可以有利地被构造为，将器械通道保持、特别是可拆开地固定在进入点处、特别是检查对象的表面上。保持元件可以例如借助固定装置、特别是粘合固定装置固定在患者的表面上。有利地，保持元件还可以被构造为，如下地保持器械通道在进入点处稳定，即器械通道、特别是套管相对于进入点的空间取向保持不变和/或可调节。器械通道可以如下地相对于保持元件放置，即器械通道在系统的运行状态下相对于保持元件位置固定地布置，并且在系统的另外的运行状态下相对于保持元件、特别是进入点是可倾斜的和/或可枢转的。在此，插入闸可以具有另外的传感器，例如光学的和/或电磁的和/或声学的和/或机械的和/或陀螺的传感器，其被构造为用于采集器械通道、特别是器械通道的纵向延伸方向相对于保持元件、特别是相对于进入点的空间取向。由此，器械通道可以被构造为，特别是以灵活的方式预设医学对象的进入角度
此外，在系统的运行状态下，第一开口有利地布置在体外、特别是背离检查对象地布置在体外。此外，在系统的运行状态下，第二开口布置在检查对象的中空器官处、特别是布置在腔内。此外，医学对象在运行状态下通过第一开口和第二开口沿着器械通道特别是在套管内插入中空器官中。
有利地，插入闸可以被构造为用于提供定位信息。在此，通过插入闸提供定位信息例如可以包括存储在计算机可读的存储介质上和/或显示在显示单元上和/或传输到处理单元。特别地，插入闸可以被构造为，根据由另外的传感器采集的、器械通道相对于保持元件的空间取向提供定位信息。替换地或附加地，定位信息的提供可以包括提供插入闸的识别参数，其中处理单元被构造为，根据识别参数例如借助数据库来确定定位信息、特别是进入角度，该数据库可以具有多个插入闸，这些插入闸具有其各自的几何参数、特别是各自的进入角度。
借助所提出的特别是插入闸的实施方式，可以预设医学对象进入检查对象的进入角度，并且精确地、特别是在没有医学对象的第二部分的术中图像的条件下执行术前数据组的形变校正。有利地，处理单元可以被构造为，一次地基于通过插入闸预设的医学对象的至少第二部分的空间定位、特别是医学对象的进入角度来确定变换规则。由此可以实现术前数据组的特别计算效率的形变校正。
在所提出的系统的另外的有利实施方式中，定位单元可以具有用于以机器人方式移动医学对象的移动装置。此外，在系统的运行状态下，医学对象的第二部分可以至少部分地布置在移动装置中。
有利地，移动装置可以是构造为用于远程操纵医学对象的以机器人方式的装置、例如导管机器人。有利地，移动装置布置在检查对象的外部。此外，移动装置可以具有固定元件、特别是可移动的和/或可行驶的固定元件。此外，移动装置可以具有盒元件，该盒元件被构造为，用于容纳医学对象的第二部分。此外，移动装置可以具有移动元件，该移动元件固定在固定元件上、例如支架和/或机械臂上。此外，固定元件可以被构造为，用于将移动元件固定在患者支承装置上。此外，移动元件有利地可以具有至少一个致动器元件、例如电动机，该致动器元件可以由处理单元进行控制。有利地，盒元件尤其可以机械地和/或电磁地和/或气动地耦合到移动元件、特别是至少一个致动器元件上。在此，盒元件还可以具有至少一个传动元件，该传动元件可以通过在盒元件与移动元件、尤其是至少一个致动器元件之间的耦合进行移动。特别地，至少一个传动元件可以移动耦合到至少一个致动器元件上。有利地，传动元件被构造为将致动器元件的移动传递到医学对象，使得医学对象沿着医学对象的纵向延伸方向移动和/或使得医学对象围绕其纵向延伸方向旋转。至少一个传动元件可以具有例如滚筒和/或辊和/或孔板(Blende)和/或剪力板(Scherplatte)。此外，传动元件可以被构造为通过传递力来保持医学对象、特别是保持医学对象稳定。医学对象的保持尤其可以包括相对于移动装置位置固定地定位至少医学对象。此外，移动装置可以被构造为，例如通过固定元件的相应的定位和/或姿态，预设医学对象的第二部分特别是相对于检查对象的空间定位，该医学对象的第二部分在系统的运行状态下至少部分地布置在移动装置中。
有利地，移动元件可以具有多个特别是可独立控制的致动器元件。此外，盒元件可以具有多个传动元件，尤其针对每个致动器元件具有至少一个移动耦合的传动元件。由此，可以实现医学对象沿着不同的移动自由度的移动、特别是独立的和/或同时的移动。
