DE102008021388A1 - X-ray device operating method for use in medical field for producing X-ray and optical images of patient, involves displaying different colors and gray levels of optical image acquisition with opacity depending on colors and/or gray levels - Google Patents

X-ray device operating method for use in medical field for producing X-ray and optical images of patient, involves displaying different colors and gray levels of optical image acquisition with opacity depending on colors and/or gray levels Download PDF

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Abstract

The method involves superimposing an X-ray image acquisition of an object (10) i.e. patient, with an optical image acquisition of the object. The superimposing of the X-ray and optical image acquisitions is displayed on an output unit (5) e.g. LCD screen. Different colors and/or gray levels of the optical image acquisition are displayed with an opacity that depends on colors and/or gray levels, where the opacity includes hiding power of color shade and/or gray shade. A maximal hiding power is selected such that the X-ray image acquisition is viewable by the optical image acquisition. Independent claims are also included for the following: (1) a computer program product having instructions for performing a method for operating an X-ray device (2) an X-ray device comprising a color control module.

Description

Die Erfindung betrifft einen im Patentanspruch 1 angegebenes Verfahren zum Betrieb einer Röntgenvorrichtung, eine im Patentanspruch 6 angegebene Röntgenvorrichtung sowie eine im Patentanspruch 9 angegebene Verwendung eines Objekts in der Röntgenvorrichtung.The The invention relates to a specified in claim 1 method for operating an X-ray device, one in the claim 6 specified X-ray device and in the claim 9 indicated use of an object in the X-ray device.

Bei bildgebenden Vorrichtungen und Verfahren in der Medizintechnik ist es hilfreich, zusätzlich beispielsweise zu einem Röntgenbild eines Untersuchungsobjektes ein entsprechendes, korrespondierendes optisches Bild zu erzeugen. Beide Bilder werden zu einem Bild derart überlagert, dass erkennbar ist, wie die durch Röntgenstrahlen enthüllten Merkmale des Untersuchungsobjektes auf die in einem optischen Bild dargestellten Oberflächenmerkmale des Untersuchungsobjektes bezogen sind und in welcher Beziehung chirurgische Instrumente, die im optischen Bild sichtbar sind, zu den enthüllten Merkmalen des Untersuchungsobjektes stehen.at imaging devices and methods in medical technology it helpful, in addition, for example, to an x-ray image an object of investigation a corresponding, corresponding to produce an optical image. Both images are superimposed to form an image that is recognizable as revealed by x-rays Features of the examination object on the in an optical image represented surface features of the examination object and in which relationship surgical instruments, which are visible in the optical image to those revealed Characteristics of the examination object stand.

In der Patentschrift US 6,229,873 B1 wird beschrieben, wie erfasste Röntgenbilder vom Inneren eines Untersuchungsobjekts mit Videobildern der Oberfläche desselben Untersuchungsobjekts überlagert werden. Röntgen- und Videobild werden mit identischen Transparenzwerten für alle Bildpunkte überlagert. Daher kann das Röntgenbild durch Inhalte des Videobilds, welche von geringem Interesse sind, wie zum Beispiel Haut, Tücher, etc., verdeckt sein. Die Bildqualität des Röntgenbilds kann dadurch verschlechtert werden.In the patent US 6,229,873 B1 It is described how recorded X-ray images from the interior of an examination object are superimposed with video images of the surface of the same examination subject. X-ray and video images are overlaid with identical transparency values for all pixels. Therefore, the X-ray image may be obscured by contents of the video image that are of little interest, such as skin, cloths, etc. The image quality of the X-ray image can thereby be worsened.

Es ist Aufgabe der Erfindung diesen Nachteil zu überwinden, und ein Verfahren zum Betrieb einer Röntgenvorrichtung sowie eine Röntgenvorrichtung anzugeben, welche überlagerte Bilder verbessert darstellt bzw. anzeigt.It The object of the invention is to overcome this disadvantage and a method of operating an X-ray device and to provide an X-ray device which overlaid Images displayed or displayed improved.

Gemäß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe mit dem Verfahren des unabhängigen Patentanspruchs 1, der Röntgenvorrichtung des unabhängigen Patentanspruchs 6 und des Objekts zur Verwendung in der Röntgenvorrichtung des unabhängigen Patentanspruchs 9 gelöst.According to the Invention achieves the stated object with the method of independent Patent claim 1, the X-ray device of the independent Claim 6 and the object for use in the X-ray device of independent claim 9 solved.

Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren zum Betrieb einer Röntgenvorrichtung eine Überlagerung einer Röntgenbildaufnahme mindestens eines Objekts, beispielsweise eines Patienten, mit einer optischen Bildaufnahme des Objekts und eine Darstellung der Überlagerung der beiden Aufnahmen, wobei die Opazität von Farben und/oder Graustufen der optischen Bildaufnahme in Abhängigkeit der Farben bzw. der Graustufen dargestellt wird Dadurch können Teile des Objekts und/oder unterschiedliche Objekte entsprechend ihrer Bedeutung für beispielsweise eine Befundung oder einen chirurgischen Eingriff mehr oder weniger transparent dargestellt werden.According to the invention the method for operating an x-ray device is an overlay an X-ray image of at least one object, for example a patient, with an optical image of the object and a representation of the superimposition of the two recordings, wherein the opacity of colors and / or gray levels of the optical Image recording depending on the colors or grayscale This allows parts of the object and / or different objects according to their meaning for for example, a report or a surgical procedure more or less transparent.

In einer weiteren Ausführungsform können die überlagerten Bildaufnahmen auf einer Ausgabeeinheit angezeigt werden. Dies bietet den Vorteil einer einfachen Darstellung.In In another embodiment, the superimposed Images are displayed on an output unit. This offers the advantage of a simple representation.

In einer Weiterbildung können die Deckkraft des Farbtons der Farben oder die Deckkraft des Grautons der Graustufen gesteuert werden. Dies bringt den Vorteil einer einfachen Farb- bzw. Graustufensteuerung der Opazität.In a further development, the opacity of the hue of Colors or the opacity of the grayscale of grayscale controlled become. This has the advantage of a simple color or grayscale control the opacity.

In einer weiteren Ausführungsform kann eine maximale Deckkraft derart gewählt werden, dass die Röntgenbildaufnahme durch die optische Bildaufnahme hindurch sichtbar ist. Damit wird eine gute Erkennbarkeit der Röntgenbildaufnahme gewährleistet.In In another embodiment, maximum opacity be chosen such that the X-ray image is visible through the optical image pickup. This will be ensures a good visibility of the X-ray image.

Des Weiteren wird ein Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm angegeben, welches Softwaremittel zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens aufweist, wenn das Computerprogramm in einer Steuereinheit ausgeführt wird.Of Another is a computer program product with a computer program specified which software means for performing a inventive method, when the Computer program is executed in a control unit.

Die Erfindung gibt auch eine Röntgenvorrichtung zur Darstellung einer Überlagerung einer Röntgenbildaufnahme mindestens eines Objekts mit einer optischen Bildaufnahme des Objekts an. Die Vorrichtung umfasst ein Farbsteuermodul, durch das die Opazität von Farben und/oder Graustufen in Abhängigkeit der Farben bzw. der Graustufen steuerbar ist.The The invention also provides an x-ray device for illustration a superimposition of an X-ray image at least an object with an optical image of the object. The Device comprises a color control module, through which the opacity of colors and / or grayscale depending on the colors or the gray scale is controllable.

In einer Weiterbildung können die Deckkraft des Farbtons der Farben oder die Deckkraft des Grautons der Graustufen steuerbar sein.In a further development, the opacity of the hue of Colors or the opacity of gray scale of grayscale controllable be.

In einer weiteren Ausführungsform kann die Darstellung auf einer Ausgabeeinheit, beispielsweise einem LCD-Bildschirm oder einem Video-Monitor erfolgen.In In another embodiment, the illustration can an output unit, such as an LCD screen or a Video monitor done.

Erfindungsgemäß wird auch ein Objekt zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Röntgenvorrichtung angegeben. Das Objekt, beispielsweise eine chirurgisches Instrument, weist eine derartige Farbe auf, dass bei der Bildüberlagerung eine geringe Opazität bzw. eine hohe Deckkraft erzeugt wird. Dadurch können Instrumente und Gegenstände, beispielsweise für einen Chirurgen, gut sichtbar gemacht werden.According to the invention also an object for use in an inventive X-ray device specified. The object, for example a surgical instrument, has such a color that at the image overlay a low opacity or a high opacity is generated. This can be instruments and objects, for example for a surgeon, be made visible.

Weitere Besonderheiten und Vorteile der Erfindung werden aus den nachfolgenden Erläuterungen eines Ausführungsbeispiels anhand von schematischen Zeichnungen ersichtlich.Further Particulars and advantages of the invention will become apparent from the following Explanations of an embodiment based of schematic drawings.

Es zeigen:It demonstrate:

1: eine erfindungsgemäße Röntgenvorrichtung und 1 an X-ray device according to the invention and

2: ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens. 2 a flowchart of a method according to the invention.

1 zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Röntgenvorrichtung. Eine Röntgenaufnahmeeinheit 1, 2 mit einem Röntgenstrahler 1 und mit einem digitalen Röntgendetektor 2, sowie eine Videokamera 3 sind mit einer Überlagerungseinheit 4 verbunden. Die Überlagerungseinheit 4 ist selbst wie derum an eine Bildausgabeeinheit 5, beispielsweise einen Videomonitor, angeschlossen. Im Bildaufnahmefeld der Röntgenaufnahmeeinheit 1, 2 und der Videokamera 3 befinden sich ein zu untersuchendes Objekt 10 mit einer Oberfläche 11 sowie chirurgische Instrumente 12. Mit einem das Objekt 10 durchsetzenden Röntgenstrahl 6 der Röntgenaufnahmeeinheit 1, 2 wird eine Vielzahl von Projektionsdatensätzen, sogenannte Einzelbilder, erzeugt, aus welchen ein dreidimensionaler erster Bilddatensatz vom Inneren des Objekts 10 rekonstruiert wird. Mit Hilfe der Videokamera 3 wird ein zweidimensionaler zweiter Bilddatensatz der Oberfläche 11 des Objekts 10 und der Instrumente 12 entsprechend der Ausrichtung und der Zoomeinstellung der Videokamera 3 erzeugt. Aus dem dreidimensionalen ersten Bilddatensatz wird mittels digitaler Projektion ein Projektionsbild in der Aufnahmegeometrie der Videokamera 3 erzeugt. Es wird mit dem zweiten Bilddatensatz deckungsgleich in der Überlagerungseinheit 4 überlagert und auf der Ausgabeeinheit 5 visualisiert. Somit entsteht ein deckungsgleiches, richtungsgenaues Summenbild von äußerer und innerer Struktur des Objekts 10 und von verwendeten chirurgischen Instrumenten 12. 1 shows a block diagram of an X-ray device according to the invention. An X-ray unit 1 . 2 with an X-ray source 1 and with a digital x-ray detector 2 , as well as a video camera 3 are with an overlay unit 4 connected. The overlay unit 4 itself is in turn like an image output unit 5 , For example, a video monitor, connected. In the image recording field of the X-ray imaging unit 1 . 2 and the video camera 3 are an object to be examined 10 with a surface 11 as well as surgical instruments 12 , With one the object 10 penetrating x-ray beam 6 the X-ray unit 1 . 2 a plurality of projection data sets, so-called single images, is generated, from which a three-dimensional first image data record from the interior of the object 10 is reconstructed. With the help of the video camera 3 becomes a two-dimensional second image data set of the surface 11 of the object 10 and the instruments 12 according to the orientation and zoom setting of the video camera 3 generated. From the three-dimensional first image data set, a projection image in the recording geometry of the video camera is produced by means of digital projection 3 generated. It is congruent with the second image data set in the overlay unit 4 overlaid and on the output unit 5 visualized. This creates a congruent, directionally accurate summation image of the outer and inner structure of the object 10 and used surgical instruments 12 ,

Mit der Überlagerungseinheit 4 ist ein Farbsteuermodul 7 elektrisch verbunden. Das Farbsteuermodul 7 steuert die Farbdarstellung des Videobildes auf der Ausgabeeinheit 5. Dabei wird die Opazität OZ von Farben und Graustufen in Abhängigkeit der Farbe bzw. der Graustufe gesteuert. Das heißt, dass zum Beispiel blau gefärbte Instrumente 12 mit einer hohen Farbtondeckkraft und weiße bzw. grüne Tücher sowie rote Haut und Blut mit geringer Deckkraft bzw. hoher Transparenz dargestellt werden. Dadurch werden die wichtigen Instrumente 12 gut sichtbar dargestellt, wo hingegen die unwichtigen Strukturen visuell in den Hintergrund treten und die Röntgenbildaufnahmen nicht überdecken.With the overlay unit 4 is a color control module 7 electrically connected. The color control module 7 Controls the color representation of the video image on the output device 5 , The opacity OZ is controlled by colors and grayscale depending on the color or the gray level. That is, for example, blue-colored instruments 12 with a high hue coverage power and white or green cloths as well as red skin and blood with low opacity or high transparency. This will be the important tools 12 In contrast, the unimportant structures visually recede into the background and do not cover the X-ray images.

Die Deckkraft oder das Kontrastvermögen ist ein Maß für das Vermögen einer Farbe eine andere Farbe zu überdecken. Je niedriger die Deckkraft, desto weniger kann eine Farbe eine andere Farbe überdecken.The Opacity or contrast is a measure of the ability of one color to cover another color. The lower the opacity, the less one color can change Cover the color.

Im Farbsteuermodul 7 sind die Zuordnungen der Farbtöne zur Deckkraft, die Grenzwerte für die maximale Deckkraft sowie Kantenglättungsalgorithmen und Störungsfilter für Transparenzmasken gespeichert.In the color control module 7 Shades of hue to opacity, maximum hiding limits, and anti-aliasing and transparency mask noise filters are stored.

Die Vorrichtung ist sowohl für Farb- als auch für Monochromüberlagerungen einsetzbar.The Device is for both color and for Monochrome overlays can be used.

In 2 ist das Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb einer erfindungsgemäßen Röntgenvorrichtung dargestellt. Bei dem Verfahren wird zuerst im Schritt 100 ein Objekt 10 ausgewählt und zwischen Röntgenstrahler 1 und Röntgendetektor 2 platziert. In den Schritten 101 und 102 werden eine Röntgenbildaufnahme RA und eine optische Bildaufnahme OA erzeugt. Beide Aufnahmen RA, OA werden im Schritt 103 überlagert und unter Berücksichtigung einer vorgebbaren Farb- bzw. Graustufen-Opazität OZ auf einer Ausgabeeinheit 5 dargestellt. Die Opazität OZ bzw. Transparenz der Farben bzw. Graustufen erfolgt in Abhängigkeit der Farbe bzw. der Graustufen.In 2 the flowchart of a method for operating an X-ray device according to the invention is shown. The procedure is first in step 100 an object 10 selected and between X-ray source 1 and x-ray detector 2 placed. In the steps 101 and 102 An X-ray image RA and an optical image acquisition OA are generated. Both shots RA, OA are in step 103 superimposed and taking into account a specifiable color or grayscale opacity OZ on an output unit 5 shown. The opacity OZ or transparency of the colors or gray levels occurs as a function of the color or the gray levels.

11
RöntgenstrahlerX-ray
22
RöntgendetektorX-ray detector
33
Videokameravideo camera
44
ÜberlagerungseinheitOverlay unit
55
Ausgabeeinheitoutput unit
66
RöntgenstrahlungX-rays
77
FarbsteuermodulColor control module
1010
Objektobject
1111
Oberfläche des Objekts 10 Surface of the object 10
1212
Chirurgisches Instrumentsurgical instrument
100100
Auswahl und Platzierung eines Objekts 10 Selection and placement of an object 10
101101
Erzeugung einer Röntgenbildaufnahme RAgeneration an X-ray image of RA
102102
Erzeugung eines Videobildes OAgeneration a video image OA
103103
Überlagerungoverlay
104104
Darstellungpresentation
OAOA
optische Aufnahme/Videoaufnahmeoptical Recording / Video Recording
OZOZ
Opazitätopacity
RARA
RöntgenbildaufnahmeX-ray imaging

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - US 6229873 B1 [0003] - US 6229873 B1 [0003]

Claims (10)

Verfahren zum Betrieb einer Röntgenvorrichtung, gekennzeichnet durch: – eine Überlagerung (103) einer Röntgenbildaufnahme (RA) mindestens eines Objekts (10) mit einer optischen Bildaufnahme (OA) des mindestens einen Objekts (10 und – eine Darstellung (104) der Überlagerung der optischen Bildaufnahme (OA) und der Röntgenbildaufnahme (RA), wobei unterschiedliche Farben und/oder Graustufen der optischen Bildaufnahme (OA) mit einer von den Farben bzw. den Graustufen abhängigen, vorgebbaren Opazität (OZ) dargestellt werden.Method for operating an x-ray device, characterized by: - an overlay ( 103 ) an X-ray image (RA) of at least one object ( 10 ) with an optical image acquisition (OA) of the at least one object ( 10 and - a representation ( 104 ) of the superposition of the optical image recording (OA) and the X-ray image recording (RA), whereby different colors and / or gray levels of the optical image acquisition (OA) are represented with a predefinable opacity (OZ) which depends on the colors or gray levels. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Darstellung auf einer Ausgabeeinheit (5) angezeigt wird.Method according to claim 1, characterized in that the representation on an output unit ( 5 ) is shown. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Opazität die Deckkraft des Farbtons der Farben und/oder die Deckkraft des Grautons der Graustufen umfasst.Method according to claim 1 or 2, characterized that the opacity is the opacity of the hue of the colors and / or the opacity of the gray tone of the gray scale. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine maximale Deckkraft derart gewählt wird, dass die Röntgenbildaufnahme (RA) durch die optische Bildaufnahme (OA) hindurch sichtbar ist.Method according to claim 3, characterized that a maximum opacity is chosen such that the X-ray image (RA) through the optical image recording (OA) is visible through. Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm, das Softwaremittel zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 aufweist, wenn das Computerprogramm in einer Steuereinheit ausgeführt wird.Computer program product with a computer program, the software means for performing a method one of claims 1 to 4, when the computer program is executed in a control unit. Röntgenvorrichtung zur Darstellung einer Überlagerung einer Röntgenbildaufnahme (RA) mindestens eines Objekts (10) mit einer optischen Bildaufnahme (OA) des mindestens einen Objekts (10), gekennzeichnet durch: ein Farbsteuermodul (7), durch das bei der Darstellung die Opazität (OZ) von Farben und/oder Graustufen der optischen Bildaufnahme (OA) in Abhängigkeit der Farben bzw. der Graustufen steuerbar ist.X-ray device for displaying an overlay of an X-ray image (RA) of at least one object ( 10 ) with an optical image acquisition (OA) of the at least one object ( 10 ), characterized by: a color control module ( 7 ), by which the opacity (OZ) of colors and / or gray levels of the optical image recording (OA) can be controlled in dependence on the colors or the gray levels. Röntgenvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckkraft des Farbtons der Farben und/oder die Deckkraft des Grautons der Graustufe steuerbar sind.X-ray device according to claim 6, characterized in that that the opacity of the hue of the colors and / or the opacity of gray tone of grayscale are controllable. Röntgenvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Darstellung auf einer Ausgabeeinheit (5) erfolgt.X-ray device according to claim 6 or 7, characterized in that the representation on an output unit ( 5 ) he follows. Objekt (10) zur Verwendung in einer Röntgenvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt (10) eine derartige Farbe aufweist, dass bei der Bilddarstellung (104) eine geringe Opazität (OZ) bzw. eine hohe Deckkraft erzeugt wird.Object ( 10 ) for use in an x-ray device according to one of claims 6 to 8, characterized in that the object ( 10 ) has a color such that in the image representation ( 104 ) a low opacity (OZ) or a high opacity is generated. Objekt (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt (10) ein chirurgisches Instrument (12) umfasst.Object ( 10 ) according to claim 9, characterized in that the object ( 10 ) a surgical instrument ( 12 ).
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