DE102008050572A1 - Method for positioning medical imaging device at patient, involves determining current position of patient and imaging device fixed to carrier with navigation system by position markers fitted to patient and also to imaging device or it - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Positionierung eines medizinischen Bildgebungsgerätes an einem Patienten sowie eine Vorrichtung zur medizinischen Bildgebung und ein Bildgebungssystem. In der Medizin werden zur Diagnostik und Therapie eines Patienten Bildgebungsgeräte verwendet. Dabei werden beispielsweise Röntgengeräte eingesetzt, die an einem Träger, wie beispielsweise an einem C-Bogen fixiert sind. Mittels solcher Geräte wird beispielsweise vor einer Operation eines Patienten aus einer bestimmten Position eine präoperative Aufnahme angefertigt. Eine derartige Position ist durch eine bestimmte Lage und Ausrichtung des Bildgebungsgerätes in Bezug auf den Patienten gekennzeichnet. Nach Anfertigung der Aufnahme wird dann das Bildgebungsgerät in eine anderweitige Position gebracht bzw. der Patient umgelagert, so dass zur Durchführung der Operation genügend Arbeitsraum vorhanden ist. Nach einer derartigen Situation, bei der also das Bildgebungsgerät aus seiner ursprünglichen Position gebracht wurde, kann es nun erforderlich sein, z. B. für Kontrollzwecke weitere sog. Kontrollaufnahmen z. B. nach einer Operation bzw. Therapie anzufertigen. Es ist dabei in vielen Fällen von Vorteil, wenn diese Kontrollaufnahmen aus einer annähernd gleichen Position heraus angefertigt werden, aus der bereits die präoperative Aufnahme erfolgte. Ein Vergleich der präoperativen Aufnahme mit der Kontrollaufnahme wird dadurch erleichtert. Bei der erneuten Positionierung des Bildgebungsgerätes für die Kontrollaufnahme wird daher versucht, das Gerät in etwa wieder in die gleiche Position zu verfahren. Jedoch ist es für den Bediener des Gerätes insbesondere bei mobilen Geräten nur sehr schwer möglich, bzw. sehr zeitaufwändig, eine genaue Positionierung durchzuführen.The The invention relates to a method for positioning a medical On the imaging device a patient and a medical imaging device and an imaging system. In medicine are used for diagnostics and therapy of a patient using imaging equipment. It will be For example, X-ray machines are used, the on a carrier, such as fixed to a C-arm. By means of such equipment For example, before surgery on a patient specific position a preoperative Recording made. Such a position is by a certain Location and orientation of the imaging device relative to the patient characterized. After making the recording then the imaging device in a placed elsewhere or the patient relocated, so that to carry out enough for the operation Working space is available. After such a situation, at So the imaging device from his original Position has been brought, it may now be necessary, for. For control purposes other so-called control recordings z. B. after surgery or therapy to customize. It is beneficial in many cases, if this Control shots from an approximately same Out of the already preoperative position Recording took place. A comparison of the preoperative intake with the Control recording is made easier. When repositioning of the imaging device for the Control recording is therefore attempting to return the device to about the same level Position to move. However, it is for the operator of the device in particular on mobile devices very difficult, or very time consuming, to perform a precise positioning.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher ein Verfahren zur Positionierung eines medizinischen Bildgebungsgerätes an einem Patienten vorzuschlagen, bei dem die Genauigkeit der Positionierung verbessert wird. Außerdem ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung sowie ein Bildgebungssystem anzugeben, mit denen ein entsprechendes Verfahren durchgeführt werden kann.task The present invention therefore provides a method for positioning to suggest a medical imaging device to a patient, in which the accuracy of the positioning is improved. Besides that is It is an object of the present invention, a device and an imaging system with which a corresponding procedure is carried out can.
Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe gemäß Patentanspruch 1 dadurch gelöst, dass zunächst die aktuelle Position des Patienten und des an einem Träger fixierten Bildgebungsgerätes über sowohl am Patienten als auch vorzugsweise am Bildgebungsgerät angebrachten Positionsmarkern mittels eines Navigationssystems ermittelt wird. Die jeweilige aktuelle Position kann beispielsweise eine Position sein, die nach einem erfolgten medizinischen Eingriff am Patienten von diesem und dem Bildgebungsgerät in einem Operationssaal eingenommen wird. Es ist außerdem möglich anstatt der Positionsmarker am Bildgebungsgerät auch einen solchen an dessen Träger anzubringen. Dann muss jedoch die relative Lage zwischen Bildgebungsgerät und Träger in einer festen bekannten geometrischen Beziehung zueinander stehen. Eine mögliche Änderung dieser Beziehung, beispielsweise durch eine Verwindung des Trägers, führt jedoch zu einer Ungenauigkeit bei einer späteren Positionierung.Regarding of the method will accomplish this object according to claim 1 solved, that first the current position of the patient and the one fixed to a wearer Imaging device over both attached to the patient and preferably on the imaging device Position markers is determined by means of a navigation system. The respective current position can be, for example, a position be after a successful medical procedure on the patient taken by this and the imaging device in an operating room becomes. It is also possible instead of the position markers on the imaging device, also one on the imaging device carrier to install. Then, however, the relative position between the imaging device and the carrier must be in one solid known geometric relationship to each other. A possible change However, this relationship, for example, by a distortion of the carrier, but leads to an inaccuracy in a later positioning.
In einem weiteren Schritt wird mit Hilfe des Navigationssystems anhand einer bekannten Referenzposition des Bildgebungsgerätes zum Patienten eine Abweichung der aktuellen Position des Bildgebungsgerätes zum Patienten von der Referenzposition ermittelt. Eine Position des Bildgebungsgerätes zum Patienten umfasst dabei zum einen die entsprechende Lage und eine Ausrichtung zum Patienten. Entscheidend ist dabei jeweils der Bezug zum Patienten. Das heißt, wenn der Patient seine Position innerhalb eines ortsfesten Koordinatensystems ändert, muss auch das Bildgebungsgerät anhand dieser veränderten Position ausgerichtet werden. Mit anderen Worten: Bei einer Positionsänderung des Patienten in einem ortsfesten Koordina tensystem ändert sich auch die Referenzposition bezüglich dieses Koordinatensystems. Sie bleibt jedoch gegenüber dem Patienten gleich. Aus der Abweichung wird dann ein Korrektursignal zu deren Kompensation berechnet. Anhand dieses Korrektursignals wird das Bildgebungsgerät derart positioniert, dass dessen aktuelle Position mit der Referenzposition übereinstimmt. Es wird danach also die gewünschte Position eingenommen, sodass die relative Position des Bildgebungsgerätes zum Patienten der Referenzposition entspricht.In a further step is based on the navigation system a known reference position of the imaging device for Patients a deviation of the current position of the imaging device for Patient determined from the reference position. A position of the Imaging device for Patients includes on the one hand the corresponding situation and one Alignment to the patient. Decisive is the reference to the patient. This means, if the patient changes position within a fixed coordinate system also the imaging device based on this changed Be aligned position. In other words, when changing the position the patient in a fixed coordinate system also changes the reference position with respect to this coordinate system. It remains however opposite the Patients alike. The deviation then becomes a correction signal calculated for their compensation. Based on this correction signal becomes the imaging device positioned so that its current position coincides with the reference position. It will then be the desired Position taken so that the relative position of the imaging device to Patient corresponds to the reference position.
Der Erfindung liegt somit die Idee zugrunde, das Bildgebungsgerät wie ein navigiertes Gerät zu betrachten. Durch diese Betrachtung kann nun erreicht werden, dass die Positionierung des Bildgebungsgerätes mittels des Navigationsgerätes anhand der Referenzposition wesentlich genauer wird, als dies bisher mit einer ausschließlich manuellen Positionierung der Fall war.Of the Invention is therefore based on the idea, the imaging device as a navigated device consider. Through this consideration can now be achieved that the positioning of the imaging device by means of the navigation device based the reference position is much more accurate than previously with one exclusively manual positioning was the case.
Besonders häufig wird als Träger eines medizinischen Bildgebungsgerätes ein C-Bogen eingesetzt. Insbesondere wenn dieser mobil ist, sind die Freiheitsgrade in der Bewegung des Bildgebungsgerätes besonders groß, was zwar eine besondere Flexibilität hinsichtlich der Positionierungsmöglichkeiten und damit ein großes Einsatzspektrum bedeutet, aber es dadurch gleichzeitig erschwert wird, das Gerät in eine früher eingenommene Position, nämlich der Referenzposition, zu bringen. Dementsprechend kann bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem solchen Fall die Genauigkeit der Positionierung besonders gesteigert werden.Especially often becomes as a carrier a medical imaging device used a C-arm. Especially when this is mobile, the degrees of freedom in the Movement of the imaging device extraordinary big, what a special flexibility in terms of positioning options and so a big one Range of use means, but at the same time makes it more difficult will, the device in an earlier occupied position, namely the Reference position to bring. Accordingly, in use the method according to the invention in such a case, the accuracy of positioning especially be increased.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Referenzposition des Bildgebungsgerätes aus einer früheren Aufnahme des Patienten mit dem selben Bildgebungsgerät bekannt. Es kann also dabei direkt die Positionsinformation übernommen werden, die bei einer früheren Aufnahme anhand der Positionsmarker durch das Navigationssystem ermittelt wurde. Dies ist somit eine besonders einfache Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens.In a preferred embodiment the reference position of the imaging device from an earlier recording of the patient with the same imaging device known. It is therefore possible to directly adopt the position information which was determined by the navigation system in the case of an earlier recording on the basis of the position markers. This is thus a particularly simple variant of the method according to the invention.
Es kann jedoch auch vorkommen, dass die präoperative Aufnahme mittels eines weiteren Gerätes durchgeführt wurde. Bei einer weiteren Ausführungsform wird daher die Referenzposition des Bildgebungsgerätes aus Bilddaten einer früheren Aufnahme des Patienten eines weiteren Bildgebungsgerätes errechnet. Beispielsweise ist es möglich, dass die präoperative Aufnahme mittels eines Computertomographen aufgenommen wurde. Es kann dann mittels des registrierten 3D-Volumens eine gewünschte Projektion und damit eine gewünschte Position des Bildgebungsgerätes zum Patienten errechnet werden. Dies setzt allerdings voraus, dass das 3D-Volumen registriert wurde. Weiterhin muss die Position des Patienten innerhalb des 3D-Volumens bekannt sein. Dies kann ebenfalls über entsprechende Positionsmarker geschehen. Die Daten werden sodann in das Navigationssystem geladen, das hieraus eine fiktive Referenzposition errechnet, die das nun verwendete Bildgebungsgerät gehabt hätte, wenn mit diesem ein dem betrachteten Projektionsbild entsprechendes Bild angefertigt worden wäre. Es muss also eine entsprechende Referenzposition berechnet werden die einen entsprechenden Abstand und eine bestimmte Richtung in Bezug auf den Patienten umfasst. Das derart gestaltete Verfahren ist somit flexibel bei mehreren Geräten anwendbar. Für eine präoperative Aufnahme und eine Kontrollaufnahme muss nicht das selbe Gerät verwendet werden, sondern es kann jeweils das Gerät zum Einsatz kommen, das für den jeweiligen Zweck am besten geeignet und verfügbar ist.It However, it can also happen that the preoperative recording by means of another device carried out has been. In a further embodiment Therefore, the reference position of the imaging device becomes off Image data of an earlier Recording the patient of another imaging device calculated. For example, it is possible that the preoperative Recording was recorded by means of a computer tomograph. It can then use the registered 3D volume a desired projection and thus a desired Position of the imaging device to be calculated to the patient. However, this assumes that the 3D volume has been registered. Furthermore, the position of the Patients within the 3D volume known be. This can also be over corresponding position markers happen. The data will be then loaded into the navigation system, this from a fictitious reference position calculated, which would have had the imaging device now used, if with this one the viewed projection image corresponding image would. It must So a corresponding reference position will be calculated the one corresponding distance and a certain direction in relation to includes the patient. The thus designed method is thus flexible with several devices applicable. For one preoperative Recording and a control recording does not need to use the same device but it can be used in each case the device that for the respective Purpose is best suited and available.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird das Bildgebungsgerät manuell durch einen Bediener positioniert. Diesem werden mit Hilfe des Korrektursignals Informationen beispielsweise auf einem Monitor angezeigt, die ihm signalisieren, in welche Richtung er das Bildgebungsgerät zu bewegen hat, um dessen Position mit der Referenzposition in Übereinstimmung zu bringen. Bei Erreichen dieser Position wird diesem signalisiert, dass keine weitere Bewegung mehr erforderlich ist und somit die gewünschte Position erreicht ist.In a further embodiment of the method, the imaging device is manually operated by an operator positioned. This will be with the help of the correction signal information for example, displayed on a monitor that signal him in which direction he has to move the imaging device to its Position to match the reference position. Upon reaching this position, this is signaled that no more movement is required and thus the desired position is reached.
Mittels des Korrektursignals und eines Steuersystems kann das Bildgebungsgerät auch automatisch, bzw. motorisch positioniert werden. Ein Eingriff eines Bedieners ist dann nicht mehr erforderlich.through the correction signal and a control system, the imaging device can also automatically, or be positioned motorized. An intervention by an operator is then no longer necessary.
Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung zur medizinischen Bildgebung, mit einem an einem Träger fixierten Bildgebungsgerät, wobei an dem Bildgebungsgerät und/oder an dem Träger mindestens ein Positionsmarker angebracht ist, über den die aktuelle Position des Bildgebungsgerätes mittels eines Navigationsgerätes ermittelbar ist. Die Vorteile dieser Vorrichtung wurden zusammen mit ihren vorteilhaften Ausgestaltungen bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert.Regarding the device, the object is achieved by a device for medical imaging, with a fixed to a support imaging device, wherein on the imaging device and / or on the carrier at least one position marker is attached, over which the current position of the imaging device by means of a navigation device can be determined. The advantages of this device were together already associated with their advantageous embodiments with the method according to the invention explained.
Hinsichtlich des Bildgebungssystems wird die Aufgabe gelöst gemäß einem Bildgebungssystem, das eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11 sowie ein Navigationssystem zur Positionierung des medizinischen Bildgebungsgerätes an einem Patienten umfasst. Auch dessen Vorteile wurden bereits mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert.Regarding of the imaging system, the object is achieved according to an imaging system, the one device according to one of claims 7 to 11 and a navigation system for positioning the medical imaging device on a Includes patients. Its advantages have already been explained with the method according to the invention.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf das Ausführungsbeispiel der Zeichnungen verwiesen. Es zeigen in einer schematische Prinzipskizze:to further explanation The invention is based on the embodiment the drawings referenced. In a schematic schematic diagram:
Wie
in
In
In
Nach
erfolgter Behandlung des Patienten
Ein
Bediener wählt
anhand einer oben angefertigten präoperativen Aufnahme eine in
der Recheneinheit
- 22
- Patientpatient
- 44
- Tischtable
- 66
- Bildgebungsgerätimaging device
- 88th
- Trägercarrier
- 1010
- Positionsmarkerposition marker
- 1212
- Positionsmarkerposition marker
- 1414
- Navigationssystemnavigation system
- 1616
- Stereokamerastereo camera
- 1818
- Recheneinheitcomputer unit
- 2020
- Kabelelectric wire
- 2222
- Kabelelectric wire
- 2424
- Steuersystemcontrol system
- 2626
- Kabelelectric wire
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R006 | Appeal filed | ||
R003 | Refusal decision now final | ||
R008 | Case pending at federal patent court | ||
R011 | All appeals rejected, refused or otherwise settled | ||
R003 | Refusal decision now final |
Effective date: 20110915 |
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R079 | Amendment of ipc main class |
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