有利地，移动装置还可以包括传感器单元，例如电磁的和/或光学的和/或声学的和/或机械的和/或陀螺的传感器，其被构造为用于采集医学对象的第二部分的空间定位。替换地或附加地，传感器单元可以被构造为用于采集盒元件和/或固定元件的空间定位，其中在移动装置中容纳的医学对象的第二部分相对于盒元件和/或固定元件具有定义的相对定位。由此也可以采集医学对象的第二部分的空间定位。
有利地，传感器单元可以被构造为，向处理单元提供定位信息，该定位信息具有关于所采集的医学对象的第二部分的空间定位的信息。
所提出的实施方式能够实现医学对象的第二部分相对于进入检查对象的进入点的空间定位的灵活的预设和精确的采集。由此能够实现术前数据组的改善的形变校正。
在所提出的系统的另外的有利实施方式中，处理单元可以被构造为，接收关于进入角度的预设。此外，处理单元可以被构造为，通过所确定的进入角度与预设之间的比较来识别偏差。此外，处理单元可以被构造为，依据偏差提供信号和/或工作流程提示(Workflow-Hinweis)。
关于进入角度的预设可以例如通过用户借助输入单元的输入和/或治疗规划来提供。在此，关于进入角度的预设可以具有进入角度的额定值。附加地，预设可以具有进入角度相对于额定值的最大偏差。
有利地，处理单元还可以被构造为，将特别是瞬时的进入角度与预设、特别是额定值进行比较。在此，比较例如可以包括进入角度与预设、特别是额定值之间的差和/或商的确定。有利地，处理单元还可以被构造为，根据比较特别是定性地或定量地识别进入角度与预设之间的偏差。有利地，处理单元还可以被构造为，依据所识别的偏差提供信号和/或工作流程提示。在此，信号和/或工作流程提示包括关于所识别的偏差的定性或定量的信息。处理单元可以有利地被构造为，重复地识别偏差，特别是重复地将进入角度与预设进行比较，并且依据各个最后识别的偏差提供信号和/或工作流程提示。在此，信号和/或工作流程提示的提供可以包括存储在计算机可读的存储介质上和/或借助输出单元、例如显示单元和/或扬声器来输出和/或传输到处理单元。
信号例如可以是声学和/或触觉和/或光学的信号，其可以借助输出单元输出。有利地，信号可以被提供为，使得其可以被用户可视地和/或触觉地和/或声学地采集，该用户控制医学对象和/或定位单元、特别是插入闸和/或移动装置。可以特别针对关于所识别的偏差的定性信息来设计信号，而工作流程提示可以有利地包括关于减小所识别的偏差的信息、特别是指令。特别地，工作流程提示可以包括关于如下的信息：医学对象的第二部分沿着哪个空间方向移动能够使所识别的偏差最小化。有利地，可以借助输出单元输出工作流程提示。
一方面，因此可以在进入角度相对于预设的偏差过大的情况下减小检查对象、特别是中空器官的受伤风险。此外，借助预设可以预设进入角度的额定值和/或值范围，针对其可以确定术前数据组的形变校正。
本发明在第三方面涉及一种计算机程序产品，其具有计算机程序，该计算机程序能够直接加载到处理单元的存储器中，该计算机程序具有程序段，以便当由处理单元执行该程序段时，执行所提出的用于提供经校正的数据组的方法的所有步骤。计算机程序产品在此可以包括具有还需编译并连接或者仅须解释的源代码的软件，或仅要加载到处理单元中以执行的可执行的软件代码。通过计算机程序产品可以快速地、可相同重复地且鲁棒地执行用于借助处理单元提供经校正的数据组的方法。计算机程序产品被配置为使得其可以借助处理单元实施根据本发明的方法步骤。
所提出的计算机程序产品的优点基本上对应于所提出的用于提供经校正的数据组的方法的优点。在此提到的特征、优点或替换实施方式同样也可以转用到其他要求保护的主题，反之亦然。
计算机程序产品例如存储在计算机可读的存储介质上或网络或服务器上，从那里可以将其加载到处理单元的处理器中，该处理器可以与处理单元直接连接或被构造为处理单元的一部分。此外，计算机程序产品的控制信息可以存储在电子可读的数据载体上。电子可读的数据载体的控制信息可以被设计为，使得在处理单元中使用数据载体时该控制信息实施根据本发明的方法。对于电子可读的数据载体的示例是DVD、磁带或USB棒，在其上存储有电子可读的控制信息、特别是软件。当从数据载体读取该控制信息并将其存储到处理单元中时，可以实施上面描述的方法的所有根据本发明的实施方式。
