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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fusion wenigstens zweier jeweils auf
einen Teilbereich eines gewünschten
Aufnahmebereichs eines Patienten auf einem Patiententisch bezogener
Bildaufnahmevolumina zu einer gemeinsamen dreidimensionalen Bildaufnahme
sowie eine zugehörige
medizinische Einrichtung.
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Beispielsweise
in der Elektrophysiologie wird es bei vielen Untersuchungen während einer
Behandlung bzw. Therapie immer wichtiger, dreidimensionale Informationen
eines Untersuchungsbereichs, beispielsweise des Herzens, zur Verfügung zu
haben. Dies gilt beispielsweise für die Durchführung einer
Vorhofablation am Herzen, die häufig
auf der anatomischen Struktur aufsetzt. In diesem Fall wäre es ein
großer
Vorteil, während
der Intervention die exakte Anatomie dreidimensional zur Verfügung zu haben.
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Aus
diesem Grund ist es ein übliches
Verfahren, präoperativ
mit Hilfe von Magnetresonanz- oder Computertomographie-Scannern einen dreidimensionalen
Datensatz beispielsweise des Herzens zu erstellen. Problematisch
bei dieser Vorgehensweise ist jedoch, dass die Daten in der Regel
zumindest nicht am gleichen Tag erzeugt werden, an dem die Intervention
erfolgen soll, so dass sich die anatomischen Strukturen unter Umständen geändert haben
können und
somit die Bilddaten die Wirklichkeit nicht exakt widerspiegeln.
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Deshalb
besteht der Wunsch, die dreidimensionalen Daten intraoperativ bzw.
dann, wenn sich der Patient schon im Interventionsraum auf dem Lagerungstisch
befindet, möglichst zeitnah
zur Durchführung
der eigentlichen Intervention zu akquirieren.
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Ein
Ansatz hierzu sieht beispielsweise vor, einen Computertomographie-
bzw. Magnetresonanz-Scanner direkt mit einem Agiosystem, also einem
radiologisch interventionellen Röntgensystem, so
zu kombinieren, dass der Patient durch eine Rotation des Lagerungstisches
von der einen Modalität zur
anderen gebracht werden kann.
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Eine
weitere Möglichkeit
besteht darin, die entsprechenden Daten mittels eines rotationsagiographischen
Verfahrens aufzunehmen. In diesem Fall rotiert der C-Bogen um den
Patienten, wobei auf Basis einer Kontrastmittelinjektion Projektionsaufnahmen
erzeugt werden. Gegebenenfalls kann in diesem Zusammenhang eine
Triggerung über
ein Elektrokardiogramm eingesetzt werden bzw. es können mehrfache
Rotationsläufe
durchgeführt
werden. Die erzeugten Projektionsaufnahmen werden zu einem dreidimensionalen
Bild rekonstruiert. Problematisch ist jedoch, dass hierfür in aller
Regel ein großer Flachdetektor
mit einer Empfangsfläche
von beispielsweise 30 cm auf 40 cm notwendig ist, um ein genügend großes Bildfeld
abzudecken. Derartige Flachdetektoren sind allerdings in aller Regel
beispielsweise nicht in einem elektrophysiologischen Labor vorhanden.
Die heute dort übliche
Detektorgröße liegt
lediglich bei 20 cm auf 20 cm, um so ein zylindrisches Rekonstruktionsvolumen
von ca. 12 cm Durchmesser abzudecken.
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Dieses
Rekonstruktionsvolumen ist jedoch in vielen Fällen zu klein, beispielsweise
wenn es darum geht, in der Kardiologie krankhaft veränderte linke Vorhöfe aufzunehmen.
Dann besteht die Möglichkeit, beispielsweise
durch Injektion in die rechte und die linke Pulmonalarterie zeitverzögert, nämlich dann, wenn
das Kontrastmittel in dem Bereich der jeweils zugeordneten Pulmonalvene
angekommen ist, eine Rotationsangiographie zu starten, aus der die
rechte und die linke Seite des Vorhofs oder eines anderen Untersuchungsbereichs
rekonstruiert werden. Die Scans dauern 4–6 Sekunden, so dass sie im
Atemstillstand durchgeführt
werden können.
Die Herzbewegung kann dann vernachlässigt werden. Ein derartiges
Verfahren ist beispielsweise in dem Artikel „Intra-operative Volume Imaging
of the Left Atrium and Pulmonary Veins with Rotational X-Ray Angiography" von Robert Manzke,
Vivek Y. Reddy, Sandeep Dalal, Annemarie Hanekamp, Volker Rasche
und Raymond C. Chan beschrieben. Aus der Publikation geht hervor,
dass die beiden gescannten Hälften
des linken Vorhofs mit Hilfe einer dreidimensionalen Registrierung
auf der Basis von Knochenstrukturen wieder zusammengesetzt werden.
Dieses Verfahren der dreidimensionalen Registrierung auf der Basis
von Knochenstrukturen ist jedoch ziemlich aufwendig, wobei zudem
in dem ohnehin sehr begrenzten Volumen neben dem eigentlichen Objekt
auch noch Strukturen der Wirbelsäule
bzw. von Knochen mitgescannt werden müssen.
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Der
Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein diesbezüglich verbessertes
Verfahren anzugeben.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art
erfindungsgemäß vorgesehen,
dass die Fusion der Bildaufnahmevolumina in Abhängigkeit einer Erfassung der
Position des Patiententisches bei Aufnahme der jeweiligen Bildaufnahmevolumina
mittels wenigstens eines Positionssensors durchgeführt wird.
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Erfindungsgemäß liegt
der Fusion der Bildaufnahmevolumina also eine Positionserfassung
der Position des Patientenlagerungstisches zugrunde. Es wird also
ermittelt, in welcher Position sich der Patiententisch bei der ersten
Aufnahme befindet und in welcher, demgegenüber veränderten, Position er bei der
zweiten Aufnahme oder gegebenenfalls einer weiteren Aufnahme angeordnet
ist. Die Positionserfassung kann dabei auf einzelne Achsen beschränkt sein
bzw. zweidimensional (in der Tischebene) bzw. dreidimensional (im
Raum) erfolgen.
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Wenn
nur Verschiebungen in einer Ebene vorgenommen werden, kann also
die Position zweidimensional erfasst werden, bei einer zusätzlich möglichen
Höhenveränderung
entsprechend mit dreidimensionalen Koordinaten.
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Die
Positionserfassung erfolgt mit Hilfe von Positionssensoren, die
auf verschiedensten Wirkprinzipien basieren können. Beispielsweise kann es sich
um optische Sensoren handeln oder um Sensoren, denen ein Induktionsprinzip
zugrunde liegt bzw. es können
mehrere Sensoren verwendet werden, die auf unterschiedlichen Wirkprinzipien
basieren.
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Die
Anzahl der Positionssensoren kann ebenfalls variieren. Wichtig ist
dabei, dass die Positionsveränderungen,
die an dem jeweiligen System möglich
sind bzw. von der einen Bildaufnahme zur anderen vorgenommen werden,
tatsächlich
erfasst werden.
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Der
Patient kann dann beispielsweise nach einem ersten Scan, der die
erste Hälfte
des linken Atriums betrifft, so verschoben werden, dass die zweite Hälfte des
linken Vorhofs im Iso-Zentrum des C-Bogens liegt und somit gescannt
werden kann. Diese Verschiebung des Patientenlagerungstisches wird über die
Positionssensoren erfasst und die Daten werden einem Rechner, der
die Rekonstruktion der Bilddaten durchführt, zugeführt. Unter der Voraussetzung,
dass sich der Patient zwischen den beiden rasch aufeinander folgenden
Scans nicht bewegt hat, können
dann erfindungsgemäß die beiden
Hälften des
linken Atriums bzw. eines anderen Bildaufnahme- oder Untersuchungsbereichs
sehr einfach aneinandergesetzt werden, weil die Verschiebung des Patienten
im Koordinatensystem des C-Bogens
bekannt ist.
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Ein
solches Vorgehen ist für
Aufnahmen verschiedener Körperregionen
sinnvoll, sofern das zu scannende Volumen für den jeweilig im System vorhandenen
Detektor zu groß ist.
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Des
Weiteren können
mittels wenigstens eines Positionssensors die longitudinale und/oder
die transversale Position und/oder die Höhe des Patiententisches erfasst
werden, insbesondere die longitudinale und transversale Position.
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Es
besteht also die Möglichkeit,
die Positionen bzw. die Veränderungen
der Positionen der Patientenliege in unterschiedlichen Richtungen
bzw. für die
unterschiedlichen Achsen eines zugehörigen Koordinatensystems zu
bestimmen. Es kann also eine longitudinale Tischverschiebung, entsprechend
einer Verschiebung des Tisches in Richtung der Körperachse des Patienten, ebenso
erfasst werden wie eine transversale Verschiebung, also eine Verschiebung zur
Seite. Weiterhin ist es möglich,
nur die eine oder andere Positionsänderung) zu erfassen und damit auch
nur die eine oder andere Positionsänderung im Rahmen der Bildfusionierung
zu berücksichtigen, falls
andere Änderungen
im jeweiligen System bzw. für
die Anfertigung der jeweilig vorgesehenen Aufnahme nicht erforderlich
sind bzw. nicht vorgesehen sind.
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Selbstverständlich kann
auch eine Veränderung
der Höhe
des Patiententisches erfasst werden, wobei diese für die meisten
Aufnahmen eine untergeordnete Bedeutung haben dürfte. Oft ist folglich die Erfassung
der longitudinalen im Zusammenhang mit der transversalen Position
ausreichend.
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Das
Verfahren bietet sich insbesondere an, um im Rahmen einer Rotationsangiographie
aufgenommene Bildaufnahmevolumina zu fusionieren, insbesondere begleitend
zur Durchführung
wenigstens eines elektrophysiologischen Verfahrens aufgenommene
Bildaufnahmevolumina.
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Damit
wird dem Problem begegnet, dass, wie eingangs geschildert wurde,
in elektrophysiologischen Laboren oftmals nur kleinere Detektoren
vorhanden sind, deren Rekonstruktionsvolumen nicht ausreicht, um
im Rahmen einer elektrophysiologischen Prozedur den vollständigen interessierenden Bereich aufzunehmen.
Somit kann das erfindungsgemäße Verfahren
beispielsweise eingesetzt werden, um bei einer Vorhofablation die
exakte Anatomie in drei Dimensionen betrachten zu können.
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Des
Weiteren kann die Fusion der Bildaufnahmevolumina ergänzend in
Abhängigkeit
wenigstens eines bildbasierten Ansatzes durchgeführt werden. Dies bedeutet,
dass die Fusionierung bzw. Überlagerung
der zwei oder mehr Bildaufnahmevolumina zu einer gemeinsamen Bilddarstellung
nicht nur in Abhängigkeit
von einer Positionserfassung des Patiententisches und damit der
Lage des Patienten im Koordinatensystem des Aufnahmesystems erfolgt,
sondern dass darüber
hinaus die Fusionierung mittels eines bildbasierten Ansatzes, der
ergänzend durchgeführt wird
und bei dem der Bildinhalt für
die Fusionierung genutzt wird, vorgenommen wird. Dies kann beispielsweise
ein bildbasierter Ansatz sein, bei dem auf anatomische Marker im
Bildaufnahmebereich zurückgegriffen
wird, beispielsweise auf in den Bildaufnahmen zu sehende Knochenstrukturen
bzw. Wirbel oder dergleichen. Des Weiteren oder ergänzend können übliche Bildverarbeitungsverfahren
eingesetzt werden, beispielsweise eine Kantenerkennung oder Mustererkennung
bzw. ein Abgleich mit Referenzbildern oder anatomischen Atlanten
und dergleichen.
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Durch
die ergänzende
Verwendung eines bildbasierten Ansatzes kann beispielsweise dem Problem
begegnet werden, dass übliche
Positionssensoren lediglich eine Genauigkeit im Millimeterbereich,
also beispielsweise im Bereich von 2 mm, aufweisen, wohingegen die
Voxel der Bildaufnahmen auf einer Submillimeterskala anzusiedeln
sind. In diesem Fall kann zur Erhöhung der Genauigkeit der ergänzende bildbasierte
Ansatz verwendet werden.
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Insbesondere
kann anhand des bildbasierten Ansatzes eine Korrektur von Bewegungsvorgängen des
Patienten und/oder im Körper
des Patienten vorgenommen werden. Dadurch kann das Ergebnis des
Zusammenführens
der beiden Bildhälften
bzw. mehrerer Bildbestandteile verfeinert werden. Diese Verfeinerung
ist sinnvoll, um Bewegungen, die nicht von den Positionssensoren
erfasst werden, wie beispielsweise Bewegungen des Patienten zwischen den
einzelnen Aufnahmen, die willkürlicher
oder unwillkürlicher
Art sein können,
bzw. Organbewegungen, beispielsweise verursacht durch die Atmung, zusätzlich zu
korrigieren. Bei einer Verwendung der Positionssensoren für eine erste
Bildzusammenführung
ist dann der Startpunkt für
eine automatisierte dreidimensionale (bildbasierte) Bildfusion schon
sehr nahe am Optimum, so dass sich das bildbasierte Verfahren als
Ergänzung
zum positionsbasierten Ansatz im Vergleich mit den bisher üblichen
Ansätzen,
die lediglich auf der Verwendung von Knochenstrukturen und dergleichen
basieren, wesentlich einfacher durchführen lässt.
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Die
Fusion der Bildaufnahmevolumina kann ergänzend in Abhängigkeit
wenigstens eines auf den dreidimensionalen Bildaufnahmevolumina
beruhenden bildbasierten Ansatzes und/oder eines auf zweidimensionalen
Projektionsbildaufnahmen beruhenden bildbasierten Ansatzes durchgeführt werden.
Es gibt also unterschiedliche Möglichkeiten
für die Durchführung eines
ergänzenden
bildbasierten Ansatzes. Dieser kann einerseits eine 3D/3D-Bildfusion zur
Verfeinerung des Ergebnisses des Zusammenführens von zwei bzw. mehr Bildbereichen
sein, andererseits ebenso eine Verfeinerung, die auf einer 2D/2D-Registrierung entsprechender
Projektionsbilder vor der eigentlichen dreidimensionalen Rekonstruktion
basiert. Zur Überprüfung der
Ergebnisse bzw. zur weiteren Verbesserung der Genauigkeit können auch
derartige auf den zweidimensionalen Projektionsbildern beruhende
Ansätze
mit solchen Ansätzen kombiniert
werden, denen von vorneherein die dreidimensionale Bildfusion zugrunde
liegt. Es können also
mehrere bildbasierte Verfahren angewandt werden.
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Des
Weiteren können
die Bildaufnahmevolumina automatisiert aufgenommen und/oder fusioniert werden
und/oder es kann die fusionierte dreidimensionale Bildaufnahme automatisiert
an einem Bildanzeigemittel dargestellt werden, wobei insbesondere der
gesamte Ablauf der Aufnahme und der Fusion und der Darstellung der
fusionierten dreidimensionalen gemeinsamen Bildaufnahme automatisiert
durchgeführt
werden kann. Dies kann z. B. seitens einer Steuerungs- und/oder
Berechnungseinrichtung erfolgen.
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Dabei
ist es besonders vorteilhaft, wenn der gesamte Ablauf von der Akquisition
der Bilder bis zur Darstellung des Ergebnisses, also des fusionierten Bildes,
automatisiert erfolgt. In diesem Fall kann auf eine Benutzerinteraktion
vollständig
oder zumindest weitgehend verzichtet werden. Die Bildaufnahme erfolgt
also über
eine automatische Steuerung, gegebenenfalls nach vorhergehender
Auswahl eines Bildaufnahmeprotokolls oder eines Organprogramms und
dergleichen durch einen Bediener. Daraufhin werden die aufgenommenen
Datensätze
vollautomatisch fusioniert und das Ergebnisbild, gegebenenfalls auch
mehrere Ergebnisbilder aus unterschiedlichen Positionen und dergleichen,
wird für
einen Bediener an einem Bildschirm dargestellt bzw. für eine spätere Darstellung
in einem Rechnersystem, gegebenenfalls im Steuerrechner, abgespeichert.
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Im
Rahmen einer automatisierten Aufnahme und/oder Fusion der Bildaufnahmevolumina
kann vorab ein Testlauf zur Speicherung der zugehörigen Positionen
des Patiententisches durchgeführt
werden und/oder es kann nach einem Start und/oder einer Auswahl
eines entsprechenden Organprogramms durch einen Bediener seitens
einer Steuerungs- und/oder Berechnungseinrichtung automatisch die
Aufnahme der Bildaufnahmevolumina erfolgen, insbesondere unter einem
automatischen Verfahren des Patiententisches in wenigstens eine
gespeicherte Position, und/oder die Bildaufnahmevolumina können seitens
einer Steuerungs- und/oder
Berechnungseinrichtung automatisch rekonstruiert und/oder zusammengesetzt
werden.
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Die
Automatisierung kann also z. B. in dem Sinne vollständig sein,
dass beispielsweise nach dem Start einer ersten Rotati on bei einem
Rotationsangiographiesystem bzw. der Bildakquisition überhaupt
keine Benutzerinteraktion mehr notwendig ist, um letztlich ein komplett
zusammengesetztes Bildvolumen zu generieren.
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Ebenso
ist es möglich,
dass lediglich einzelne Schritte automatisiert durchgeführt werden
bzw. vor oder nach einzelnen Schritten eine Bedienereingabe, beispielsweise
in Form einer Bestätigung
oder dergleichen, erforderlich ist. Die Automatisierung wird dabei
zweckmäßigerweise
unter Zuhilfenahme eines Steuerrechners (einer Steuerungs- und/oder Berechnungseinrichtung)
für die
Bildakquisition durchgeführt.
Selbstverständlich
ist es aber ebenso denkbar, dass ergänzende Rechner für die eigentliche
Fusion der Bilder bzw. den Rekonstruktionsprozess vorgesehen sind.
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Für den Bediener
ist es jedoch in der Regel von Vorteil, wenn beispielsweise der
Patiententisch nach dem Start des Organprogramms automatisch in eine
geeignete Position verfahren wird und hinterher die Datensätze automatisch
rekonstruiert bzw. fusioniert werden, ohne dass ein weiteres Eingreifen
zwingend erforderlich ist. Um das Verfahren gegebenenfalls zu verbessern,
kann aber ein Benutzereingriff ermöglicht werden, beispielsweise
eine spezifische Auswahl eines speziellen Fusionierungsverfahrens, beispielsweise
derart, dass nur in bestimmten Fällen zusätzlich ein
bildbasierter Ansatz verwendet wird und dergleichen, um den Besonderheiten
bei unterschiedlichen Bildaufnahmen entgegenzukommen.
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Insbesondere
kann jedoch, wie bereits dargelegt wurde, die Aufnahme und/oder
Fusion der Bildaufnahmevolumina nach einem bedienerseitigen Start
des Aufnahmebetriebs ohne weitere Bedienerinteraktion durchgeführt werden.
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Das
Verfahren bietet sich insbesondere an, um Bildaufnahmevolumina zu
fusionieren, die unterschiedliche Teilbereiche des Herzens eines
Patienten zeigen, insbesondere unterschiedliche Bereiche des linken
Atriums eines Patienten, und/oder die unterschiedliche Bereiche
anderer Organe und/oder Körperregionen
zeigen, insbesondere der Leber und/oder des Kopfes. Das Verfahren
ist also für
unterschiedlichste Aufnahmebereiche und auch unterschiedlichste
Aufnahmetechniken geeignet, wobei jedoch solche Anwendungen im Vordergrund
stehen, bei denen aus unterschiedlichen Gründen in aller Regel kleinere
Detektoren verwendet werden bzw. nur solche kleineren Detektoren
zur Verfügung
stehen, wie beispielsweise in einem elektrophysiologischen Labor,
in dem Herzinterventionen durchgeführt werden.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
bietet den Vorteil, dass die Zusammensetzung von mehreren Bildvolumina,
insbesondere von zwei Volumina, im Vergleich zu den bisher üblichen
Verfahren stark vereinfacht werden kann, ohne dass die Qualität des Ergebnisses
dieser Zusammensetzung bzw. Fusion in Frage gestellt wäre.
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Darüber hinaus
betrifft die Erfindung eine medizinische Einrichtung, insbesondere
eine medizinische Einrichtung zur Durchführung eines Verfahrens wie
vorstehend geschildert, die mit seitens einer Steuerungs- und/oder
Berechnungseinrichtung gesteuerten Bildaufnahmemitteln zur, insbesondere
rotationsangiographischen, Aufnahme wenigstens zweier auf jeweils
einen Teilbereich eines gewünschten
Aufnahmebereichs eines Patienten auf einem Patiententisch bezogener
Bildaufnahmevolumina und zur Fusion der Bildaufnahmevolumina zu
einer gemeinsamen dreidimensionalen Bildaufnahme und gegebenenfalls
zur Darstellung der gemeinsamen dreidimensionalen Bildaufnahme seitens
der Steuerungs- und/oder Berechnungseinrichtung ausgebildet ist,
wobei wenigstens ein dem Patiententisch zugeordneter Positionssensor
zur Erfassung der Position des Patiententisches vorgesehen ist und
die Steuerungs- und/oder Berechnungseinrichtung zur Fusion der Bildaufnahmevolumina
in Abhängigkeit
der Erfassung der Position des Patiententisches bei Aufnahme der
jeweiligen Bildaufnahmevolumina durch wenigstens einen Positionssensor
ausgebildet ist.
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Die
medizinische Einrichtung ist also eine Bildaufnahmeeinrichtung,
beispielsweise eine Rotationsangiographieaufnahmeeinrichtung, die
gegebenenfalls auch weitere interventionelle Mittel, beispielsweise
Mittel, wie sie in einem elektrophysiologischen Labor zur Behandlung
beispielsweise von Herzrhythmusstörungen vorgesehen sind, aufweisen kann. Über eine
entsprechende Steuerungs- und/oder Berechnungseinrichtung wird die
Bildaufnahme bzw. Bildakquisition gestartet. Die Daten werden durch
die Steuerungs- und/oder Berechnungseinrichtung verarbeitet, um
ein Fusionsbild zu erzeugen. Dabei erfolgt die Fusionierung auf
Basis einer Positionserkennung, die mit Hilfe von Positionssensoren,
die dem Patiententisch der medizinischen Einrichtung zugeordnet
sind, durchgeführt
wird. Dabei werden in der Regel mehrere Positionssensoren im System,
gegebenenfalls am bzw. im Tisch, vorhanden sein, um beispielsweise
eine longitudinale Tischverschiebung und eine transversale Tischverschiebung
und gegebenenfalls auch eine Veränderung
der Höhe
des Tisches zu erkennen.
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Gegebenenfalls
kann ergänzend
für die
Bildfusion ein bildbasierter Ansatz, beispielsweise auf Basis zweidimensionaler
Projektionsbilder oder auf Basis der rekonstruierten dreidimensionalen
Bilder, verwendet werden. Das fusionierte gemeinsame Bild, das aus
zwei Hälften
oder auch mehreren Bildaufnahmevolumina zusammengesetzt ist, wird
dann vorteilhafterweise für
einen Bediener an einem Bildanzeigemittel wie einem Bildschirm oder
dergleichen dargestellt bzw. im System abgespeichert, vorzugsweise
in der Steuerungs- und/oder Berechnungseinrichtung, gegebenenfalls
aber auch auf einem separaten Datenträger.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand
der folgenden Ausführungsbeispiele
sowie aus den Zeichnungen. Dabei zeigen:
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1 eine
Skizze zur Durchführung
eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
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2 eine
Darstellung einer erfindungsgemäßen medizinischen
Einrichtung und
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3 und 4 ein
Beispiel für
im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens
zu fusionierende Bildaufnahmevolumina.
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In
der 1 ist eine Skizze zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens
gezeigt. Dabei wird zunächst
bei einer ersten Tischposition, hier angedeutet durch das Kästchen 1,
ein erstes Bildaufnahmevolumen 2 eines Organs aufgenommen.
