DE102005042086A1

DE102005042086A1 - Verfahren zur Erstellung eines medizinischen Untersuchungsbilds

Info

Publication number: DE102005042086A1
Application number: DE200510042086
Authority: DE
Inventors: Martin Dr. Hoheisel; Marcus Dr. Pfister; Ulrich Dr. Bill
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2005-09-05
Filing date: 2005-09-05
Publication date: 2007-03-15

Abstract

Verfahren zur Erstellung eines medizinischen Untersuchungsbilds eines zu untersuchenden Organs eines Patienten, umfassend die folgenden Schritte: DOLLAR A a) Injektion eines Kontrastmittels in dem Bereich des zu untersuchenden Organs; DOLLAR A b) Erstellen eines 3-D-Bilds des zu untersuchenden Organs; DOLLAR A c) Darstellen wenigstens eines Behandlungswerkzeugs auf dem 3-D-Bild, wobei DOLLAR A d) das 3-D-Bild aus einer Serie von Röntgenbildern berechnet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erstellung eines medizinischen Untersuchungsbilds eines zu untersuchenden Organs eines Patienten, umfassend die folgenden Schritte:

a) Injektion eines Kontrastmittels in dem Bereich des zu untersuchenden Organs;
b) Erstellen eines 3-D-Bilds des zu untersuchenden Organs; c) Darstellen wenigstens eines Behandlungswerkzeugs auf dem 3-D-Bild.

Ein derartiges Verfahren zur Erstellung eines Untersuchungsbilds kommt beispielsweise beim Setzen eines transjugulären intrahepatischen portosystemischen Stent Shunts (TIPSS) zum Einsatz. Es handelt sich dabei um eine gefäßchirurgisch angelegte Kurzschlussverbindung (Shunt) zwischen portalem und systemischem Kreislauf mittels eines Stents zwischen einer Lebervene und einem gestauten intrahepatischen portalvenösem Ast. Durch diesen Eingriff kann ein Überdruck in der zur Leber führenden Pfortader durch Anlage einer „Umleitung" in der Leber abgebaut werden. Dadurch kann die für den Patienten mit diesem Blutstau verbundene Gefahr verringert werden.

Dieser Shunt wird minimalinvasiv gelegt, d.h. über einen durch die Zentralvene bis zur Lebervene eingeführten Katheter, über den eine Nadel unter Durchleuchtungskontrolle durch die Leber zur Pfortader vorgeschoben wird. Üblicherweise werden zunächst präoperative Bilder, z.B. CT-Aufnahmen, angefertigt. Intraoperativ erfolgt die Kontrolle mittels Fluoroskopie (Röntgendurchleuchtung), wobei allerdings der Nachteil besteht, dass die gewählte Projektion als zweidimensionales Bild vorliegt. Dadurch ergibt sich das Problem, dass die Pfortader der Leber auf den Durchleuchtungsbildern nicht sichtbar ist, da an diese Stelle kein Katheter zum Applizie ren eines Kontrastmittels gebracht werden kann. Da das Ziel nicht markiert werden kann, muss die Punktion weitgehend blind erfolgen, so dass diese Prozedur zeitraubend und gefährlich ist. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, dass die applizierte Röntgendosis bei einer mehrstündigen TIPSS-Intervention inakzeptabel hoch ist.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist bereits vorgeschlagen worden, vor der eigentlichen Intervention ein Bild mittels Computertomographie anzufertigen. Dieses prä-interventionelle CT kann dem 3-D-Bild, das während der Intervention mittels Röntgendurchleuchtung gewonnen wird, überlagert werden. Um ein Behandlungswerkzeug, etwa einen Katheter, darzustellen, kann ein elektromagnetisches System verwendet werden. Während der Intervention werden dann die Position und Richtung des Katheters elektromagnetisch gemessen und so auf den 3-D-Datensatz der CT-Aufnahme bezogen, dass eine Navigation möglich ist. Bei diesem Verfahren ist allerdings eine Registrierung des elektromagnetischen Systems, das für die Ortung des Behandlungswerkzeugs verwendet wird, mit den 3-D-CT-Daten erforderlich.

Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, ein Verfahren zur Erstellung eines medizinischen Untersuchungsbilds anzugeben, durch das die Position eines Bearbeitungswerkzeugs während der Intervention dargestellt werden kann, ohne dass dem Patienten eine erhöhte Röntgendosis appliziert wird.

Zur Lösung dieses Problems ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass das 3-D-Bild aus einer Serie von Röntgenbildern berechnet wird.

Anstelle eines prä-interventionellen Computertomographiebilds wird während der Intervention ein dreidimensionales Bild mit einer Röntgenanlage erstellt. Um die Darstellung bestimmter Bereiche wie Adern zu verbessern, wird ein Kontrastmittel in den Bereich des zu untersuchenden Organs injiziert. Anschlie ßend wird ein 3-D-Bild erhalten, auf dem die relevanten Bereiche wie Adern gut zu sehen sind.

Zweidimensionale Bilder eines Behandlungswerkzeugs, die während der Intervention erfasst werden, werden mit dem 3-D-Bild, bei dem es sich um eine 3-D-Angioaufnahme handelt, registriert und anschließend gemeinsam, fusioniert dargestellt. Da das 2-D- und das 3-D-Bild auf derselben Röntgenanlage erstellt worden sind, erübrigt sich eine separate und aufwendige Registrierung. Die bei herkömmlichen Verfahren zum Teil durchgeführte prä-operative CT-Aufnahme kann vollständig entfallen, wodurch der gesamte Vorgang erheblich beschleunigt wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann es vorgesehen sein, dass als Behandlungswerkzeug wenigstens ein Katheter verwendet wird, um ein auf dem 3-D-Bild sichtbares Kontrastmittel zu verabreichen. Durch das Kontrastmittel ist der zu untersuchende oder zu behandelnde Bereich des Organs des Patienten besonders gut sichtbar. Als Kontrastmittel eignet sich besonders gut eine wasserlösliche, jodhaltige Lösung.

In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann ein Durchleuchtungs-Röntgenbild erstellt und das 3-D-Bild und das Durchleuchtungs-Röntgenbild miteinander registriert und gemeinsam dargestellt werden. Auf dem 3-D-Bild ist das zu untersuchende oder zu behandelnde Organ mit seiner dreidimensionalen Struktur besonders gut zu erkennen; das zweidimensionale Durchleuchtungsbild zeigt das oder die Behandlungswerkzeuge. Auf diese Weise kann die Position der Behandlungswerkzeuge im dreidimensionalen Raum jederzeit dargestellt werden, so dass die Verfahrensschritte anders als bei herkömmlichen Verfahren nicht blind durchgeführt werden müssen.

Um die Genauigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens weiter zu verbessern, kann es vorgesehen sein, dass die Position des wenigstens einen Behandlungswerkzeugs mittels eines elektro magnetischen Ortungssystems erfasst wird. Anschließend kann die erfasste Position des wenigstens einen Behandlungswerkzeugs in das 3-D-Bild eingeblendet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders für Untersuchungsbilder der Leber. Insbesondere kann das Verfahren während der Implantation eines transjugulären intrahepatischen portosystemischen Stent Shunts (TIPSS) eingesetzt werden.