本发明还可以涉及一种计算机可读的存储介质和/或电子可读的数据载体，在其上存储有由处理单元可读且可执行的程序段，以便当由处理单元执行该程序段时实施用于提供经校正的数据组的方法的所有步骤。
尽可能以软件方式实现的优点是，迄今已经使用的处理单元也可以以简单的方式通过软件更新来加装，以便以根据本发明的方式工作。这种计算机程序产品除了计算机程序之外，必要时还可以包括附加的组成部分、例如文档和/或附加的部件，以及硬件部件、例如用于使用软件的硬件密钥(加密狗等)。
附图说明
在附图中示出本发明的实施例并且在下面进行更详细地描述。在不同的附图中，相同的附图标记用于相同的特征。附图中：
图1和图2示出了所提出的用于提供经校正的数据组的方法的不同实施方式的示意图；
图3示出了所提出的用于提供经校正的数据组的系统的示意图；
图4示出的不同布置的医学对象的示意图；
图5示出了定位单元的示意图，该定位单元具有用于将医学对象插入检查对象中的插入闸；
图6示出了所提出的包括移动装置的系统的另外的有利实施方式的示意图；
图7示出了移动装置的示意图。
具体实施方式
图1示意性示出了用于提供PROV-DS.corr经校正的数据组DS.corr的方法的有利实施方式。在此，可以接收REC-DS.p具有检查对象的检查区域的图像和/或模型的术前数据组DS.p。此外，在术中，医学对象的第一部分可以布置在检查区域中并且医学对象的第二部分可以布置在检查对象之外。此外，可以接收REC-PI关于医学对象的第二部分的空间定位的定位信息PI。此外，根据定位信息PI可以确定DET-EW医学对象进入检查对象的进入角度EW。此外，接收REC-DS.i具有检查区域的图像的术中数据组DS.i。在此，可以基于医学对象的进入角度EW确定变换规则TF，以使术前数据组DS.p与术中数据组DS.i之间的偏差最小化。此后，可以通过将变换规则TF应用到术前数据组DS.p来产生经校正的数据组DS.corr。此外，可以提供PROV-DS.corr经校正的数据组DS.corr。
图2示出了所提出的用于提供PROV-DS.corr经校正的数据组DS.corr的方法的另外的有利实施方式的示意图。在此，可以接收REC-PARAM医学对象的材料参数和/或运行参数PARAM。此外，可以附加地基于材料参数和/或运行参数PARAM确定DET-TF变换规则TF。
图3示意性示出了所提出的用于提供PROV-DS.corr经校正的数据组DS.corr的系统的有利实施方式。在此，系统可以具有医学成像设备、例如医学C形臂X射线设备37，以及处理单元22。此外，系统可以具有采集单元、特别是包括两个照相机E.1和E.2的照相机单元。处理单元22可以被构造为，接收REC-DS.p术前数据组DS.p。此外，在系统的运行状态下，医学对象MD的第一部分MD.1可以在进入点IP处插入到布置在患者支承装置32上的检查对象31中。在此，在系统的运行状态下，医学对象的第二部分MD.2可以布置在检查对象31之外。此外，可以在第二部分MD.2、特别是近端部分处通过用户U、特别是医学操作人员来控制和/或移动医学对象MD。有利地，患者支承装置32可以是至少部分可移动的。为此，患者支承装置32有利地可以具有移动单元BV，该移动单元BV可以借助来自处理单元22的信号28进行控制。
医学成像设备、特别是医学C形臂X射线设备37可以被构造为，记录术中数据组DS.i。在此，术中数据组DS.i可以映射系统的运行状态下的检查区域。医学C形臂X射线设备37可以具有检测器34、特别是X射线检测器，以及X射线源33。为了记录术中数据组DS.i，医学C形臂X射线设备37的臂38可以围绕一个或多个轴可移动地支承。此外，医学C形臂X射线设备37可以包括另外的移动单元39，例如车轮系统和/或轨道系统和/或机械臂，其能够实现医学C形臂X射线设备37在空间中移动。检测器34和X射线源33可以以定义的布置可移动地固定在共同的C形臂38上。
此外，处理单元22可以被构造为，对医学C形臂X射线设备37相对于检查对象31的定位进行控制，使得检查区域和至少部分地布置在其中的医学对象MD的第一部分MD.1被映射在借助医学C形臂X射线设备37记录的术中数据组DS.i中。医学C形臂X射线设备37相对于检查对象31的定位可以包括例如X射线源33和检测器34、特别是C形臂38围绕一个或多个空间轴的定义的布置的定位。
为了记录检查对象31的术中数据组DS.i，处理单元22可以将信号24发送给X射线源33。接着，X射线源33可以发射X射线束、特别是锥形束和/或扇形束和/或平行束。在X射线束在与检查对象31的待成像的检查区域相互作用之后入射到检测器34的表面上时，检测器34可以将信号21发送给处理单元22。处理单元22例如可以根据信号21接收术中数据组DS.i。
采集单元、特别是照相机单元可以被构造为，提供关于医学对象MD的第二部分MD.2的空间定位的定位信息PI。在此，照相机单元、特别是两个照相机E.1和E.2可以被构造为，记录具有医学对象MD的第二部分MD.2的术中图像的定位信息并且特别是分别借助信号44.1和44.2将其提供给处理单元22。在此，术中图像可以与术前数据组DS.p和/或术中数据组DS.i进行配准。
此外，处理单元22可以被构造为，根据定位信息PI确定医学对象MD进入检查对象31的进入角度EW。此外，处理单元22可以被构造为，基于医学对象MD的进入角度EW确定DET-TF变换规则TF，以使术前数据组DS.p与术中数据组DS.i之间的偏差最小化。此外，处理单元22可以被构造为，通过将变换规则TF应用到术前数据组DS.p来提供经校正的数据组DS.corr。
此外，照相机单元、特别是两个照相机E.1和E.2可以以定义的布置固定在医学成像设备、特别是医学C形臂X射线设备37上和/或至少部分地集成在医学成像设备中(在此未示出)。
此外，系统可以包括输入单元42、例如键盘，和/或显示单元41、例如监视器和/或显示器。输入单元42可以有利地集成到显示单元41中，例如在电容式和/或电阻式输入显示器的情况下。
显示单元41有利地可以被构造为，用于显示系统和/或处理单元22和/或其他部件的信息和/或信息的图形表示，例如术前和/或术中和/或经校正的数据组的图形表示。特别地，显示单元41可以被构造为，用于显示术前数据组DS.p与经校正的数据组DS.corr的叠加的图形表示。为此，处理单元22例如可以向显示单元41发送信号25。输入单元42可以有利地被构造为，用于采集用户输入以及用于依据用户输入提供信号26。
图4示意性示出了医学对象MD的两个不同的空间定位MD.A1和MD.A2。在此，医学对象在第一空间定位MD.A1中在进入点IP处可以具有第一进入角度EW1，并且在第二空间定位MD.A2中在进入点IP处可以具有第二进入角度EW2。第一进入角度EW1可以例如描述了医学对象MD、特别是医学对象MD的第二部分在第一空间定位MD.A1中的第一纵向延伸方向LA.1与参考方向RA之间的角度，该参考方向RA有利地可以位于通过进入点IP与检查对象31的表面相切的平面中。与之类似地，第二进入角度EW2可以描述医学对象MD、特别是医学对象MD的第二部分在第二空间定位MD.A2中的第二纵向延伸方向LA.2与参考方向RA之间的角度。
此外，图4中示意性示出了具有检查区域、特别是中空器官HO的图像和/或模型的术前数据组DS.p与术中数据组DS.i的叠加。在此，术中数据组DS.i可以具有检查区域的2D图像。此外，变换规则TF的确定DET-TF可以包括基于检查区域的2D图像和进入角度EW确定医学对象MD的第一部分MD.1的空间走向。在此，在图4中说明了，医学对象MD的第一部分MD.1的空间走向如何通过进入角度EW1或EW2来影响。通过基于医学对象MD的特别是瞬时的进入角度EW确定变换规则TF，可以实现术前数据组DS.p的改善的形变校正。
