CN117398182A - 用于监测医用对象的定向的方法和系统 - Google Patents

用于监测医用对象的定向的方法和系统 Download PDF

Info

Publication number
CN117398182A
CN117398182A CN202310854581.4A CN202310854581A CN117398182A CN 117398182 A CN117398182 A CN 117398182A CN 202310854581 A CN202310854581 A CN 202310854581A CN 117398182 A CN117398182 A CN 117398182A
Authority
CN
China
Prior art keywords
orientation
medical
reference point
detector
planning
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310854581.4A
Other languages
English (en)
Inventor
M·普菲斯特
M·科瓦什克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Healthineers AG
Original Assignee
Siemens Healthineers AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Healthineers AG filed Critical Siemens Healthineers AG
Publication of CN117398182A publication Critical patent/CN117398182A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/10—Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/25—User interfaces for surgical systems
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/10—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges for stereotaxic surgery, e.g. frame-based stereotaxis
    • A61B90/11—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges for stereotaxic surgery, e.g. frame-based stereotaxis with guides for needles or instruments, e.g. arcuate slides or ball joints
    • A61B90/13—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges for stereotaxic surgery, e.g. frame-based stereotaxis with guides for needles or instruments, e.g. arcuate slides or ball joints guided by light, e.g. laser pointers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/10—Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
    • A61B2034/101—Computer-aided simulation of surgical operations
    • A61B2034/105—Modelling of the patient, e.g. for ligaments or bones
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/10—Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
    • A61B2034/107—Visualisation of planned trajectories or target regions
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2046—Tracking techniques
    • A61B2034/2051—Electromagnetic tracking systems
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2046—Tracking techniques
    • A61B2034/2055—Optical tracking systems
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2046—Tracking techniques
    • A61B2034/2063—Acoustic tracking systems, e.g. using ultrasound
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2068—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis using pointers, e.g. pointers having reference marks for determining coordinates of body points
    • A61B2034/207—Divots for calibration
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B2090/364—Correlation of different images or relation of image positions in respect to the body
    • A61B2090/366—Correlation of different images or relation of image positions in respect to the body using projection of images directly onto the body
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B90/37—Surgical systems with images on a monitor during operation
    • A61B2090/374—NMR or MRI
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B90/37—Surgical systems with images on a monitor during operation
    • A61B2090/376—Surgical systems with images on a monitor during operation using X-rays, e.g. fluoroscopy
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B90/37—Surgical systems with images on a monitor during operation
    • A61B2090/376—Surgical systems with images on a monitor during operation using X-rays, e.g. fluoroscopy
    • A61B2090/3762—Surgical systems with images on a monitor during operation using X-rays, e.g. fluoroscopy using computed tomography systems [CT]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B90/37—Surgical systems with images on a monitor during operation
    • A61B2090/378—Surgical systems with images on a monitor during operation using ultrasound

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于监测医用对象的定向的方法，该方法包括：‑识别规划信息，该规划信息具有医用对象相对于解剖学对象上的参考点的规划定向，该解剖学对象布置在检查对象内，‑通过获取单元获取医用对象相对于参考点的定向，其中，获取单元包括医用成像设备和/或声学和/或光学和/或电磁的传感器，‑识别规划定向和医用对象相对于参考点的定向之间的偏差，‑根据所识别的偏差提供信号。本发明还涉及一种用于监测医用对象的定向的系统和一种计算机程序产品。

Description

用于监测医用对象的定向的方法和系统
技术领域
本发明涉及用于监测医用对象的定向的方法和系统以及一种计算机程序产品。
背景技术
在微创介入中，治疗、例如放置支架，或者诊断、例如探测狭窄通常通过引入体内的医用对象来执行。这些医用对象通常通过腹股沟、尤其股动脉或者左腋窝中的入路、尤其经由锁骨下动脉的桡侧入路，通过导丝和导管推进到医用对象的使用部位。到各个单独的血管出口的导航通常通过在进入点处旋转和推进导丝或导管实现。
第一个关键步骤通常是穿刺，作为医用对象的入路。在腹股沟处，这通常是股总动脉，它在检查对象的皮肤下大约2-5cm处作为最靠近表面的点位于腹股沟韧带远端大约1cm至2cm处并且处于股骨头、即髋骨前端的旁边。虽然这条动脉通常可以容易摸到，但错误的、尤其过于陡峭的穿刺可能不利地导致并发症、例如血管穿孔。这些并发症无论如何要避免，因为出血可能有潜在的危险并且可能造成检查对象的较长的躺卧时间。
尤其在遥控(或者说远程控制)手术、尤其机器人式远程手术中，血管穿刺、尤其医用对象的引入通常在现场进行。遥控机器人式远程手术的医疗操作人员不利地只能受限制地监测该过程，因此在某些情况下面临的并发症可能被发现得太晚。
发明内容
因此，本发明所要解决的技术问题是，能够实现可靠地监测通过医用对象对解剖学对象的穿刺。
该技术问题根据本发明通过几个方面的各自的技术方案解决。具有适宜扩展设计的有利实施方式可从说明书得出。
本发明在第一方面涉及一种用于监测医用对象的定向的方法。在该方法中，识别规划信息，该规划信息具有医用对象相对于解剖学对象上的参考点的规划定向。在此，该解剖学对象布置在检查对象内。此外，通过获取单元获取(erfassen，或者说检测)医用对象相对于参考点的定向。在此，获取单元包括医用成像设备和/或声学和/或光学和/或电磁的传感器。进一步地，识别规划定向和医用对象相对于参考点的定向之间的偏差。此外，根据所识别的偏差提供信号。
检查对象可以例如包括人类的和/或动物的男女患者和/或检查体模、尤其血管体模。解剖学对象可以包括检查对象的中空器官，尤其血管区段、例如动脉和/或静脉，和/或肺和/或心脏，和/或器官、例如肝脏，和/或组织、例如肿瘤组织。在此，解剖学对象可以至少部分地、尤其完全地布置在检查对象内，尤其在检查对象的皮肤表面之下。
医用对象可以例如设计为手术和/或诊断器械、尤其长形的器械。尤其地，医用对象可以至少分区段地设计为柔性和/或刚性的。医用对象可以例如设计为针、尤其穿刺针，和/或导管和/或内窥镜和/或导丝(英语：guide wire)。
规划信息的识别可以包括接收和/或确定规划信息、尤其相对于参考点的规划定向。规划信息的接收可以包括检测和/或读出计算机可读的数据存储器和/或包括从数据存储单元、例如数据库接收。此外，规划信息可以由医用设备、例如所述医用成像设备和/或另外的医用成像设备的提供单元提供。备选地或附加地，规划信息可以根据医疗操作人员的用户输入获取。备选地或附加地，规划信息、尤其相对于参考点的规划定向可以例如基于用户输入来确定，和/或通过将尤其训练过的函数应用于具有布置在其中的解剖学对象的检查对象的规划图像来确定。
规划信息可以有利地具有医用对象、尤其医用对象的至少一个远端区段相对于解剖学对象上的参考点的规划定向。医用对象的远端区段可以例如包括医用对象的面向检查对象的端部区段和/或医用对象的尖端。在此，规划信息可以具有关于解剖学对象上的参考点尤其相对于解剖学对象的定位、尤其空间位置的预设。尤其地，参考点可以相对于具有布置在其中的解剖学对象的检查对象的规划图像被预设、尤其被识别。在此，规划图像可以具有解剖学对象的映射、尤其图像数据和/或呈现、尤其模型。有利地，参考点可以预设在解剖学对象的表面、例如血管壁和/或组织边界上。
规划定向可以具有关于医用对象相对于解剖学对象上的参考点、尤其在参考点中的规划或者说计划的定向、尤其空间位置关系和/或姿态和/或方位的预设。尤其地，规划定向可以预设相对于通过参考点并且相对于解剖学对象的表面的预定平面、例如切面和/或法平面的计划的定向。在此，规划信息还可以具有关于该预定平面的信息。尤其地，规划信息可以预设医用对象在检查对象的坐标系中相对于解剖学对象上的参考点的规划定向。此外，规划定向可以具有医用对象在参考点中相对于所述预定平面的计划的布局的规划角度。
有利地可以通过获取单元获取医用对象相对于参考点的尤其瞬时的和/或实际的定向、尤其空间位置关系和/或姿态和/或方位。为此，获取单元可以例如基于规划信息来识别解剖学对象上的参考点。优选地，获取单元可以获取医用对象和解剖学对象上的参考点之间的尤其瞬时的相对定位。此外，所获取的定向可以具有关于医用对象在参考点中相对于预定平面的尤其瞬时的布局的获取的角度的信息。
获取单元可以有利地包括医用成像设备。医用成像设备可以例如包括医用X射线设备、尤其医用C形臂X射线设备，和/或计算机断层摄影设备(CT设备)，和/或磁共振断层摄影设备(MRI设备)，和/或正电子发射断层摄影设备(PET设备)，和/或超声设备。备选地或附加地，获取单元可以包括声学传感器、尤其是基于超声的传感器。声学传感器可以设计用于，通过声学测位来检测医用对象、尤其获取医用对象相对于参考点的定向。备选地或附加地，获取单元可以包括光学传感器、例如照相机、尤其单目照相机和/或立体照相机和/或深度照相机。光学传感器可以设计用于，例如基于图像数据来光学地获取医用对象相对于参考点的定向。备选地或附加地，获取单元可以包括电磁传感器、例如电磁测位系统。电磁传感器可以设计用于，通过电磁测位来获取医用对象相对于参考点的定向。
规划定向和医用对象相对于参考点的定向之间的偏差的识别可以包括将规划定向与医用对象的所获取的定向尤其根据参考点进行配准。所述偏差可以被识别为医用对象的远端区段、例如端部区段和/或尖端与参考点之间的距离，和/或被识别为由规划定向预设的规划角度与医用对象相对于参考点的所获取的角度之间的角度差。
有利地，信号可以根据所识别的偏差来提供，尤其根据偏差的存在和/或偏差量来提供。在此，信号可以优选被提供为具有关于所识别的偏差的尤其定性和/或定量的信息。
信号的提供可以例如包括在计算机可读的存储介质上的存储和/或信号的尤其视觉(或者说光学)和/或听觉(或者说声学)和/或触觉的输出和/或向提供单元的传输。