Daneben betrifft die Erfindung eine Röntgenanlage zur Erstellung von 2-D- und 3-D-Untersuchungsbildern. Die erfindungsgemäße Röntgenanlage ist zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens ausgebildet.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Die Figuren sind schematische Darstellungen und zeigen:
1 einen in die Leber eingesetzten TIPSS, und
2 ein Flussdiagramm mit den wichtigsten Schritten des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die 1 zeigt schematisch die Leber 1 eines Patienten mit dem verzweigten Pfortadersystem 2. Im oberen Teil der Leber 1 befindet sich die ableitende Lebervene 3.
Ein Überdruck in dem Pfortadersystem 2 kann unter Umständen lebensbedrohliche Folgen für einen Patienten haben. Durch das Setzen eines in 1 dargestellten transjugulären intraheptischen portosystemischen Stent Shunts (TIPSS) 4 kann der Blutstau abgebaut werden. Der TIPSS 4 hat dabei die Funktion einer Umleitung oder Kurzschlussleitung, die die natürlichen Blutbahnen umgeht. Der TIPSS 4 wird minimalinvasiv gelegt, indem ein über die Zentralvene bis zur Lebervene eingeführter Katheter verwendet wird. Während des gesamten Eingriffs wird kontinuierlich ein medizinisches Untersuchungsbild erstellt und dargestellt.
Bei der Durchführung des Verfahrens, dessen wesentliche Schritte in 2 gezeigt sind, wird zunächst Kontrastmittel 5 injiziert. Zur Darstellung der Pfortader 2 wird Kontrastmittel intravenös appliziert, zusätzlich wird Kontrastmittel durch einen Katheter in der Pfortader zugegeben. Die räumliche Lage der Pfortader bzw. des Pfortadersystems 2 ist dann auf dem Untersuchungsbild besonders gut sichtbar.
Im nächsten Schritt wird eine 3-D-Angio-Aufnahme 6 der Leber mit einer Röntgenanlage erzeugt. Diese 3-D-Angio-Aufnahme 6 erfolgt intraoperativ, das heißt, es ist nicht erforderlich, vor dem Eingriff CT-Aufnahmen oder ähnliche Bilder anzufertigen.
Während des Eingriffs wird im nächsten Verfahrensschritt 7 ein 2-D-Bild des oder der Behandlungswerkzeuge aufgenommen. In diesem Ausführungsbeispiel kommen Katheter oder eine Nadel als Behandlungswerkzeuge in Frage. Da das in den Schritten 6 und 7 aufgenommene 2-D-Bild und das 3-D-Bild mit derselben Röntgenanlage aufgenommen wurden, können anschließend eine Registrierung und Fusion 8 der beiden Bilder besonders einfach durchgeführt werden. Da eine kalibrierte Anlage mit einem C-Bogen eingesetzt wird, entfällt eine aufwändige Registrierung von Bildern, die mit verschiedenen Systemen erstellt worden ist.
Im nächsten Schritt erfolgt eine Visualisierung 9 des fusionierten Bilds. Dem Benutzer wird dabei kontinuierlich ein dreidimensionales Untersuchungsbild gezeigt, das sowohl das Pfortadersystem als auch die Nadel bzw. den Katheter (TIPSS) zeigt. Bei der Punktion und der Positionierung des TIPSS kanndessen Lage relativ zu der Leber und dem Pfortadersystem 2 jederzeit genau kontrolliert werden, so dass das Setzen des TIPSS weniger gefährlich ist.

Claims

Verfahren zur Erstellung eines medizinischen Untersuchungsbilds eines zu untersuchenden Organs eines Patienten, umfassend die folgenden Schritte: a) Injektion eines Kontrastmittels in dem Bereich des zu untersuchenden Organs; b) Erstellen eines 3-D-Bilds des zu untersuchenden Organs; c) Darstellen wenigstens eines Behandlungswerkzeugs auf dem 3-D-Bild, dadurch gekennzeichnet, dass d) das 3-D-Bild aus einer Serie von Röntgenbildern berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Behandlungswerkzeug wenigstens ein Katheter verwendet wird, um ein auf dem 3-D-Bild sichtbares Kontrastmittel zu verabreichen.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine wasserlösliche, jodhaltige Lösung als Kontrastmittel verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchleuchtungs-Röntgenbild erstellt und das 3-D-Bild und das Durchleuchtungs-Röntgenbild miteinander registriert und gemeinsam dargestellt werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des wenigstens einen Behandlungswerkzeugs mittels eines elektromagnetischen Ortungssystems erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erfasste Position des wenigstens einen Behandlungswerkzeugs in das 3-D-Bild eingeblendet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Untersuchungsbild im Rahmen der Untersuchung und/oder Behandlung der Leber erstellt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Untersuchungsbild während der Implantation eines transjugulären intrahepatischen portosystemischen Stent Shunts (TIPSS) erstellt wird.
Röntgenanlage, die zur Erstellung von 2-D- und 3-D-Untersuchungsbildern ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist.