DE102008054298B4

DE102008054298B4 - Verfahren und Vorrichtung zur 3D-Visualisierung eines Eingriffspfades eines medizinischen Instrumentes, eines medizinischen Instrumentes und/oder einer bestimmten Gewebestruktur eines Patienten

Info

Publication number: DE102008054298B4
Application number: DE102008054298.9A
Authority: DE
Inventors: Dr. Pfister Marcus
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2008-11-03
Filing date: 2008-11-03
Publication date: 2018-06-07
Anticipated expiration: 2028-11-04
Also published as: DE102008054298A1

Abstract

Verfahren zur 3D-Visualisierung eines Eingriffspfades (PF) eines medizinischen Instrumentes, eines medizinischen Instrumentes (N) und/oder einer bestimmten Gewebestruktur eines Patienten zur Unterstützung eines medizinischen Eingriffs an einem Gewebe eines Patienten (P), bei dem- basierend auf mindestens zwei unter voneinander verschiedenen Projektionsrichtungen mit einer Röntgeneinrichtung (2) erzeugten 2D-Röntgenbildern (P1, P2) von dem das Gewebe des Patienten (P) und/oder das medizinische Instrument und/oder die bestimmte Gewebestruktur aufweisenden Körperbereich des Patienten (P) mittels Triangulation unter Rückgriff auf die bekannten Projektionsgeometrien der Röntgeneinrichtung (2) der Eingriffspfad (PF) festgelegt und/oder das medizinische Instrument und/oder die bestimmte Gewebestruktur identifiziert wird,- der Eingriffspfad (PF) als Modelleingriffspfad (PF'), das medizinische Instrument als Modellinstrument und/oder die bestimmte Gewebestruktur als Modellgewebestruktur in ein anstelle von Bildinformationen von dem Patienten (P) zu verwendendes 3D-Patientenrechenmodell übernommen wird, welches das Gewebe als Modellgewebe aufweist, und- bei dem zumindest ein Ausschnitt des 3D-Patientenrechenmodells oder des Modellgewebes mit eingeblendetem, durch wenigstens einen vorgegebenen oder vorgebbaren Punkt des Modellgewebes verlaufenden Modelleingriffspfad (PF') und/oder mit eingeblendetem, durch wenigstens einen vorgegebenen oder vorgebbaren Punkt des 3D-Patientenrechenmodells oder des Modellgewebes verlaufenden Modellinstrument und/oder mit eingeblendeter, mit wenigstens einem vorgegebenen oder vorgebbaren Punkt des 3D-Patientenrechenmodells oder des Modellgewebes übereinstimmender Modellgewebestruktur auf einem Sichtgerät (9) angezeigt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur 3D-Visualisierung eines Eingriffspfades eines medizinischen Instrumentes, eines medizinischen Instrumentes und/oder einer bestimmten Gewebestruktur eines Patienten.
Bei minimal-invasiven medizinischen Eingriffen an einem Gewebe eines Patienten, z.B. dem Herzen, mit einem in den Körper des Patienten eingeführten medizinischen Instrument, z.B. einem Katheter oder einer Punktionsnadel, werden zur Navigation des Instrumentes häufig Röntgendurchleuchtungsbilder vom Körper des Patienten gewonnen, welche jeweils die Position und die Lage des Instrumentes während des jeweiligen Eingriffs relativ zu dem Gewebe zeigen. Verglichen mit 3D-Bildern von dem Gewebe des Patienten, wie sie beispielsweise mit einem Röntgencomputertomographen erzeugt werden können, zeigen die zweidimensionalen Durchleuchtungsbilder zwar keine räumlichen Details des Gewebes und des Instrumentes, sie haben jedoch die Vorteile, dass sie in Echtzeit zur Verfügung stehen und die Strahlenbelastung des Patienten und des den Eingriff durchführenden Arztes reduzieren.
Um einem Arzt während des medizinischen Eingriffs eine räumliche Information zur Verfügung stellen zu können, wird zuweilen präoperativ ein 3D-Bild von dem Gewebe des Patienten erzeugt, welches mit den intraoperativ gewonnenen zweidimensionalen Durchleuchtungsbildern registriert wird. Die Durchleuchtungsbilder können dann dem 3D-Bild jeweils überlagert werden, so dass der den Eingriff vornehmende Arzt anhand der überlagerten Bilder bei der Navigation des Instrumentes eine bessere Orientierung im Körper bzw. dem Gewebe des Patienten hat. Die Erzeugung des 3D-Bildes ist jedoch mit einem nicht vernachlässigbaren zeitlichen Aufwand verbunden.
Eine andere Alternative 3D-Informationen von dem Gewebe oder dem in den Körper des Patienten eingeführten medizinischen Instrument verhältnismäßig schnell zu erhalten, besteht in der Gewinnung von wenigstens zwei 2D-Röntgenprojektionen unter voneinander verschiedenen Projektionsrichtungen von dem das Gewebe und das Instrument enthaltenden Köperbereich des Patienten, in denen das Gewebe und das Instrument automatisch mittels Software oder manuell lokalisiert werden. Sind die Projektionsgeometrien des für die Gewinnung der zwei 2D-Röntgenprojektionen verwendeten Röntgengerätes bekannt, können die 3D-Positionen des Gewebes und des Instrumentes durch Triangulation berechnet werden.
Eine Anwendung dieses Vorgehens besteht beispielsweise in der Planung eines Punktionspfades für ein Gewebe mit Start- und Zielpunkt des Punktionspfades basierend auf zwei unter voneinander verschiedenen Projektionsrichtungen gewonnenen 2D-Röntgenprojektionen von dem Gewebe. Dabei wird in jeder der 2D-Röntgenprojektionen des Gewebes der Start- und Zielpunkt für eine Punktionsnadel lokalisiert, so dass mittels Triangulation die 3D-Position des Startpunktes sowie die 3D-Position des Zielpunktes der Punktionsnadel ermittelt werden können. Der Verlauf des Punktionspfades kann dann entsprechend in verschiedene Durchleuchtungsbilder von dem Gewebe, welche auch die real verwendete Punktionsnadel zeigen, eingeblendet werden.
Der zeitliche Aufwand für die Gewinnung von 3D-Informationen basierend auf zwei unter voneinander verschiedenen Projektionsrichtungen gewonnenen 2D-Röntgenprojektionen ist dabei deutlich geringer als für die Akquisition eines Volumendatensatzes zur Erzeugung eines 3D-Bildes, worin die Attraktivität dieses Vorgehens liegt. Nachteilig ist jedoch das Fehlen eines dreidimensionalen Zusammenhangs mit der Anatomie des Patienten, da die 3D-Informationen nur in zweidimensionale Durchleuchtungsbilder eingeblendet werden. Die Einblendung der 3D-Informationen des Punktionspfades, in ein 3D-Bild ist zwar für die Navigation der Punktionsnadel nicht notwendig, da die relevante 3D-Information im berechneten Punktionspfad liegt, erlaubt aber einem den Eingriff vornehmenden Arzt anhand von in dem 3D-Bild veranschaulichter anatomischer Strukturen eine bessere räumliche Vorstellung des Verlaufs des Punktionspfades und dessen Richtung z.B. im Verhältnis zu Rippen, Wirbelsäule etc..
DE 10 2006 006 038 A1 betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur bildlich dargestellten Verfolgung eines in ein Untersuchungsobjekt eingeführten medizinischen Instruments, wobei Projektionsdatensätze aufgenommen werden. Mittels eines Bildrekonstruktionsverfahrens soll ein dreidimensionaler Bilddatensatz des Untersuchungsbereichs mit dem darin geführten Teil des medizinischen Instruments ermittelt und bildlich dargestellt werden. Diese dreidimensionalen Bilddatensätze sollen sukzessive ermittelt werden, und zwar so schnell, dass eine hinreichende Verfolgung möglich ist.
DE 102 42 953 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Schulung von navigationsunterstützten chirurgischen Eingriffen, weshalb dort ein Navigationssystem zusätzlich mit einem Modell vom Körper des Patienten oder einem Teil davon ausgestattet ist, welches Modell drei Referenzpunkte aufweisen soll, die zur Registrierung eines Bilddatensatzes des Patienten mit diesem Modell dienen sollen. Bei dem Modell handelt es sich um ein physisches Modell des Patienten handelt, an dem ohne Risiko für den Patienten eine Schulung stattfinden soll.
US 2007 / 0 293 734 A1 betrifft die verbesserte Eingriffsplanung hinsichtlich der Platzierung einer Eintrittsposition und der Roboterposition bei laparoskopischen, robotischen und anderen minimalinvasiven Eingriffen. Bilddaten, beispielsweise CT-Daten, werden zur Erzeugung eines Modells des Eingriffsgebiets verarbeitet, in welchem die Eintrittspositionen und die Roboterpositionen abhängig von mehreren Kriterien gewählt werden können. Durch Validierung und Simulation sollen die gewählten Positionen überprüft werden.
US 2005 / 0 020 929 A1 betrifft ebenso die Eingriffsplanung, wobei zur Simulation ein interaktives Modell eines kranken Herzens aus den Patientendaten erzeugt wird, aus dem strukturelle Elemente entfernt oder zu dem strukturelle Elemente hinzugefügt werden können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart anzugeben, dass eine 3D-Visualisierung eines Eingriffspfades eines medizinischen Instrumentes, eines medizinischen Instrumentes und/oder einer bestimmten Gewebestruktur eines Patienten in vereinfachter Weise erfolgen kann.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1 sowie durch eine Vorrichtung nach Anspruch 9. Zur vereinfachten 3D-Visualisierung eines Eingriffspfades eines medizinischen Instrumentes, eines medizinischen Instrumentes und/oder einer bestimmten Gewebestruktur eines Patienten zur Unterstützung eines medizinischen Eingriffs an einem Gewebe eines Patienten wird zunächst basierend auf mindestens zwei unter voneinander verschiedenen Projektionsrichtungen mit einer Röntgeneinrichtung erzeugten 2D-Röntgenbildern von dem das Gewebe des Patienten und/oder das medizinische Instrument und/oder die bestimmte Gewebestruktur aufweisenden Körperbereich des Patienten der Eingriffspfad, z.B. ein linear verlaufender Eingriffspfad, festgelegt und/oder das medizinische Instrument und/oder die bestimmte Gewebestruktur identifiziert.
Für die Festlegung des Eingriffspfades werden in dem ersten 2D-Röntgenbild eine erste und eine von der ersten verschiedene zweite anatomische Stelle des in dem ersten 2D-Röntgenbild abgebildeten Gewebes gekennzeichnet, welche beiden Stellen Punkte des Eingriffspfades sein sollen. In dem zweiten 2D-Röntgenbild werden dieselben anatomischen Stellen des in dem zweiten 2D-Röntgenbild abgebildeten Gewebes wie in dem ersten 2D-Röntgenbild gekennzeichnet, welche beiden Stellen Punkte des Eingriffspfades sein sollen. Anschließend werden die Koordinaten der ersten und der zweiten anatomischen Stelle in einem Raumkoordinatensystem bzw. einem Patientenkoordinatensystem mittels Triangulation unter Rückgriff auf die bekannten Projektionsgeometrien der Röntgeneinrichtung berechnet, welche den Eingriffspfad, insbesondere die Richtung des Eingriffspfades festgelegen.
In vergleichbarer Weise können das medizinische Instrument und/oder die bestimmte Gewebestruktur in den beiden 2D-Röntgenbildern vorzugsweise punktweise identifiziert werden. Mittels Triangulation können unter Rückgriff auf die bekannten Projektionsgeometrien der Röntgeneinrichtung die Koordinaten der identifizierten Punkte des medizinischen Instrumentes bzw. der bestimmten Gewebestruktur in dem Raumkoordinatensystem bzw. dem Patientenkoordinatensystem bestimmt werden, so dass das medizinische Instrument bzw. die bestimmte Gewebestruktur sowie deren räumliche Richtung, Ausrichtung und Orientierung in dem Raumkoordinatensystem bzw. dem Patientenkoordinatensystem identifiziert bzw. bestimmt sind. Für die Identifikation eines medizinischen Instrumentes, beispielsweise einer Punktionsnadel, können dabei zwei Punkte ausreichen. Für die Identifikation einer bestimmten Gewebestruktur werden in der Regel mehr als zwei Punkte verwendet. Exemplarisch sei hier die Identifikation oder auch Markierung einer Herzklappe erwähnt, bei der mehrere Punkte entlang des Randes der Herzklappe markiert bzw. identifiziert werden.
Ist der Eingriffspfad bzw. dessen Richtung festgelegt, wird der Eingriffspfad bzw. dessen Richtung als Modelleingriffspfad in ein 3D-Patientenrechenmodell übernommen, welches das Gewebe, an dem der Eingriff vorgenommen werden soll, als Modellgewebe aufweist. Hierbei wird zumindest ein Ausschnitt des 3D-Patientenrechenmodells mit Modellgewebe oder des Modellgewebes mit eingeblendetem, durch einen vorgegebenen oder vorgebbaren Punkt des Modellgewebes verlaufenden Modelleingriffspfad auf einem Sichtgerät angezeigt.
In der gleichen Weise kann ein identifiziertes Instrument als Modellinstrument und/oder eine identifizierte bestimmte Gewebestruktur als Modellgewebestruktur in das SD-Patientenrechenmodell übernommen werden, wobei zumindest ein Ausschnitt des 3D-Patientenrechenmodells oder des Modellgewebes mit eingeblendetem, durch wenigstens einen vorgegebenen oder vorgebbaren Punkt des 3D-Patientenrechenmodells oder des Modellgewebes verlaufenden Modellinstrument und/oder mit eingeblendeter, mit wenigstens einem vorgegebenen oder vorgebbaren Punkt des 3D-Patientenrechenmodells oder des Modellgewebes übereinstimmender Modellgewebestruktur auf einem Sichtgerät angezeigt wird.
Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, dass es zur Herstellung eines dreidimensionalen Zusammenhangs zwischen einem Eingriffspfad, einem medizinischen Instrument oder einer bestimmten Gewebestruktur und der Anatomie eines Patienten nicht erforderlich ist, die 3D-Informationen des Eingriffspfades, des medizinischen Instrumentes oder der bestimmten Gewebestruktur in ein von dem Gewebe bzw. der Gewebestruktur des Patienten erzeugtes 3D-Bild einzublenden. Vielmehr kann die 3D-Visualisierung des Eingriffspfades auch anhand eines 3D-Patientenrechenmodells, also eines Standard-3D-Rechenmodells eines Patienten erfolgen, das zur 3D-Visualisierung des Eingriffspfades, des medizinischen Instrumentes oder der bestimmten Gewebestruktur in einer Recheneinheit oder Bildverarbeitungseinrichtung bereitgehalten wird. Dieses 3D-Patientenrechenmodell wird demnach anstelle von Bildinformationen von dem Patienten für die 3D-Visualisierung des Eingriffspfades, des medizinischen Instrumentes oder der bestimmten Gewebestruktur verwendet. Das 3D-Patientenrechenmodell ist ein reines 3D-Rechenmodell, z.B. basierend auf einem Durchschnittspatienten, welches je nach Verwendungszweck die für die Einblendung benötigten Gewebe als Modellgewebe, also als modellierte Gewebe enthält. Die räumliche Anordnung der Modellgewebe des 3D-Rechenmodells entspricht dabei der Anordnung der realen Gewebe in einem Patienten. In vereinfachter Weise wird der Modelleingriffspfad oder das Modellinstrument durch einen vorgegebenen oder vorgebbaren Punkt des 3D-Patientenrechenmodells oder des Modellgewebes verlaufend dargestellt. In einer vereinfachten Darstellung der Modellgewebestruktur stimmt diese zumindest mit einem vorgegebenen oder vorgebbaren Punkt des 3D-Patientenrechenmodells oder des Modellgewebes überein. Auch wenn die 3D-Visualisierung dadurch nicht exakt ist, erhält ein den Eingriff durchführender Arzt dennoch eine hilfreiche räumliche Vorstellung zur Navigation eines medizinischen Instrumentes, insbesondere was die Richtung des Eingriffspfades oder des Instrumentes anbelangt.
Durch die Verwendung eines solchen 3D-Patientenrechenmodells entfallen sowohl eine zeitaufwändige Erzeugung eines Volumendatensatzes von dem Gewebe des Patienten als auch eine damit verbundene Strahlenbelastung des Patienten.
Nach einer Variante der Erfindung wird das Gewebe des Patienten, an dem der Eingriff vorgenommen werden soll, und/oder die bestimmte Gewebestruktur vor der Übernahme des Eingriffspfades als Modelleingriffspfad, des medizinischen Instrumentes als Modellinstrument und/oder der bestimmten Gewebestruktur als Modellgewebestruktur in das 3D-Patientenrechenmodell angegeben. Somit ist vor der Übernahme des Eingriffspfades bzw. dessen Richtung als Modelleingriffspfad bekannt, durch welches Gewebe und zwar durch welchen willkürlich festgelegten oder festlegbaren Punkt des entsprechenden Modellgewebes der Modelleingriffspfad verlaufen soll. Ebenso ist vor der Übernahme des medizinischen Instrumentes bzw. dessen Ausrichtung als Modellinstrument und/oder vor der Übernahme der bestimmten Gewebestruktur als Modellgewebestruktur bekannt, relativ zu welchem Gewebe die Einblendung des Modellinstrumentes und/oder der Modellgewebestruktur erfolgen soll.
Nach einer weiteren Variante der Erfindung wird auch die Lage des Patienten vor der Übernahme in das 3D-Patientenrechenmodell angegeben. Daher kann die Ausrichtung eines dem 3D-Patientenrechenmodell zugeordneten Koordinatensystems an die Ausrichtung eines dem Patienten zugeordneten Koordinatensystems angepasst werden, so dass die Richtung eines in dem dem Patienten zugeordneten Koordinatensystem festgelegten Eingriffpfades und/oder die Ausrichtung des in dem dem Patienten zugeordneten Koordinatensystem identifizierten medizinischen Instrumentes und/oder die Orientierung der in dem dem Patienten zugeordneten Koordinatensystem identifizierten bestimmten Gewebestruktur in das dem 3D-Patientenrechenmodell zugeordnete Koordinatensystem übernehmbar ist. Dabei erfolgt keine Berechnung einer Koordinatentransformation, wie sie bei einer Registrierung ermittelt wird. Vielmehr wird nur die Ausrichtung des dem 3D-Patientenrechenmodell zugeordnete Koordinatensystems angepasst, um die Richtung des Eingriffspfades, die Ausrichtung des medizinischen Instrumentes und/oder die räumliche Orientierung der bestimmten Gewebestruktur aus dem dem Patienten zugeordneten Koordinatensystem übernehmen zu können. Eine aufwändige Registrierung ist hierfür nicht notwendig.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung erfolgen die Angabe des Gewebes und/oder die Angabe der Lage des Patienten durch die Anwahl eines Organprogramms oder die Eingabe der Art des Eingriffs (Applikation) an der Röntgeneinrichtung. Röntgeneinrichtungen weisen heutzutage häufig anwählbare Organprogramme oder Applikationen auf, die einer Bedienperson die Durchführung einer Untersuchung erleichtern. Ein solches Organprogramm oder eine solche Applikation ist im Allgemeinen ein Ablaufprogramm für die Aufnahme eines oder mehrerer Röntgenbilder, dessen Parameter, Lage des Patienten auf der Patientenliege, z.B. Patient in Rückenlage, Intensität der Röntgenstrahlung, Strahlungsrichtungen etc. speziell an das bestimmte Organ bzw. Gewebe angepasst sind. Durch die Anwahl eines Organprogramms ist also nicht nur das interessierende Gewebe, sondern auch die Lage des Patienten auf einer Patientenliege bekannt.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden der Modelleingriffspfad und/oder das Modellinstrument durch das Zentrum oder den Schwerpunkt des Modellgewebes verlaufend eingeblendet. Die Modellgewebestruktur kann derart in das Modellgewebe eingeblendet wird, dass das Zentrum oder der Schwerpunkt der Modellgewebestruktur mit dem Zentrum oder dem Schwerpunkt des Modellgewebes übereinstimmt. Vorzugsweise ist der Schwerpunkt oder das Zentrum eines jeden Modellgewebes des 3D-Patientenrechenmodells bereits bestimmt bzw. vorgegeben. Somit kann nach Festlegung des Eingriffspfades bzw. dessen Richtung, nach Identifikation des medizinischen Instrumentes und/oder nach Identifikation der bestimmten Gewebestruktur und Anwahl eines entsprechenden Organprogramms, woraus das interessierende Gewebe und die Lage des Patienten bekannt sind, der Modelleingriffspfad und/oder das Modellinstrument durch den Schwerpunkt oder das Zentrum des 3D-Modellgewebes verlaufend dreidimensional bzw. die Modellgewebestruktur im Zentrum des Modellgewebes angeordnet dreidimensional visualisiert werden.
Nach einer Variante der Erfindung ist das 3D-Patientenrechenmodell ein anatomisches 3D-Rechenmodell eines Menschen, welches wenigstens ein Modellgewebe des Menschen aufweist. Als Grundlage für das anatomische 3D-Rechenmodell kann ein erzeugter Volumendatensatz eines Menschen, beispielsweise eines hinsichtlich Größe und Statur durchschnittlichen Menschen, verwendet werden, aus dem das anatomische Modell als 3D-Rechenmodell eines Menschen erzeugt wird. Es kann aber auch ein künstlich erzeugtes Skelett eines Menschen beispielsweise mittels Röntgencomputertomographie gescannt werden, um einen Volumendatensatz für die Modellierung von Knochengewebe zu erhalten. Weiteres Gewebe beispielsweise Organgewebe kann dem 3D-Rechenmodell als Modellgewebe an den anatomisch zugehörigen Stellen hinzugefügt werden. Selbstverständlich können auch verschiedene anatomische 3D-Rechenmodelle z.B. eines für Männer und eines für Frauen erzeugt und zur Verfügung gestellt werden.
Nach einer weiteren Variante der Erfindung ist das 3D-Patientenrechenmodell ein abstraktes anatomisches 3D-Rechenmodell eines Menschen, welches wenigstens ein Modellgewebe des Menschen in abstrahierter Form aufweist. Das 3D-Rechenmodell des Menschen weist also Modellgewebe, sei es Knochengewebe oder sei es Organgewebe, nur derart abstrahiert auf, dass die Form, die Größe, der Umfang, der Verlauf etc. des jeweiligen Modellgewebes erkennbar sind.
Nach einer weiteren Variante der Erfindung ist das 3D-Pati entenrechenmodell sogar nur ein abstraktes, nicht anatomisches, Gitternetzlinien aufweisendes 3D-Rechenmodell (3D-Gittermodell), welches wenigstens ein Modellgewebe als Raumbereich aufweist. In diesem 3D-Rechenmodell sind also selbst keine sichtbaren Organformen, Organgrößen, Organumfänge oder Organverläufe modelliert. Vielmehr sind den Modellgeweben nur Raumbereiche des 3D-Rechenmodells zugeordnet, in denen die Einblendung vorgenommen wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:

1 eine Vorrichtung zur 3D-Visualisierung eines Eingriffspfades eines medizinischen Instrumentes,
2 die Festlegung eines Punktionspfades einer Punktionsnadel,
3 die Einblendung des festgelegten Punktionspfades in ein anatomisches 3D-Rechenmodell eines Menschen,
4 die Einblendung des festgelegten Punktionspfades in ein abstraktes anatomisches 3D-Rechenmodell eines Menschen und
5 die Einblendung des festgelegten Punktionspfades in ein abstraktes, nicht anatomisches 3D-Rechenmodell.

In 1 ist eine Vorrichtung zur 3D-Visualisierung eines Eingriffspfades eines medizinischen Instrumentes zur Unterstützung eines medizinischen Eingriffs an einem Gewebe eines Patienten gezeigt. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung soll der Eingriff an der Leber eines auf einer schematisch dargestellten Patientenliege 1 gelagerten Patienten P erfolgen, wobei mittels einer Punktionsnadel eine künstliche Verbindung zwischen der Pfortader und der Vena cava inferior durch die Leber hergestellt werden soll, was in der Gastroenterlogie auch als TIPS (transjugulärer intrahepatischer portosystemischer Shunt) bezeichnet wird. Der Eingriff wird insbesondere bei Pfortaderhochdruck vorgenommen. Die künstliche Verbindung wird anschließend in der Regel durch einen eingesetzten Stent offengehalten.
Die Vorrichtung umfasst im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels eine Angiographie-Röntgeneinrichtung mit einen C-Bogen-Röntgengerät 2, an dessen C-Bogen 3 einander gegenüber liegend eine Röntgenstrahlenquelle 4 und ein Röntgenstrahlenempfänger 5 angeordnet sind. Der C-Bogen 3 ist an einer Halterung 6 um seine Orbitalachse O in die Richtungen des Doppelpfeils a verstellbar gelagert. Die Halterung 6 ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels an einem Deckenstativ 7 angeordnet, welches die in der 1 mit Doppelpfeilen c, d, e und f gekennzeichneten Verstellmöglichkeiten der mit dem C-Bogen 3 versehenen Halterung 6 bietet. Außerdem ist der C-Bogen 3 mit der Halterung 6 um seine Angulationsachse A in die Richtungen des Doppelpfeils b verstellbar.
Mit dem C-Bogen-Röntgengerät 2 können in an sich bekannter Weise von dem auf der Patientenliege 1 gelagerten Patienten P 2D-Röntgenprojektionen oder Durchleuchtungsbilder aus unterschiedlichen Projektionsrichtungen aufgenommen werden, die auf einem an einer Recheneinheit 8 angeschlossenen Sichtgerät 9 darstellbar sind. Darüber hinaus können mit dem C-Bogen-Röntgengerät 2 basierend auf zwei unter voneinander verschiedenen Projektionsrichtungen aufgenommenen 2D-Röntgenprojektionen und unter Heranziehung der bekannten Projektionsgeometrien des C-Bogen-Röntgengerätes 2 3D-Informationen von in den 2D-Röntgenprojektionen abgebildeten Gewebestrukturen in einem Raum- oder Patientenkoordinatensystem mittels Triangulation gewonnen werden.
Das C-Bogen-Röntgengerät 2 weist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels außerdem Organprogramme auf, welche in einem an der Recheneinheit 8 angeschlossenen Speicher 10 abgespeichert sind. Ein Organprogramm ist ein Ablaufprogramm für die Aufnahme eines oder mehrerer Röntgenbilder von einem bestimmten Gewebe, wobei die Parameter eines Organprogramms, wie die Lage des Patienten auf der Patientenliege, z.B. Patient in Rückenlage, Intensität der Röntgenstrahlung, Strahlungsrichtungen etc. speziell an das bestimmte Organ bzw. Gewebe angepasst sind. Wird ein bestimmtes Organprogramm von einer Bedienperson angewählt, so werden viele, die Aufnahme von 2D-Röntgenprojektionen betreffenden Einstellungen bereits automatisch vorgenommen. Des Weiteren werden Anweisungen gegeben, beispielsweise wie der Patient auf der Patientenliege anzuordnen ist.
Die Auswahl eines Organprogramms erfolgt über schematisch dargestellte, an die Recheneinheit 8 angeschlossene Eingabemittel 11, welche eine Tastatur, eine Computermaus, einen Joystick, einen Trackball, einen Touchscreen etc. umfassen können.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung wird das Organprogramm „TIPS-Planung“ angewählt, worauf Einstellungen, z.B. die Einstellung der Röhrenspannung, für die Gewinnung von Röntgenaufnahmen von dem die Leber des Patienten P aufweisenden Körperbereich automatisch mittels der Recheneinheit 8 an dem C-Bogen-Röntgengerät 2 vorgenommen werden. Außerdem werden Anweisungen auf dem Sichtgerät 9 ausgegeben, z.B. das der Patient P in Rückenlage mit den Füßen vom C-Bogen 3 weg zu lagern ist, wobei die Körperlängsachse L parallel zur Längsachse oder Längskante LK der Patientenliege 1 und die Körperquerachse Q parallel zur Querachse oder Querkante QK der Patientenliege 1 auszurichten sind, und wobei die Leber vorzugsweise im Isozentrum IS des C-Bogens 3 anzuordnen ist. Der Ursprung eines dem Patienten P zugeordneten Koordinatensystems K1 liegt im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels im Wesentlichen im Isozentrum des C-Bogens 3. Durch die entsprechende Lagerung des Patienten P ist die z-Achse des Koordinatensystems K1 im Wesentlichen identisch mit der Längsachse des Patienten P sowie parallel zur Längsachse oder Längskante LK der Patientenliege 1 und die x-Achse ist im Wesentlichen identisch mit der Querachse Q des Patienten P sowie parallel zur Querachse oder Querkante QK der Patientenliege 1.
Anschließend werden unter zwei voneinander verschiedenen Projektionsrichtungen eine erste 2D-Röntgenprojektion P1 und eine zweite 2D-Röntgenprojektion P2 von dem die Leber aufweisenden Körperbereich des Patienten P gewonnen, wozu der C-Bogen 3 z.B. um seine Angulationsachse A an eine erste POS1 und an eine zweite Position POS2 bewegt wird. In 2 ist dies veranschaulicht. Die beiden gewonnenen Röntgenprojektionen P1, P2 werden auf dem Sichtgerät 9 dargestellt, so dass in der ersten 2D-Röntgenprojektion P1 eine erste anatomische Stelle S1 und eine von der ersten verschiedene zweite anatomische Stelle S2 des interessierenden Lebergewebes für die Punktion mit den Eingabemitteln 11 markiert werden können. In der zweiten Röntgenprojektion P2 werden dieselbe erste anatomische Stelle S1 und dieselbe zweite anatomische Stelle S2 des interessierenden Lebergewebes markiert. Basierend auf den bekannten Projektionsgeometrien des C-Bogen-Röntgengerätes 2 können mittels Triangulation die Koordinaten der Punkte S1' und S2' in dem dem Patienten P zugeordneten kartesischen Koordinatensystem K1 mit der Recheneinheit 8 berechnet werden. Aus den Koordinaten der Punkte S1' und S2' lässt sich schließlich der im vorliegenden Fall lineare Punktionspfad PF bzw. die Richtung des linearen Punktionspfades PF im Koordinatensystem K1 ermitteln.
Der Punktionspfad PF soll nun nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einfacher Weise mit der Recheneinheit 8 in ein anatomisches 3D-Patientenrechenmodell eingeblendet werden, welches als solches im Speicher 11 der Recheneinheit 8 vorliegt.
Das anatomische 3D-Patientenrechenmodell basiert im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels auf einem Volumendatensatz eines Menschen, dessen Gewebe, wie Knochengewebe (Skelett), Organgewebe (Herz, Leber etc.), Gefäßgewebe (Arterien, Venen etc.) etc. modelliert wurden und als jeweiliges Modellgewebe vorliegen. Das 3D-Patientenrechenmodell kann als ganzes oder ausschnittsweise auf dem Sichtgerät 9 dargestellt werden (vgl. 1). Es können aber auch nur einzelne Modellgewebe z.B. ein Skelettmodell, ein Herzmodell, oder ein Lebermodell auf dem Sichtgerät 9 angezeigt werden.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist der Recheneinheit 8 durch die Anwahl des Organprogramms „TlPS-Planung“ bekannt, dass die Visualisierung bzw. der Modellpunktionspfad PF' des Punktionspfad PF durch die Modellleber verlaufen soll, und zwar gemäß einer entsprechenden Voreinstellung durch das Zentrum der Modellleber. Da des Weiteren die Lage und Ausrichtung des Patienten P und die Lage und Ausrichtung des dem Patienten P zugeordneten Koordinatensystems K1 über das Organprogramm bekannt sind, kann ein dem 3D-Patientenrechenmodell zugeordnetes kartesisches Koordinatensystem K2 in der gleichen Weise relativ zu dem 3D-Patientenrechenmodell ausgerichtet werden, wie das Koordinatensystem K1 relativ zu dem Patienten P. Dadurch kann die im Koordinatensystem K1 festgelegte Richtung des Eingriffspfades PF in das dem 3D-Patientenrechenmodell zugeordnete Koordinatensystem K2 übernommen werden. Die Übernahme bzw. Einblendung des Punktionspfades PF erfolgt demnach derart, dass der Modellpunktionspfad PF' des Punktionspfades PF durch das Zentrum der Modellleber des 3D-Patientenrechenmodells verläuft. Dabei ist es nicht notwendig die Modelleber selbst darzustellen.
3 zeigt exemplarisch wie die 3D-Visualisierung erfolgen kann, wobei nur Modellknochengewebe des anatomischen 3D-Patientenrechenmodells ausschnittweise dargestellt ist. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst die Form der Darstellung auf dem Sichtgerät 9 eine 2-dimensionale Ansicht eines Ausschnitts des anatomischen 3D-Patientenmodellgewebes von rechts „R“, also eine Ansicht des die Modellleber aufweisenden Abschnitts des anatomischen 3D-Patientenrechenmodells in Richtung der x-Achse, eine 2-dimensionale Ansicht eines Ausschnitts des anatomischen 3D-Patientenmodellgewebes von oben „A“ (anterior), also eine Ansicht des die Modellleber aufweisenden Abschnitts des anatomischen 3D-Patientenrechenmodells in Gegenrichtung der y-Achse, eine 2-dimensionale Ansicht eines Ausschnitts des anatomischen 3D-Patientenmodellgewebes von unten „F“ (feet), also eine Ansicht des die Modellleber aufweisenden Abschnitts des anatomischen 3D-Patientenrechenmodells in Gegenrichtung der z-Achse und eine 3D-Ansicht „3D“ des die Modellleber aufweisenden Abschnitts des anatomischen 3D-Patientenrechenmodells, wobei in allen Ansichten die Modelleber selbst nicht dargestellt ist, aber auch dargestellt werden kann. Der Modellpunktionspfand PF' ist in allen vier Ansichten entsprechend eingeblendet.
Eine alternative Form der Darstellung ist in 4 gezeigt, dabei wird der Punktionspfad nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit der Recheneinheit 8 in ein abstraktes anatomisches 3D-Patientenrechenmodell eines Menschen eingeblendet, welches als solches im Speicher 11 der Recheneinheit 8 vorliegt.
Bei dem abstrakten anatomischen 3D-Patientenrechenmodell sind die Modellgewebe als abstrakte Modellgewebe eines Menschen realisiert, d.h. Modellgewebe, sei es Knochengewebe oder sei es Organgewebe, ist derart abstrahiert, dass die Form, die Größe, der Umfang, der Verlauf etc. des jeweiligen Modellgewebes erkennbar und darstellbar ist.
Da, wie zuvor beschrieben, durch die Anwahl des Organprogramms „TIPS-Planung“ das relevante Organ, nämlich die Leber, bekannt ist und die Richtung des Punktionspfades PF ermittelt wurde, kann der Modellpunktionspfad PF' durch das Zentrum der Modellleber des abstrakten anatomischen 3D-Patientenrechenmodells verlaufend dargestellt werden.
4 zeigt exemplarisch die 3D-Visualisierung, wobei wiederum nur Modellknochengewebe des abstrakten anatomischen 3D-Patientenrechenmodells ausschnittweise dargestellt ist. Die vorliegende Form der Darstellung auf dem Sichtgerät 9 umfasst, in vergleichbarer Weise wie zuvor beschrieben, eine 2-dimensionale Ansicht eines Ausschnitts des abstrakten anatomischen 3D-Patientenmodellgewebes von rechts „R“, also eine Ansicht des die Modellleber aufweisenden Abschnitts des abstrakten anatomischen 3D-Patientenrechenmodells in Richtung der x-Achse, eine 2-dimensionale Ansicht eines Ausschnitts des abstrakten anatomischen 3D-Patientenmodellgewebes von oben „A“ (anterior), also eine Ansicht des die Modellleber aufweisenden Abschnitts des abstrakten anatomischen 3D-Patientenrechenmodells in Gegenrichtung der y-Achse, eine 2-dimensionale Ansicht eines Ausschnitts des abstrakten anatomischen 3D-Patientenmodellgewebes von unten „F“ (feet), also eine Ansicht des die Modellleber aufweisenden Abschnitts des abstrakten anatomischen 3D-Patientenrechenmodells in Gegenrichtung der z-Achse und eine 3D-Ansicht „3D“ des die Modellleber aufweisenden Abschnitts des abstrakten anatomischen 3D-Patientenrechenmodells, wobei in allen Ansichten die Modellleber selbst nicht dargestellt ist, aber, wie bereits erwähnt, auch dargestellt werden kann. Der Modellpunktionspfand PF' ist in allen vier Ansichten entsprechend eingeblendet.
Eine weitere alternative Form der Darstellung ist in 5 gezeigt, dabei wird der Punktionspfad nach einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit der Recheneinheit 8 in ein abstraktes 3D-Patientenrechenmodell eines Menschen eingeblendet, welches als solches im Speicher 11 der Recheneinheit 8 vorliegt.
Bei dem abstrakten 3D-Patientenrechenmodell sind das 3D-Rechenmodell an sich und die Modellgewebe des 3D-Rechenmodells nur als Raumbereich bzw. Raumbereiche des 3D-Patientenrechenmodells definiert, d.h. es sind keine Modellgewebe an sich darstellbar, sondern nur Gitternetzlinien aufweisende Raumbereiche.
Auch bei diesem abstrakten 3D-Patientenrechenmodell kann der Modellpunktionspfad PF' durch das Zentrum der Modellleber des abstrakten 3D-Patientenrechenmodells verlaufend dargestellt werden, da durch die Anwahl des Organprogramms „TIPS-Planung“ die Leber als das relevante Organ bekannt ist und die Richtung des Punktionspfades PF ermittelt wurde.
5 zeigt die 3D-Visualisierung anhand des abstrakten 3D-Patientenrechenmodells. Die vorliegende Form der Darstellung auf dem Sichtgerät 9 umfasst eine 2-dimensionale Ansicht eines Ausschnitts des abstrakten 3D-Patientenmodellgewebes von rechts „R“, also eine Ansicht des die Modellleber aufweisenden Raumbereichs des abstrakten 3D-Patientenrechenmodells in Richtung der x-Achse, eine 2-dimensionale Ansicht eines Ausschnitts des abstrakten 3D-Patientenmodellgewebes von oben „A“ (anterior), also eine Ansicht des die Modellleber aufweisenden Raumbereichs des abstrakten 3D-Patientenrechenmodells in Gegenrichtung der y-Achse, eine 2-dimensionale Ansicht eines Ausschnitts des abstrakten 3D-Patientenmodellgewebes von unten „F“ (feet), also eine Ansicht des die Modellleber aufweisenden Raumbereichs des abstrakten 3D-Patientenrechenmodells in Gegenrichtung der z-Achse und eine 3D-Ansicht „3D“ des die Modellleber aufweisenden Raumbereichs des abstrakten 3D-Patientenrechenmodells, wobei in allen vier Ansichten der Modellpunktionspfand PF' entsprechend eingeblendet ist.
Die Erfindung wurde vorstehend am Beispiel eines Eingriffs an der Leber eines Patienten beschrieben. Die Erfindung ist jedoch auch bei Eingriffen an anderen Organen anwendbar.
Die Vorgabe des relevanten Gewebes sowie der Lage des Patienten muss nicht mittels eines Organprogramms erfolgen. Vielmehr können das relevante Organ sowie die Lage des Patienten, insbesondere die Ausrichtung des dem Patienten zugeordneten Koordinatensystems relativ zum Patienten auch anderweitig durch entsprechende Eingaben angegeben werden.
Bei dem Eingriffspfad muss es sich nicht notwendigerweise um einen Punktionspfad handeln. Der Eingriffspfad kann auch einen Katheter oder ein anderes medizinisches Instrument betreffen.
Des Weiteren muss der Eingriffspfad nicht notwendigerweise linear, sondern kann auch gekrümmt verlaufen. Bei einem vom linearen Verlauf abweichenden gekrümmten Verlauf des Eingriffspfades, müssen entsprechend mehr Punkte in den 2D-Röntgenprojektionen P1 und P2 markiert bzw. identifiziert werden, um den Eingriffspfad und somit auch den Modelleingriffspfad zu definieren bzw. festzulegen. Zur Einblendung eines solchen gekrümmten Modelleingriffspfades in ein 3D-Patientenrechenmodell können mehrere ausgewählte Punkte des gekrümmten Modelleingriffspfades mit vorbestimmten Referenzpunkten des Modellgewebes wenigstens im Wesentlichen zur Deckung gebracht werden. Der gekrümmte Modelleingriffspfades kann dabei auch mit einer vorgebbaren oder vorgegebenen Referenzlinie im Modellgewebe wenigstens im Wesentlichen zur Deckung gebracht werden.
In vergleichbarer Weise zur Festlegung und Einblendung des Punktionspfades kann auch ein medizinisches Instrument, beispielsweise die Punktionsnadel N (vgl. 1) während des medizinischen Eingriffs an der Leber in ein 3D-Patientenrechenmodell eingeblendet werden. Entsprechend dem in 2 veranschaulichten Vorgehen bei der Festlegung des Punktionspfades PF, wird die in den Körper des Patienten P eingeführte Punktionsnadel N in zwei unter voneinander verschiedenen Projektionsrichtungen von dem Körper des Patienten P gewonnenen 2D-Röntgenprojektionen punktweise identifiziert und es werden die Koordinaten der Punktionsnadel in dem Koordinatensystem K1 bestimmt, so dass die räumliche Ausrichtung der Punktionsnadel N bekannt ist.
Anschließend kann die Punktionsnadel als Modellpunktionsnadel in entsprechender Weise wie der Modelleingriffspfad PF' in eines der beschriebenen 3D-Patientenrechenmodelle (anatomisch, anatomisch abstrakt oder abstrakt) eingeblendet werden. Dies kann wiederum derart geschehen, dass die Modellpunktionsnadel als durch den vorbestimmten Schwerpunkt der Modellleber verlaufend, ihrer ermittelten in das Koordinatensystem K2 übertragbaren Ausrichtung entsprechend eingeblendet wird. Es kann aber auch ein anderer markanter Punkt der Modellleber für die Einblendung der Modellpunktionsnadel gewählt werden. Die Modellleber selbst muss dabei entsprechend der Darstellungen in den 3 bis 5 nicht notwendigerweise auf dem Sichtgerät 9 dargestellt werden.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann eine bestimmte Gewebestruktur in ein 3D-Patientenrechenmodell eingeblendet werden. Beispielsweise kann im Zuge des Eingriffs an der Leber die Pfortadergabelung in den zwei unter voneinander verschiedenen Projektionsrichtungen vom Körper des Patienten P gewonnenen 2D-Röntgenprojektionen P1 und P2 punktweise markiert bzw. identifiziert werden. Unter Rückgriff auf die bekannten Projektionsgeometrien können mittels Triangulation die Koordinaten der markierten Punkte in dem Koordinatensystem K1 bestimmt werden, so dass die räumliche Orientierung der Pfortadergabelung bekannt ist.
Die mittels drei oder mehr Punkte identifizierte Pfortadergabelung kann dann als Pfortadergabelungsmodell mit der im Koordinatensystem K1 ermittelten Orientierung oder Ausrichtung in eines der beschriebenen 3D-Patientenrechenmodelle (anatomisch, anatomisch abstrakt oder abstrakt) eingeblendet werden, wobei aufgrund der angepassten Ausrichtung des Koordinatensystems K2 die ermittelte Orientierung übernommen werden kann.
Die Einblendung kann beispielsweise derart erfolgen, dass der Gabelpunkt des Pfortadergabelungsmodells oder der Schwerpunkt des Pfortadergabelungsmodells auf einen ausgewählten Punkt der Modellleber, z.B. einen Punkt des Modelleberrandes eingeblendet wird.
Wie bereits erwähnt, kann die Erfindung auch bei anderen Organen, wie z.B. dem Herzen, angewendet werden. Beispielsweise kann der Rand einer Herzklappe punktweise in zwei unter voneinander verschiedenen Projektionsrichtungen vom Herzen eines Patienten gewonnenen 2D-Röntgenprojektionen markiert bzw. identifiziert werden. Der Mittelpunkt oder der Schwerpunkt der daraus resultierenden Modellherzklappe kann schließlich in einen gewählten Punkt des Modellherzens eines 3D-Patientenrechenmodells eingeblendet werden.
In Ergänzung zu den Ausführungsbeispielen sei noch erwähnt, dass in ein 3D-Patientenrechenmodell sowohl ein Modelleingriffspfad als auch ein Modellinstrument als auch eine Modellstruktur eingeblendet werden kann.
Ebenso sind Mischformen zwischen den 3D-Patientenrechenmodellen (anatomisch, anatomisch abstrakt, abstrakt) möglich.

Claims

Verfahren zur 3D-Visualisierung eines Eingriffspfades (PF) eines medizinischen Instrumentes, eines medizinischen Instrumentes (N) und/oder einer bestimmten Gewebestruktur eines Patienten zur Unterstützung eines medizinischen Eingriffs an einem Gewebe eines Patienten (P), bei dem - basierend auf mindestens zwei unter voneinander verschiedenen Projektionsrichtungen mit einer Röntgeneinrichtung (2) erzeugten 2D-Röntgenbildern (P1, P2) von dem das Gewebe des Patienten (P) und/oder das medizinische Instrument und/oder die bestimmte Gewebestruktur aufweisenden Körperbereich des Patienten (P) mittels Triangulation unter Rückgriff auf die bekannten Projektionsgeometrien der Röntgeneinrichtung (2) der Eingriffspfad (PF) festgelegt und/oder das medizinische Instrument und/oder die bestimmte Gewebestruktur identifiziert wird, - der Eingriffspfad (PF) als Modelleingriffspfad (PF'), das medizinische Instrument als Modellinstrument und/oder die bestimmte Gewebestruktur als Modellgewebestruktur in ein anstelle von Bildinformationen von dem Patienten (P) zu verwendendes 3D-Patientenrechenmodell übernommen wird, welches das Gewebe als Modellgewebe aufweist, und - bei dem zumindest ein Ausschnitt des 3D-Patientenrechenmodells oder des Modellgewebes mit eingeblendetem, durch wenigstens einen vorgegebenen oder vorgebbaren Punkt des Modellgewebes verlaufenden Modelleingriffspfad (PF') und/oder mit eingeblendetem, durch wenigstens einen vorgegebenen oder vorgebbaren Punkt des 3D-Patientenrechenmodells oder des Modellgewebes verlaufenden Modellinstrument und/oder mit eingeblendeter, mit wenigstens einem vorgegebenen oder vorgebbaren Punkt des 3D-Patientenrechenmodells oder des Modellgewebes übereinstimmender Modellgewebestruktur auf einem Sichtgerät (9) angezeigt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Gewebe des Patienten (P), an dem der Eingriff vorgenommen werden soll, und/oder die bestimmte Gewebestruktur vor der Übernahme des Eingriffspfades (PF) als Modelleingriffspfad (PF'), des medizinischen Instrumentes als Modellinstrument und/oder der bestimmten Gewebestruktur als Modellgewebestruktur in das 3D-Patientenrechenmodell angegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Lage des Patienten (P) vor der Übernahme des Eingriffspfades (PF) als Modelleingriffspfad (PF') und/oder vor der Übernahme des medizinischen Instrumentes als Modellinstrument und/oder vor der Übernahme der bestimmten Gewebestruktur als Modellgewebestruktur in das 3D-Patientenrechenmodell angegeben wird, wobei die Ausrichtung eines dem 3D-Patientenrechenmodell zugeordneten Koordinatensystems (K2) an die Ausrichtung eines dem Patienten (P) zugeordneten Koordinatensystems (K1) angepasst wird, so dass die Richtung eines in dem dem Patienten (P) zugeordneten Koordinatensystem (K1) festgelegten Eingriffpfades (PF) und/oder die Ausrichtung des in dem dem Patienten (P) zugeordneten Koordinatensystem (K1) identifizierten medizinischen Instrumentes und/oder die Orientierung der in dem dem Patienten (P) zugeordneten Koordinatensystem (K1) identifizierten bestimmten Gewebestruktur in das dem 3D-Patientenrechenmodell zugeordnete Koordinatensystem (K2) übernehmbar ist.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, bei dem die Angabe des Gewebes und/oder die Angabe der Lage des Patienten (P) durch die Anwahl eines Organprogramms oder die Eingabe der Art des Eingriffs an der Röntgeneinrichtung (2, 11) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Modelleingriffspfad (PF) und/oder das Modellinstrument durch das Zentrum oder den Schwerpunkt des Modellgewebes verlaufend eingeblendet wird und/oder bei dem die Modellgewebestruktur derart in das Modellgewebe eingeblendet wird, dass das Zentrum oder der Schwerpunkt der Modellgewebestruktur mit dem Zentrum oder dem Schwerpunkt des Modellgewebes übereinstimmt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das 3D-Patientenrechenmodell ein anatomisches Rechenmodell eines Menschen ist, welches wenigstens ein Modellgewebe des Menschen aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das 3D-Patientenrechenmodell ein abstraktes anatomisches Rechenmodell eines Menschen ist, welches wenigstens ein Modellgewebe des Menschen in abstrahierter Form aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das 3D-Patientenrechenmodell ein abstraktes, nicht anatomisches, Gitternetzlinien aufweisendes Rechenmodell ist, welches wenigstens ein Modellgewebe als Raumbereich aufweist.
Vorrichtung zur 3D-Visualisierung eines Eingriffspfades (PF) eines medizinischen Instrumentes, eines medizinischen Instrumentes (N) und/oder einer bestimmten Gewebestruktur eines Patienten zur Unterstützung eines medizinischen Eingriffs an einem Gewebe eines Patienten (P), aufweisend - eine Röntgeneinrichtung (2) sowie - Mittel (8, 9, 11) zur Festlegung eines Eingriffspfades (PF) und/oder zur Identifikation des medizinischen Instrumentes und/oder zur Identifikation der bestimmten Gewebestruktur basierend auf mindestens zwei unter voneinander verschiedenen Projektionsrichtungen mit der Röntgeneinrichtung (2) erzeugten 2D-Röntgenbildern (P1, P2) von dem das Gewebe des Patienten (P) und/oder das medizinische Instrument und/oder die bestimmte Gewebestruktur aufweisenden Körperbereich des Patienten (P) mittels Triangulation unter Rückgriff auf die bekannten Projektionsgeometrien der Röntgeneinrichtung (2) und - Rechenmittel (8) zur Übernahme des Eingriffspfades (PF) als Modelleingriffspfad, des medizinischen Instrumentes als Modellinstrument und/oder der bestimmten Gewebestruktur als Modellgewebestruktur in ein in den Rechenmitteln (8) enthaltenes, anstelle von Bildinformationen vom dem Patienten (P) zu verwendendes 3D-Patientenrechenmodell, welches das Gewebe als Modellgewebe aufweist, wobei zumindest ein Ausschnitt des 3D-Patientenrechenmodells oder des Modellgewebes mit eingeblendetem, durch einen vorgegebenen oder vorgebbaren Punkt des Modellgewebes verlaufenden Modelleingriffspfad (PF') und/oder mit eingeblendetem, durch wenigstens einen vorgegebenen oder vorgebbaren Punkt des 3D-Patientenrechenmodells oder des Modellgewebes verlaufenden Modellinstrument und/oder mit eingeblendeter, mit wenigstens einem vorgegebenen oder vorgebbaren Punkt des 3D-Patientenrechenmodells oder des Modellgewebes übereinstimmender Modellgewebestruktur auf einem Sichtgerät (9) anzeigbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der den Rechenmitteln (8) das Gewebe des Patienten (P), an dem der Eingriff vorgenommen werden soll, und/oder die bestimmte Gewebestruktur vor der Übernahme des Eingriffspfades (PF) als Modelleingriffspfad (PF'), des medizinischen Instrumentes als Modellinstrument und/oder der bestimmten Gewebestruktur als Modellgewebestruktur in das 3D-Patientenrechenmodell angegeben wird.
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, bei der den Rechenmitteln (8) die Lage des Patienten (P) vor der Übernahme des Eingriffspfades (PF) als Modelleingriffspfad (PF') und/oder vor der Übernahme des medizinischen Instrumentes als Modellinstrument und/oder vor der Übernahme der bestimmten Gewebestruktur als Modellgewebestruktur in das 3D-Patientenrechenmodell angegeben wird, wobei die Ausrichtung eines dem 3D-Patientenrechenmodell zugeordneten Koordinatensystems (K2) an die Ausrichtung eines dem Patienten (P) zugeordneten Koordinatensystems (K1) angepasst wird, so dass die Richtung eines in dem dem Patienten (P) zugeordneten Koordinatensystem (K1) festgelegten Eingriffpfades (PF) und/oder die Ausrichtung des in dem dem Patienten (P) zugeordneten Koordinatensystem (K1) identifizierten medizinischen Instrumentes und/oder die Orientierung der in dem dem Patienten (P) zugeordneten Koordinatensystem (K1) identifizierten bestimmten Gewebestruktur in das dem 3D-Patientenrechenmodell zugeordnete Koordinatensystem (K2) übernehmbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, bei der die Angabe des Gewebes und/oder die Angabe der Lage des Patienten durch die Anwahl eines Organprogramms oder die Eingabe der Art des Eingriffs an der Röntgeneinrichtung (2) erfolgen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, bei der der Modelleingriffspfad (PF) und/oder das Modellinstrument durch das Zentrum oder den Schwerpunkt des Modellgewebes verlaufend eingeblendet wird und/oder bei dem die Modellgewebestruktur derart in das Modellgewebe eingeblendet wird, dass das Zentrum oder der Schwerpunkt der Modellgewebestruktur mit dem Zentrum oder dem Schwerpunkt des Modellgewebes übereinstimmt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, bei der das 3D-Patientenrechenmodell ein anatomisches Rechenmodell eines Menschen ist, welches wenigstens ein Modellgewebe des Menschen aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, bei der das 3D-Patientenrechenmodell ein abstraktes anatomisches Rechenmodell eines Menschen ist, welches wenigstens ein Modellgewebe des Menschen in abstrahierter Form aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, bei der das 3D-Patientenrechenmodell ein abstraktes, nicht anatomisches, Gitternetzlinien aufweisendes Rechenmodell ist, welches wenigstens ein Modellgewebe als Raumbereich aufweist.