Anschließend
wird in einer geänderten
Tischposition gemäß dem Kästchen 3 ein
weiteres Bildaufnahmevolumen 4, das einen noch fehlenden
Teilbereich des Organs zeigt, aufgenommen. Die unterschiedlichen Tischpositionen
gemäß den Kästchen 1 und 3 bzw. die
entsprechenden Achsen(positionen) des Patientenlagerungstisches
werden für
die einzelnen Aufnahmen mit Hilfe von Positionssensoren erfasst.
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In
Abhängigkeit
von den Daten der Positionssensoren, die die Positionsänderung
des Tisches und damit die Verschiebung des Patienten zwischen der
Anfertigung der beiden Bildaufnahmevolumina 2, 4 angeben,
wird eine Fusionsaufnahme 5 erzeugt, also eine zusammengesetzte
Aufnahme aus den beiden Bildaufnahmevolumina 2, 4,
bei der es sich um eine dreidimensionale Fusionsdarstellung handelt. Die
dreidimensionale Fusionsbildaufnahme 5 wird in einem Rechner
des Bildaufnahmesystems abgespeichert bzw. direkt für einen
Bediener an einem Monitor dargestellt, um es beispielsweise einem
Arzt während
einer Intervention im Bereich der Kardiologie zu ermöglichen,
die exakte Anatomie des Interventionsbereichs zu betrachten.
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Dabei
wird im hier dargestellten Fall ergänzend zur Erhöhung der
Genauigkeit der Bildfusionierung auf bildbasierte Ansätze zur
Zusammenführung der
beiden Bildaufnahmevolumina 2, 4 zurückgegriffen,
wie durch das Kästchen 6 angedeutet.
Das Kästchen 6 zeigt
eine Steuerungs- und Berechnungseinrichtung 7, die unter
Rückgriff
auf anatomische Marker in den Bilddatenvolumina 2, 4 die
anhand der Positionserkennung durchgeführte (erste) Fusionierung verfeinert,
um das Ergebnis zu verbessern. So können beispielsweise Bewegungen
ausgeglichen werden, die auf die Atmung des Patienten oder unwillkürliche Bewegungen,
die dieser zwischen der einen und der anderen Bildaufnahme durchgeführt hat,
zurückgehen.
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Wenn
dieser bildbasierte Ansatz gemäß dem Kästchen 6 wie
hier auf Basis eines ersten Fusionsergebnisses anhand der Daten
der Positionssensoren durchgeführt
wird, bietet dies den Vorteil, dass der Startpunkt für die an
den anatomischen Markern orientierte Bildfusion bereits sehr nahe
am optimalen Punkt liegt, so dass der bildbasierte Ansatz wesentlich
einfacher durchgeführt
werden kann, als wenn dieser die alleinige Grundlage der Fusionierung
wäre. Diese
Abhängigkeit
des bildbasierten Ansatzes von den Positionsdaten wird in der Darstellung
durch den Doppelpfeil zwischen dem Kästchen 6 sowie der Fusionsbildaufnahme 5 angedeutet,
der verdeutlichen soll, dass der bildbasierte Ansatz auf dem ersten
Fusionsergebnis beruht, während
andererseits die Fusionierung durch den bildbasierten Ansatz verfeinert
wird, um eine exakte Fusionsaufnahme 5 zu erhalten.
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Dabei
erfolgt die Erstellung des ersten Fusionsbildes bzw. die Verarbeitung
der Daten der Positionssensoren zweckmäßigerweise ebenfalls seitens der
Steuerungs- und Berechnungseinrichtung 7, die weiterhin
in diesem Fall die Möglichkeit
bietet, den gesamten Ablauf von der Bildakquisition bis zur Darstellung
des Ergebnisses vollständig
automatisiert, also ohne eine zwingende Benutzerinteraktion, vorzunehmen.
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Die 2 zeigt
eine Darstellung einer erfindungsgemäßen medizinischen Einrichtung 8,
wobei hier ein Röntgensystem 9 zur
Bildakquisition, das generell unterschiedlich ausgebildet sein kann
und in diesem Ausführungsbeispiel
ein C-Bogen für
Rotationsangiographieaufnahmen ist, angedeutet gezeigt ist. Des
Weiteren ist ein Patiententisch 10 vorhanden, der im hier
gezeigten Ausführungsbeispiel
gemäß dem Pfeil 11 transversal
und gemäß dem Pfeil 12 longitudinal
verschoben werden kann.
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Diese
Tischverschiebung wird über
dem Patiententisch 10 zugeordnete, also hier im bzw. am
Patiententisch angeordnete Positionssensoren, die aus Übersichtlichkeitsgründen nicht
näher dargestellt sind,
erfasst. Die Positionssignalerfassung wird durch das Kästchen 13 angedeutet.
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In
anderen Ausführungsbeispielen
kann ebenso als eine Positionskomponente die Tischhöhe bzw.
eine Positionsveränderung
der Tischhöhe
erfasst werden. Die Daten aus der Positionssignalerfassung 13,
also der Erfassung der (Position der) Achsen bzw. einiger Achsen
des Patiententisches 10, werden gemäß dem Kästchen 14 ebenso wie
die Röntgendaten
des Röntgensystems 9 einem Bildrechner
zugeführt,
der die Teilvolumina rekonstruiert und nachfolgend die Teilbilder
zu einem gemeinsamen Fusionsbild zusammensetzt. Durch den Rückgriff
auf die Positionssensoren, die dem Patiententisch 10 zugeordnet
sind, kann dieses Zusammensetzen im Vergleich zu bisherigen Fusionsverfahren
bzw. zum Vorgehen bei bisherigen medizinischen Einrichtungen deutlich
einfacher erfolgen.
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Die 3 und 4 zeigen
schließlich
ein Beispiel für
im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens
zu fusionierende Bildaufnahmevolumina 15 und 16 (in
einer skizzenartigen zweidimensionalen Darstellung). Bei den Bildaufnahmevolumina 15 bzw. 16 handelt
es sich um zwei Hälften
des linken Atriums eines Patienten, die für einen Arzt begleitend zu
einer Intervention an einem Bildschirm dargestellt werden sollen.
Dabei wurde das Bildaufnahmevolumen 15 in einer ersten
Tischpo sition, die mit Hilfe einer die Achsen des Patientenlagerungstisches
betreffenden Positionserfassung bestimmt wurde, aufgenommen. Das
Bildaufnahmevolumen 16 wurde bei einer demgegenüber veränderten
zweiten Tischposition, die durch eine transversale Verschiebung
der Tischplatte entstanden ist, aufgenommen. Erfindungsgemäß werden
diese Positionen der Patientenlagerung bei den Aufnahmen mit Hilfe
von Positionssensoren erfasst bzw. es wird aus den Positionsdaten
eine Positionsänderung
bestimmt, die es ermöglicht,
die Bildaufnahmevolumina 15, 16 korrekt zu einem
einzigen Volumen zusammenzusetzen. Diese Zusammensetzung bietet
den Vorteil, dass sie vergleichsweise einfach durchführbar ist.
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Somit
kann erfindungsgemäß auch in
Bereichen, in denen die Detektorgröße zu klein ist, um ein gesamtes
Bildaufnahmevolumen auf einmal aufzuzeichnen, dennoch eine dreidimensionale
Darstellung des zugehörigen
vollständigen
Volumens auf einfache Art und Weise erfolgen.
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Dazu
kann vorab in einem Testlauf eine Speicherung entsprechender Positionen
des Tisches durchgeführt
werden, wobei der Testlauf mit einer niedrigen Durchleuchtungsdosis
erfolgen kann. Nach dem Start eines entsprechenden Organprogramms kann
dann ablaufgesteuert die Bildakquisition für die Aufnahme des ersten Bildaufnahmevolumens 15 durchgeführt werden,
woraufhin ein Steuerrechner den Tisch transversal verschiebt, wobei
diese Verschiebung gemäß der gespeicherten
Position erfolgt, um die zweite Akquisition von Bilddaten durchzuführen.
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Damit
ist es erfindungsgemäß insbesondere möglich, ein
komplett zusammengesetztes Volumen ohne eine weitere Benutzerinteraktion,
abgesehen von einem Initiieren der Aufnahme, zu erzeugen.