DE102008064488B3 - Verfahren zur Ermittlung einer geeigneten Projektionsrichtung für eine 2D-Röntgenprojektion - Google Patents

Verfahren zur Ermittlung einer geeigneten Projektionsrichtung für eine 2D-Röntgenprojektion Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung einer geeigneten Projektionseinrichtung für eine 2D-Röntgenprojektion zur Unterstützung eines medizinischen Eingriffs an einem Aneurysma eines Patienten, bei dem ein Volumendatensatz von dem das Aneurysma (24) und das arterielle Blutgefäß (20), welches das Aneurysma (24) umfasst, aufweisenden Körperbereich des Patienten (P) mit einem C-Bogen-Röntgengerät (2) erzeugt wird, anhand des Volumendatensatzes der Mittelpunkt (28) des Aneurysmas (24) sowie derjenige Punkt (29) auf der Mittellinie (30) des das Aneurysma (24) umfassenden, arteriellen Blutgefäßes (20) bestimmt werden, welcher der Verbindungsstelle (23) des Aneurysmas (24) mit dem das Aneurysma (24) umfassenden, arteriellen Blutgefäß (20) am nächsten liegt, und bei dem eine potentiell geeignete Projektionsrichtung durch die Normale (N) auf diejenige Ebene (E) gekennzeichnet wird, welche durch die Gerade (g) durch den Mittelpunkt (28) des Aneurysmas (24) und den Punkt (29) auf der Mittellinie (30) des das Aneurysma (24) umfassenden, arteriellen Blutgefäßes (20) und die Tangente (t) an den Punkt (29) auf der Mittellinie (30) des das Aneurysma (24) umfassenden, arteriellen Blutgefäßes (20) aufgespannt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung einer geeigneten Projektionsrichtung für eine 2D-Röntgenprojektion zur Unterstützung eines medizinischen Eingriffs an einem Aneurysma.
  • Ein Aneurysma ist eine lokale, permanente z. B. sackförmige Erweiterung des Querschnittes eines arteriellen Blutgefäßes, welche angeboren oder erworben sein kann. Eine solche Blutgefäßaussackung tritt beispielsweise bei Hirnarterien auf. Problematisch ist, dass das Aneurysma reißen kann, was zu einer gefährlichen Gehirnblutung mit schweren neurologischen Ausfällen oder mit Todesfolge führen kann. Aus diesem Grund wird ein Aneurysma heutzutage, häufig auch akut, mittels „Clipping” oder „Coiling” behandelt.
  • Die Behandlung mittels „Clipping” umfasst in der Regel einen neurochirurgischen Eingriff, bei dem der Schädel des Patienten geöffnet und der Aneurysmasack mittels eines Clips oder einer Spange, welche zumeist aus Titan sind, abgeklemmt werden. Das Aneurysma ist somit von der Blutzufuhr bzw. vom Blutkreislauf abgetrennt.
  • Das „Coiling” erfolgt zumeist in einem endovaskulären Eingriff, bei dem ein hohler Mikrokatheter in der zu behandelnden Hirnarterie platziert und bei dem über den hohlen Mikrokatheter sogenannte „Coils”, bei denen es sich um Metallfäden oder Spiralen z. B. aus einer Platinlegierung handeln kann, in den Aneurysmasack gebracht werden. Medizinische Studien zeigen, dass in den meisten Fällen nur ca. 25%–30% des Aneurysmas mit Coils gefüllt sind, die aber eine Thrombenbildung verursachen und somit eine weitere Blutzirkulation im Aneurysma verhindern.
  • Vor der Behandlung eines Aneurysmas wird in der Regel eine Darstellung der Arterien, insbesondere der das Aneurysma umfassenden Hirnarterie erzeugt, um die anatomische Gegebenheiten aufzuklären und zu entscheiden, welche der beiden Behandlungsmöglichkeiten für den aktuell vorliegenden Fall am besten geeignet ist.
  • Darüber hinaus gilt es, eine möglichst gut geeignete Projektionsrichtung für intraoperativ von dem Aneurysma aufzunehmende 2D-Röntgenprojektionen festzulegen, die derart gewählt werden soll, dass sie an sich einstellbar ist, beispielsweise durch entsprechende Positionierung eines C-Bogens eines C-Bogen-Röntgengerätes relativ zum Patienten und dass der Hals und der Dom des Aneurysmas sowie das das Aneurysma aufweisende Gefäß klar und möglichst ohne Verkürzung erkennbar sind. Des Weiteren sollen die 2D-Röntgenprojektionen möglichst wenige Überlagerungen von Gefäßen aufweisen, die das Aneurysma überdecken könnten.
  • Heutzutage erfolgt die Ermittlung dieser Projektionsrichtung durch Ausprobieren, d. h. für verschiedene Stellungen des C-Bogens des C-Bogen-Röntgengerätes relativ zu dem das Aneurysma aufweisenden Patienten werden unter Verwendung von Kontrastmittel digitale Subtraktionsangiographieaufnahmen (DSA) von dem das Aneurysma aufweisenden Körperbereich gewonnen und es wird überprüft, ob die gewünschten, zuvor erwähnten Randbedingungen zumindest annähernd erfüllt sind. Dies ist ein verhältnismäßig zeitaufwändiger Vorgang, der infolge der unter Umständen mehrmals notwendigen Gabe von Kontrastmittel für den Patienten zudem belastend ist.
  • So beschreibt die DE 699 281 77 T2 ein Positionierungsverfahren für ein Röntgengerät, bei dem ein Satz zweidimensionaler Bilder eines Blutgefäßes akquiriert wird und anschließend daraus ein dreidimensionales Bild rekonstruiert wird. Zweidimensionale Ansichten des dreidimensionalen Bildes werden interaktiv erzeugt, indem das dreidimensionale Bild des Gefäßes in sämtlichen gewünschten Richtungen virtuell gedreht wird, bis die Ansicht gewonnen wird, die es dem Bediener ermöglicht, den möglicherweise interessierenden Bereich, wie beispielsweise das Aneurysma, zu visualisieren. Die Stellung der radiologischen Einrichtung wird dann derart bestimmt, dass die Richtung des Röntgenstrahls in Bezug auf die Gefäße parallel zu der Richtung der Visualisierung des Strahlbündels in Bezug auf das dreidimensionale Bild verläuft.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Röntgeneinrichtung der eingangs genannten Art derart anzugeben, dass die Ermittlung einer geeigneten Projektionsrichtung vereinfacht ist.
  • Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Ermittlung einer zumindest potentiell geeigneten Projektionsrichtung für eine 2D-Röntgenprojektion zur Unterstützung eines medizinischen Eingriffs an einem Aneurysma eines Patienten, bei dem zunächst ein Volumendatensatz von dem das Aneurysma und das arterielle Blutgefäßes, welches das Aneurysma umfasst, aufweisenden Körperbereich des Patienten mit einem C-Bogen-Röntgengerät erzeugt wird. Der Volumendatensatz wird in der Regel, aber nicht notwendigerweise unter Verwendung eines Kontrastmittels als digitaler Subtraktionsdatensatz erzeugt, in dem im Wesentlichen kein Knochengewebe, sondern nur Blutgefäße enthalten sind.
  • Bevorzugt werden das Aneurysma sowie das das Aneurysma aufweisende Blutgefäß segmentiert und es werden der Mittelpunkt des Aneurysmas sowie derjenige Punkt auf der Mittelinie des das Aneurysma umfassenden, arteriellen Blutgefäßes bestimmt, welcher der Verbindungsstelle des Aneurysmas mit dem arteriellen Blutgefäß, welches das Aneurysma umfasst, gegenüber liegt, also der Verbindungsstelle am nächsten ist. Eine potentiell geeignete Projektionsrichtung wird schließlich durch die Normale auf diejenige Ebene gekennzeichnet, welche durch die Gerade durch den Mittelpunkt des Aneurysmas und den Punkt auf der Mittellinie des das Aneurysma umfassenden, arteriellen Blutgefäßes und die Tangente an den Punkt auf der Mittel linie des das Aneurysma umfassenden, arteriellen Blutgefäßes festgelegt ist.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann also gezielt und systematisch eine potentiell geeignete Projektionsrichtung für eine 2D-Projektion zur Unterstützung eines Eingriffs an einem Aneurysma ermittelt werden. Die Ermittlung kann dabei vollautomatisch unter Verwendung von Mustererkennungsalgorithmen zur Identifizierung der beiden erwähnten Punkte oder auch semiautomatisch unter Zuhilfenahme von Benutzereingaben erfolgen.
  • Die Normale auf die Ebene, welche durch die Gerade durch den Mittelpunkt des Aneurysmas und den Punkt auf der Mittellinie des das Aneurysma umfassenden, arteriellen Blutgefäßes und die Tangente an den Punkt auf der Mittellinie des das Aneurysma umfassenden, arteriellen Blutgefäßes festgelegt wird, stellt dabei eine erste potentiell geeignete Projektionsrichtung dar, welche als solche festgehalten, d. h. abgespeichert wird. Das Bezugskoordinatensystem ist dabei in der Regel das dem Volumendatensatz zugeordnete Patienten- oder Bildkoordinatensystem.
  • Da die Möglichkeit besteht, dass noch weitere ggf. sogar besser geeignete 2D-Projektionsrichtungen vorhanden sind, schlägt eine Variante der Erfindung vor, anhand des Volumendatensatzes ein interessierendes Volumen um das Aneurysma festzulegen, welches zumindest abschnittsweise das das Aneurysma umfassende, arterielle Blutgefäß aufweist. Das interessierende Volumen um das Aneurysma wird also derart ausgewählt, dass das Aneurysma und die unmittelbare Umgebung des Aneurysmas darin enthalten sind. In Abhängigkeit von den Gegebenheiten wird das interessierende Volumen z. B. kugelförmig oder ellipsoidenförmig festgelegt. Ausgehend von dem Mittelpunkt des Aneurysmas beträgt der Radius zur Festlegung des interessierenden Volumens ca. 1–10 cm.
  • In dem interessierenden Volumen werden der Verlauf der Mittellinie oder die Verläufe der Mittelinien des segmentierten Blutgefäßes ermittelt. Anschließend werden in dem interessierenden Volumen der Wert des Flächenintegrals oder die Werte der Flächenintegrale bestimmt, welches der Verlauf der Mittelinie oder welche die Verläufe der Mittelinien jeweils mit der zuvor ermittelten Ebene einschließen. Schließlich wird die Ebene um die durch den Mittelpunkt des Aneurysmas und den Punkt auf der Mittellinie des das Aneurysma umfassenden arteriellen Blutgefäßes verlaufende Gerade so geschwenkt, dass der Wert des Flächenintegrals oder die Werte der Flächenintegrale in der Summe null oder ein Minimum ergeben, wobei die Normale auf die so geschwenkte Ebene eine potentiell geeignete Projektionsrichtung kennzeichnet. Auf diese Weise kann we nigstens eine zweite potentiell geeignete Projektionsrichtung ermittelt und festgehalten werden.
  • Um ggf. weitere potentiell geeignete Projektionsrichtungen zu identifizieren, schlägt eine weitere Variante der Erfindung vor, sofern noch nicht geschehen, anhand des Volumendatensatzes ein interessierendes Volumen um das Aneurysma festzulegen, welches zumindest abschnittsweise das das Aneurysma umfassende, arterielle Blutgefäß aufweist und den Verlauf der Mittellinie oder die Verläufe der Mittelinien des Blutgefäßes in dem interessierenden Volumen zu bestimmen. Anschließend wird durch Schwenken der Ebene um die durch den Mittelpunkt des Aneurysmas und den Punkt auf der Mittellinie des das Aneurysma umfassenden arteriellen Blutgefäßes verlaufende Gerade diejenige Projektionsrichtung in Form der Normalen auf die so geschwenkte Ebene als potentiell geeignet identifiziert, bei der die Anzahl der Überschneidungen des Verlauf der Mittellinie oder der Verläufe der Mittellinien in dem interessierenden Volumen in die potentiell geeignete Projektionsrichtung gesehen null oder minimal ist. Auf diese Weise kann sich eine weitere potentiell geeignete Projektionsrichtung ergeben, die abgespeichert wird.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird aber nicht nur wenigstens eine potentiell geeignete Projektionsrichtung ermittelt, sondern es wird auch überprüft, ob die ermittelte potentiell geeignete Projektionsrichtung mit dem C-Bogen des C-Bogen-Röntgengerätes oder mit dem C-Bogen-Röntgengerät zur Gewinnung einer 2D-Projektion von dem Aneurysma einstellbar ist. Die Überprüfung betrifft dabei nicht nur die Einstellmöglichkeiten des C-Bogens bzw. des C-Bogen-Röntgengerätes an sich, sondern auch eine Kollisionsprüfung, welche basierend auf einem Kollisionsmodell erfolgen kann. Das Kollisionsmodell bildet die räumlichen Gegebenheiten des medizinischen Arbeitsplatzes ab, d. h. die räumliche Anordnung des C-Bogen-Röntgengerätes, eines mit dem Patienten versehenen Patientenlagerungstisches sowie ggf. anderer vorhandener medizinischer Gerätschaften relativ zueinander, und verhindert Einstellun gen oder Verstellungen der Gerätschaften, die zu Kollisionen, sei es miteinander oder sei es sogar mit dem Patienten, führen würden.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird eine Liste von geeigneten und einstellbaren Projektionsrichtungen zur Verfügung gestellt. Ein Benutzer hat also die Möglichkeit aus einer Anzahl von geeigneten und einstellbaren Projektionsrichtungen diejenige Projektionsrichtung auszuwählen, die für seine Zwecke am besten geeignet ist.
  • Um dem Benutzer die Auswahl zu erleichtern, wird nach einer Variante der Erfindung basierend auf dem erzeugten Volumendatensatz für jede geeignete und einstellbare Projektionsrichtung eine virtuelle 3D-Ansicht in Richtung der jeweiligen Projektionsrichtung und/oder eine virtuelle 2D-Projektion in Richtung der jeweiligen Projektionsrichtung erzeugt bzw. zur Verfügung gestellt. Dadurch erhält der Benutzer eine Vorstellung von dem, was bei Auswahl der entsprechenden Projektionsrichtung in später unter der Projektionsrichtung gewonnenen 2D-Projektionen sichtbar sein wird.
  • Nach einer Variante der Erfindung wird der C-Bogen des C-Bogen-Röntgengerätes bzw. das C-Bogen-Röntgengerät schließlich automatisch derart ausgerichtet, dass eine geeignete und ausgewählte Projektionsrichtung eingestellt wird. Dies erfolgt in der Regel durch motorische Verstellung des C-Bogens.
  • Eine Angiographieröntgenanlage weist dazu ein C-Bogen-Röntgengerät sowie Rechenmittel zur Durchführung eines der vorstehen beschriebenen Verfahrens auf. Das beschriebene Verfahren ist in der Regel programmtechnisch umgesetzt, so dass es semiautomatisch oder vollautomatisch mit der Angiographieröntgenanlage ausgeführt werden kann. Die entsprechenden Softwaremodule werden hierzu in der Regel in einem Programmspeicher bereitgehalten.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
  • 1 eine Angiographieröntgenanlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
  • 2 einen Ausschnitt aus einem mit der Angiographieröntgenanlage erzeugten Volumendatensatz von einem Aneurysma eines Patienten, und
  • 3, 4 die Ermittlung von potentiell geeigneten Projektionsrichtungen.
  • Die in 1 gezeigte Angiographieröntgenanlage umfasst im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels eine schematisch dargestellte Patientenliege 1, auf der ein Patient P gelagert ist, welcher in in 1 nicht dargestellter Weise ein Aneurysma an einer Hirnarterie aufweist.
  • Die Angiographieröntgenanlage umfasst außerdem ein 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 einem Bildrechner 8 angeschlossenen Sichtgerät 9 darstellbar sind. Darüber hinaus können mit dem C-Bogen-Röntgengerät 2 basierend auf aus unterschiedlichen Projektionsrichtungen aufgenommenen 2D-Röntgenprojektionen ein 3D- Datensatz bzw. ein Volumendatensatz von einem Körperbereich des Patienten P mit dem Bildrechner 8 rekonstruiert und auf dem 3D-Datensatz basierende 2D- und/oder 3D-Bilder auf dem Sichtgerät 9 dargestellt werden.
  • Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung werden unter voneinander verschiedenen Projektionsrichtungen 2D-Röntgenprojektionen vom Kopf des Patienten P aufgenommenen und basierend auf den bekannten Projektionsgeometrien des C-Bogen-Röntgengerätes 2 ein 3D-Datensatz bzw. Volumendatensatz vom Kopf des Patienten P mit dem Bildrechner 8 rekonstruiert. Die Erzeugung des Volumendatensatzes erfolgt vorliegend unter Gabe von Kontrastmittel, wobei ein digitaler Subtraktionsdatensatz erzeugt wird, in dem kein Knochengewebe, sondern nur die mit Blut und Kontrastmittel gefüllten Gefäße enthalten sind.
  • Basierend auf dem Volumendatensatz können 2D- und 3D-Bilder von dem das Aneurysma aufweisenden Gewebebereich des Patienten P auf dem Sichtgerät 9 dargestellt werden. In 2 ist ein solches 3D-Bild schematisch gezeigt, welches ausschnittsweise eine Hirnarterie 20 mit Gefäßabschnitten 21, 22 sowie einem Aneurysma 24 zeigt. Das Aneurysma 24 weist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels einen Hals 25 und einen Dom 26 auf. Anhand des in 2 gezeigten 3D-Bildes können die Gefäßabschnitte 21, 22 der Hirnarterie 20 und das Aneurysma 24 identifiziert und vollautomatisch, interaktiv oder manuell segmentiert werden. Hierzu sind in nicht dargestellter Weise entsprechende Eingabemittel, wie eine Tastatur, eine Computermaus, ein Trackball etc. an den Bildrechner 8 angeschlossen. Vorliegend erfolgt die Identifizierung und Segmentierung mit dem Bildrechner 8, der mit einer entsprechenden Software, bspw. einer Mustererkennungssoftware, versehen ist. Es kann jedoch auch eine weitere Recheneinrichtung zur Identifizierung und Segmentierung vorgesehen sein.
  • Im Anschluss an die Segmentierung wird ein interessierendes Volumen, eine sogenannte „Region of Interest”, um das Aneu rysma 24 festgelegt, welche das Aneurysma 24 und wenigstens Teile der Gefäßabschnitte 21 und 22 der das Aneurysma 24 aufweisenden Hirnarterie 20 umfasst. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung wird das interessierende Volumen 27 als Kugel festgelegt, was in 3 veranschaulicht ist. Die Größe des interessierenden Volumens 27 wird den anatomischen Gegebenheiten entsprechend gewählt, was bedeutet dass der Radius der Kugel 27 in der Regel zwischen 1 und 10 cm beträgt.
  • Im Zuge des erfindungsgemäßen Verfahrens werden wiederum vollautomatisch, interaktiv oder manuell der Mittelpunkt 28 des Aneurysmas 24 sowie der Punkt 29 bestimmt, der auf der Mittellinie 30 der das Aneurysma 24 umfassenden Hirnarterie 20 liegt und der Verbindungsstelle 23 des Aneurysmas 24 mit der das Aneurysma 24 aufweisenden Hirnarterie 20 gegenüber liegt. Darüber hinaus können, falls erforderlich, weitere Punkte, z. B. der Punkt 33 festgelegt werden. Die Festlegung der Punkte erfolgt im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung bezüglich eines in 1 gezeigten Patientenkoordinatensystems KP, welches dem Volumendatensatz zugeordnet ist.
  • Zur Bestimmung einer ersten potentiell geeigneten Projektionsrichtung wird die Gerade g aufgestellt, welche durch den Mittelpunkt 28 und den Punkt 29 verläuft. Des Weiteren wird die Tangente t an den Punkt 30 ermittelt. Die Gerade g und die Tangente t spannen die in 4 gezeigte Ebene E auf. Die erste potentiell geeignete Projektionsrichtung ist durch die Normale N auf die Ebene E gekennzeichnet.
  • Die durch die Normale N gekennzeichnete Projektionsrichtung muss aber nicht notwendigerweise die einzige Projektionsrichtung zur Gewinnung von 2D-Röntgenprojektionen sein, welche zur Unterstützung eines Eingriffs an dem Aneurysma 24 potentiell geeignet ist. Zur Bestimmung wenigstens einer weiteren potentiell geeigneten Projektionsrichtung werden die 3D-Verläufe der Mittellinien 30, 31 der Gefäßabschnitte 21, 22 der Hirnarterie 20 in dem interessierenden Volumen 27 in Bezug auf das Patientenkoordinatensystem KP ermittelt. Anschließend wird für die Mittelinie 30 der Wert des Flächenintegrals 34 in dem interessierenden Volumen 27 ermittelt, welches die Mittellinie 30 mit der Ebene E einschließt. In gleicher Weise wird für die Mittellinie 31 der Wert des Flächenintegrals 35 in dem interessierenden Volumen 27 ermittelt, welches die Mittellinie 31 mit der Ebene E einschließt. Zur Bestimmung der weiteren potentiell geeigneten Projektionsrichtung wird anschließend unter ständiger Aktualisierung der Werte der Flächenintegrale 34 und 35 die Ebene E um die durch den Mittelpunkt 28 des Aneurysmas und den Punkt 29 verlaufende Gerade g derart geschwenkt, dass die Werte der Flächenintegrale 34, 35 in der Summe null oder ein Minimum ergeben. Ist beispielsweise das Minimum der Summe der Werte der Flächenintegrale 34, 35 gefunden und somit die neue Ausrichtung der Ebene E, so kennzeichnet die Normale auf die geschwenkte, neu ausgerichtete Ebene E die weitere potentiell geeignete Projektionsrichtung.
  • Weitere potentiell geeignete Projektionsrichtungen werden durch weitere Auswertung der Verläufe der Mittelinien 30, 31 der Hirnarterie 20 in dem interessierenden Volumen 27 ermittelt. So wird die Ebene E um die durch den Mittelpunkt 28 des Aneurysmas 24 und den Punkt 29 verlaufende Gerade g geschwenkt, wobei in Projektionsrichtung also in Normalenrichtung auf die Ebene E gesehen jeweils die Anzahl der Überscheidungen der Verläufe der Mittellinien 30 und 31 in dem interessierenden Volumen 27 ermittelt wird. Wenn für eine Schwenkstellung der Ebene E die Anzahl der Überschneidungen in Normalen- oder Projektionsrichtung gesehen null oder minimal ist, kennzeichnet die Normale eine potentiell geeignete Projektionsrichtung. Auch auf diese Weise können weitere potentiell geeignete Projektionsrichtungen ermittelt werden.
  • Sind die potentiell geeigneten Projektionsrichtungen ermittelt, wird deren Einstellbarkeit mit dem C-Bogen-Röntgengerät 2 überprüft. Für jede ermittelte, potentiell geeignete Pro jektionsrichtung wird überprüft, ob durch Verstellung des C-Bogens 3, sei es mittels des Stativs 7 oder sei es um die Orbitalachse O oder um die Angulationsachse A, die Projektionsrichtung an sich einstellbar ist. Bevorzugt soll der Zentralstrahl ZS eines von der Röntgenstrahlenquelle 4 ausgehenden Röntgenstrahlenbündels dabei mit der jeweils als potentiell geeignet eingestuften Projektionsrichtung identisch sein und durch den Mittelpunkt 28 des Aneurysmas 24 verlaufen. Des Weiteren wird geprüft, dass es bei Einstellung der jeweils als potentiell geeignet eingestuften Projektionsrichtung zu keinen Kollisionen des C-Bogens 3 mit anderen Gerätschaften, z. B. der Patientenliege 1, oder gar mit dem Patienten P kommt. Kann für eine bisher als potentiell geeignet eingestufte Projektionsrichtung die kollisionsfreie Einstellbarkeit nicht garantiert werde, wird diese verworfen.
  • Alle anderen als geeignet eingestuften Projektionsrichtungen, welche das Kriterium der kollisionsfreien Einstellbarkeit erfüllen, werden in eine Auswahlliste aufgenommen. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung wird für jede als geeignet eingestufte Projektionsrichtung basierend auf dem erzeugten Volumendatensatz von dem das Aneurysma 24 aufweisend Körperbereich des Patienten P eine virtuelle 3D-Ansicht in Richtung der jeweiligen Projektionsrichtung und eine 2D-Projektion in Richtung der jeweiligen Projektionsrichtung erzeugt und in einem an den Bildrechner 8 angeschlossenen Speicher 10 zur Ansicht auf dem Sichtgerät 9 bereitgehalten. Eine solche virtuelle 3D-Ansicht kann beispielsweise eine Maximum Intension Projection (MIP) sein.
  • Ein Benutzer kann schließlich anhand der für die verschiedenen geeigneten Projektionsrichtungen zur Verfügung gestellten virtuellen 3D-Ansichten und 2D-Projektionen die von ihm favorisierte Projektionsrichtung auswählen, die nach der Auswahl automatisch beispielsweise durch motorische Verstellung des C-Bogens 3 eingestellt wird. Anschließend kann der Eingriff an dem Aneurysma unter intraoperativer Gewinnung von 2D-Projektionen unter der ausgewählten Projektionsrichtung zur Unterstützung des Eingriffs vorgenommen werden, wobei durch die Wahl der geeigneten Projektionsrichtung, das Aneurysma 24, insbesondere der Hals 25 und der Dom 26 des Aneurysma 24, sowie die Hirnarterie 20 gut in 2D-Röntgenprojektionen zu erkennen sind.
  • Zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Bildrechner 8 mit einer entsprechenden Software, welche auch Mustererkennungsalgorithmen etc. enthalten kann, versehen, die die Identifizierung, Festlegung und/oder Bestimmung der Punkte 28, 29, der Geraden g, der Tangente t, der Ebene E, des interessierenden Volumens 27 sowie der potentiell geeigneten Projektionsrichtungen durch Schwenken der Ebene E gestattet.
  • Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren müssen dabei nicht notwendigerweise mehrere potentiell geeignete Projektionsrichtungen ermittelt werden. Vielmehr kann auch nur eine potentiell geeignete Projektionsrichtung ermittelt werden, die auf ihre Einstellbarkeit überprüft wird.

Claims (7)

  1. Verfahren zur Ermittlung einer geeigneten Projektionsrichtung für eine 2D-Röntgenprojektion zur Unterstützung eines medizinischen Eingriffs an einem Aneurysma eines Patienten, bei dem – ein Volumendatensatz von dem das Aneurysma (24) und das arterielle Blutgefäß (20), welches das Aneurysma (24) umfasst, aufweisenden Körperbereich des Patienten (P) mit einem C-Bogen-Röntgengerät (2) erzeugt wird, – anhand des Volumendatensatzes ein Mittelpunkt (28) des Aneurysmas (24) sowie ein Punkt (29) auf der Mittelinie (30) des das Aneurysma (24) umfassenden, arteriellen Blutgefäßes (20) bestimmt werden, welcher der Verbindungsstelle (23) des Aneurysmas (24) mit dem das Aneurysma (24) umfassenden, arteriellen Blutgefäß (20) am nächsten liegt, – und bei dem eine potentiell geeignete Projektionsrichtung durch die Normale (N) auf eine Ebene (E) gekennzeichnet wird, welche durch eine Gerade (g) durch den Mittelpunkt (28) des Aneurysmas (24) und den Punkt (29) auf der Mittellinie (30) des das Aneurysma (24) umfassenden, arteriellen Blutgefäßes (20) und eine Tangente (t) an den Punkt (29) auf der Mittellinie (30) des das Aneurysma (24) umfassenden, arteriellen Blutgefäßes (20) aufgespannt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem – anhand des Volumendatensatzes ein interessierendes Volumen (27) um das Aneurysma (24) festgelegt wird, welches zumindest abschnittsweise das das Aneurysma (24) umfassende, arterielle Blutgefäß (20) aufweist, – ein Verlauf einer Mittellinie oder Verläufe von Mittelinien (30, 31) des Blutgefäßes (20) in dem interessierenden Volumen (27) bestimmt werden, – in dem interessierenden Volumen (27) ein Wert eines Flächenintegrals oder Werte von Flächenintegralen (34, 35) ermittelt werden, welches der Verlauf der Mittellinie oder welche die Verläufe der Mittelinien (30, 31) jeweils mit der Ebene (E) einschließen, – und bei dem die Ebene (E) um die durch den Mittelpunkt (28) des Aneurysmas (24) und den Punkt (29) auf der Mittellinie (30) des das Aneurysma (24) umfassenden arteriellen Blutgefäßes (20) verlaufende Gerade (g) so geschwenkt wird, dass der Wert des Flächenintegrals oder die Werte der Flächenintegrale (34, 35) in der Summe null oder ein Minimum ergeben, wobei die Normale auf die geschwenkte Ebene eine potentiell geeignete Projektionsrichtung kennzeichnet.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem – anhand des Volumendatensatzes ein interessierendes Volumen (27) um das Aneurysma (24) festgelegt wird, welches zumindest abschnittsweise das das Aneurysma (24) umfassende, arterielle Blutgefäß (20) aufweist, – ein Verlauf einer Mittellinie oder Verläufe von Mittelinien (30, 31) des Blutgefäßes (20) in dem interessierenden Volumen (27) bestimmt werden, – und bei dem durch Schwenken der Ebene (E) um eine durch den Mittelpunkt (28) des Aneurysmas (24) und den Punkt (29) auf der Mittellinie (30) des das Aneurysma (24) umfassenden arteriellen Blutgefäßes (20) verlaufende Gerade (g) diejenige Projektionsrichtung in Form der Normalen auf die geschwenkte Ebene als potentiell geeignet identifiziert wird, bei der die Anzahl der Überschneidungen des Verlaufs der Mittellinie oder der Verläufe der Mittellinien (30, 31) in dem interessierenden Volumen (27) in die potentiell geeignete Projektionsrichtung gesehen null oder minimal ist.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem überprüft wird, ob die ermittelte potentiell geeignete Projektionsrichtung mit dem C-Bogen (3) des C-Bogen-Röntgengerätes (2) oder mit dem C-Bogen-Röntgengerät (3) zur Gewinnung einer 2D-Projektion von dem Aneurysma (24) einstellbar ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem eine Liste von geeigneten und einstellbaren Projektionsrichtungen zur Verfügung gestellt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem basierend auf dem erzeugten Volumendatensatz für jede geeignete und einstellbare Projektionsrichtung eine virtuelle 3D-Ansicht in Richtung der jeweiligen Projektionsrichtung und/oder eine 2D-Projektion in Richtung der jeweiligen Projektionsrichtung erzeugt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem ein C-Bogen (3) eines C-Bogen-Röntgengerätes (2) bzw. ein C-Bogen-Röntgengerät (2) automatisch derart ausgerichtet wird, dass eine geeignete Projektionsrichtung eingestellt wird.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012200686A1 (de) * 2012-01-18 2013-01-24 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Positionierung einer Röntgenvorrichtung

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69928177T2 (de) * 1998-07-17 2006-07-27 Ge Medical Systems S.A. Positionierungsverfahren eines Röntgengeräts

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69928177T2 (de) * 1998-07-17 2006-07-27 Ge Medical Systems S.A. Positionierungsverfahren eines Röntgengeräts

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012200686A1 (de) * 2012-01-18 2013-01-24 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Positionierung einer Röntgenvorrichtung
DE102012200686A8 (de) * 2012-01-18 2013-06-20 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Positionierung einer Röntgenvorrichtung

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