DE102007044213A1 - Medical implant i.e. stent, image representation method for examination or treatment device, involves overlaying representation with X-ray-transillumination at position, and optically representing overlaid representation on monitor - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur gekoppelten Bilddarstellung mindestens eines in einen interessierenden Körperbereich eines Patienten einzubringenden medizinischen Implantats, insbesondere zumindest eines Stents, im Rahmen einer medizinischen Untersuchung oder Behandlung.The The invention relates to a method and a device for coupled Image representation of at least one in a body region of interest of a patient to be implanted medical implant, in particular at least one stent, as part of a medical examination or treatment.
Im Falle einer Stenose oder eines Aneurysmas zum Beispiel in einem Blutgefäß oder in anderen Gefäßen, wie z. B. Gallenblase, Harnwege, Bronchien, können zur Behandlung einer erkrankten Stelle Implantate, insbesondere sogenannte Stents, eingeführt werden. Ebenfalls können neue Kanäle für den Blutfluss durch Einsatz eines Stents in ein Organgewebe, z. B. Leber geschaffen werden. In einer Voruntersuchung werden passende Implantate ermittelt und ausgewählt. Gegebenenfalls ist es notwendig, mehrere Implantate sich überlappend zusammenzusetzen, um größere erkrankte Stellen zu behandeln.in the Case of stenosis or aneurysm, for example, in one Blood vessel or in other vessels, such as As gallbladder, urinary tract, bronchi, can Treatment of a diseased site implants, especially so-called Stents are introduced. Likewise, new ones Channels for blood flow by using a stent in an organ tissue, z. B. Liver be created. In a preliminary investigation Suitable implants are determined and selected. Possibly it is necessary to make several implants overlapping, to treat larger diseased areas.
Derzeit können Gefäßerkrankungen durch ein bildgebendes System z. B. durch Erzeugung eines dreidimensionalen Volumendatensatzes aus einer Rotationsangiographie visualisiert werden. Hierfür werden üblicherweise so-genannten C-Bogen-Röntgensysteme eingesetzt, bei welchen Röntgenröhre und -detektor an einem C-Bogen befestigt sind, der frei um den Patienten verfahrbar ist. Derartige Systeme ermöglichen die Echtzeit-Kontrolle von interventionellen Eingriffen wie Angiographien oder Kathetereingriffen durch die Aufnahme von Fluoroskopiebildern. Aus den so erhaltenen zweidimensionalen Röntgen-Durchleuchtungsbildern bzw. Projektionsbildern kann ein dreidimensionales Volumenbild rekonstruiert werden.Currently can vascular disease through an imaging System z. B. by generating a three-dimensional volume data set be visualized from a Rotationsangiographie. Therefor usually become so-called C-arm X-ray systems used in which X-ray tube and detector attached to a C-arm that moves freely around the patient is. Such systems enable real-time control interventional procedures such as angiography or catheter surgery by taking fluoroscopic images. From the thus obtained two-dimensional X-ray fluoroscopic images or projection images a three-dimensional volume image can be reconstructed.
Mit
einem solchen bildgebenden System kann eine Gefäßanalyse
zur Stent-Planung durchgeführt werden, wie beispielsweise
in
Diese Maßnahmen finden im Rahmen einer Voruntersuchung des Patienten statt. Während der Behandlung ist es für den Arzt jedoch schwierig, den aus der Voruntersuchung geplanten Stent-Einsatz an ggf. veränderte Bedingungen, die sich beispielsweise aus einer Patientenbewegung und/oder einer anatomischen Veränderung des zu behandelnden Körperbereichs des Patienten und/oder aus einer Projektionsgeometrieänderung der Röntgenanlage (z. B. durch Veränderung des Aufnahme-Winkels zur Erzeugung des Live-Röntgen-Durchleuchtungsbildes) ergeben können, während der Behandlung anzupassen.These Measures take place as part of a preliminary examination of the patient instead of. During the treatment it is for the doctor however difficult to use the stent deployment planned from the pre-examination possibly changed conditions, for example a patient movement and / or an anatomical change the body area of the patient to be treated and / or from a projection geometry change of the X-ray system (eg by changing the recording angle to produce the live x-ray fluoroscopic image), to adjust during the treatment.
Es ist Aufgabe der Erfindung, das eingangs genannte Verfahren bzw. die eingangs genannte Vorrichtung derart zu gestalten, um eine bestmögliche Unterstützung während der Behandlung zu gewährleisten.It It is an object of the invention to provide the method and to design the device mentioned above in such a way to provide the best possible support during the treatment.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden in den abhängigen Patentansprüchen gekennzeichnet.These The object is achieved by the features of the independent claims solved. Advantageous developments of the invention will become characterized in the dependent claims.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur gekoppelten Bilddarstellung mindestens eines in einen interessierenden Körperbereich eines Patienten einzubringenden medizinischen Implantats, insbesondere zumindest eines Stents, im Rahmen einer medizinischen Untersuchung oder Behandlung, eingesetzt, das folgende Schritte aufweist:
- a) Aufnahme einer Bildfolge von Röntgen-Durchleuchtungsbildern des interessierenden Körperbereichs,
- b) Erstellung eines dreidimensionalen Volumenbildes des interessierenden Körperbereiches aus der Bildfolge,
- c) Ermittlung einer geeigneten Position des einzubringenden Implantats im interessierenden Körperbereich,
- d) Erzeugung einer bildlichen oder symbolischen Darstellung des mindestens einen einzubringenden Implantats,
- e) Optische Darstellung zumindest eines aufgenommenen Röntgen-Durchleuchtungsbildes,
- f) Überlagerung der Darstellung aus Schritt d) mit dem zumindest einen Röntgen-Durchleuchtungsbildes aus Schritt e) an der in zumindest einen Röntgen-Durchleuchtungsbild entsprechenden ermittelten Position und
- g) optische Darstellung der Überlagerung auf zumindest einer Visualisierungsebene, insbesondere an einem Bildschirm.
- a) taking an image sequence of X-ray fluoroscopic images of the body region of interest,
- b) creation of a three-dimensional volume image of the body region of interest from the image sequence,
- c) determination of a suitable position of the implant to be introduced in the body region of interest,
- d) generating a pictorial or symbolic representation of the at least one implant to be introduced;
- e) optical representation of at least one recorded x-ray fluoroscopic image,
- f) superposition of the representation from step d) with the at least one x-ray fluoroscopy image from step e) at the determined position in at least one X-ray fluoroscopic image and
- g) optical representation of the superimposition on at least one visualization plane, in particular on a screen.
Alternativ kann der oben genannte Schritt e) nach Schritt a) oder b) durchgeführt werden.alternative For example, the above-mentioned step e) may be carried out after step a) or b) become.
Vorzugsweise werden zumindest die oben genannten Schritte e) bis g) in Echtzeit, insbesondere intraoperativ, durchgeführt.Preferably be at least the above-mentioned steps e) to g) in real time, especially intraoperatively.
Bei der bildlichen Darstellung des einzubringenden Implantats bzw. mehrerer einzubringenden Implantate, ggf. überlappend zusammengesetzt, kann ein bereits bei der Voruntersuchung erstelltes virtuelles Bild des Implantats bzw. der Implantate verwendet werden. Bei einer symbolischen Darstellung des mindestens einen einzubringenden Implantats können beispielsweise sogenannte graphische Marker verwendet werden.In the pictorial representation of the implant to be introduced or of several implants to be inserted, optionally assembled in an overlapping manner, a virtual image of the implant or of the implants already created during the preliminary examination can be used. In a symbolic representation of the at least one implant to be introduced, for example, so-called graphical markers can be used.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann anstatt des zuvor genannten Volumenbildes des interessierenden Körperbereichs zumindest in den oben genannten Schritten b) bis d) ein oder mehrere Röntgen-Durchleuchtungsbilder verwendet werden. Diese Röntgen-Durchleuchtungsbilder sind nor malerweise eine zweidimensionale Darstellung des interessierenden Körperbereiches.According to one advantageous development of the invention may instead of the above said volume image of the body region of interest at least in the above steps b) to d) one or more X-ray fluoroscopy images are used. These x-ray fluoroscopic images are usually a two-dimensional representation of the one of interest Body region.
Zweckmäßigerweise kann aus dem Volumenbild oder dem Röntgen-Durchleuchtungsbild des interessierenden Körperbereiches zumindest ein Teil des interessierenden Körperbereiches, z. B. nur die erkrankte Gefäßstelle, segmentiert werden.Conveniently, can be from the volume image or the X-ray fluoroscopic image of the body region of interest at least a part of body region of interest, e.g. B. only the sick Vascular site, to be segmented.
Wie zuvor bereits erwähnt, kann ein Implantat aus wenigstens zwei sich überlappenden Teilimplantaten bestehen, die in den interessierenden Körperbereich, insbesondere ein Gefäß eingebracht werden sollen.As previously mentioned, an implant can be made of at least two overlapping partial implants exist in the body region of interest, in particular a vessel are introduced should.
Im Falle mehrerer sich überlappender Teilimplantate können diese entweder zeitlich hintereinander oder gleichzeitig geplant werden.in the Case of multiple overlapping partial implants can these either scheduled consecutively or simultaneously become.
Es ist vorteilhaft, die bildliche bzw. symbolische Darstellung des mindestens einen einzubringenden Implantats mit einem Anfang und/oder einem Ende und/oder der Mitte derselben zu markieren. Ebenfalls können wenigstens ein sich überlappender Bereich der Teilimplantate grafisch dargestellt werden. Vorzugsweise werden hierfür grafische Objekt bzw. Marker verwendet.It is advantageous, the pictorial or symbolic representation of at least one implant to be inserted with a beginning and / or to mark one end and / or the middle thereof. Also can be at least one overlapping area the partial implants are displayed graphically. Preferably used for this graphic object or marker.
Zusätzlich können sich überlappende Teilimplantate farblich unterschiedlich dargestellt werden, es können auch im Falle mehrerer sich überlappender Teilimplantate nur eine bestimmte Anzahl dieser dargestellt werden, d. h. es können Teilimplantate ein- bzw. ausgeblendet werden.additionally overlapping partial implants may be colored can be shown differently, it can also be in the case several overlapping partial implants only a specific one Number of these are displayed, d. H. partial implants can be inserted or hidden.
Zweckmäßigerweise kann die gesamte Geometrie eines Implantats angepasst werden, z. B. die Länge, Breite bzw. der Durchmesser, sowie sich überlappende Bereiche mit anderen Teilimplantaten. Hierzu ist es vorteilhaft, wenn diese Geometrieanpassung mit Hilfe einer Maus an einem Bildschirm durch Veränderung von Positionen, Länge, Breite, Durchmesser bzw. von Überlappungsbereichen durchgeführt werden kann.Conveniently, the entire geometry of an implant can be adjusted, eg. As the length, width or the diameter, as well as overlapping Areas with other partial implants. For this it is advantageous if this geometry adjustment using a mouse on a screen through Change of positions, length, width, diameter or overlapping areas can.
Es ist auch vorteilhaft, wenn bei Veränderungen bei der Aufnahme mindestens eines Röntgendurchleuchtungsbildes, insbesondere durch eine Patientenbewegung oder bei anatomischen Veränderungen im interessierenden Körperbereich, zumindest einzelne oder alle oben genannten Schritte von a) bis g) wiederholt werden.It is also beneficial if changes in the intake at least one X-ray fluoroscopic image, in particular by a patient's movement or by anatomical changes in the body region of interest, at least individual or all of the above steps from a) to g) are repeated.
Üblicherweise wird eine Registrierung zwischen den Koordinaten des Patienten auf der Patientenliege und dem zu erzeugenden dreidimensionalen Volumendatensatz durchgeführt.Usually There will be a registration between the coordinates of the patient the patient bed and the three-dimensional volume data set to be generated carried out.
Demnach können Patientenbewegungen während der Aufnahme mindestens eines Röntgen-Durchleuchtungsbildes normalerweise durch eine 2D-3D- bzw. 3D-3D-Registrierung kompensiert werden.Therefore can patient movements during admission at least one x-ray fluoroscopic image normally be compensated by a 2D-3D or 3D-3D registration.
Sollte sich eine Veränderung in der Projektionsgeometrie der Röntgenanlage, insbesondere bei einer Veränderung des Aufnahme-Winkels, bei der Aufnahme mindestens eines Röntgen-Durchleuchtungsbildes ergeben, wird die Position des einzubringenden Implantats angepasst und dies ggf. zumindest in den oben genannten Schritten d) bis g) berücksichtigt. Gegebenenfalls wird das zumindest eine Implantat bei der überlagerten optischen Darstellung auf der Visualisierungsebene erneut angezeigt, wobei dessen Größe (z. B. Breite, Länge, ggf. Tiefe und Durchmesser) und Position angepasst sein können.Should a change in the projection geometry of the X-ray machine, especially with a change in the recording angle, when taking at least one X-ray fluoroscopic image result, the position of the implant to be inserted is adjusted and this possibly at least in the above-mentioned steps d) to g) considered. Optionally, this will be at least one implant in the superimposed visualization on the visualization level displayed again, its size (eg width, Length, if necessary depth and diameter) and position adjusted could be.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist eine medizinische Vorrichtung, insbesondere ein Untersuchungs- und/oder Behandlungsgerät, das zur Durchführung des oben genannten Verfahrens ausgebildet ist.One Another aspect of the invention is a medical device, in particular an examination and / or treatment device, which is designed to carry out the above-mentioned method.
Auch kann ein medizinisches Untersuchungs- und/oder Behandlungsgerät zur Durchführung zumindest des oben genannten Schrittes a) und/oder der oben genannten Weiterbildungen des Verfahrens eingesetzt werden, dass zusätzlich Mittel zur Kommunikation mit mindestens einem Rechnersystem aufweist, das zur Durchführung zumindest der oben genannten Schritte b), c), d), e), f) und g) ausgebildet ist. Auf der anderen Seite kann ein Rechnersystem eingesetzt werden, dass zur Durchführung zumindest der oben genannten Schritte b), c), d), e), f) und g) ausgebildet ist, und zusätzlich Mittel zur Kommunikation mit zumindest einer zuvor genannten medizinischen Vorrichtung bzw. Untersuchungs- und/oder Behandlungsgerät.Also may be a medical examination and / or treatment device for carrying out at least the above-mentioned step a) and / or the above-mentioned developments of the method used Be that additional means of communication with at least a computer system having at least the above steps b), c), d), e), f) and g) is formed. On the other hand, a computer system can be used, that to carry out at least the above steps b), c), d), e), f) and g), and additionally Means for communicating with at least one of the aforementioned medical Device or examination and / or treatment device.
Die Erfindung weist folgende Vorteile auf:
- – Virtuelle (ggf. sich überlappende) Implantate können in ein Live-Röntgen-Durchleuchtungsbild während einer Behandlung auf einer Visualisierungsebene, vorzugsweise an einem Bildschirm eingeblendet werden. Dadurch können zusätzliche Markierungsgeräte, wie z. B. Führungsdrähte vermieden werden.
- – Die Umgebung der erkrankten Stelle, in der das mindestens eine Implantat eingebracht werden soll, bleibt sichtbar. Gegebenenfalls kann die bildliche und/oder symbolische Darstellung des zumindest einen Implantats hierfür ein- und ausgeblendet werden.
- - Virtual (possibly overlapping) implants can be displayed in a live X-ray fluoroscopic image during a treatment on a visualization level, preferably on a screen. This allows additional marking devices, such. B. guidewires can be avoided.
- - The environment of the diseased site in which the at least one implant is to be introduced remains visible. If necessary, the picture Liche and / or symbolic representation of the at least one implant for this purpose and hidden.
Sollten sich während der Behandlung die Bedingungen verändern, kann die Implantatplanung bzw. die Planung der überlappenden Bereiche der Teilimplantate leicht verändert und angepasst werden.Should change conditions during the treatment, can implant planning or planning the overlapping Areas of partial implants slightly changed and adapted become.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines oder mehrerer Ausführungsbeispiele durch Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert.below The invention is based on one or more embodiments explained in more detail by reference to a drawing.
Dabei zeigt die Zeichnung:there shows the drawing:
In
in
in
In
In
Eine Patientenbewegung oder eine anatomischen Veränderung des gezeigten Gefäßes (z. B. durch Gefäß-Lageveränderungen aufgrund einer Herzbewegung) während der Aufnahme der Projektionsbilder können normalerweise – wie schon vorstehend erwähnt – durch eine 2D-3D- bzw. 3D-3D-Registrierung ausgeglichen werden.A Patient movement or an anatomical change of the shown vessel (eg., By vessel position changes due to a heart movement) during the recording of the projection images can normally - as already mentioned - through a 2D-3D or 3D-3D registration are compensated.
Im
Falle einer Projektionsgeometrieveränderung der verwendeten
C-Bogen-Röntgenanlage (z. B. durch Veränderung
des Aufnahme-Winkels bei der Live-Röntgen-Durchleuchtungsbild-Erzeugung), kann
die Position bzw. Größe des virtuellen Stents bzw.
der graphischen Marker gemäß dieser Veränderungen
erneut berechnet und eingeblendet werden. Bei Betrachtung von
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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