DE10137170A1

DE10137170A1 - Atemtriggerung von bildgebenden Verfahren

Info

Publication number: DE10137170A1
Application number: DE10137170A
Authority: DE
Inventors: Lutz Guendel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2001-07-31
Filing date: 2001-07-31
Publication date: 2003-02-27
Anticipated expiration: 2021-08-01
Also published as: US7035683B2; US20030036708A1; DE10137170B4

Abstract

Verfahren zur Atemtriggerung bei bildgebenden Verfahren, wobei ein Navigationssystem vorgesehen ist, um auf einer Skala, insbesondere einer linearen Skala, die Position eines durch die Atmung bewegten Körperteils wiederzugeben, und dass bei vorgegebenen Positionen, also vorgegebenen Skalenwerten, eine Triggerung zur Aufnahme eines Bildes erfolgt.

Description

Viele bildgebende Verfahren in der Medizin, wie z. B. Computertomographie oder Magnetresonanz setzen bei der Messung nicht bewegte Objekte voraus. Eine Bewegung, wie z. B. die Atmung führt zu Artefakten. Bei einer Intervention mittels bildgebender Verfahren, bei der z. B. eine Nadel zu einer kleinen Struktur im Körper geführt werden muss, führt dies dazu, dass das Ziel nicht oder nicht sicher beim ersten Versuch getroffen werden kann. Dies führt zu einer Verlängerung der Intervention und damit zu einer erhöhten Komplikationsrate.
Bei Biopsien der Lunge wird deshalb versucht, in den Atempausen des Patienten und unter Kontrolle mit dem bildgebenden Verfahren das Ziel sicher zu treffen. Die Bildkontrolle erfordert zusätzliche Zeit und bringt bei Verwendung von ionisierenden Strahlen, wie z. B. in einem Computertomographen, eine zusätzliche Strahlenbelastung des Patienten. Bei unkooperativen Patienten, bei Bewusstlosen oder Kindern kann deshalb dieses Verfahren nicht angewandt werden und es muss mit einer ebenfalls risikobehafteten Vollnarkose und mit Beatmung gearbeitet werden.
Eine weitere Alternative ist die Steuerung der Atmung und/oder des bildgebenden Verfahrens mittels eines Spirometers, was jedoch ebenfalls recht aufwändig ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Atemtriggerung bei bildgebenden Verfahren zu finden, welches unabhängig von der Kooperationsbereitschaft des Patienten artefaktfreie reproduzierbare Bilder sowie problemlose Interventionen ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß ein Navigationssystem vorgesehen, um auf einer Skala, insbesondere einer linearen Skala, die Position eines durch die Atmung bewegten Körperteils wiederzugeben, wobei bei vorgegebenen Positionen, also vorgegebenen Skalenwerten, eine Triggerung zur Aufnahme eines Bildes erfolgt.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann in sehr einfacher Weise sichergestellt werden, dass eine Bildaufnahme, insbesondere auch wiederholte Bildaufnahmen, immer im gleichen Bewegungsstadium stattfinden. Der Anfang der Skala kann beispielsweise den ausgeatmeten Zustand, das Ende der Skale den eingeatmeten Zustand darstellen und der Zeiger die augenblickliche Atemposition. Durch die Beobachtung des wandernden Zeigers über die Skala - selbstverständlich auch automatisiert durch direkte Triggerung über dem bewegten Zeiger - kann in einem beliebigen vorgegebenen Zeitpunkt, also im ausgeatmeten oder im eingeatmeten Zustand oder in einem Zwischenstadium, eine Aufnahme erfolgen. Um die Skala zu erstellen, kann im einfachsten Fall am Körper des Patienten ein Marker befestigt sein, dessen jeweilige Position auf der Skala angezeigt wird.
Das erfindungsgemäße Atemtriggerungsverfahren eignet sich insbesondere für Interventionen am bewegten Körper, beispielsweise für Biopsien oder dergleichen. Zu diesem Zweck wird nach Erstellung eines atemgetriggerten Bildes die Intervention, ggf. schrittweise, jeweils zum gleichen Triggerzeitpunkt der Erstellung des Bildes unter Anpeilung des festen Zielpunktes des stehenden Bildes durchgeführt.
Im einfachsten Fall werden dabei zunächst im Bild die Winkel und ggf. die Entfernung von der bekannten Ausgangsposition der Spitze des Interventionsinstruments, insbesondere einer Biopsienadel, ausgemessen. Anschließend erfolgt jeweils im gleichen Triggerzeitpunkt, in dem das Bild erstellt worden ist, das entsprechende Verschieben des Interventionsinstruments.
Mit besonderem Vorteil kann in Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass über ein Positionserfassungssystem die Spitze des Interventionsinstruments kontinuierlich bestimmt und in das feststehende getriggerte Bild eingeblendet wird und dass in einem Triggerzeitpunkt, das heißt in der gleichen Skalenposition in der das Bild aufgenommen worden ist, eine Verschiebung des Interventionsinstruments im Standbild mit eingeblendeter Instrumentenposition erfolgt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Wiedergabe eines liegenden Patienten vom Kopf her aufgenommen mit einem auf der Brust befestigten Marker,
Fig. 2 eine Darstellung einer Skala, deren die Position des Markers wiedergebender Zeiger sich zwischen zwei Grenzwerten für den ein- und ausgeatmeten Zustand bewegt und
Fig. 3 eine schematische Wiedergabe einer Lunge mit einem bei der Atmung sich verschiebenden Tumor, der mittels einer Biopsienadel punktiert werden soll.
Auf der Brust 1 des in Fig. 1 gezeigten Patienten 2 ist ein Marker 3 befestigt, dessen Position mit einem Positionserfassungssystem erfasst und als Bewegung eines Zeigers 4 über einer Skala 5 wiedergegeben wird. Der Zeiger 4 bewegt sich zwischen den Endpositionen 6 und 7, die dem ausgeatmeten bzw. eingeatmeten Zustand entsprechen. Zu einem beliebigen Zeitpunkt, im ausgeatmeten, im eingeatmeten Zustand oder auch in einem vorgegebenen Zwischenzeitpunkt erfolgt entweder von Hand oder automatisch eine Triggerung des bildgebenden Systems, so dass eine Reihe von vergleichbaren Aufnahmen im jeweils gleichen Bewegungszustand erstellt werden können.
Insbesondere eignet sich das erfindungsgemäße Triggerverfahren für eine Intervention, beispielsweise eine Biopsie eines Tumors 8 auf einem Lungenflügel 9, wobei sich dieser Tumor 8 bei der Atmung zwischen den gestrichelten Positionen 8' und 8" bewegt. Um dennoch eine einfache Intervention, also eine einfache Biopsie durchführen zu können, wird zunächst in einem bestimmten vorgegebenen Atemzustand - bevorzugt ist dabei der ein- und ausgeatmete Zustand, doch kann bei schwieriger schlecht erkennbarer Position auch eine Zwischenposition gewählt werden - eine Aufnahme gemacht, bei der sich der Tumor 8 in der ausgezogenen Position in Fig. 3 befindet. Die Spitze 10 des Interventionsinstruments, also beispielsweise der Biopsienadel, wird über ein Positionserfassungssystem kontinuierlich bestimmt und diese Position in das feststehende getriggerte Bild gemäß Fig. 3 eingeblendet. Im gleichen Triggerzeitpunkt, in dem das Bild gemacht worden ist, also bei der gleichen Position des Zeigers 4 auf der Skala 5 wird das Instrument zu dem Tumor 8 im Bild verschoben, da man genau weiß, dass in diesem Triggerzeitpunkt der Tumor sich in dieser Position befindet, obgleich im augenblicklichen Zeitpunkt ja überhaupt keine Bildbeobachtung erfolgt. Bei komplizierten Interventionen oder Biopsien kann die Verschiebung auch schrittweise erfolgen, wobei jeder kurzzeitige Verschiebeschritt immer wieder im Triggerzeitpunkt der Erstellung des Bildes erfolgt.

Claims

1. Verfahren zur Atemtriggerung bei bildgebenden Verfahren, dadurch gekennzeichnet, dass ein Navigationssystem vorgesehen ist, um auf einer Skala, insbesondere einer linearen Skala, die Position eines durch die Atmung bewegten Körperteils wiederzugeben, und dass bei vorgegebenen Positionen, also vorgegebenen Skalenwerten, eine Triggerung zur Aufnahme eines Bildes erfolgt.

2. Verfahren zur Atemtriggerung bei bildgebenden Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Körper des Patienten ein Marker befestigt ist, dessen jeweilige Position auf der Skala angezeigt wird.

3. Verfahren zur Intervention am bewegten Körper mittels des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Intervention, gegebenenfalls schrittweise, jeweils zum gleichen Triggerzeitpunkt der Erstellung eines Bildes unter Anpeilung des festen Zielpunktes des stehenden Bildes erfolgt.

4. Interventions-, insbesondere Biopsieverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Bild die Winkel und gegebenenfalls die Entfernung von der bekannten Ausgangsposition der Spitze des Interventionsinstruments, insbesondere Biopsienadel ausgemessen und jeweils in einem späteren Triggerzeitpunkt das entsprechende Verschieben des Interventionsinstruments erfolgt.

5. Biopsieverfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass über ein Positionserfassungssystem die Spitze des Interventionsinstruments kontinuierlich bestimmt und in das feststehende getriggerte Bild eingeblendet wird und dass kurzzeitig in einem Triggerzeitpunkt eine Verschiebung des Interventionsinstruments im Standbild mit eingeblendeter Instrumentenposition erfolgt.