所建议的实施方式可以有利地实现例如在穿刺的范围内可靠地监测医用对象相对于解剖学对象上的参考点的定向。尤其可以通过所述信号来辅助医疗操作人员将医用对象相对于参考点定向、尤其保持规划定向。尤其可以将信号提供给遥控医用对象、尤其用于操纵医用对象的机器人、例如导管机器人的操作人员。
在所建议方法的另外的有利实施方式中，规划信息可以具有检查对象的规划图像，检查对象具有布置在其中的解剖学对象。在此可以将医用对象进入解剖学对象中的计划进入点确定为参考点。此外，规划定向可以根据解剖学对象的映射在规划图像中的走向和/或布局来确定。
规划图像可以具有解剖学对象布置在其中的检查对象的二维(2D)和/或三维(3D)空间分辨()的图像、尤其医学图像数据。备选地或附加地，规划图像可以具有解剖学对象布置在其中的检查对象的2D和/或3D空间分辨的呈现、尤其模型、例如体积网格模型(英语：volume mesh model)。此外，规划图像可以是时间分辨的。在这种情况下，规划图像可以映射所述走向、例如解剖学对象的空间位置和/或定向和/或姿态和/或解剖学对象的空腔。备选地或附加地，规划图像可以映射解剖学对象的尤其空间的布局、尤其解剖学对象相对于与之邻接的解剖学对象的相对定位和/或解剖学对象上的参考点的位置。
计划进入点、尤其刺入部位和/或穿刺部位可以根据规划图像手动、半自动或全自动地识别。例如可以通过输入单元获取另外的用户输入，所述另外的用户输入预设相对于规划图像的计划进入点。备选地或附加地，计划进入点可以例如在预设的空间范围内半自动地确定，和/或例如根据解剖学对象的映射在规划图像中的几何特征和/或解剖学特征全自动地确定。进入点的半自动和/或全自动的确定可以例如基于机器学习和/或人工智能。
有利地可以将计划进入点确定为解剖学对象上的参考点。此外，规划定向可以根据所述走向、例如解剖学对象的空间位置和/或定向和/或姿态和/或解剖学对象的空腔来确定。例如，规划定向可以确定为与解剖学对象、尤其解剖学对象的血管区段在参考点中的走向相切。备选地或附加地，规划定向可以根据解剖学对象的尤其空间的布局、尤其解剖学对象相对于与之邻接的解剖学对象的相对定位和/或解剖学对象上的参考点的位置来确定。
通过在确定规划定向时考虑解剖学对象的走向和/或布局可以有利地将对检查对象的损伤风险最小化。
在所建议方法的另外的有利实施方式中，可以在规划图像中识别至少一个解剖学标志和/或至少一个标记结构的映射(Abbildung，或者说图像)。在此，参考点和/或规划定向可以根据所述至少一个解剖学标志和/或至少一个标记结构的布局来确定。
有利地可以在规划图像中识别至少一个解剖学标志、尤其多个解剖学标志的映射和/或至少一个标记结构、尤其多个标记结构的映射。对至少一个解剖学标志和/或至少一个标记结构的映射的识别可以手动或自动地实现。例如可以基于医疗操作人员的用户输入对至少一个解剖学标志和/或至少一个标记结构的映射进行识别、尤其注释。备选地，至少一个解剖学标志和/或至少一个标记结构的映射可以例如通过应用用于图案识别的算法和/或尤其基于阈值和/或基于轮廓对规划图像的分割来自动识别。所述至少一个解剖学标志可以例如包括股骨头和/或骨盆边缘。所述标记结构可以例如包括对比剂和/或成像可见的、尤其是具象的标记对象和/或多个标记对象的空间的、尤其定义的布局。在规划图像中识别至少一个解剖学标志和/或至少一个标记结构的映射还可以包括识别至少一个解剖学标志和/或至少一个标记结构例如在检查对象的坐标系中的布局、尤其空间位置和/或定向和/或姿态。
有利地，参考点和/或规划定向可以根据所述至少一个解剖学标志和/或所述至少一个标记结构的所识别的布局来确定。参考点和/或规划定向的确定可以例如基于用户输入手动进行和/或自动进行。参考点和/或规划定向的自动确定可以例如基于参考点与至少一个解剖学标志和/或标记结构之间的预定义的位置关系、例如距离、尤其最小距离和/或基于规划定向相对于至少一个标志和/或标记结构的具有预定角度和/或角度范围的布局和/或基于例如关于穿孔和/或出血风险的风险评估。至少一个解剖学标志、尤其多个解剖学标志和/或标记结构可以定义几何对象、例如平面和/或多边形和/或线段和/或直线。在这种情况下，参考点和/或规划定向能够以相对于该几何对象的定义的位置关系、例如预设的距离和/或定义的布局和/或预设的角度和/或与该几何对象相切和/或平行地被确定。
所建议的实施方式可以有利地实现改进地确定参考点和/或规划定向。
在所建议方法的另外的有利实施方式中，术中图像数据可以借助医用成像设备来记录。在此，术中图像数据可以具有医用对象的在术中布置在检查对象中的远端区段的映射。在此，医用对象相对于参考点的定向可以基于医用对象的该远端区段的映射来获取。
有利地，术中图像数据可以通过医用成像设备在术中记录，尤其在医用对象的远端区段布置在检查对象内部期间记录。术中图像数据可以包括医用对象的远端区段的2D和/或3D空间分辨的映射。此外，术中图像数据可以是时间分辨的。医用对象的远端区段可以例如包括医用对象的面向检查对象的端部区段和/或医用对象的尖端。有利地，医用对象的远端区段可以在术中布置在参考点上。有利地，术中图像数据还可以具有解剖学对象的映射，尤其具有参考点的映射。此外可以将规划信息与术中图像数据配准，尤其在检查对象的坐标系中和/或在医用成像设备的坐标系中配准。
医用对象相对于参考点的定向的获取可以包括识别医用对象的远端区段在术中图像数据中的映射。在此可以识别术中图像数据的那些映射医用对象的远端区段的图像点、尤其像素和/或体素，例如通过图案识别和/或对象识别和/或尤其基于阈值的分割来识别。有利地还可以接收具有几何特征、例如形状和/或曲率和/或具有与医用对象有关的运行参数的对象信息。尤其地，规划信息可以具有对象信息。有利地，医用对象、尤其医用对象的预设轴线、例如纵轴线的定向可以基于医用对象的远端区段的映射和对象信息来获取。在此，对象信息可以例如具有关于预设轴线相对于医用对象远端区段的位置关系的信息。
有利地可以通过医用成像设备反复获取术中图像数据，尤其直到出现中断条件。在此可以反复地基于医用对象的远端区段的尤其最后记录的映射来获取医用对象相对于参考点的定向。此外可以反复识别规划定向和医用对象相对于参考点的定向之间的偏差并且反复地根据所识别的偏差提供信号。
所建议的实施方式可以基于术中图像数据有利地实现对医用对象相对于参考点的定向的可靠监测。
在所建议方法的另外的有利实施方式中，医用成像设备可以包括X射线源和探测器，该X射线源和探测器以定义的相对于彼此的布局布置。在此，医用成像设备还可以具有布置在X射线源上的导光装置。此外可以通过导光装置将具有至少一条直线的光图案投射到探测器的表面上，以便指明(或者说表明)探测器参考点。在此可以如此基于规划信息重新定位X射线源和探测器的所定义的布局，使得解剖学对象的参考点布置在从X射线源到探测器参考点的射线上，并且使得规划定向在探测器表面上的投影与至少一条所投射的直线相符。
X射线源可以设计用于发射X射线、尤其用于发射X射线束。此外，探测器、尤其X射线探测器可以设计用于接收与检查对象相互作用之后的X射线、尤其X射线束。X射线源和探测器可以有利地以定义的相对于彼此的布局尤其布置在C形臂和/或至少一个机器人手臂和/或三脚架上。X射线源可以用X射线照射检查对象，这些X射线在与检查对象相互作用之后由探测器接收。基于所接收的X射线例如可以提供术中图像数据。
医用成像设备还可以具有导光装置，该导光装置布置在X射线源上。尤其地，导光装置能够以定义的布局、尤其位置固定地和/或能以定义的方式移动地布置、例如固定在X射线源上和/或至少部分地集成到X射线源中。导光装置可以包括光源、例如激光光源，该光源将尤其是预定的光图案投射到探测器的表面上。为此，导光装置、尤其光源可以发射出预定(或者说预先确定)的光分布、例如激光光的预定分布。在此，预定的光分布可以将具有至少一条直线的光图案投射到探测器上。