图5示出了具有用于将医学对象MD插入到检查对象31中的插入闸PU的定位单元的示意图。插入闸PU可以具有器械通道IC和保持元件HU。保持元件HU可以被构造为，在医学对象MD进入检查对象31的进入点IP处保持器械通道IC。此外，器械通道IC可以具有第一开口O1和第二开口O2。在此，器械通道IC可以被构造为，容纳医学对象MD的至少一部分并且预设医学对象的至少第二部分MD.2的空间定位、特别是医学对象MD的进入角度EW。在此，进入角度EW可以描述医学对象MD的纵向延伸方向LA与参考方向RA之间的角度。在系统的运行状态下，第一开口O1可以布置在检查对象31的体外。此外，在系统的运行状态下，第二开口O2可以布置在检查对象31的中空器官HO处。在此，中空器官HO例如可以具有血管区段。此外，在系统的运行状态下，医学对象MD可以通过第一开口O1和第二开口O2沿着器械通道IC插入到中空器官HO中。在此，医学对象MD可以继续沿着其纵向延伸方向LA和/或围绕其纵向延伸方向LA移动。此外，定位单元、特别是插入闸可以被构造为用于提供定位信息PI。
图6示意性示出了所提出的系统的另外的有利实施方式。在此，定位单元具有用于以机器人方式移动医学对象MD的移动装置CR。有利地，在系统的运行状态下，医学对象MD的第二部分MD.2可以至少部分地布置在移动装置CR中。
移动装置CR可以例如被构造为导管机器人，特别是用于远程操纵医学对象MD。在系统的运行状态下，医学对象MD的第一部分MD.1有利地可以至少部分地布置在检查对象31的检查区域中、特别是中空器官HO中。此外，移动装置CR可以借助固定元件71、例如支架和/或机械臂，尤其可移动地固定在患者支承装置32上。由此，可以预设至少部分地布置在移动装置CR中的医学对象的第二部分MD.2相对于检查对象31的空间定位。有利地，移动装置CR可以被构造为，医学对象MD(该医学对象在系统的运行状态下至少部分地布置在移动装置CR中)至少沿着医学对象MD的纵向延伸方向平移移动。此外，移动装置CR可以被构造为，围绕纵向延伸方向旋转医学对象MD。
有利地，处理单元22可以被构造为，接收关于进入角度EW的预设。此外，处理单元22可以被构造为，通过所确定的进入角度EW与预设之间的比较来识别偏差。此外，处理单元22可以被构造为，依据偏差提供信号和/或工作流程提示。
图7示出了用于以机器人方式移动医学对象MD的移动装置CR的示意图。有利地，移动装置CR可以具有固定元件71、特别是可移动的和/或可行驶的固定元件71。此外，移动装置CR可以具有盒元件74，该盒元件74被构造为，用于容纳医学对象MD的第二部分MD.2的至少一部分。此外，移动装置CR可以具有移动元件72，该移动元件72固定在固定元件71上、例如固定在支架和/或机械臂上。此外，固定元件71可以被构造为，用于将移动元件72尤其可移动地固定在患者支承装置32上。此外，移动元件72有利地可以具有至少一个、例如三个致动器元件73，例如电动机，其中，处理单元22被构造为，用于控制至少一个致动器元件73。有利地，盒元件74可以尤其机械地和/或电磁地和/或气动地耦合到移动元件72、特别是至少一个致动器元件73上。在此，盒元件74还可以具有至少一个传动元件75，该传动元件75能够通过盒元件74与移动元件72、尤其是至少一个致动器元件73之间的耦合进行移动。特别地，至少一个传动元件75可以移动耦合到至少一个致动器元件73上。此外，传动元件75可以被构造为，将致动器元件73的移动传动到医学对象MD，使得医学对象MD沿着医学对象MD的纵向延伸方向移动和/或使得医学对象MD围绕纵向延伸方向旋转。至少一个传动元件75例如可以具有滚筒和/或辊和/或孔板和/或剪力板。
有利地，移动元件72可以具有多个致动器元件73、特别是多个可独立控制的致动器元件73。此外，盒元件74可以具有多个传动元件75，尤其是针对每个致动器元件73具有至少一个移动耦合的传动元件75。由此，可以实现医学对象MD沿着不同的移动自由度的、特别是独立的和/或同时的移动。
此外，移动装置CR、尤其是至少一个致动器元件73可以借助信号35由处理单元22进行控制。由此，医学对象MD的移动可以由处理单元22进行控制、特别是间接地进行控制。此外，移动装置CR相对于检查对象31的定向和/或位置可以通过固定元件71的移动来调整。
移动装置还可以包括传感器单元77，例如电磁的和/或光学的和/或声学的和/或机械的和/或陀螺传感器，其被构造为用于采集医学对象MD的第二部分MD.2的特别是瞬时的空间定位。替换地或附加地，传感器单元77可以被构造为用于采集盒元件74和/或固定元件71的空间定位，其中在移动装置CR中容纳的医学对象MD的第二部分MD.2相对于盒元件74和/或固定元件71具有定义的相对定位。由此可以采集医学对象MD的第二部分MD.2的空间定位。
有利地，传感器单元77可以被构造为，借助信号S向处理单元22提供定位信息PI，该定位信息PI具有关于所采集的医学对象MD的第二部分MD.2的空间定位的信息。
在所描述的附图中包含的示意图不描绘任何比例或大小比例。
最后要再次指出的是，上述详细描述的方法以及所示出的装置仅仅是实施例，其可以由本领域技术人员以各种方式修改，而不脱离本发明的范围。此外，不定冠词“一”或“一个”的使用并不排除所涉及的特征可能多次出现。同样，术语“单元”和“元件”并不排除所涉及的部件由多个相互作用的子部件组成，这些子部件必要时也可以在空间上分布。

Claims (14)

1.一种用于提供(PROV-DS.corr)经校正的数据组(DS.corr)的方法，包括：
-接收(REC-DS.p)术前数据组(DS.p)，所述术前数据组具有检查对象(31)的检查区域的图像和/或模型，
其中在术中：
-医学对象(MD)的第一部分(MD.1)布置在检查区域中，并且
-医学对象(MD)的第二部分(MD.2)布置在检查对象(31)之外，
-接收(REC-PI)关于医学对象(MD)的第二部分(MD.2)的空间定位的定位信息(PI)，
-根据所述定位信息(PI)确定(DET-EW)医学对象(MD)进入检查对象(31)的进入角度(EW)，
-接收(REC-DS.i)术中数据组(DS.i)，所述术中数据组具有检查区域的图像，
-基于医学对象(MD)的进入角度(EW)确定(DET-TF)变换规则(TF)，以使术前数据组(DS.p)与术中数据组(DS.i)之间的偏差最小化，
-通过将所述变换规则(TF)应用到术前数据组(DS.p)来产生经校正的数据组(DS.corr)，
-提供(PROV-DS.corr)经校正的数据组(DS.corr)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述术中数据组(DS.i)具有检查区域的2D图像，
其中，变换规则(TF)的确定(DET-TF)包括基于检查区域的2D图像和进入角度(EW)确定医学对象(MD)的第一部分(MD.1)的空间走向。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述定位信息(PI)具有医学对象(MD)的第二部分(MD.2)的术中图像，
其中，术中图像与术前数据组(DS.p)和/或与术中数据组(DS.i)进行配准。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，借助照相机单元(E.1，E.2)记录所述术中图像。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，接收(REC-PARAM)医学对象(MD)的材料参数和/或运行参数(PARAM)，
其中，附加地基于材料参数和/或运行参数(PARAM)确定(DET-TF)变换规则(TF)。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其中，所述医学对象(MD)布置在定位单元中，
其中，所述定位单元被构造为，容纳所述医学对象(MD)，使得：
-能够预设医学对象(MD)的至少第二部分(MD.2)的空间定位，并且
-医学对象(MD)能够沿着其纵向延伸方向和/或围绕其纵向延伸方向移动，
其中，由所述定位单元提供定位信息(PI)。
7.一种用于提供经校正的数据组的系统，
其中，所述系统具有医学成像设备和处理单元(22)，
其中，所述系统还具有采集单元和/或定位单元，
其中，所述处理单元(22)被构造为，用于接收(REC-DS.p)术前数据组(DS.p)，所述术前数据组具有检查对象(31)的检查区域的图像和/或模型，
其中，在所述系统的运行状态下：
-医学对象(MD)的第一部分(MD.1)布置在检查区域中，并且
-医学对象(MD)的第二部分(MD.2)布置在检查对象(31)之外，
其中，采集单元和/或定位单元被构造为，提供关于医学对象(MD)的第二部分(MD.2)的空间定位的定位信息(PI)，
其中，所述医学成像设备被构造为，接收术中数据组(DS.i)，
其中，所述术中数据组(DS.i)映射所述系统的运行状态下的检查区域，
其中，所述处理单元(22)还被构造为：
-根据所述定位信息(PI)确定(DET-EW)医学对象(MD)进入检查对象(31)的进入角度(EW)，
-基于医学对象(MD)的进入角度(EW)确定(DET-TF)变换规则(TF)，以使术前数据组(DS.p)与术中数据组(DS.i)之间的偏差最小化，和
-通过将所述变换规则(TF)应用到术前数据组(DS.p)来提供(PROV-DS.corr)经校正的数据组(DS.corr)。
8.根据权利要求7所述的系统，
其中，所述采集单元具有照相机单元，
其中，所述照相机单元可以被构造为，记录定位信息(PI)，所述定位信息具有医学对象(MD)的第二部分(MD.2)的术中图像，
其中，所述术中图像与术前数据组(DS.p)和/或与术中数据组(DS.i)进行配准。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述照相机单元以定义的布置固定在医学成像设备上和/或至少部分地集成在医学成像设备中。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的系统，
其中，所述定位单元被构造为，容纳所述医学对象(MD)，使得：
-能够预设医学对象(MD)的至少第二部分(MD.2)的空间定位，并且
-医学对象(MD)能够沿着其纵向延伸方向和/或围绕其纵向延伸方向移动，
其中，所述定位单元还被构造为，提供定位信息(PI)。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述定位单元具有用于将医学对象(MD)插入到检查对象(31)中的插入闸，
其中，所述插入闸具有器械通道(IC)和保持元件(HU)，
其中，所述保持元件(HU)被构造为，将所述器械通道(IC)保持在医学对象(MD)进入检查对象(31)的进入点(IP)处，
其中，所述器械通道(IC)具有第一开口(O1)和第二开口(O2)，
其中，所述器械通道(IC)被构造为：
-容纳医学对象(MD)的至少一部分，并且
-预设医学对象(MD)的进入角度(EW)，
其中，在所述系统的运行状态下：
-所述第一开口(O1)布置在检查对象(31)的体外，
-所述第二开口(O2)布置在检查对象(31)的中空器官(HO)的内腔处，并且
-所述医学对象(MD)通过第一开口(O1)和第二开口(O2)沿着器械通道(IC)插入到中空器官(HO)中。
12.根据权利要求10所述的系统，其中，所述定位单元具有用于以机器人方式移动医学对象(MD)的移动装置(CR)，
其中，在所述系统的运行状态下，医学对象(MD)的第二部分(MD.2)至少部分地布置在所述移动装置(CR)中。
13.根据权利要求7至12中任一项所述的系统，其中，所述处理单元(22)还被构造为：
-接收关于进入角度的预设，
-通过所确定的进入角度(EW)与预设之间的比较来识别偏差，并且
-依据所述偏差提供信号和/或工作流程提示。
14.一种计算机程序产品，其具有计算机程序，所述计算机程序能够直接加载到处理单元(22)的存储器中，所述计算机程序具有程序段，以便当由处理单元(22)执行所述程序段时，实施根据权利要求1至6中任一项所述的计算机实现的方法的所有步骤。
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