DE102008045276B4 - Method for controlling a medical device, medical device and computer program - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung einer medizintechnischen Anlage (1), bei dem mittels eines Projektionsbildaufnahmegeräts (2) der medizintechnischen Anlage (1) in zeitlichen Abständen Projektionsbilder (BP) eines Hohlorgans (G) erfasst und auf einer Anzeigeeinrichtung (7a) angezeigt werden und parallel jeweils auf einer Anzeigeeinrichtung (7b) aus zuvor erzeugten Volumendaten (VD) des Hohlorgans (G) generierte Volumenbilder (BV, BV, BV) des Hohlorgans (G) angezeigt werden. Dabei werden automatisch die Anzeige eines Projektionsbilds (BP) und die Anzeige eines Volumenbilds (BV, BV, BV) des Hohlorgans (G) miteinander lagekorreliert, und es wird auf Basis von Projektions-Aufnahmeparameterwerten (PW) des Projektionsbildaufnahmegeräts (2) automatisch ein Volumenbild (BV, BV, BV) aus den Volumendaten (VD) generiert und angezeigt, welches zu dem Projektionsbild (BP) lagekorreliert ist, das bei den betreffenden Projektions-Aufnahmeparameterwerten (PW) vom Projektionsbildaufnahmegerät (2) erzeugt würde. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine medizintechnische Anlage (1), welche mit diesem Verfahren ansteuerbar ist.The invention relates to a method for controlling a medical-technical system (1) in which projection images (BP) of a hollow organ (G) are recorded at intervals by means of a projection image recorder (2) of the medical technology system (1) and displayed on a display device (7a) and volume images (BV, BV, BV) of the hollow organ (G) generated in parallel on a display device (7b) of previously generated volume data (VD) of the hollow organ (G) are displayed. At this time, the display of a projection image (BP) and the display of a volume image (BV, BV, BV) of the hollow organ (G) are automatically correlated with each other, and a volume image automatically becomes on the basis of projection acquisition parameter values (PW) of the projection image pickup device (2) (BV, BV, BV) are generated and displayed from the volume data (VD) which is position correlated to the projection image (BP) that would be generated by the projection image acquisition device (2) at the respective projection acquisition parameter values (PW). In addition, the invention relates to a medical device (1), which can be controlled by this method.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung einer medizintechnischen Anlage, insbesondere einer Angiographieanlage, bei dem mittels eines Projektionsbildaufnahmegeräts während des Betriebs der medizintechnischen Anlage in zeitlichen Abständen aktuelle Projektionsbilder eines Hohlorgans, insbesondere eines Blutgefäßes, erfasst und auf einer Anzeigeeinrichtung angezeigt werden und bei dem parallel jeweils auf einer weiteren Anzeigeeinrichtung aus zuvor erzeugten Volumendaten des Hohlorgans generierte Volumenbilder des Hohlorgans angezeigt werden. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine medizintechnische Anlage mit einem Projektionsbildaufnahmegerät zur Erzeugung von Projektionsbildern eines Hohlorgans, mit einer Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen der Projektionsbilder, einer Volumendaten-Schnittstelle zur Erfassung von Volumendaten des Hohlorgans, einer Volumendaten-Bearbeitungseinheit zum Generieren von Volumenbildern aus den Volumendaten sowie einer zweiten Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen der Volumenbilder.The The invention relates to a method for controlling a medical technology Anlage, in particular an angiography system, in which by means of a Projection image recording device while the operation of the medical device at regular intervals current Projection images of a hollow organ, in particular a blood vessel detected and displayed on a display device and in parallel each on a further display device from previously generated Volume data of the hollow organ generated volume images of the hollow organ are displayed. About that In addition, the invention relates to a medical device with a projection image recorder for generating projection images of a hollow organ, with a Display device for displaying the projection images, a volume data interface for collecting volume data of the hollow organ, a volume data processing unit for generating volume images from the volume data as well as a second display device for displaying the volume images.
Insbesondere zur Untersuchung von Herzkranzgefäßen oder bei neuroradiologischen Untersuchungen werden heutzutage oftmals invasive Angiographieuntersuchungen durchgeführt. Hierzu wird über einen Zugang, beispielsweise in der Leiste oder der Hand, ein Katheter in ein Blutgefäß des Patienten eingeführt und dieser Katheter durch die Gefäße bis zu dem zu untersuchenden Gefäßabschnitt navigiert. Dabei wird in zeitlichen Abständen jeweils mit einem Projektionsbildaufnahmegerät, beispielsweise einem speziell für angiographische Untersuchungen vorgesehenen Röntgendurchleuchtungsgerät, ein aktuelles Projektionsbild erzeugt. Um das Gefäß in den Projektionsbildern besonders gut sichtbar zu machen, wird Kontrastmittel eingesetzt, das über den Katheter injiziert werden kann. Eine typischerweise dabei verwendete Methode ist die sogenannte digitale Subtraktionsangiographie, bei der zunächst eine Leeraufnahme ohne Kontrastmittel angefertigt wird und anschließend diese Leeraufnahme von der Aufnahme mit dem Kontrastmittel subtrahiert wird. Dadurch werden störende Bildelemente, wie Knochenstrukturen, die auf beiden Bildern vorhanden sind, ausgeblendet. Um Kontrastmittelgaben zu reduzieren, navigiert das medizinische Personal dabei zu einem großen Teil ohne eine Visualisierung der Gefäße durch diese hindurch. Nur an einigen schwierigen Stellen wird Kontrastmittel eingesetzt. Innerhalb der Projektionsbilder ist daher in der Regel lediglich der Katheter selbst ausreichend sichtbar, da dieser sich beispielsweise bei einer Verwendung eines üblichen Röntgengeräts aufgrund seiner Absorption der Röntgenstrahlung immer von der umliegenden Anatomie abhebt. Eine solche Navigation des hauchdünnen Katheters in dem nicht kontrastierten Gefäß erfordert eine große Erfahrung und viel Übung. Oft erschweren unerwartete Gefäßverläufe, Verschlüsse wie Stenosen oder totale Okklusionen die Navigation des Katheters. Besonders schwer ist das Einfädeln des Katheters beispielsweise beim Herzen in die einzelnen Koronargefäße. Hierbei steuert der Kardiologe die Katheterspitze entlang dem Aortenbogen hin zu den Ostien, dem Abgang in die beiden Hauptstämme der rechten und linken Koronararterie. Dies ist eine zeitaufwändige und relativ komplizierte Aufgabe, die nur von erfahrenem und gut geschultem Personal schnell und zuverlässig durchgeführt werden kann. Bei erschwerten Zugängen in die Ostien oder im Gefäß selbst kann es aufgrund des invasiven Verfahrens zu Verletzungen der Gefäßinnenwand kommen.Especially for the examination of coronary vessels or in neuroradiological Investigations are now often invasive angiography carried out. This is about an access, for example in the groin or the hand, a catheter introduced into a patient's blood vessel and this catheter through the vessels up to the vessel section to be examined navigated. It is at intervals with a projection image pickup device, for example a specially for angiographic examinations provided X-ray fluoroscopy device, a current Projection image generated. Around the vessel in the projection images particularly well visible, contrast agent is used, the above the catheter can be injected. A typically used here Method is the so-called digital subtraction angiography, at the first an empty shot without contrast agent is made and then this Blank shot subtracted from the shot with the contrast becomes. This will be annoying Image elements, such as bone structures, present on both images are hidden. To reduce contrast media, navigate the medical staff to a large extent without a visualization through the vessels this through. Only in some difficult places is contrast medium used. Within the projection pictures is therefore usually only the catheter itself sufficiently visible, because this example when using a standard X-ray machine due its absorption of X-rays always stands out from the surrounding anatomy. Such a navigation of the wafer-thin catheter in the non-contrasted vessel requires one size Experience and a lot of practice. Often, unexpected vascular events, closures like Stenosis or total occlusions the navigation of the catheter. Especially difficult is the threading of the catheter, for example, in the heart into the individual coronary vessels. in this connection The cardiologist steers the catheter tip along the aortic arch towards the ostia, the departure into the two main tribes of the right and left coronary artery. This is a time consuming and relatively complicated task, only experienced and well-trained Staff fast and reliable carried out can be. For difficult access to the ostia or in the vessel itself It may be due to the invasive procedure for injury to the inner vessel wall come.
Um
die Risiken des Eingriffs besser einzukalkulieren, um Koronarstenosen
auszuschließen
oder zu evaluieren, wird häufig
vor einer solchen invasiven Angiographie eine nicht-invasive Angiographie,
eine sog. CCTA (Coronary Computer Tomography Angiography; Koronarangiographie),
mittels eines Computertomographen durchgeführt. Alternativ können hierfür auch andere
Geräte
eingesetzt werden, die Volumendaten erzeugen, beispielsweise ein
Magnetresonanzgerät,
PET (Positronen-Emissions-Tomograph), SPECT (Single-Photon-Emissions-Tomograph) oder ähnliche
Geräte.
Mit Hilfe der Volumendaten können die
Gefäße in ihrer
räumlichen
Struktur erheblich besser sichtbar gemacht werden. In der Regel
werden daher während
einer invasiven Angiographie ein oder mehrere aus den Volumendaten
erzeugte Volumenbilder in Form von Ausdrucken oder auf anderen Monitoren
neben der Anzeige der jeweiligen aktuellen Projektionsbilder positioniert.
Unter „Volumendaten” sind dabei
alle aus den Volumendaten erzeugten Bilder wie Projektionen, Schnittbilder
oder 3D-Ansichten zu verstehen, beispielsweise sog. VRT-Bilder (VRT
= Volumen Rendering Technik) oder MPR/MIP-Bilder (MPR = Multi Plannar
Reformat, MIP = Maximum Intensity Projection).
Um
die Navigation während
eines Eingriffs zu erleichtern, gibt es eine Vielzahl von Vorschlägen, verschiedene
Bilder aufeinander zu registrieren bzw. die Informationen aus verschiedenen
Bildern einander zu überlagern.
So beschäftigt
sich die nachveröffentlichte
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und ein Computerprogramm zur Ansteuerung einer medizintechnischen Anlage sowie eine medizintechnische Anlage der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass auf einfachere Weise eine Position mit dem Projektionsbildaufnahmegerät angefahren werden kann, in der der Bediener die beste Sicht für die Navigation des Katheters durch den nächsten Gefäßabschnitt hätte, und insbesondere die Strahlendosis reduziert werden kann.It is an object of the present invention, a method and a Computer program for controlling a medical device as well as a medical device of the type mentioned to improve that more easily approached a position with the projection imaging device can be, in which the operator the best view for the navigation of the catheter through the next vessel section would have, and In particular, the radiation dose can be reduced.
Diese Aufgabe wird zum einen durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und zum anderen durch eine medizintechnische Anlage gemäß Patentanspruch 13 sowie ein Computerprogramm hierfür nach Anspruch 14 gelöst.These The object is firstly by a method according to claim 1 and others by a medical device according to claim 13 and a Computer program for this Claim 14 solved.
Dabei besteht ein wesentlicher Kern des erfindungsgemäßen Verfahrens darin, dass automatisch die Anzeige eines aktuellen Projektionsbilds und die Anzeige eines Volumenbilds des Hohlorgans miteinander lagekorreliert werden. Bei einer solchen Lagekorrelation wird dafür gesorgt, dass zumindest die Ansichtsrichtung im Volumenbild auf das Hohlorgan im Wesentlichen der Ansichtsrichtung, d. h. der Projektionsrichtung, des Projektionsbilds entspricht. Vorzugsweise erfolgt die Lagekorrelation dabei sogar so, dass die Lage des Hohlorgans im Volumenbild vollständig der Lage des Hohlorgans im Projektionsbild entspricht, d. h. in den beiden Bildern weist das Hohlorgan jeweils die gleiche Orientierung in dem durch die Bildansicht definierten Raum auf. Durch eine solche Kopplung zwischen Volumenbild und Projektionsbild wird für die Person, welche die Bilder benötigt, die Orientierung im Raum erheblich vereinfacht, wodurch die Fehleranfälligkeit verringert werden kann. Zudem kann bei der erfindungsgemäßen Art der Kopplung zwischen Volumenbild und der Projektionswinkelorientierung des Projektionsbildaufnahmegeräts dafür gesorgt werden, dass die richtigen Projektionswinkel schneller gefunden werden und dadurch Dosis eingespart wird. Hierzu wird nämlich auf Basis von Projektions-Aufnahmeparameterwerten des Projektionsbildaufnahmegeräts automatisch ein Volumenbild aus den Volumendaten generiert und angezeigt, welches zu einem Projektionsbild lagekorreliert ist, das bei den betreffenden Projektions-Aufnahmeparameterwerten vom Projektionsbildaufnahmegerät voraussichtlich erzeugt würde. Bei diesen Projektions-Aufnahmeparameterwerten kann es sich beispielsweise um aktuelle Einstellungen des Projektionsbildaufnahmegeräts handeln, welche z. B. mit Sensoren gemessen werden oder als Daten hinterlegt sind, aber auch um aktuelle Steuersignale, mit denen das Projektionsbildaufnahmegerät angesteuert wird.In this case, an essential core of the method according to the invention is that the display of a current projection image and the display of a volume image of the hollow organ are automatically correlated with one another. In such a positional correlation, it is ensured that at least the viewing direction in the volume image on the hollow organ substantially corresponds to the viewing direction, ie the projection direction, of the projection image. In this case, the positional correlation is preferably even such that the position of the hollow organ in the volume image corresponds completely to the position of the hollow organ in the projection image, ie in both images the hollow organ has the same orientation in the space defined by the image view. Such a coupling between the volume image and the projection image considerably simplifies the orientation in the room for the person who needs the images, as a result of which the susceptibility to errors can be reduced. In addition, in the type of coupling according to the invention between the volume image and the projection angle orientation of the projection image recording device, it can be ensured that the correct projection angles are found more quickly, thereby saving dose. For this purpose, a volume image from the volume data is automatically generated and displayed on the basis of projection acquisition parameter values of the projection image acquisition device, which is position correlated to a projection image that would probably be generated by the projection image acquisition device at the relevant projection acquisition parameter values. These projection acquisition parameter values may be, for example, current settings of the projection image acquisition apparatus, which may be, for example, B. are measured with sensors or are stored as data, but also to current control signals, with where the projection image pickup device is driven.
Eine erfindungsgemäße medizintechnische Anlage weist hierzu eine Bildkorrelationseinrichtung auf, welche beispielsweise mit der Volumendaten-Bearbeitungseinheit gekoppelt ist und so ausgebildet ist, dass automatisch die Anzeige eines aktuellen Projektionsbilds und die Anzeige eines aktuellen Volumenbilds des Hohlorgans miteinander lagekorreliert werden. Dabei ist die Bildkorrelationseinrichtung mit einer Benutzerschnittstelle für das Projektionsbildaufnahmegerät und/oder dem Projektionsbildaufnahmegerät selbst (z. B. der zugehörigen Steuereinrichtung und/oder Sensoren im Projektionsbildaufnahmegerät) gekoppelt und so ausgebildet, dass auf Basis von Projektions-Aufnahmeparameterwerten automatisch ein Volumenbild aus den Volumendaten generiert und angezeigt wird, welches zu dem bei Verwendung der betreffenden Projektions-Aufnahmeparameterwerte vom Projektionsbildaufnahmegerät erzeugten Projektionsbild lagekorreliert ist.A medical device according to the invention has for this purpose an image correlation device, which, for example is coupled to the volume data processing unit and configured so is that automatically displaying a current projection image and the display of a current volume image of the hollow organ with each other be correlated. In this case, the image correlation device with a user interface for the projection image recorder and / or the projection image recorder itself (eg the associated control device and / or sensors in the projection image recorder) and designed to that based on projection acquisition parameter values automatically a volume image is generated and displayed from the volume data which, when using the respective projection shot parameter values from the projection image pickup device generated projection image is location correlated.
Ein Großteil der Komponenten der medizintechnischen Anlage zur Realisierung der Erfindung, wie beispielsweise die Volumendaten-Schnittstelle, die Volumendaten-Bearbeitungseinheit oder die Bildkorrelationseinheit, können ganz oder teilweise in Form von Softwaremodulen auf einem Prozessor realisiert werden. Insbesondere können z. B. die Schnittstellen sowohl als reine Hardwarekomponenten als auch als Softwaremodule realisiert sein, beispielsweise wenn die Daten von bereits auf dem gleichen Gerät realisierten anderen Softwarekomponenten übernommen werden können bzw. softwaremäßig übergeben werden müssen. Selbstverständlich können die Schnittstellen auch aus Hardware- und Softwarekomponenten bestehen, wie z. B. Standard-Hardwareschnittstellen, die durch Software speziell konfiguriert werden.One large part the components of the medical device for the realization of Invention, such as the volume data interface, the Volume data processing unit or the image correlation unit, can be implemented in whole or in part in the form of software modules on a processor. In particular, you can z. B. the interfaces both as pure hardware components as Also be implemented as software modules, for example, if the Data taken from other software components already realized on the same device can be or transferred by software Need to become. Of course, the Interfaces also consist of hardware and software components, such as For example, standard hardware interfaces created by software specifically be configured.
Die Erfindung umfasst daher auch ein Computerprogramm, welches direkt in einen Speicher einer programmierbaren Steuereinrichtung der medizintechnischen Anlage ladbar ist und Programmcodeabschnitte aufweist, um alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen, wenn das Programm in der Steuereinrichtung ausgeführt wird. Eine solche softwaremäßige Realisierung ist insoweit vorteilhaft, da hierdurch auch bereits vorhandene medizintechnische Anlagen leichter nachgerüstet werden können, um nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu arbeiten.The The invention therefore also includes a computer program which directly in a memory of a programmable control device of medical technology Plant is loadable and has program code sections to all steps the method according to the invention perform, when the program is executed in the controller. Such a software implementation is advantageous insofar as it also already existing medical technology Systems retrofitted more easily can be to the process of the invention to work.
Die abhängigen Ansprüche enthalten jeweils besonders vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung, wobei die medizintechnische Anlage insbesondere auch analog zu den abhängigen Verfahrensansprüchen weitergebildet sein kann.The dependent claims each contain particularly advantageous developments and refinements the invention, wherein the medical device in particular also analogous to the dependent ones method claims can be trained.
Die Kopplung zwischen der Projektionsbildanzeige und der Volumenbildanzeige kann auf verschiedenste Weise durchgeführt werden.The Coupling between the projection image display and the volume image display can be done in a variety of ways.
Besonders bevorzugt wird beispielsweise auf der Basis von Steuersignalen, die beispielsweise an der Benutzerschnittstelle vom Bediener eingegeben werden und die für die Ansteuerung des Projektionsbildaufnahmegeräts vorgesehen sind, automatisch ein passendes Volumenbild aus den Volumendaten generiert und angezeigt, welches genau zu dem Projektionsbild lagekorreliert ist, das bei einer Ansteuerung des Projektionsbildaufnahmegeräts unter Nutzung der Steuersignale erzeugt würde. Dabei wird ganz besonders bevorzugt mittels des Projektionsbildaufnahmegeräts erst nach einem Anzeigen des betreffenden Volumenbilds und nach einem Empfang eines Bestätigungssignals das Projektionsbild erzeugt. Ein solches Bestätigungssignal kann z. B. ein über eine Benutzerschnittstelle eingelesenes Signal sein, beispielsweise das Signal zum Auslösen einer Projektionsbild-Röntgenaufnahme, das mittels des in Angiographieanlagen üblicherweise verwendeten Fußschalters gegeben wird. Bei dem zuvor beschriebenen Verfahren kann also der Bediener mit seinem üblichen Joystick oder einem ähnlichen Gerät den Projektionswinkel des Projektionsbildaufnahmegeräts einstellen und bekommt auf der Volumenbildanzeige jeweils vorab dargestellt, wie das jeweils aktuell von dem Projektionsbildaufnahmegerät erzeugte Projektionsbild wäre. Dadurch kann eine Vielzahl von unnötigen Aufnahmen vermieden werden, da so problemlos die richtige Position angefahren werden kann, in der der Bediener die beste Sicht für die Navigation des Katheters durch den nächsten Gefäßabschnitt hätte.Especially For example, preference is given on the basis of control signals, for example, entered at the user interface by the operator be and for the driving of the projection image pickup device are provided automatically generates and displays a suitable volume image from the volume data which is exactly correlated to the projection image, the at a control of the projection image pickup device using the control signals would be generated. It is very particularly preferred by means of the projection image pickup device only after displaying the relevant volume image and after receiving an acknowledgment signal generates the projection image. Such a confirmation signal can, for. For example, a on a User interface read signal, such as the Signal for triggering a Projection-screen X-ray, that by means of the foot switch commonly used in angiographic equipment is given. In the method described above so can the Operator with his usual Joystick or similar Device the Set the projection angle of the projection image recorder and get on The volume image display in each case shown in advance, as each currently projection image generated by the projection image pickup device would. Thereby can be a lot of unnecessary Recordings are avoided, because so easily the correct position can be approached, in which the operator the best view for navigation of the catheter through the next vessel section would have.
Dabei ist es möglich, dass mit der Eingabe der Steuersignale auch gleichzeitig das Projektionsbildaufnahmegerät angesteuert wird, d. h. die Kopplung erfolgt derart, dass das angezeigte Volumenbild jeweils entsprechend der aktuellen Lage des Projektionsbildaufnahmegeräts mitgeführt wird bzw. in ”real time” eine simultane Steuerung des Projektionsbildaufnahmegeräts und der Volumenbildanzeige erfolgt. Alternativ kann das Projektionsbildaufnahmegerät aber auch erst nach einem Anzeigen eines Volumenbilds und nach einem Empfang eines Bestätigungssignals auf Basis der Projektions-Aufnahmeparameterwerte angesteuert werden. Bei der zweiten Alternative erfolgt das Verfahren des Projektionsbildaufnahmegeräts also verzögert erst dann, wenn ein Bediener nach Sichtung der jeweiligen Lage anhand des aktuell dargestellten Volumenbilds sein OK gibt. Dies erspart ggf. ein unnötiges Verfahren des Projektionsbildaufnahmegeräts.there Is it possible, that with the input of the control signals and the projection image pickup device simultaneously driven is, d. H. the coupling takes place such that the displayed volume image respectively is carried according to the current position of the projection image pickup device or in "real time" a simultaneous Control of the projection image recorder and the volume image display he follows. Alternatively, however, the projection image recorder may also be only after displaying a volume image and after a reception an acknowledgment signal be driven based on the projection acquisition parameter values. In the second alternative, the method of the projection image pickup device thus takes place delayed only when an operator after viewing the respective situation based the currently displayed volume image is OK. This saves possibly an unnecessary one Method of the projection image pickup device.
Bei beiden Varianten wird das Projektionsbild erst nach der Anzeige des lagekorrelierten Volumenbilds erzeugt und angezeigt, d. h. die aktuelle Anzeige des lagekorrelierten Volumenbilds läuft dem Projektionsbild vorteilhafterweise etwas voraus, solange der Bediener die neuen Projektionseinstellungen sucht. Eine solche vorausschauende Kopplung des aktuellen Volumenbilds mit dem anzufertigenden Projektionsbild wird durch die erfindungsgemäße Kopplung der Bildkorrelationseinrichtung der medizintechnischen Anlage mit einer Benutzerschnittstelle für das Projektionsbildaufnahmegerät und/oder dem Projektionsbildaufnahmegerät selbst ermöglicht.In both variants, the projection image is generated and displayed only after the display of the position-correlated volume image, ie the current display The position-correlated volume image advantageously precedes the projection image somewhat as long as the operator is looking for the new projection settings. Such a forward-looking coupling of the current volume image with the projection image to be produced is made possible by the inventive coupling of the image correlation device of the medical-technical system with a user interface for the projection image acquisition device and / or the projection image acquisition device itself.
Wenn dies in einem konkreten Fall gewünscht wird, kann übrigens auch auf Basis eines aktuell anzuzeigenden Projektionsbilds, welches gerade gefertigt wurde, automatisch ein hierzu lagekorreliertes Volumenbild aus den Volumendaten des Hohlorgans generiert und angezeigt werden. Dies ist beispielsweise mit entsprechenden Bildanalyse- bzw. Bilderkennungsverfahren möglich, indem z. B. die anatomischen Strukturen innerhalb der beiden Bilder automatisch erkannt, ggf. auch segmentiert und aufeinander registriert werden und auf Basis der dabei gewonnenen Informationen automatisch die Ausrichtung bzw. Erzeugung des Volumenbilds aus den Volumendaten passend zum jeweils anzuzeigenden Projektionsbild erfolgt. Geeignete Verfahren und Software zur Bildverarbeitung, Segmentierung und Registrierung erkannter Objekte in den Projektionsbildern und der Volumendaten sind dem Fachmann bekannt.If this is desired in a specific case can, by the way, can also on the basis of a currently displayed projection image, which was just made, automatically a situation-correlated Volume image generated and displayed from the volume data of the hollow organ become. This is, for example, with corresponding image analysis or image recognition method possible, by z. For example, the anatomical structures within the two images automatically detected, possibly also segmented and registered to each other and based on the information obtained automatically the Alignment or generation of the volume image from the volume data takes place in each case to be displayed projection image. suitable Method and software for image processing, segmentation and registration detected objects in the projection images and the volume data are known in the art.
Um
das erfindungsgemäße Verfahren
so einfach wie möglich
durchführen
zu können,
wird vorzugsweise zunächst
in einer Initialisierungsprozedur ein Initialisierungs-Projektionsbild
erzeugt und hierzu aus den Volumendaten ein lagekorreliertes Initialisierungs-Volumenbild
generiert. Hierbei gibt es wieder verschiedene Möglichkeiten:
Zum einen
können
das Initialisierungs-Projektionsbild und die Volumendaten automatisch
analysiert werden, um ein zum Initialisierungs-Projektionsbild lagekorreliertes
Initialisie rungs-Volumenbild zu erzeugen. Die Analyse des Initialisierungs-Projektionsbilds
und der Volumendaten kann dabei jeweils eine automatische Objekterkennung
und/oder Objektseg mentierung umfassen. Wie oben erläutert, gibt
es bereits entsprechende Bildanalyseverfahren.In order to be able to carry out the method according to the invention as simply as possible, an initialization projection image is preferably first generated in an initialization procedure and, for this purpose, a position-correlated initialization volume image is generated from the volume data. There are again different possibilities:
On the one hand, the initialization projection image and the volume data can be automatically analyzed in order to generate a position-correlated initialization volume image for the initialization projection image. The analysis of the initialization projection image and the volume data can each include an automatic object recognition and / or object segmentation. As explained above, there are already appropriate image analysis methods.
Ebenso können aber auch aus den Volumendaten auf Basis von Anzeige-Steuerbefehlen Volumenbilder mit entsprechend den Anzeige-Steuerbefehlen veränderten Ansichten des Hohlorgans erzeugt und angezeigt werden, um so ein zum Initialisierungs-Projektionsbild lagekorreliertes Initialisierungs-Volumenbild zu finden. Hierbei wird also eine manuelle Initialisierung durchgeführt, d. h. es wird das Initialisierungs-Projektionsbild angefertigt und angezeigt und es kann beispielsweise über einen Joystick oder dergleichen das angezeigte Volumenbild (auf Basis der Volumendaten) virtuell so geschwenkt bzw. gedreht werden, bis ein Bediener der Ansicht ist, dass die Ansicht im Volumenbild mit der Ansicht im Initialisierungs-Projektionsbild ausreichend gut übereinstimmt und das Hohlorgan die gleiche Lage aufweist.As well can but also from the volume data based on display control commands Volume images changed according to the display control commands Views of the hollow organ are generated and displayed so as to to the initialization projection image find location-correlated initialization volume image. in this connection Thus, a manual initialization is performed, d. H. it becomes the initialization projection image made and displayed and it can, for example, via a joystick or the like, the displayed volume image (based on the volume data) be pivoted or rotated virtually until an operator of the view is that the view in the volume image with the view in the initialization projection image agrees well enough and the hollow organ has the same position.
Ebenso ist es auch möglich, beide Verfahren anzuwenden und beispielsweise zunächst eine automatische Analyse des Initialisierungs-Projektionsbilds und der Volumendaten durchzuführen, um einen Vorschlag für ein lagekorreliertes Initialisierungs-Volumenbild zu erzeugen und dieses dann als Startposition für eine manuelle Nachjustage so lange zu verwenden, bis der Bediener mit dem Ergebnis zufrieden ist.As well it is also possible apply both methods and, for example, first one automatic analysis of the initialization projection image and the Perform volume data, for a proposal for to create a positionally correlated initialization volume image and this then as starting position for to use a manual readjustment until the operator is satisfied with the result.
Vorzugsweise wird zum Beenden der Initialisierungsprozedur und Weiterführen des Verfahrens eine Initialisierungsbestätigung erfasst. Das heißt, der Benutzer kann, wenn er mit dem Ergebnis der Initialisierungsprozedur zufrieden ist und der Ansicht ist, dass die Bilder ausreichend lagekorreliert sind, die Anzeige „verriegeln”, so dass dann nachfolgend automatisch eine Kopplung zwischen Projektionsbildern und Volumenbildern erfolgt. Dies ist insofern einfach, da ja zur Erzeugung neuer Projektionsbilder die Projektionsbilderzeugungseinrichtung entsprechend angesteuert werden muss, um den Projektionswinkel zu verändern. Diese Steuersignale können dann genutzt werden, um in analoger Weise auch das Volumenbild virtuell zu verfahren, d. h. unter entsprechend geänderten relativen Winkeln zum Initialisierungs-Volumenbild neue Volumenbilder aus den Volumendaten zu erzeugen. Eine ständige neue Analyse der Projektionsbilder und der Volumendaten zum Auffinden eines lagekorrelierten Volumenbilds ist dann nicht mehr nötig.Preferably will terminate the initialization procedure and continue Procedure detects an initialization confirmation. That is, the User can, if he is with the result of the initialization procedure is satisfied and believes that the images are sufficiently correlated are, the display "lock", so that then following automatically a coupling between projection images and volume images. This is simple in that, since the Generation of new projection images, the projection image generation device must be controlled accordingly to the projection angle change. These control signals can then be used in a similar way, the volume image virtual to proceed, d. H. under correspondingly changed relative angles to Initialization volume image new volume images from the volume data to create. A constant new analysis of the projection images and the volume data to find a position-correlated volume image is then no longer necessary.
Vorteilhafterweise können die Bilder nicht nur lagekorreliert werden, sondern es können zusätzlich auch die Kollimatoreinstellungen des Projektionsbildaufnahmegeräts mit der Anzeige eines Volumenbilds korreliert werden. Das heißt, es kann im Volumenbild z. B. exakt der gleiche Bildausschnitt (FoV = Field of View) wie im Projektionsbild dargestellt werden. Alternativ kann auch die Kollimatoreinstellung des Projektionsbildaufnahmegeräts in oder an der Volumenbildanzeige visualisiert werden. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die Kollimatoreinstellung verändert werden soll. So kann beispielsweise mit einem die Kollimatoreinstellung repräsentierenden Visualisierungselement, z. B. in Form eines Rahmens, innerhalb des Volumenbilds angezeigt werden, welcher Ausschnitt des Gesamtvolumens gerade im aktuellen Projektionsbild dargestellt wird bzw. bei einer Aufnahme mit den aktuellen Einstellungen des Projektionsbildaufnahmegeräts erzeugt werden würde.advantageously, can the images are not just situation correlated, but they can also be added the collimator settings of the projection image pickup device with the Display of a volume image are correlated. That means it can in the volume image z. B. exactly the same image section (FoV = Field of view) as shown in the projection image. Alternatively, you can also the collimator setting of the projection image pickup device in or be visualized on the volume image display. This is special then makes sense, if the Kollimatoreinstellung be changed should. For example, with a collimator setting representing Visualization element, z. B. in the form of a frame, within the Volume image are displayed, which section of the total volume just is displayed in the current projection image or during a recording generated with the current settings of the projection image pickup device would become.
Bei einer besonders bevorzugten Variante kann eine Kollimatoreinstellung des Projektionsbildaufnahmegeräts in Abhängigkeit von der aktuellen Einstellung eines solchen Visualisierungselements in der Volumenbildanzeige durchgeführt werden. Zum Beispiel könnte ein im Volumenbild überlagerter Rahmen über eine Benutzerschnittstelle wie Tastatur, Joystick oder Maus verändert werden und synchronisiert hierzu wird dann beispielsweise simultan der Kollimator im Projektionsbildaufnahmegerät eingestellt.at In a particularly preferred variant, a collimator setting of the projection image pickup device dependent on from the current setting of such a visualization element be performed in the volume image display. For example, one could superimposed in the volume image Frame over a user interface such as keyboard, joystick or mouse can be changed and synchronized to this then, for example, simultaneously the collimator in the projection image recorder set.
Weiterhin kann auch die Anzeige eines aktuellen Volumenbilds korreliert zu einer Vergrößerungseinstellung des Projektionsbildaufnahmegeräts erfolgen. Beispielsweise wird der Zoomfak tor, welcher beim Projektionsbildaufnahmegerät eingestellt ist oder eingestellt werden soll, von der Volumendaten-Bearbeitungseinheit verwendet, die ein entsprechendes Volumenbild aus den Volumendaten erzeugt, so dass auch bezüglich der Vergrößerung der gleiche Bildeindruck wie im Projektionsbild entsteht. Es kann also auch eine simultane Steuerung der Vergrößerung der Volumenbildanzeige und des Projektionsbildaufnahmegeräts durchgeführt werden.Farther The display of a current volume image can also be correlated to a magnification setting of the projection image pickup device respectively. For example, the zoom factor is set in the projection image pickup apparatus is or is to be set by the volume data processing unit uses a corresponding volume image from the volume data generated so that too regarding the enlargement of the same Image impression as in the projection image arises. So it can too a simultaneous control of the magnification of the volume image display and the projection image pickup device.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Es zeigen:The The invention will be described below with reference to the attached figures based on embodiments once again closer explained. Show it:
In dem folgenden Ausführungsbeispiel wird erläutert, wie mit Hilfe der Erfindung eine komfortablere Darstellung von Gefäßen im Rahmen eines Einsatzes bei einer invasiven Angiographie unterstützend genutzt werden kann. Es wird aber ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht mit der Durchführung von invasiven Eingriffen selbst zusammenhängt und beispielsweise auch bei Anfertigung von nicht invasiven Projektionsaufnahmen genutzt werden kann. Darüber hinaus ist neben dem in dem nachfolgenden Beispiel gezeigten Einsatz im Bereich der Kardiologie auch ein vorteilhafter Einsatz in anderen angiographischen Anwendungen, bei denen zuvor Volumendaten als Planungsdaten erzeugt wurden, anwendbar, z. B. zum Durchführen von Clipping- und Coiling-Methoden bei neuroradiologischen Problemstellungen, für perkutane intravaskuläre Herzklappentransplantationen oder TRIPS (Transjugular Intrahepatitic Portosystemic Shunt), um nur einige Verfahren aufzuführen. Darüber hinaus ist das Verfahren auch bei Fragestellungen nutzbar, die andere Hohlorgane wie Harnleiter oder dergleichen betreffen, bei denen eine korrelierte Anzeige von Volumenbildern und aktuellen Projektionsbildern sinnvoll ist.In the following embodiment will be explained as with the help of the invention, a more comfortable representation of vessels in the frame an intervention in invasive angiography can be. It is explicitly stated noted that the invention does not involve the implementation of invasive interventions itself and, for example, also used in the preparation of non-invasive projection photographs can. About that in addition to the insert shown in the example below in the field of cardiology also a beneficial use in others angiographic applications, where previously volume data as planning data were generated, applicable, for. To perform clipping and coiling methods in neuroradiological problems, for percutaneous intravascular heart valve transplants or TRIPS (Transjugular Intrahepatipic Portosystemic Shunt) to list only a few procedures. About that In addition, the method is also useful in questions, the other hollow organs such as ureters or the like in which one correlates Display of volume images and current projection images makes sense is.
Die
In
Über eine
weitere Schnittstelle
Über das
Bedienerterminal
Die
Steuereinrichtung
Die
Steuerschnittstelle
Anstelle
des hier dargestellten Aufbaus mit einer zentralen Steuereinrichtung
Anhand
von
Zunächst erfolgt in einem ersten Verfahrensschritt I eine Datenerfassung mittels einer bildgebenden Anlage, mit der Volumendaten erzeugt werden können. Beispielsweise werden für den Einsatz einer späteren kardiologischen Untersuchung im Rahmen einer invasiven Angiographie Volumendaten der Koronaranatomie, der Herzmuskel etc. aufgezeichnet. Die Bilder können dann in der üblichen Weise als VRT-Modell, in einer MPR-Darstellung oder MIP-Darstellung abgebildet und einem späteren Behandler zur Planung zur Verfügung gestellt werden. Es können dann in den Bildern Stenosen in den Herzkranzgefäßen durch Setzen von Markern etc. gekennzeichnet werden, es kann die Länge von zu platzierenden Stents vermessen und im Bild festgehalten werden usw. Dieser Verfahrensschritt I ist im Wesentlichen unabhängig von dem später durchgeführten erfindungsgemäßen Verfahren und kann zu beliebigen Zeitpunkten vorher erfolgen. Entscheidend ist, dass ein entsprechender Volumendatensatz erzeugt wird und im Verfahren zur Verfügung steht.First of all in a first method step I, a data acquisition means an imaging system that can generate volume data. For example be for the use of a later cardiological examination as part of an invasive angiography Volume data of the coronary anatomy, heart muscle, etc. recorded. The Pictures can then in the usual Manner as a VRT model, shown in an MPR representation or MIP representation and a later one Handler available for planning be put. It can then in the pictures stenoses in the coronary vessels by placing markers etc., it can be the length of stents to be placed measured and recorded in the picture, etc. This process step I is essentially independent from the later carried out inventive method and can be done at any time beforehand. critical is that a corresponding volume data set is generated and in the Procedure available stands.
Die
aus den Volumendaten erzeugten Volumenbilder können dann später an der
Angiographieanlage auf einem hierfür vorgesehenen Monitorbereich
der Anzeigeeinrichtung dargestellt werden, wie dies bereits in
Es werden dann im Verfahrensschritt III automatisch der Volumendatensatz und parallel das Initialisierungs-Projektionsbild analysiert, um ein zu dem Initialisierungs-Projektionsbild korreliertes Volumendatenbild zu finden. Hierzu kann auf übliche Bildverarbeitungsmodule, Objekterkennung zur Segmentierung und Registrierung von Bildobjekten zurückgegriffen werden. Es wird so automatisch ein Initialisierungs-Volumendatenbild IBV erstellt und im Verfahrensschritt V parallel neben dem Initialisierungs-Projektionsbild IBP angezeigt.It Then in step III automatically the volume data set and parallellize the initialization projection image to a volume data image correlated to the initialization projection image to find. This can be done on usual Image processing modules, object recognition for segmentation and registration used by image objects become. It automatically becomes an initialization volume data image IBV created and in step V parallel to the initialization projection screen IBP displayed.
Optional kann auch eine manuelle Suche eines geeigneten Initialisierungs-Volumenbilds IBV durchgeführt werden. Dies ist durch den Verfahrensschritt IV angedeutet. Ausgehend vom Schritt II, in dem das Initialisierungs-Projektionsbild erzeugt und angezeigt wird, kann der Bediener manuell unter Zugriff auf den Volumendatensatz ein Volumenbild BV aus den Volumendaten erzeugen und durch Eingabe entsprechender Anzei ge-Steuerbefehle S das jeweils angezeigte Volumenbild BV virtuell im Raum drehen, den Vergrößerungsfaktor verändern und ggf. auch den Bildausschnitt so lange variieren, bis das angezeigte Volumenbild BV in seiner Darstellung des betreffenden Hohlorgans der Darstellung in dem Initialisierungs-Projektionsbild IBP entspricht, d. h. die Lage korreliert ist und ggf. auch Zoomfaktor und Bildausschnitt übereinstimmen.optional can also be a manual search of a suitable initialization volume image IBV performed become. This is indicated by method step IV. outgoing from step II where the initialization projection image is generated and is displayed, the operator can manually access Generate the volume data set a volume image BV from the volume data and by inputting corresponding display control commands S, the respectively displayed one Virtual image BV virtually rotate in space, the magnification factor change and if necessary, also the image section until the displayed Volume image BV in its representation of the relevant hollow organ the representation in the initialization projection image IBP corresponds, d. H. the position is correlated and, if necessary, also the zoom factor and the image section match.
Nachdem im Schritt V das gewünschte Initialisierungs-Volumenbild IBV angezeigt ist und für gut befunden wurde, kann dann im Schritt VI eine Verriegelung durch Eingabe eines Initialisierungsbestätigungssignals IB durch den Bediener erfolgen.After this in step V, the desired Initialization volume image IBV is displayed and for was then found in step VI, a lock by Input of an initialization confirmation signal IB by the Operator.
Ab
diesem Zeitpunkt wird dann in der erfindungsgemäßen Weise dafür gesorgt,
dass die Volumenbilder automatisch immer optimal zu den Projektionsbildern
korreliert dargestellt werden. Dies erfolgt dadurch, dass beispielsweise
der Joystick der Angiographieanlage in diesem Verfahrensstadium
nicht nur mit der Steuerschnittstelle
Bei
einer Anlage mit zwei Röntgengeräten am C-Arm,
wie sie in
Ebenso
ist es möglich,
auch verschiedene Volumenbilder neben einem Projektionsbild anzuzeigen.
Dies ist beispielsweise in
Wie
bereits erläutert,
ist nicht nur eine Lagekorrelation mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, sondern
es kann auch die Kollimierung der Röntgengeräte des C-Arms bei der Darstellung
des Volumenbilds berücksichtigt
werden. Zum einen kann dafür
gesorgt werden, dass der aufgrund der Kollimatoreinstellung im Projektionsbild
gegebene Bildausschnitt genau dem Bildausschnitt im Volumenbild
entspricht. Bei einer weiteren Variante, welche in
Mit dem beschriebenen Verfahren kann also der Röntgen-C-Arm online und ”real time”, d. h. simultan mit der Manipulation der Volumenbildanzeige hinsichtlich aller wesentlicher Parameter, wie z. B. Projektionswinkel bzw. Verschwenkung, Kollimatoreinstellung und Zoom, gesteuert werden, oder umgekehrt kann die Manipulation der Volumenbildanzeige simultan mit der Steuerung des Röntgen-C-Arms erfolgen.With Thus, the X-ray C-arm can be used online and "real time", ie. H. simultaneously with the manipulation of the volume image display with regard to all essential parameters, such. B. projection angle or pivoting, Collimator adjustment and zoom, be controlled, or vice versa can manipulate the volume image display simultaneously with the controller of the X-ray C-arm respectively.
Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorbeschriebenen Aufbauten lediglich um Ausführungsbeispiele handelt und dass das Grundprinzip der Verkop pelung der Bilder auch in weiten Bereichen vom Fachmann variiert werden kann, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, soweit er durch die Ansprüche vorgegeben ist. Insbesondere können nicht nur verschiedene Typen von Volumenbildern neben dem aktuellen Projektionsbild dargestellt werden, sondern z. B. auch ein Volumenbild, welches dem aktuell angezeigten Projektionsbild entspricht und ein weiteres Volumenbild, das zu dem Projektionsbild korreliert ist, das bei der aktuellen (bzw. aktuell vorgesehenen) Einstellung des Projektionsbildaufnahmegeräts von diesem aufgenommen würde.It will be final once again pointed out that it is the above-described structures only to exemplary embodiments and that is the basic principle of co-pinging the images as well can be varied within a wide range by the expert, without the Area of the invention, as far as it is specified by the claims. In particular, you can not just different types of volume images besides the current ones Projection image are displayed, but z. B. also a volume image, which corresponds to the currently displayed projection image and a another volume image that is correlated to the projection image, at the current (or currently provided) setting of the Projection image recording device would be absorbed by this.
Es wird der Vollständigkeit halber auch darauf hingewiesen, dass die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein” bzw. „eine” nicht ausschließt, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Ebenso schließt der Begriff „Einheit” nicht aus, dass diese aus mehreren Komponenten besteht, die gegebenenfalls auch räumlich verteilt sein können.It becomes the completeness also pointed out that the use of indefinite Article "one" or "one" not excludes that the features in question can also be present multiple times. As well includes the term "unit" is not that this consists of several components, if necessary also spatially distributed could be.
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