有利地，探测器参考点可以布置在探测器的能够被X射线照亮的表面上。在此，探测器参考点可以相对于探测器表面、尤其相对于探测器表面的边缘区域具有定义的定位。例如，探测器参考点可以标记探测器的尤其对X射线敏感的表面的几何中心点。有利地，光图案可以指明探测器表面上的探测器参考点。例如，所述至少一条直线的端点可以标记、尤其指明探测器参考点。
有利地可以如此基于规划信息重新定位、尤其平移和/或旋转地移动X射线源和探测器的所定义的布局，使得解剖学对象的参考点布置在从X射线源到探测器参考点的射线上。由此可以有利地确保将解剖学对象上的参考点映射在可通过医用成像设备、尤其X射线源和探测器的所定义的布局记录的术中图像数据中。
此外，X射线源和探测器的所定义的布局可以如此基于规划信息被重新定位、尤其被平移和/或旋转地移动，使得由导光装置投射的至少一条直线、尤其所投射的多条直线之一与规划定向在探测器表面上的尤其虚拟的投影相符、尤其重合。有利地，规划定向可以沿着光分布的投射方向虚拟地投射到探测器的表面上，例如投射为阴影。
由于解剖学对象的参考点布置在从X射线源到探测器参考点的射线上并且规划定向在探测器表面上的投影与至少一条投射线相符，医用对象的进入点和规划定向均可以通过光图案指明。
所建议的实施方式可以有利地辅助、尤其可视地指导医疗操作人员将医用对象布置在参考点上并且沿着规划定向布置。此外，通过将参考点布置在从X射线源到探测器参考点的射线上可以确保对医用对象的定向进行基于成像的监测。
在所建议方法的另外的有利实施方式中，所述光图案可以具有另外的几何对象，该另外的几何对象布置在所述至少一条直线处。在这种情况下，所述至少一条直线与该另外的几何对象的交点可以指明探测器参考点。
所述另外的几何对象可以例如包括点和/或图案和/或十字和/或箭头和/或另外的线、尤其直线。有利地可以将所述至少一条直线和另外的几何对象的组合作为光图案投射到探测器的表面上。有利地，另外的几何对象可以布置在所述至少一条直线处、尤其与该至少一条直线相交于交点。在此，至少一条直线和另外的对象的所投射的交点可以指明探测器参考点、尤其指明从X射线源到探测器参考点的射线。
因此，解剖学对象的布置在从X射线源到探测器参考点的射线上的参考点可以通过该交点指明。
在所建议方法的另外的有利实施方式中可以通过获取单元获取医用对象的在术中布置在检查对象之外的至少一个近端区段的定位。在此，医用对象相对于参考点的定向可以基于该近端区段的定位来获取。
医用对象的近端区段可以包括医用对象的背离检查对象、尤其面向医疗操作人员的区段。此外，近端区段可以在术中布置在检查对象之外、尤其布置在体外。有利地，所述传感器可以至少获取近端区段的定位、尤其空间位置和/或定向和/或姿态，尤其可以附加地地获取远端区段和/或整个医用对象的定位、尤其空间位置和/或定向和/或姿态。
有利地可以通过传感器和/或医用成像设备来获取医用对象的近端区段的定位。在传感器设计为声学的、尤其基于超声的传感器的情况下，医用对象的近端区段的定向可以通过声学测位来获取。在传感器设计为光学传感器的情况下，医用对象的近端区段的定位可以在光学上、例如基于图像数据来获取。在传感器设计为电磁传感器的情况下，医用对象的近端区段的定向可以通过电磁测位来获取。备选地或附加地可以基于通过医用成像设备在术中记录的图像数据、尤其所述术中图像数据来获取近端区段的定位。
有利地还可以接收具有几何特征、例如形状和/或曲率和/或具有与医用对象有关的运行参数的对象信息。尤其地，规划信息可以具有对象信息。有利地，对象信息可以描述医用对象的近端区段和远端区段之间的位置关系、例如直线形的布局。在此可以基于所获取的近端区段定位和对象信息、尤其医用对象的近端区段和远端区段之间的位置关系来获取医用对象相对于参考点的定向。
所建议的实施方式可以实现体外获取医用对象相对于参考点的定向、尤其瞬时或者说当前的定向。
在所建议方法的另外的有利实施方式中，还可以通过获取单元获取检查对象和/或解剖学对象的定位。在此可以将规划信息与检查对象和/或解剖学对象的所获取的定位配准。
可以通过获取单元获取解剖学对象的尤其瞬时的定位、尤其空间位置和/或定向和/或姿态。备选地或附加地可以通过所述获取单元获取检查对象的定位。在这种情况下，解剖学对象的定位可以基于所获取的检查对象定位并且基于与解剖学对象相对于检查对象的相对定位有关的信息来确定。该相对定位可以例如基于检查对象的和/或尤其一般性的患者模型的术前数据、尤其图像数据和/或模型来预设。
检查对象和/或解剖学对象的定位可以通过医用成像设备和/或用于获取医用对象定向的传感器和/或另外的、尤其声学和/或光学和/或电磁和/或机械的传感器来获取。
有利地可以将规划信息、尤其规划定向和/或参考点与检查对象和/或解剖学对象的所获取的定位配准。规划信息与检查对象和/或解剖学对象的所获取的定位的配准可以例如基于如下的几何特征和/或解剖学特征，这些特征的定位既在规划信息中被识别又基于所获取的定位被确定。几何特征可以例如包括检查对象和/或解剖学对象的轮廓和/或边缘和/或表面和/或形状和/或包括标记结构。此外，解剖学特征可以例如包括解剖学标志和/或组织边界。
此外可以基于检查对象和/或解剖学对象的所获取的定位来获取解剖学对象上的参考点的尤其瞬时的定位。有利地可以提供配准的规划信息、尤其是配准的规划定向。尤其可以相对于参考点的所获取的尤其瞬时的定位提供配准的规划定向。
在所建议方法的另外的有利实施方式中，信号的提供可以包括输出视觉和/或听觉和/或触觉的警告信号。
有利地可以根据所识别的偏差、尤其在达到或超过预设的与偏差有关的阈值的情况下例如通过输出单元输出所述视觉和/或听觉和/或触觉的警告信号。视觉警告信号可以例如包括光信号和/或图形视图。此外，听觉警告信号可以包括声音输出、尤其语音输出，和/或声音序列的输出。此外，触觉警告信号可以包括振动。有利地可以通过所述视觉和/或听觉和/或触觉的警告信号指明偏差、尤其指明达到或超过预设的与偏差有关的阈值。警告信号在此可以定性和/或定量地指明偏差。例如可以根据偏差调整、尤其调制警告信号。
通过提供警告信号可以有利地辅助医疗操作人员沿着相对于参考点的规划定向布置医用对象，尤其在识别出偏差的情况下警告医疗操作人员。尤其可以将警告信号提供给遥控医用对象、尤其遥控用于操纵医用对象的机器人、例如导管机器人的操作人员。
在所建议方法的另外的有利实施方式中，信号的提供可以包括输出工作流程提示，以便将所述偏差最小化。
有利地，信号的提供可以包括输出尤其视觉和/或听觉和/或触觉的工作流程提示。视觉的工作流程提示可以例如包括光信号和/或图形视图。此外，听觉的工作流程提示可以包括声音输出、尤其语音输出，和/或声音序列的输出。此外，触觉的工作流程提示可以包括振动。在此，工作流程提示可以包括用于使偏差最小化的尤其定量和/或定性的预设。例如，该预设可以指明从医用对象的瞬时定向到规划定向的方向和/或医用对象的瞬时定向与规划定向之间的距离。此外，工作流程提示可以根据偏差调整。
所建议的实施方式可以通过所输出的工作流程提示有利地辅助医疗操作人员修正所识别的相对于规划定向的偏差。
在所建议方法的另外的有利实施方式中，可以将所识别的偏差与预设的阈值进行比较。在此，可以在达到和/或超过该阈值的情况下提供所述信号。
有利地，规划信息可以具有所述预设的阈值。备选地或附加地，该阈值可以基于医疗操作人员的用户输入、例如通过输入单元来获取。有利地可以将所识别的在规划定向和医用对象相对于参考点的定向之间的偏差与预设的阈值进行比较。所识别的偏差与预设阈值的比较可以包括确定差和/或商。在此可以尤其只在偏差达到和/或超过阈值的情况下提供信号。
本发明在第二方面涉及一种用于监测医用对象的定向的系统。在此，该系统包括获取单元和提供单元。提供单元设计用于识别规划信息，该规划信息具有医用对象相对于解剖学对象上的参考点的规划定向，该解剖学对象布置在检查对象内。获取单元设计用于获取医用对象相对于参考点的定向。获取单元包括医用成像设备和/或声学和/或光学和/或电磁的传感器。提供单元设计用于识别规划定向与医用对象相对于参考点的定向之间的偏差。提供单元还设计用于根据所识别的偏差提供信号。
所建议系统的优点基本上与所建议的用于监测医用对象的定向的方法的优点相符。在此提到的特征、优点或备选实施方式也可以转用于其它要求保护的技术方案并且反之亦然。
在所建议系统的另外的有利实施方式中，医用成像设备可以设计用于记录术中图像数据。在此，术中图像数据可以具有医用对象的在系统的运行状态下布置在检查对象中的远端区段的映射。提供单元还可以设计用于，基于医用对象的该远端区段的映射获取医用对象相对于参考点的定向。
在所建议系统的另外的有利实施方式中，医用成像设备可以包括X射线源和探测器，该X射线源和探测器以定义的相对于彼此的布局布置。在此，医用成像设备还可以具有导光装置，该导光装置布置在X射线源上并且设计用于将具有至少一条直线的光图案投射到探测器的表面上，以便指明探测器参考点。此外，在所述运行状态下，X射线源和探测器的所定义的布局可以如此基于规划信息重新定位，使得解剖学对象的参考点布置在从X射线源到探测器参考点的射线上，并且使得规划定向在探测器的表面上的投影与至少一条投射线相符。
在所建议系统的另外的有利实施方式中，该系统还可以包括用于机器人式远程操纵医用对象的装置、例如导管机器人。在此，提供单元可以设计用于向该装置提供信号。
有利地，在所述运行状态下，该装置布置在检查对象之外。此外，该装置可以具有尤其能运动和/或能移动的固定元件。此外，该装置可以具有设计用于容纳医用对象的近端区段的盒元件。此外，该装置可以具有运动元件，该运动元件固定在固定元件、例如三脚架和/或机器人手臂上。此外，该固定元件可以设计用于将运动元件固定在患者支承装置上。此外，运动元件可以有利地具有可由提供单元控制的至少一个执行器元件、例如电动机。有利地，盒元件可以尤其机械地和/或电磁地和/或气动地耦合(或者说耦连)到运动元件、尤其至少一个执行器元件上。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盒元件与运动元件、尤其至少一个执行器元件之间的耦合被移动。尤其地，至少一个传动元件可以与至少一个执行器元件运动耦合。有利地，传动元件设计用于将执行器元件的运动如此传递到医用对象，使得医用对象沿医用对象的纵向延伸方向被移动和/或医用对象围绕其纵向延伸方向被旋转。至少一个传动元件可以例如具有滚子和/或滚筒和/或挡板和/或剪切板。此外，传动元件可以设计用于通过传递力尤其稳定地保持医用对象。医用对象的保持尤其可以包括至少将医用对象相对于所述装置位置固定地定位。有利地，运动元件可以具有多个、尤其可独立控制的执行器元件。此外，盒元件可以具有多个传动元件，尤其针对每个执行器元件具有至少一个运动耦合的传动元件。由此能够实现医用对象沿着不同的运动自由度的尤其独立和/或同时的运动。
所述装置有利地还可以包括声学和/或光学和/或电磁的传感器，该传感器设计用于获取医用对象的定向、尤其医用对象的近端区段的空间定位。有利地，所述系统、尤其所述装置还可以包括输入单元，该输入单元设计用于获取遥控该装置的操作人员的用户输入。在此，该装置可以设计用于根据用户输入来调整医用对象的定位和/或运动。此外，所述系统、尤其所述装置可以包括输出单元，该输出单元可以设计用于向操作人员输出警告信号。
所建议的实施方式使得，即使在使用所述装置的遥控手术中也能可靠地监测医用对象的定向。
本发明在第三方面涉及一种计算机程序产品，其具有能够直接加载到提供单元的存储器中的计算机程序，所述计算机程序具有程序段，以便当所述程序段由提供单元执行时实施所建议的用于监测医用对象的定向的方法的所有步骤。
本发明还可以涉及一种计算机可读的存储介质，在该计算机可读的存储介质上存储有可由提供单元读出和执行的程序段，以便当所述程序段由提供单元执行时实施用于监测医用对象的定向的方法的所有步骤。
很大程度上基于软件的实现具有以下优点：迄今已经使用的提供单元能够以简单的方式通过软件更新改装，以便以根据本发明的方式工作。除了计算机程序之外，这样的计算机程序产品必要时可以包括附加的组成部分、例如文档和/或附加部件以及硬件部件、例如用于软件使用的硬件密钥(加密狗等)。
附图说明
本发明的实施例在附图中示出并且在以下进行更详细地描述。在不同的附图中，对于相同的特征使用相同的附图标记。在附图中：
图1和图2示出所建议的用于监测医用对象的定向的方法的不同的有利实施方式的示意图；
图3至图5分别示出规划图像的示意图；
图6至图8示出所建议的用于监测医用对象的定向的方法的其它有利实施方式的示意图；
图9至图11示出所建议的用于监测医用对象的定向的系统的不同的有利实施方式的示意图；
图12示出在系统的运行状态下所投射的光图案的示意图。
具体实施方式
在图1中示意性地示出所建议的用于监测医用对象的定向A的方法的有利实施方式。在此可以识别ID-PI规划信息PI，该规划信息具有医用对象相对于解剖学对象上的参考点的规划定向PA，该解剖学对象布置在检查对象内。此外可以通过获取单元获取CAP-A医用对象相对于参考点的定向A。在此，获取单元可以包括医用成像设备和/或声学和/或光学和/或电磁的传感器。此外可以识别ID-ABW规划定向PA和医用对象相对于参考点的定向A之间的偏差。在此可以将所识别的偏差与预设的阈值进行比较。此后可以根据所识别的偏差、尤其在达到和/或超过该阈值的情况下提供PROV-SIG信号。
在此可以通过获取单元至少获取医用对象的在术中布置在检查对象之外的近端区段的定位。此外可以基于该近端区段的定位来获取CAP-A医用对象相对于参考点的定向A。
有利地，信号的提供PROV-SIG可以包括输出视觉和/或听觉和/或触觉的警告信号。此外，信号的提供PROV-SIG可以包括输出工作流程提示，以便使所述偏差最小化。
图2示出所建议的用于监测医用对象的定向A的方法的另外的有利实施方式的示意图。在此，规划信息PI可以具有检查对象的规划图像PABB，所述检查对象具有布置在其中的解剖学对象。有利地可以将医用对象进入解剖学对象中的计划进入点确定为参考点。在此，规划定向PA可以根据解剖学对象的映射在规划图像PABB中的走向和/或布局来确定DET-PA。此外可以在规划图像PABB中识别ID-LM至少一个解剖学标志和/或至少一个标记结构的映射。在这种情况下，参考点和/或规划定向PA可以根据至少一个解剖学标志和/或至少一个标记结构的布局来确定DET-PA。
在图3和图4中示意性地示出规划图像PABB，这些规划图像分别具有解剖学对象AO的从不同映射方向的映射。解剖学对象在此可以包括血管区段、例如动脉或静脉。有利地可以将医用对象进入解剖学对象AO中的计划进入点确定为参考点RP。在此，规划定向PA可以根据解剖学对象AO的映射在规划图像PABB中的走向和/或布局来确定DET-PA。
图5示出规划图像PABB的另一示意图，该规划图像具有两个解剖学标志LM1和LM2的映射。第一标志LM1可以包括骨盆边缘，并且第二标志LM2可以包括检查对象31的股骨头。有利地，参考点RP和规划定向PA可以根据这两个解剖学标志LM1和LM2的布局、尤其相对定位来确定DET-PA。这两个解剖学标志LM1和LM2的相对定位可以例如通过连接线段LMD标明。在这种情况下可以将规划定向PA确定DET-PA为相对于该连接线段LMD具有预定角度α。
图6示意性地示出所建议的用于监测医用对象的定向A的方法的另一有利实施方式。在此可以使用医用成像设备来记录ACQ-BD术中图像数据BD。术中图像数据BD可以具有医用对象的在术中布置在检查对象中的远端区段的映射。此外可以基于医用对象的该远端区段的映射来获取CAP-A医用对象相对于参考点的定向A。
图7示出所建议的用于监测医用对象的定向A的方法的另一有利实施方式的示意图。在此，医用成像设备可以包括X射线源和探测器，该X射线源和探测器以定义的相对于彼此的布局布置。此外，医用成像设备可以包括导光装置，该导光装置布置在X射线源上。在此可以通过导光装置将具有至少一条直线的光图案投射PROJ到探测器的表面上，以便指明探测器参考点。有利地可以如此基于规划信息PI重新定位X射线源和探测器的所定义的布局，使得解剖学对象的参考点布置在从X射线源到探测器参考点的射线上，并且使得规划定向在探测器表面上的投影与至少一条投射的直线相符。有利地，光图案可以包括布置在该至少一条直线处的另外的几何对象。在这种情况下，至少一条直线与该另外的几何对象的交点可以指明探测器参考点。
图8示意性地示出所建议的用于监测医用对象的定向A的方法的另一有利实施方式。有利地可以通过获取单元来获取CAP-POS检查对象和/或解剖学对象的定位POS。在这种情况下可以将规划信息PI与检查对象和/或解剖学对象的所获取的定位POS配准REG。
图9示出所建议的用于监测医用对象MO的定向A的系统的有利实施方式的示意图。在此，该系统可以包括获取单元EU和提供单元PRVS。提供单元PRVS可以设计用于识别ID-PI具有医用对象MO相对于解剖学对象AO上的参考点RP的规划定向PA的规划信息PI，该解剖学对象AO经由进入点IP布置在检查对象31内。此外，获取单元EU可以设计用于获取医用对象MO相对于参考点RP的定向A。获取单元EU可以包括声学和/或光学和/或电磁的传感器。有利地，提供单元PRVS可以设计用于识别ID-ABW规划定向PA与医用对象相对于参考点RP的定向A之间的偏差。此外，提供单元PRVS可以设计用于根据所识别的偏差提供PROV-SIG信号SIG。例如可以通过输出单元AU、例如扬声器和/或显示单元和/或触觉信号发生器根据信号SIG输出视觉和/或听觉和/或触觉的警告信号。
在图10中示意性地示出所建议的用于监测医用对象MO的定向A的系统的另一有利实施方式。在此，获取单元EU可以包括医用成像设备、例如医用C形臂X射线设备37。医用C形臂X射线设备37可以有利地具有探测器34、尤其X射线探测器和X射线源33，该探测器和X射线源以定义的相对于彼此的布局布置在C形臂38上。为了记录ACQ-BD检查对象31的术中图像数据BD，提供单元PRVS可以向X射线源33发送信号24。X射线源33随后可以发射出X射线束。在X射线束在与检查对象31相互作用之后打在探测器34的表面上的情况下，探测器34可以向提供单元PRVS发送信号21。提供单元PRVS可以基于信号21接收术中图像数据BD。提供单元PRVS可以设计用于，基于医用对象MO的远端区段在术中图像数据BD中的映射获取CAP-A医用对象MO相对于参考点RP的定向A。
有利地，医用成像设备、尤其医用C形臂X射线设备37还可以具有布置在X射线源33上的导光装置LFE。在此，导光装置LFE可以设计用于，将具有至少一条直线的光图案投射PROJ到探测器34的表面上，以便指明探测器参考点。此外，在系统的运行状态下，X射线源33和探测器34的所定义的布局可以如此基于规划信息PI来重新定位RPOS-XR，使得解剖学对象AO的参考点RP布置在从X射线源33到探测器参考点的射线上，并且使得规划定向PA在探测器34的表面上的投影与至少一条所投射的直线相符。提供单元PRVS可以通过信号CS控制导光装置LFE，以便投射PROJ光图案。
所述系统还可以具有显示单元41和输入单元42。显示单元41可以例如具有监视器和/或显示器和/或投影仪。输入单元42可以例如包括键盘和/或指针设备。例如在电容式和/或电阻式输入显示器的情况下，输入单元42可以优选集成到显示单元41中。输入单元42可以有利地设计用于检测用户输入。此外，输入单元42可以向提供单元PRVS发送信号26。提供单元PRVS可以设计用于，根据用户输入、尤其根据信号26控制医用C形臂X射线设备37和/或导光装置LFE。此外，提供单元PRVS可以向显示单元41提供PROV-SIG信号SIG。在此，显示单元41可以设计用于尤其基于信号SIG显示所述偏差和/或警告信号的图形视图。此外，提供单元可以设计用于，向显示单元41发送另外的信号25，其中，显示单元41可以设计用于，基于信号25显示规划信息PI、尤其规划图像PABB和/或术中图像数据BD的图形视图。
以腹股沟的穿刺、尤其经由作为解剖学对象的股动脉的穿刺为例，可以在以下说明所建议方法的尤其使用所建议的系统的实施方式。所建议的方法也能够以类似的方式辅助医疗操作人员进行桡侧通路的穿刺。基于具有解剖学对象AO的检查对象31的规划图像PABB、尤其术前3D图像数据和/或术中2D图像数据可以尤其自动地计划腹股沟的穿刺并且可以识别ID-PI具有规划定向PA的规划信息PI。在此，医用对象MO的参考点、尤其进入解剖学对象AO中的进入点IP、例如穿刺部位和/或刺入点可以基于术前3D图像数据和/或基于术中2D图像数据、尤其2D透视图像来确定。在基于术前3D图像数据计划的情况下，首先可以基于解剖学对象AO的走向、尤其血管走向将刺入部位确定为参考点RP，并且随后可以将最佳的、例如与局部的血管走向相切的穿刺方向确定为规划定向PA。为了更好地定向，在此可以将规划定向PA、尤其3D穿刺路径识别为分成与患者支承装置32的纵轴线平行和垂直的两个立体角。在基于术中2D图像数据识别规划信息PI的情况下，可以例如基于至少一个解剖学标志和/或至少一个标记结构、尤其股骨头和/或骨盆边缘来确定参考点、尤其刺入部位和规划定向PA、尤其刺入角度。在这种情况下，例如可以通过显示单元41只显示平行于患者支承装置32的纵轴线的最佳穿刺角度的图形视图。
此外可以识别医用对象MO在穿刺过程中的尤其实际的定向A与规划定向PA之间的偏差。在穿刺过程中可以识别医用对象MO、例如针在术中图像数据BD、尤其2D透视图像中的映射并且可以将定向A与规划定向PA进行比较。在此，规划定向PA可以是从术中2D图像数据计算出的路径和/或可以是从术前3D图像数据向前投射的3D路径，其中，为此将术前3D图像数据与医用C形臂X射线设备37的坐标系配准。在医用对象MO的获取的定向A与规划定向PA之间的偏差太大的情况下，尤其在达到或超过预设的阈值的情况下，可以通过提供警告信号来警告医疗操作人员。在遥控手术的情况下，除了本地操作人员之外还可以警告进行遥控的操作人员、尤其“远程操作人员”。例如可以通过输出听觉和/或视觉和/或触觉的警告信号提示操作人员存在偏差。备选地或附加地可以通过显示单元41向操作人员显示所识别的偏差、尤其得出的偏差值的图形视图。此外，信号的提供PROV-SIG可以包括输出工作流程提示、例如输出用于使偏差最小化的工作流程提示的、尤其是修正建议的图形视图。
图11示意性地示出所建议系统的另一有利实施方式。在此，系统还可以包括用于机器人式远程操纵医用对象MO的装置CR。在系统的运行状态下，医用对象MO的远端区段可以有利地至少部分布置在检查对象31中。此外，装置CR可以通过固定元件、例如三脚架和/或机器人手臂尤其可移动地固定在患者支承装置32上。因此，医用对象MO的至少部分地布置在装置CR中的近端区段相对于检查对象31的空间定位可以是能预设的。有利地，装置CR可以设计用于，将在系统的运行状态下至少部分地布置在装置CR中的医用对象MO至少沿医用对象MO的纵向延伸方向平移地移动。此外，装置CR可以设计用于将医用对象MO围绕医用对象MO的纵向延伸方向旋转。
该系统还可以包括遥控单元CU，该遥控单元具有另外的显示单元412和另外的输入单元422。所述另外的显示单元412可以例如具有监视器和/或显示器和/或投影仪。所述另外的输入单元422可以例如包括键盘和/或指针设备。例如在电容式和/或电阻式输入显示器的情况下，另外的输入单元422可以优选集成到另外的显示单元412中。另外的输入单元422可以有利地设计用于获取进行遥控的操作人员的用户输入。有利地，遥控单元CU可以设计用于基于所获取的用户输入例如通过信号CS2控制该装置。该装置可以设计用于根据用户输入、尤其信号CS2来调整医用对象MO的定位、尤其位置和/或定向和/或姿态和/或医用对象的运动、尤其平移和/或旋转。提供单元PRVS还可以设计用于向装置CR和/或遥控单元CU提供PROV-SIG信号SIG。此外，提供单元PRVS可以向另外的显示单元412提供PROV-SIG信号SIG。在此，另外的显示单元412可以设计用于尤其基于信号SIG显示所述偏差和/或警告信号的图形视图。此外，提供单元可以设计用于，向另外的显示单元412发送另外的信号252，其中，另外的显示单元412可以设计用于，基于另外的信号252显示规划信息PI、尤其规划图像PABB和/或术中图像数据BD的图形视图。
图12示出投射的光图案的示意图，其具有两条直线L1和L2，尤其在X射线源33和探测器34之间的射线路径中不存在检查对象31的情况下，这两条直线会在探测器34的表面上相交于探测器参考点DRP。在图12所示的系统的运行状态中，X射线源33(此处未示出)和探测器34的所定义的布局如此基于规划信息PI重新定位POS-XR，使得解剖学对象AO的参考点RP布置在从X射线源33到探测器参考点DRP的射线上。在此，图12示出沿着从X射线源33到探测器参考点DRP的射线的观察方向。两条所投射的直线L1和L2之间的交点因此可以指明检查对象31的表面上的参考点RP。此外，第一直线L1可以指明规划定向PA在检查对象31的表面上的投影。
作为穿刺辅助并且为了更好的可视的定向，探测器34可以基于规划定向PA、尤其是计算出的穿刺角度在患者支承装置32的平面中、尤其在工作台平面中自动定向，使得探测器参考点DRP、尤其探测器中心布置在进入点IP上面并且探测器34以穿刺路径的处于工作台平面中的角旋转。在这种情况下，光图案既将进入点又将规划定向投射到检查对象31的表面上。这有利地规避了如下问题，即，对于“陡峭”地形成角度，出于碰撞原因，不能接近通常的用于穿刺的“靶心视图”(英语：Bulls Eye View)。
在所描述的附图中包含的示意图不以任何方式描绘比例尺或尺寸比例。
最后还应再次指出的是，以上详细描述的方法和设备只是实施例，本领域技术人员能够以不同方式修改这些实施例，只要不脱离本发明的范围即可。此外，不定冠词“一”或“一个”的使用不排除相关的特征也可以存在多个。同样地，术语“单元”和“元件”不排除相关的部件由多个共同起作用的子部件构成，这些子部件必要时也可以在空间上分布。

Claims (16)

1.一种用于监测医用对象(MO)的定向(A)的方法，包括：
-识别(ID-PI)规划信息(PI)，该规划信息具有医用对象(MO)相对于解剖学对象(AO)上的参考点(RP)的规划定向(PA)，该解剖学对象(AO)布置在检查对象(31)内，
-通过获取单元(EU)获取(CAP-A)医用对象(MO)相对于参考点(RP)的定向(A)，
其中，获取单元(EU)包括医用成像设备和/或声学和/或光学和/或电磁的传感器，
-识别(ID-ABW)所述规划定向(PA)和医用对象(MO)相对于参考点(RP)的定向(A)之间的偏差，
-根据所识别的偏差提供(PROV-SIG)信号。
2.根据权利要求1所述的方法，
其中，规划信息(PI)具有检查对象(31)的规划图像(PABB)，检查对象具有布置在其中的解剖学对象(AO)，
其中，将医用对象(MO)进入解剖学对象(AO)中的计划进入点确定为参考点(RP)，
其中，规划定向(PI)根据解剖学对象(AO)的映射在规划图像(PABB)中的走向和/或布局来确定。
3.根据权利要求2所述的方法，
其中，在规划图像(PABB)中识别(ID-LM)至少一个解剖学标志(LM1、LM2)和/或至少一个标记结构的映射，
其中，参考点和/或规划定向(PA)根据所述至少一个解剖学标志(LM1、LM2)和/或至少一个标记结构的布局来确定。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中，术中图像数据(BD)借助医用成像设备来记录(ACQ-BD)，
其中，术中图像数据(BD)具有医用对象(MO)的在术中布置在检查对象(31)中的远端区段的映射，
其中，医用对象(MO)相对于参考点(RP)的定向(A)基于医用对象(MO)的所述远端区段的映射来获取(CAP-A)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中，医用成像设备包括X射线源(33)和探测器(34)，该X射线源和探测器以定义的相对于彼此的布局布置，
其中，医用成像设备还具有布置在X射线源(33)上的导光装置(LFE)，
其中，通过导光装置(LFE)将具有至少一条直线的光图案投射(PROJ)到探测器(34)的表面上，以便指明探测器参考点(DRP)，
其中，X射线源(33)和探测器(34)的所定义的布局如此基于规划信息(PI)被重新定位(RPOS-XR)，使得：
-解剖学对象(AO)的参考点(RP)布置在从X射线源(33)到探测器参考点(DRP)的射线上，并且
-规划定向(PA)在探测器(34)的表面上的投影与至少一条所投射的直线相符。
6.根据权利要求5所述的方法，
其中，所述光图案具有另外的几何对象，所述另外的几何对象布置在所述至少一条直线处，
其中，所述至少一条直线与所述另外的几何对象的交点指明探测器参考点(DRP)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中，通过获取单元(EU)至少获取医用对象(MO)的在术中布置在检查对象(31)之外的近端区段的定位，
其中，医用对象(MO)相对于参考点(RP)的定向(A)基于该近端区段的定位来获取(CAP-A)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中，通过获取单元(EU)还获取(CAP-POS)检查对象(31)和/或解剖学对象(AP)的定位，
其中，将规划信息(PI)与检查对象(31)的和/或解剖学对象(AO)的所获取的定位(POS)配准(REG)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中，信号的提供(PROV-SIG)包括输出视觉和/或听觉和/或触觉的警告信号。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中，信号的提供(PROV-SIG)包括输出工作流程提示，以便将所述偏差最小化。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中，将所识别的偏差与预设的阈值进行比较，
其中，在达到和/或超过该阈值的情况下，提供(PROV-SIG)所述信号。
12.一种用于监测医用对象(MO)的定向的系统，包括获取单元(EU)和提供单元(PRVS)，
其中，提供单元(PRVS)设计用于识别(ID-PI)规划信息(PI)，该规划信息具有医用对象(MO)相对于解剖学对象(AO)上的参考点(RP)的规划定向(PA)，该解剖学对象(AO)布置在检查对象(31)内，
其中，获取单元(EU)设计用于获取(CAP-A)医用对象(MO)相对于参考点(RP)的定向(A)，
其中，获取单元(EU)包括医用成像设备和/或声学和/或光学和/或电磁的传感器，
其中，提供单元(PRVS)设计用于识别(ID-ABW)规划定向(PA)与医用对象(MO)相对于参考点的定向(A)之间的偏差，
其中，提供单元(PRVS)设计用于根据所识别的偏差提供(PROV-SIG)信号。
13.根据权利要求12所述的系统，
其中，医用成像设备设计用于记录(ACQ-BD)术中图像数据(BD)，
其中，术中图像数据(BD)具有医用对象(MO)的在系统的运行状态下布置在检查对象(31)中的远端区段的映射，
其中，提供单元(PRVS)设计用于，基于医用对象(MO)的所述远端区段的映射获取(CAP-A)医用对象(MO)相对于参考点(RP)的定向(A)。
14.根据权利要求12或13所述的系统，
其中，医用成像设备包括X射线源(33)和探测器(34)，该X射线源和探测器以定义的相对于彼此的布局布置，
其中，医用成像设备还具有导光装置(LFE)，该导光装置布置在X射线源(33)上并且设计用于将具有至少一条直线的光图案投射(PROJ)到探测器(34)的表面上，以便指明探测器参考点(DRP)，
其中，在所述运行状态下，X射线源(33)和探测器(34)的所定义的布局如此基于规划信息(PI)被重新定位，使得：
-解剖学对象(AO)的参考点(RP)布置在从X射线源(33)到探测器参考点(DRP)的射线上，并且
-规划定向(PA)在探测器(34)的表面上的投影与至少一条所投射的直线相符。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的系统，
该系统还包括用于机器人式远程操纵医用对象(MO)的装置(CR)，
其中，提供单元(PRVS)设计用于向该装置(CR)提供信号(SIG)。
16.一种计算机程序产品，具有能够直接加载到提供单元(PRVS)的存储器中的计算机程序，所述计算机程序具有程序段，以便当所述程序段由提供单元(PRVS)执行时实施根据权利要求1至11中任一项所述的方法的所有步骤。
CN202310854581.4A 2022-07-13 2023-07-12 用于监测医用对象的定向的方法和系统 Pending CN117398182A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022207155.7A DE102022207155A1 (de) 2022-07-13 2022-07-13 Verfahren und System zur Überwachung einer Ausrichtung eines medizinischen Objekts
DE102022207155.7 2022-07-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117398182A true CN117398182A (zh) 2024-01-16

Family

ID=89387738

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310854581.4A Pending CN117398182A (zh) 2022-07-13 2023-07-12 用于监测医用对象的定向的方法和系统

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20240016548A1 (zh)
CN (1) CN117398182A (zh)
DE (1) DE102022207155A1 (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5957933A (en) 1997-11-28 1999-09-28 Picker International, Inc. Interchangeable guidance devices for C.T. assisted surgery and method of using same
DE102005012985A1 (de) 2005-03-21 2006-07-06 Siemens Ag Verfahren zur Kontrolle der Führung eines Instrumentes bei einem Eingriff in ein Objekt
DE102020204985A1 (de) 2020-04-21 2021-10-21 Siemens Healthcare Gmbh Steuerung eines robotisch bewegten medizinischen Objekts
DE102021214399A1 (de) 2021-12-15 2023-06-15 Siemens Healthcare Gmbh Bereitstellen einer Vorgabe
DE102022204859B3 (de) 2022-05-17 2023-05-17 Siemens Healthcare Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Ausrichten eines medizinischen Objekts

Also Published As

Publication number Publication date
DE102022207155A1 (de) 2024-01-18
US20240016548A1 (en) 2024-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11911118B2 (en) Apparatus and methods for use with skeletal procedures
CN110573105B (zh) 用于对软组织进行微创医疗干预的机器人装置
US11800970B2 (en) Computerized tomography (CT) image correction using position and direction (P and D) tracking assisted optical visualization
US6533455B2 (en) Method for determining a coordinate transformation for use in navigating an object
CN110741414B (zh) 用于使用实时二维荧光镜检查数据识别、标记和导航到靶标的系统和方法
US8165660B2 (en) System and method for selecting a guidance mode for performing a percutaneous procedure
US8886286B2 (en) Determining and verifying the coordinate transformation between an X-ray system and a surgery navigation system
EP3695412A1 (en) Medical guidance system and method using localized plane
CN114008672A (zh) 外科手术期间的三维可视化
KR20240021747A (ko) 초음파 안내식 바늘 배치를 위한 의료용 로봇
Galloway et al. Overview and history of image-guided interventions
EP4169473A1 (en) Apparatus and method for registering live and scan images
US20140343407A1 (en) Methods for the assisted manipulation of an instrument, and associated assistive assembly
CN117398182A (zh) 用于监测医用对象的定向的方法和系统
US20230389993A1 (en) System for positioning a medical object at a desired depth and method for emitting a light distribution
US20240090948A1 (en) Method for providing a collision model and system
EP4275639A1 (en) System and method for assistance in a surgical procedure
CN115317005A (zh) 用于提供经校正的数据组的方法和系统
CN117425448A (zh) 用于实时引导经皮干预治疗的配备超声探头的机器人
CN117355257A (zh) 荧光镜扫描视频的体积过滤器
CN117412724A (zh) 在程序内成像期间评估屏气的系统和方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination