DE102009004576A1 - Method for evaluating multiple two-dimensional spatially resolved projection images of local three-dimensional object, involves determining resulting probability distribution of elongated structure in local three-dimensional object - Google Patents

Method for evaluating multiple two-dimensional spatially resolved projection images of local three-dimensional object, involves determining resulting probability distribution of elongated structure in local three-dimensional object Download PDF

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Abstract

The method involves determining a resulting probability distribution of an elongated structure in the local three-dimensional object for each projection image by a computer (1). The resulting probability distribution is based an initial probability distribution given for the projection image of the elongated structure in a local three-dimensional object and the respective projection image. Both the initial probability distributions and the resulting probability distribution are three dimensionally spatially resolved. An independent claim is also included for a computer program with a machine code.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Auswertungsverfahren für eine Anzahl von zweidimensional ortsaufgelösten Projektionsbildern eines örtlich dreidimensionalen Objekts.The The present invention relates to an evaluation method for a number of two-dimensionally spatially resolved projection images a spatially three-dimensional object.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Computerprogramm, das Maschinencode aufweist, der von einem Rechner unmittelbar abarbeitbar ist und dessen Abarbeitung durch den Rechner bewirkt, dass der Rechner ein derartiges Auswertungsverfahren ausführt.The The present invention further relates to a computer program which Machine code, which can be processed directly by a computer is and its execution by the computer causes the calculator performs such an evaluation process.

Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung einen Rechner, der mit einem derartigen Computerprogramm programmiert ist, so dass er im Betrieb ein derartiges Programmierverfahren ausführt.After all The present invention relates to a computer equipped with a such computer program is programmed so that it is in operation performs such a programming method.

Die oben genannten Gegenstände sind allgemein bekannt.The The above objects are well known.

Beispielsweise ist es bekannt, anhand einer Vielzahl von zweidimensionalen Projektionsbildern, die unter verschiedenen Angulationen erfasst werden, einen dreidimensionalen Volumendatensatz des Objekts zu ermitteln. Diese Vorgehensweise ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung jedoch nicht von Bedeutung.For example It is known, based on a variety of two-dimensional projection images, the be detected under different angulations, a three-dimensional To determine the volume data set of the object. This approach is not important in the context of the present invention.

Ein weiteres Beispiel besteht in der Rückabbildung der Projektionsbilder in einen gegebenen Volumendatensatz unter Auflösung der sich ergebenden Zweideutigkeiten. Diese Vorgehensweise wird insbesondere in Verbindung mit der Zuordnung des Blutflusses ergriffen. Rein beispielhaft wird auf die US 6,823,204 B2 und die US 6,442,235 B2 verwiesen.Another example is the re-mapping of the projection images into a given volume data set with resolution of the resulting ambiguities. This procedure is taken in particular in connection with the allocation of blood flow. Purely by way of example is on the US 6,823,204 B2 and the US 6,442,235 B2 directed.

In Verbindung mit der Zuordnung des Blutflusses sind auch wahrscheinlichkeitsbasierte Ansätze bekannt. Rein beispielhaft wird auf die US 2008/243435 A1 verwiesen.In connection with the allocation of the blood flow, probability-based approaches are also known. Purely by way of example is on the US 2008/243435 A1 directed.

Die Medizin ist immer mehr bemüht, operative Eingriffe minimal invasiv durchzuführen. Typische Anwendungsgebiete minimal invasiver operativer Eingriffe sind Gefäßerkrankungen wie beispielsweise Aneurysmen (Gefäßausbeulungen), Stenosen (Gefäßverengungen) oder aterio-venöse Kurzschlüsse (AVM). Im Rahmen der Diagnose solcher Erkrankungen und teilweise auch im Rahmen von deren Therapie werden dreidimensional bildgebende Verfahren eingesetzt, beispielsweise CT und Magnetresonanztomographie.The Medicine is increasingly making an effort to minimize surgical procedures perform invasively. Typical application areas minimal Invasive surgical procedures are vascular diseases such as aneurysms (vessel bulging), Stenoses (vasoconstriction) or aterio-venous Short circuits (AVM). Within the diagnosis of such diseases and partly also in the context of their therapy become three-dimensional imaging techniques used, for example, CT and magnetic resonance imaging.

Die minimal invasiven Eingriffe erfolgen oftmals unter Verwendung eines Katheters oder eines Führungsdrahtes (nachfolgend allgemein als langgestreckte Struktur bezeichnet). Die langgestreckte Struktur wird in der Leistengegend eingeführt und von dort aus zu ihrem Einsatzort navigiert. Das Navigieren erfolgt im Stand der Technik unter Zuhilfenahme von zweidimensional ortsaufgelösten Röntgenaufnahmen (= Projektionsbilder im Sinne der vorliegenden Erfindung). Die Röntgenaufnahmen werden mittels einer C-Bogen-Röntgenanlage aufgenommen. Da ein derartiger Eingriff oftmals erhebliche Zeit benötigt (teilweise über eine Stunde), ist es von Bedeutung, die Strahlenbelastung für den Patienten und für das medizinische Personal so gering wie möglich zu halten. Es ist daher unzumutbar, immer und immer wieder einen 3D-Scan durchzuführen und das Objekt einschließlich der langgestreckten Struktur jeweils neu zu rekonstruieren.The Minimally invasive procedures are often performed using a Catheter or a guidewire (hereinafter generally referred to as elongated structure). The elongated structure is introduced in the groin area and from there to navigated to their place of work. The navigation takes place in the state of Technique with the help of two-dimensionally spatially resolved X-ray images (= projection images within the meaning of the present Invention). The x-rays are taken using a C-arm X-ray system added. Since such an intervention often requires considerable time (sometimes over an hour), it is important that Radiation exposure for the patient and for the keep medical staff as low as possible. It is therefore unreasonable to perform a 3D scan over and over again and the object including the elongated structure each reconstruct.

Auf Grund der nur zweidimensional gegebenen Information wird weiterhin die Navigation der langgestreckten Struktur durch Überdeckungen und Mehrdeutigkeiten erschwert. Die intellektuelle Auflösung der Überdeckungen und Mehrdeutigkeiten erfordert von dem behandelnden Arzt viel Erfahrung und gute anatomische Kenntnisse. Trotz aller Kenntnisse kann es jedoch geschehen, dass ein Projektionsbild intellektuell nicht mehr aufgelöst werden kann. In einem derartigen Fall ist es erforderlich, die Röntgenanordnung an einer anderen Angulation zu positionieren und die Mehrdeutigkeiten durch eine weitere Aufnahme aus dem neuen Blickwinkel aufzulösen. Insbesondere bei stark verzweigten Gefäßsystemen mit vielen Überdeckungen, wie sie beispielsweise im Gehirnbereich auftreten, verlängern solche Neuausrichtungen die Operationszeit erheblich. Weiterhin führen sie zu einer vergrößerten Strahlenbelastung des Patienten und des an dem Eingriff beteiligten medizinischen Personals.On The reason of only two-dimensional given information will continue the navigation of the elongated structure through coverings and ambiguity difficult. The intellectual dissolution the overlaps and ambiguities required by the attending physician much experience and good anatomical knowledge. Despite all knowledge, however, it can happen that a projection image intellectually can not be resolved. In one In such case, it is necessary to use the X-ray arrangement to position on another angulation and the ambiguities to dissolve through another shot from the new angle. Especially with highly branched vascular systems with many overlaps, as for example in the brain area occur, such realignments extend the operation time considerably. Furthermore, they lead to an enlarged Radiation exposure of the patient and the person involved in the procedure medical staff.

In immer mehr Krankenhäusern werden sogenannte Biplan-C-Bogen-Anlagen verwendet. Mittels derartiger Anlagen ist es möglich, simultan Röntgenaufnahmen aus zwei verschiedenen Angulationen zu erstellen. Dadurch wird die Anzahl der Neuausrichtungen bei Mehrdeutigkeiten deutlich reduziert. Trotzdem liefert auch eine Biplan-Anlage nur zweidimensionale Bilder, welche für eine dreidimensionale Navigation verwendet werden. Die Orientierungsprobleme bleiben also weiterhin bestehen.In More and more hospitals are using so-called Biplan C-arm systems used. By means of such systems, it is possible to simultaneously X-rays from two different angulations too create. This will change the number of ambiguities significantly reduced. Nevertheless, even a biplane plant only delivers two-dimensional Pictures used for three-dimensional navigation become. The orientation problems thus continue to exist.

Wesentlich angenehmer und intuitiver wäre eine Darstellung der langgestreckten Struktur im Dreidimensionalen, beispielsweise in einem bereits vorhandenen dreidimensionalen Volumendatensatz des Objekts. Der Arzt könnte in diesem Fall Mehrdeutigkeiten und Überdeckungen sehr schnell und effizient durch Rotation der 3D-Darstellung auflösen. Hierzu ist jedoch essentiell, dass die Darstellung der langgestreckten Struktur im Dreidimensionalen korrekt und aktuell ist. Die Ermittlung der Lage der langgestreckten Struktur muss also zuverlässig und schnell sein.Essential more pleasant and intuitive would be a representation of the elongated Structure in three dimensions, for example in an existing one three-dimensional volume data set of the object. The doctor could ambiguities and overlaps in this case very much quickly and efficiently dissolve by rotation of the 3D representation. However, it is essential that the representation of the elongated Structure in three-dimensional is correct and current. The investigation The location of the elongated structure must therefore be reliable and be fast.

Aus der US 2007/189457 A1 ist bekannt, mit Hilfe von zweidimensionalen Röntgenaufnahmen die dreidimensionale Position der Spitze eines Katheters zu schätzen und im dreidimensionalen Datensatz des Patienten darzustellen. Zur Ermittlung der Spitze des Katheters wird ein Partikelfilter verwendet. Für das Verfahren der US 2007/189457 A1 ist es notwendig, dass in den zweidimensionalen Röntgenaufnahmen die Katheterspitze segmentiert wird. Dies erfolgt bei der US 2007/189457 A1 manuell. Dadurch ist ein Echtzeiteinsatz ausgeschlossen. Außerdem ist die erforderliche Rechenzeit des Verfahrens der US 2007/189457 A1 zu hoch, um einen Echtzeiteinsatz während eines operativen Eingriffs zu ermöglichen.From the US 2007/189457 A1 It is known to estimate the three-dimensional position of the tip of a catheter with the aid of two-dimensional x-ray images and to display it in the three-dimensional data record of the patient. To determine the tip of the catheter, a particle filter is used. For the procedure of US 2007/189457 A1 it is necessary that in the two-dimensional radiographs, the catheter tip is segmented. This is done at the US 2007/189457 A1 manually. This renders real-time use impossible. In addition, the required calculation time of the method is the US 2007/189457 A1 too high to allow real-time deployment during surgery.

Ein im Wesentlichen gleich gelagerter Offenbarungsgehalt ist der Studienarbeit „3-D-Verfolgung eines Katheters im Gefäßsystem eines Patienten aus 2-D-Röntgenbildern” von D. Gohlke, Friedrich-Schiller-Universität Jena und Siemens Medical Solutions (Forchheim), aus dem Jahr 2006 zu entnehmen.An essentially identical disclosure content is the study work "3-D tracking of a catheter in the vascular system of a patient from 2-D X-ray images" by D. Gohlke, Friedrich Schiller University Jena and Siemens Medical Solutions (Forchheim), from the year 2006 refer to.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Möglichkeiten zu schaffen, mittels derer eine langgestreckte Struktur wie beispielsweise ein Katheter in einem örtlich dreidimensionalen Objekt schnell und zuverlässig mittels jeweils eines korrespondierenden, örtlich nur zweidimensionalen Projektionsbildes lokalisiert werden kann.The Object of the present invention is ways to create, by means of which an elongated structure such as a catheter in a spatially three-dimensional object quickly and reliably by means of a respective, local only two-dimensional projection image can be localized.

Die Aufgabe wird durch ein Auswertungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Auswertungsverfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 11.The Task is performed by an evaluation method with the characteristics of Claim 1 solved. Advantageous embodiments of the evaluation method are the subject of dependent claims 2 to 11th

Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Computerprogramm gelöst, das Maschinencode aufweist, der von einem Rechner unmittelbar abarbeitbar ist und dessen Abarbeitung durch den Rechner bewirkt, dass der Rechner ein erfindungsgemäßes Auswertungsverfahren ausführt. Das Computerprogramm kann auf einem Datenträger in maschinenlesbarer Form gespeichert sein.The Task is still solved by a computer program having the machine code, which can be processed directly by a computer is and its execution by the computer causes the calculator carries out an evaluation method according to the invention. The computer program may be on a disk in machine-readable form be saved.

Schließlich wird die Aufgabe durch einen Rechner gelöst, der mit einem derartigen Computerprogramm programmiert ist, so dass er im Betrieb ein derartiges Auswertungsverfahren ausführt.After all the task is solved by a computer, which with a such computer program is programmed so that it is in operation performs such an evaluation process.

Erfindungsgemäß ist im Rahmen des Auswertungsverfahrens vorgesehen,

  • – dass ein Rechner für jedes Projektionsbild anhand einer für das jeweilige Projektionsbild gegebenen jeweiligen anfänglichen Wahrscheinlichkeitsverteilung einer langgestreckten Struktur in dem örtlich dreidimensionalen Objekt und des jeweiligen Projektionsbildes eine jeweilige resultierende Wahrscheinlichkeitsverteilung der langgestreckten Struktur in dem örtlich dreidimensionalen Objekt ermittelt,
  • – dass sowohl die jeweiligen anfänglichen Wahrscheinlichkeitsverteilungen als auch die jeweiligen resultierenden Wahrscheinlichkeitsverteilungen dreidimensional ortsaufgelöst sind,
  • – dass der Rechner für die Projektionsbilder anhand der jeweiligen resultierenden Wahrscheinlichkeitsverteilung dreidimensional ortsaufgelöst einen jeweiligen Anwesenheitsverlauf der langgestreckten Struktur in dem örtlich dreidimensionalen Objekt ermittelt und den jeweiligen ermittelten Anwesenheitsverlauf in einer Darstellung des örtlich dreidimensionalen Objekts anzeigt,
  • – dass der Rechner den jeweiligen Anwesenheitsverlauf durch Maximieren einer Kostenfunktion ermittelt, in welche die Länge des jeweiligen ermittelten Anwesenheitsverlaufs und die Wahrscheinlichkeiten gemäß der jeweiligen resultierenden Wahrscheinlichkeitsverteilung über den ermittelten jeweiligen Anwesenheitsverlauf und die Krümmungen des jeweiligen ermittelten Anwesenheitsverlaufs eingehen.
According to the invention is provided in the context of the evaluation process,
  • A computer determines a respective resulting probability distribution of the elongated structure in the spatially three-dimensional object for each projection image on the basis of a respective initial probability distribution of an elongated structure in the spatially three-dimensional object and the respective projection image given for the respective projection image,
  • That both the respective initial probability distributions and the respective resulting probability distributions are three-dimensionally spatially resolved,
  • - That the computer for the projection images based on the respective resulting probability distribution three-dimensional spatially resolved determines a respective presence history of the elongated structure in the spatially three-dimensional object and displays the respective determined presence history in a representation of the spatially three-dimensional object,
  • - That the calculator determines the respective course of attendance by maximizing a cost function, in which the length of the respective determined presence history and the probabilities according to the respective resulting probability distribution over the determined respective presence history and the curvatures of the respective determined attendance course received.

Die Projektionsbilder sind in der Regel Röntgenbilder. Ausnahmsweise können es auch andere Durchleuchtungsbilder sein. In der Regel sind weiterhin die Röntgenbilder DSA-Bilder (DSA = digitale Subtraktionsangiographie).The Projection images are usually X-ray images. exceptionally There may be other fluoroscopic images. In the The X-ray images DSA images (DSA = digital subtraction angiography).

Die Wahrscheinlichkeitsverteilungen definieren für jeden Ort eine jeweilige Wahrscheinlichkeit, dass ein Teil der langgestreckten Struktur sich an diesem Ort aufhält. Minimal sind die einzelnen Wahrscheinlichkeiten gemäß der Wahrscheinlichkeitsverteilung in der Regel größer als Null. Das Integral der Wahrscheinlichkeitsverteilung über das Volumen ist normiert. In der Regel können die einzelnen Wahrscheinlichkeiten eine Vielzahl von Werten aufweisen. Insbesondere sind die Werte nicht binär.The Define probability distributions for each location a respective probability that part of the elongated Structure stays in this place. Minimal are the individual Probabilities according to the probability distribution usually greater than zero. The integral of the probability distribution over the volume is normalized. In general, the individual can Probabilities have a variety of values. Especially the values are not binary.

Im Gegensatz zu den Wahrscheinlichkeitsverteilungen ist der Anwesenheitsverlauf binär: An einer bestimmten Stelle des Objekts wird auf „langgestreckte Struktur ist vorhanden” oder auf „langgestreckte Struktur ist nicht vorhanden” erkannt. Zwischenstufen sind ausgeschlossen.in the Contrary to the probability distributions is the course of attendance binary: At a certain point of the object is set to "elongated Structure is present "or" elongated Structure is not present "detected. Intermediates are locked out.

In der Regel bilden die Projektionsbilder eine zeitliche Sequenz. In diesem Fall ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Rechner bezüglich jedes Paares unmittelbar aufeinander folgender Projektionsbilder die resultierende Wahrscheinlichkeitsverteilung des zeitlich früheren Projektionsbildes als anfängliche Wahrscheinlichkeitsverteilung des zeitlich späteren Projektionsbildes verwendet.In As a rule, the projection images form a temporal sequence. In In this case, it is preferably provided that the computer with respect each pair of immediately consecutive projection images the resulting probability distribution of the earlier one Projection image as initial probability distribution the temporally later projection image used.

Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass der Rechner für jedes Projektionsbild den jeweiligen ermittelten Anwesenheitsverlauf in das jeweilige Projektionsbild einblendet. Dadurch kann der Anwender sofort verifizieren, ob der ermittelte Anwesenheitsverlauf korrekt ist.Preferably, it is furthermore provided that the computer inserts the respective ascertained presence history into the respective projection image for each projection image. This allows the user immediately verify that the determined attendance is correct.

Der jeweilige ermittelte Anwesenheitsverlauf kann prinzipiell beliebiger Natur sein. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der jeweilige ermittelte Anwesenheitsverlauf aus einer Sequenz von Abschnitten besteht, wobei jeder Abschnitt durch eine Anzahl von Parametern einer für alle Abschnitte einheitlichen parametrierbaren Funktion definiert ist. Durch diese Vorgehensweise ergibt sich eine reduzierte Komplexität beim Ermitteln des Anwesenheitsverlaufs. Als parametrierbare Funktion können beispielsweise die einzelnen Linien eines Polygonzugs oder Splines vorgegebener Komplexität verwendet werden, insbesondere kubische B-Splines.Of the each determined attendance course can in principle be arbitrary Be nature. It is preferably provided that the respective determined Presence history consists of a sequence of sections, where each section by a number of parameters one for all sections defined uniform parameterizable function is. This approach results in reduced complexity when determining the attendance history. As parameterizable function For example, the individual lines of a traverse or splines of given complexity are used especially cubic B-splines.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Kostenfunktion die Form K = aA + bB + cC + xX aufweist, wobei

  • – K die Kostenfunktion ist,
  • – a, b und c von Null verschiedene Wichtungsfaktoren sind und x ein weiterer Wichtungsfaktor ist,
  • – A ein von der Länge des jeweiligen ermittelten Anwesenheitsverlaufs abhängiger Einflussfaktor ist,
  • – B ein von den Wahrscheinlichkeiten gemäß der jeweiligen resultierenden Wahrscheinlichkeitsverteilung über den ermittelten jeweiligen Anwesenheitsverlauf abhängiger Einflussfaktor ist,
  • – C ein von den Krümmungen des jeweiligen ermittelten Anwesenheitsverlaufs abhängiger Einflussfaktor ist und
  • – X ein weiterer Einflussfaktor ist.
In a preferred embodiment of the present invention, it is provided that the cost function is the form K = aA + bB + cC + xX having,
  • - K is the cost function,
  • - a, b and c are non-zero weighting factors and x is another weighting factor
  • A is an influencing factor dependent on the length of the respectively determined attendance course,
  • B is an influencing factor dependent on the probabilities according to the respective resulting probability distribution over the determined respective presence history,
  • C is an influencing factor dependent on the curvatures of the respective detected course of the attendance, and
  • - X is another influencing factor.

Der letzte Term xX dient im Rahmen der vorliegenden Erfindung als „stille Reserve”. Denn auf Grund des Umstandes, dass der zugehörige weitere Wichtungsfaktor x den Wert Null aufweisen kann, ist es möglich, dass der letzte Term keinen Beitrag zur Kostenfunktion liefert. Die gewählte Formulierung soll jedoch die Möglichkeit offen halten, dass zusätzlich zu den Beiträgen durch die Einflussfaktoren A, B und C weitere Einflussfaktoren X berücksichtigt werden können, falls sich dies als sinnvoll erweisen sollte.Of the last term xX serves in the context of the present invention as "silent Reserve". Because of the fact that the associated further weighting factor x can have the value zero, it is possible that the last term does not contribute to the cost function. However, the chosen formulation should be the possibility keep that open in addition to the contributions due to the influencing factors A, B and C further influence factors X can be taken into account if this is the case should prove useful.

Es ist möglich, dass die Wichtungsfaktoren – insbesondere die von Null verschiedenen Wichtungsfaktoren – fest vorgegeben sind. Es ist alternativ möglich, dass sie von einem Anwender vorgebbar sind, insbesondere interaktiv änderbar sind.It it is possible that the weighting factors - in particular the non-zero weighting factors - fixed are. It is alternatively possible that they are from a user can be specified, in particular are interactively changeable.

Zum Ermitteln des von den Wahrscheinlichkeiten gemäß der jeweiligen resultierenden Wahrscheinlichkeitsverteilung über den ermittelten jeweiligen Anwesenheitsverlauf abhängigen Einflussfaktors ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Integral einer Wahrscheinlichkeitsfunktion über den ermittelten jeweiligen Anwesenheitsverlauf gebildet wird, wobei die Wahrscheinlichkeitsfunktion von der Wahrscheinlichkeit des jewei ligen Ortes gemäß der jeweiligen resultierenden Wahrscheinlichkeitsverteilung abhängt.To the Determining the of the probabilities according to the respective resulting probability distribution over depend on the determined respective attendance course Influence factor is preferably provided that the integral of a probability function on the determined respective presence history is formed, wherein the Probability function of the probability of the respective one Place according to the respective resulting probability distribution depends.

Als Wahrscheinlichkeitsfunktion kann im einfachsten Fall die Wahrscheinlichkeit selbst herangezogen werden. Noch besser ist es, als Wahrscheinlichkeitsfunktion einen Logarithmus der Wahrscheinlichkeit zu verwenden. Diese Vorgehensweise weist insbesondere den Vorteil auf, dass bei sehr kleinen Wahrscheinlichkeiten der Logarithmus gegen minus unendlich strebt und so auf einfache Weise sehr unwahrscheinliche Verläufe verworfen werden.When Probability function can in the simplest case the probability yourself. Even better, as a probability function to use a logarithm of probability. This approach has the particular advantage that at very small probabilities the logarithm tends towards minus infinity and so on simple Way very unlikely gradients are discarded.

Zum Ermitteln des von den Krümmungen des jeweiligen ermittelten Anwesenheitsverlaufs abhängigen Einflussfaktors ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Integral einer Krümmungsfunktion über den ermittelten jeweiligen Anwesenheitsverlauf gebildet wird, wobei die Krümmungsfunktion vom Betrag der Krümmung des jeweiligen ermittelten Anwesenheitsverlaufs am jeweiligen Ort abhängt.To the Determining the determined by the curvatures of the respective Presence-dependent influencing factor is preferred provided that the integral of a curvature function over the determined respective presence history is formed, wherein the curvature function of the amount of curvature the respective determined attendance course at the respective place depends.

Die Krümmungsfunktion kann beispielsweise der Betrag der Krümmung selbst oder dessen Quadrat sein.The Curvature function, for example, the amount of curvature itself or its square.

In der Regel ist vorgesehen, dass der Rechner für jedes Projektionsbild zum Ermitteln der jeweiligen resultierenden Wahrscheinlichkeitsverteilung zusätzlich zur jeweiligen anfänglichen Wahrscheinlichkeitsverteilung und dem jeweiligen Projektionsbild weitere Informationen über mögliche Aufenthaltsorte der langgestreckten Struktur in dem örtlich dreidimensionalen Objekt und/oder über das örtlich dreidimensionale Objekt berücksichtigt. Durch diese Vorgehensweise vereinfacht sich die Ermittlung der korrekten Wahrscheinlichkeitsverteilung erheblich.In The rule is that the calculator for each projection image for determining the respective resulting probability distribution in addition to the respective initial probability distribution and the respective projection image further information about possible locations of the elongated structure in the spatially three-dimensional object and / or over considers the locally three-dimensional object. This procedure simplifies the determination of the correct ones Probability distribution considerably.

Beispielsweise ist es möglich, dass die weiteren Informationen (mindestens) ein simultan zum jeweiligen Projektionsbild erfasstes weiteres Projektionsbild des Objekts umfassen. Die se Vorgehensweise bietet sich insbesondere dann an, wenn eine Biplan-Röntgenanlage zur Verfügung steht.For example is it possible that the further information (at least) a further projection image acquired simultaneously with the respective projection image of the object. The se procedure is particularly suitable then on, when a biplanar X-ray system is available stands.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist – alternativ oder zusätzlich zur Verwendung weiterer, simultan erfasster Projektionsbilder des Objekts – vorgesehen, dass die weiteren Informationen einen dreidimensional ortsaufgelösten Verlauf eines Gefäßsystems umfassen, wobei das Gefäßsystem mit dem Objekt identisch ist. Insbesondere ist in diesem Fall die plausible Annahme möglich, dass die langgestreckte Struktur das Gefäßsystem nicht verlässt. Die anfängliche Wahrscheinlichkeitsverteilung kann daher für alle Orte, die außerhalb des Gefäßsystems liegen, auf Null bzw. auf einen sehr kleinen Wert gesetzt werden.According to a preferred embodiment of the present invention, it is provided-as an alternative or in addition to the use of further, simultaneously acquired projection images of the object-that the further information comprise a three-dimensionally spatially resolved course of a vascular system, wherein the vascular system is identical to the object. In particular, in this case the plausible assumption is possible that the elongated structure does not leave the vascular system. The initial truth The probability distribution can therefore be set to zero or to a very small value for all locations that are outside the vascular system.

In einer weiterhin bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Rechner für jedes Projektionsbild zum Ermitteln der jeweiligen resultierenden Wahrscheinlichkeitsverteilung anhand der jeweiligen anfänglichen Wahrscheinlichkeitsverteilung und einer dreidimensional definierten Übergangswahrscheinlichkeit eine jeweilige dreidimensional ortsaufgelöste vorläufige Wahrscheinlichkeitsverteilung ermittelt und die jeweilige resultierende Wahrscheinlichkeitsverteilung durch Wichten der Wahrscheinlichkeiten gemäß der jeweiligen vorläufigen Wahrscheinlichkeitsverteilung mit den korrespondierenden Wahrscheinlichkeiten gemäß einer zweidimensional ortsaufgelösten Bildwahrscheinlichkeitsverteilung ermittelt, die der Rechner anhand des jeweiligen Projektionsbilder ermittelt.In a further preferred embodiment of the present invention is provided that the calculator for each projection image for determining the respective resulting probability distribution based on the respective initial probability distribution and a three-dimensionally defined transition probability a respective three-dimensional spatially resolved preliminary probability distribution determined and the respective resulting probability distribution by Weighting the probabilities according to the respective provisional probability distribution with the corresponding Chances according to a two-dimensional determined spatially resolved image probability distribution, which calculates the computer on the basis of the respective projection images.

Die zweidimensionale Bildwahrscheinlichkeitsverteilung ist – analog zu den dreidimensionalen Wahrscheinlichkeitsverteilungen – dafür charakteristisch, ob sich an den jeweiligen Orten des Projektionsbildes ein Teil der langgestreckten Struktur befindet oder nicht. Der Minimalwert der Wahrscheinlichkeiten gemäß der Bildwahrscheinlichkeitsverteilung ist größer Null. Das Integral über das Projektionsbild ist normiert. Es ist eine Vielzahl von Werten möglich, also nicht nur binär ja oder nein.The two-dimensional image probability distribution is - analog to the three-dimensional probability distributions - for that characteristic, whether at the respective locations of the projection image a part of the elongated structure is or not. The minimum value of the probabilities according to the image probability distribution greater than zero. The integral over the projection image is normalized. There are a variety of values possible, so not just binary yes or no.

Auch die Übergangswahrscheinlichkeit kann eine Vielzahl von Werten aufweisen. Das Integral über das Volumen ist auf Eins normiert. In der Regel liegt der Minimalwert oberhalb von Null. In der Regel ist die dreidimensional ortsaufgelöste Übergangswahrscheinlichkeit eine monoton – insbesondere streng monoton – fallende Funktion des Abstandes jeweils zweier Orte.Also The transition probability can be a variety of Have values. The integral over the volume is up One normalized. As a rule, the minimum value is above zero. In general, the three-dimensional spatially resolved transition probability a monotone - especially strictly monotonous - falling Function of the distance between two places.

Wenn Informationen über das Gefäßsystem als solches nicht gegeben sind, wird als Abstand vorzugsweise der euklidische Abstand herangezogen. In der Regel sind jedoch Informationen über das Gefäßsystem gegeben. In diesem Fall ist der Abstand vorzugsweise auf einen Pfad innerhalb des Gefäßsystems bezogen. Durch diesen Umstand wird weiterhin Orten außerhalb des Gefäßsystems eine Übergangswahrscheinlichkeit von Null (oder nahezu Null) zugeordnet. Denn es existiert kein Pfad und damit auch kein sinnvoller Abstand von einem Ort des Gefäßsystems zu einem Ort außerhalb des Gefäßsystems.If Information about the vascular system as such are not given, the distance is preferably the Euclidean Distance used. In general, however, information is about given the vascular system. In this case, the Distance preferably to a path within the vascular system based. This circumstance will continue to places outside the vascular system a transition probability associated with zero (or near zero). Because there is no path and therefore no meaningful distance from a place of the vascular system to a place outside the vascular system.

Der Abstand zweier Orte des Gefäßsystems voneinander kann vom Rechner beispielsweise dadurch ermittelt werden, dass er

  • – anhand einer ersten Tabelle für die beiden Orte jeweils mindestens einen nächsten Knotenpunkt und maximal zwei nächste Knotenpunkte ermittelt,
  • – die Abstände der beiden Orte von ihren nächsten Knotenpunkten ermittelt, anhand einer zweiten Tabelle die Abstände der Knotenpunkte voneinander ermittelt und
  • – anhand der Abstände der beiden Orte von ihren nächsten Knotenpunkten und der Knotenpunkte voneinander den Abstand der beiden Orte voneinander ermittelt,
The distance of two locations of the vascular system from each other can be determined by the computer, for example, that he
  • Determined on the basis of a first table for the two locations at least one next node and a maximum of two nearest nodes,
  • - Determines the distances between the two locations of their nearest nodes, using a second table, the distances of the nodes determined from each other and
  • The distance of the two locations from each other from their nearest nodes and the nodes from each other,

Die Knotenpunkte umfassen zumindest alle Verzweigungen des Gefäßsystems.The Nodes include at least all branches of the vasculature.

Vorzugsweise ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass der Rechner für jedes Projektionsbild im Rahmen des Ermittelns der jeweiligen zweidimensional ortsaufgelösten Bildwahrscheinlichkeitsverteilung die jeweilige Bildwahrscheinlichkeit an einem Ort des jeweiligen Projektionsbildes anhand der Bilddatenwerte des jeweiligen Projektionsbildes, die in einem Auswertungskern um den jeweiligen Ort des jeweiligen Projektionsbildes herum liegen, und einer abstandsabhängigen Wichtungsfunktion ermittelt.Preferably is provided in the context of the present invention that the computer for each projection image in the course of determining the respective two-dimensional spatially resolved image probability distribution the respective image probability at a location of the respective Projection image based on the image data of the respective projection image, in an evaluation core around the respective location of the respective Projection image lying around, and a distance-dependent Weighting function determined.

Beispielsweise kann der Rechner für jedes Projektionsbild im Rahmen des Ermittelns der jeweiligen zweidimensional ortsaufgelösten Bildwahrscheinlichkeitsverteilung das jeweilige Projektionsbild mit einem Faltungskern falten. Der Faltungskern kann alternativ fest vorgegeben oder vom Anwender – auch interaktiv – änderbar sein.For example can the calculator for each projection image in the context of Determining the respective two-dimensional spatially resolved Image probability distribution the respective projection image fold with a convolution core. The convolution kernel may alternatively fixed or user - also interactive - changeable be.

Bevorzugt ist jedoch, dass der Rechner im Rahmen des Ermittelns der Bildwahrscheinlichkeit eines jeweiligen Ortes die Einflüsse der in dem Auswertungskern liegenden Orte auf den jeweiligen Ort ermittelt und als Bildwahrscheinlichkeit des jeweiligen Ortes das Maximum der Einflüsse heranzieht.Prefers However, the calculator is within the scope of determining the image probability a particular place the influences of the in the evaluation core lying places determined on the respective place and as image probability of the respective place the maximum of the influences uses.

Der Rechner kann die anfänglichen Wahrscheinlichkeitsverteilungen im Prinzip auf beliebige Weise ansetzen. Vorzugsweise jedoch setzt der Rechner die anfänglichen Wahrscheinlichkeitsverteilungen als Partikeldarstellungen an. In diesem Fall ermittelt der Rechner die jeweiligen resultierenden Wahrscheinlichkeitsverteilungen unter Verwendung eines Partikelfilters. Partikeldarstellungen und Partikelfilter sind als solche bekannt. Rein beispielhaft wird auf den Fachaufsatz „A Tutorial on Particle Filters for Online Nonlinear/Non-Gaussian Bayesian Tracking” von M. S. Arulampalam et al., IEEE Transactions on Signal Processing, Bd. 50, Nr. 2, 2002, Seiten 174 bis 188 verwiesen. Partikeldarstellungen und Partikelfilterungen weisen den Vorteil auf, dass sie gegenüber anderen Darstellungen einen deutlich reduzierten Rechenaufwand erfordern.The calculator can in principle apply the initial probability distributions in any way. Preferably, however, the calculator uses the initial probability distributions as particle representations. In this case, the computer determines the respective resulting probability distributions using a particulate filter. Particle representations and particle filters are known as such. Purely by way of example is the technical essay "A Tutorial on Particle Filters for Online Nonlinear / Non-Gaussian Bayesian Tracking" by MS Arulampalam et al., IEEE Transactions on Signal Processing, Vol. 50, No. 2, 2002, pages 174-188 directed. Particle representations and particle filtering have the advantage that they require significantly less computational effort than other representations.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen in Prinzipdarstellung:Further advantages and details result from the following description of exemplary embodiments in conjunction with the drawings. In a schematic representation:

1 ein Blockschaltbild einer Auswertungsanordnung, 1 a block diagram of an evaluation arrangement,

2 ein Ablaufdiagramm, 2 a flow chart,

3 ein Gefäßsystem, 3 a vascular system,

4 bis 7 Ablaufdiagramme, 4 to 7 Flowcharts,

8 eine Übergangswahrscheinlichkeit, 8th a transition probability,

9 einen Ausschnitt eines Gefäßsystems und 9 a section of a vascular system and

10 und 11 Ablaufdiagramme. 10 and 11 Flowcharts.

Gemäß 1 ist ein Rechner 1 mit einem Computerprogramm 2 programmiert, so dass er im Betrieb das Computerprogramm 2 abarbeitet. Das Computerprogramm 2 kann dem Rechner 1 beispielsweise über eine (nicht dargestellte) Rechner-Rechner-Verbindung zugeführt worden sein, beispielsweise das World Wide Web. Alternativ ist es möglich, dass das Computerprogramm 2 auf einem Datenträger 3 in maschinenlesbarer Form (insbesondere in elektronischer Form) gespeichert ist und dem Rechner 1 über den Datenträger 3 zugeführt wird. Der Datenträger 3 kann insbesondere ein mobiler Datenträger 3 sein. Dargestellt ist in 1 – rein beispielhaft – eine Ausgestaltung des Datenträgers 3 als USB-Memorystick. Alternativ könnte der Datenträger 3 beispielsweise als CD-ROM oder als SD-Speicherkarte ausgebildet sein.According to 1 is a calculator 1 with a computer program 2 programmed so that he is in operation the computer program 2 executing. The computer program 2 can the calculator 1 for example, via a computer-computer connection (not shown), for example the World Wide Web. Alternatively, it is possible that the computer program 2 on a disk 3 is stored in machine-readable form (especially in electronic form) and the computer 1 over the disk 3 is supplied. The disk 3 in particular a mobile data carrier 3 be. Is shown in 1 Purely by way of example, an embodiment of the data carrier 3 as a USB memory stick. Alternatively, the disk could 3 For example, be designed as a CD-ROM or SD memory card.

Das Computerprogramm 2 weist Maschinencode 4 auf. Der Maschinencode 4 ist von dem Rechner 1 unmittelbar abarbeitbar. Das Abarbeiten des Maschinencodes 4 durch den Rechner 1 bewirkt, dass der Rechner 1 ein Auswertungsverfahren ausführt, das nachfolgend in Verbindung mit den weiteren Figuren detailliert beschrieben wird.The computer program 2 has machine code 4 on. The machine code 4 is from the calculator 1 directly executable. The execution of the machine code 4 through the computer 1 causes the calculator 1 performs an evaluation method, which will be described in detail below in conjunction with the other figures.

Gemäß 2 definiert der Rechner 1 in einem Schritt S1 eine anfängliche Wahrscheinlichkeitsverteilung W3a. Die anfängliche Wahrscheinlichkeitsverteilung W3a ist dreidimensional ortsaufgelöst. Sie gibt für jeden Ort eines örtlich dreidimensionalen Objekts 5 – beispielsweise eines Gefäßsystems 5, wie es in 3 dargestellt ist – eine Wahrscheinlichkeit w dafür an, dass sich an dem jeweiligen Ort des Objekts 5 ein Teil einer langgestreckten Struktur 6 befindet. Bei der langgestreckten Struktur 6 kann es sich beispielsweise um einen Katheter oder um einen Führungsdraht handeln.According to 2 defines the calculator 1 in a step S1, an initial probability distribution W3a. The initial probability distribution W3a is three-dimensionally spatially resolved. It gives for each location of a spatially three-dimensional object 5 - For example, a vascular system 5 as it is in 3 is shown - a probability w for that at the respective location of the object 5 a part of an elongated structure 6 located. At the elongated structure 6 For example, it may be a catheter or a guidewire.

Da bei der Ausführung des Schrittes S1 in der Regel noch keine tatsächliche Information über den tatsächlichen Ort der langgestreckten Struktur 6 bekannt ist, wird im Rahmen des Schrittes S1 in der Regel eine Gleichverteilung angesetzt. Unabhängig davon, ob eine Gleichverteilung angesetzt wird oder eine andere Verteilung angesetzt wird, ist das Integral der anfänglichen Wahrscheinlichkeitsverteilung W3a über das Objekt 5 auf Eins normiert.Since in the execution of the step S1 usually no actual information about the actual location of the elongated structure 6 is known, in the context of step S1 is usually set an equal distribution. Regardless of whether a uniform distribution is applied or another distribution is applied, the integral of the initial probability distribution W3a is over the object 5 normalized to one.

Die anfängliche Wahrscheinlichkeitsverteilung W3a kann auf verschiedene Art und Weise angesetzt werden. Bevorzugt ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass der Rechner die anfängliche Wahrscheinlichkeitsverteilung W3a als Partikeldarstellung ansetzt.The initial probability distribution W3a can be up different way to be set. Preferred is in the frame of the present invention that the calculator the initial probability distribution W3a attaches as a particle representation.

In einem Schritt S2 nimmt der Rechner 1 ein zweidimensional ortsaufgelöstes Projektionsbild P des Objekts 5 entgegen. Das Projektionsbild P kann beispielsweise ein Röntgenbild sein, das mittels einer Röntgenanlage 7 zu einem Zeitpunkt t erfasst wurde. Prinzipiell kann hierbei das Röntgenbild P so verarbeitet werden, wie es von der Röntgenanlage 7 erfasst wird. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Röntgenbild P jedoch um ein DSA-Bild. Die Verwendung von DSA-Bildern führt zu erheblich besseren Ergebnissen.In a step S2, the computer takes 1 a two-dimensional spatially resolved projection image P of the object 5 opposite. The projection image P can be, for example, an X-ray image that is generated by means of an X-ray system 7 was detected at a time t. In principle, in this case the X-ray image P can be processed as it is from the X-ray system 7 is detected. Preferably, however, the X-ray image P is a DSA image. Using DSA images results in significantly better results.

In einem Schritt S3 ermittelt der Rechner 1 anhand des im Schritt S2 entgegen genommenen Projektionsbildes P eine zweidimensional ortsaufgelöste Bildwahrscheinlichkeitsverteilung W2. In einem Schritt S4 ermittelt der Rechner 1 anhand der anfänglichen Wahrscheinlichkeitsverteilung W3a und der Bild wahrscheinlichkeitsverteilung W2 eine resultierende Wahrscheinlichkeitsverteilung W3r. Insbesondere in dem Fall, dass der Rechner 1 die anfängliche Wahrscheinlichkeitsverteilung W3a als Partikeldarstellung angesetzt hat, ermittelt der Rechner 1 die resultierende Wahrscheinlichkeitsverteilung W3r im Rahmen des Schrittes S4 unter Verwendung eines Partikelfilters.In a step S3, the computer determines 1 based on the received in step S2 projection image P a two-dimensional spatially resolved image probability distribution W2. In a step S4, the computer determines 1 from the initial probability distribution W3a and the image probability distribution W2 a resulting probability distribution W3r. Especially in the case that the calculator 1 the calculator has determined the initial probability distribution W3a as a particle representation 1 the resulting probability distribution W3r in the course of step S4 using a particle filter.

Auch die resultierende Wahrscheinlichkeitsverteilung W3r ist dreidimensional ortsaufgelöst. Sie gibt für jeden Ort des Objekts 5 eine Wahrscheinlichkeit dafür an, dass sich an dem jeweiligen Ort ein Teil der langgestreckten Struktur 6 befindet. Der Unterschied zur anfänglichen Wahrscheinlichkeitsverteilung W3a besteht darin, dass bei der resultierenden Wahrscheinlichkeitsverteilung W3r zusätzlich zur anfänglichen Wahrscheinlichkeitsverteilung W3a die Informationen über die tatsächliche Lage der langgestreckten Struktur 6 berücksichtigt sind, die auf Grund des Projektionsbildes P gegeben sind.The resulting probability distribution W3r is also spatially resolved in three dimensions. It gives for every place of the object 5 a likelihood that at the particular place a part of the elongated structure 6 located. The difference from the initial probability distribution W3a is that in the resulting probability distribution W3r, in addition to the initial probability distribution W3a, the information about the actual position of the elongated structure 6 are taken into account, which are given on the basis of the projection image P.

In einem Schritt S5 ermittelt der Rechner 1 anhand der resultierenden Wahrscheinlichkeitsverteilung W3r einen Anwesenheitsverlauf V der langgestreckten Struktur 6 in dem Objekt 5. Auch der Anwesenheitsverlauf V ist dreidimensional ortsaufgelöst. Er gibt an, wo innerhalb des Objekts 5 sich die langgestreckte Struktur 6 befindet. Der Anwesenheitsverlauf V ist für jeden Ort des Objekts 5 binär (beispielsweise Null = an diesem Ort befindet sich kein Teil der langgestreckten Struktur 6 und Eins = an diesem Ort befindet sich ein Teil der langgestreckten Struktur 6). Der Anwesenheitsverlauf V ist ferner in sich zusammenhängend. Zwei beliebige Orte, die Teil der langgestreckten Struktur 6 gemäß dem Anwesenheitsverlauf V sind, sind daher über eine Folge von Orten miteinander verbunden, die jeweils unmittelbar aneinander angrenzen und alle ebenfalls Teil der langgestreckten Struktur 6 gemäß dem ermittelten Anwesenheitsverlauf V sind.In a step S5, the computer determines 1 from the resulting probability distribution W3r a presence profile V of the elongated structure 6 in the object 5 , Also the Anwe The course of events V is three-dimensionally spatially resolved. He indicates where within the object 5 the elongated structure 6 located. The presence history V is for each location of the object 5 binary (eg, zero = no part of the elongated structure at this location 6 and one = at this location is a part of the elongated structure 6 ). The attendance course V is also continuous in itself. Any two places that are part of the elongated structure 6 According to the course of attendance V, therefore, they are connected to each other by a series of locations immediately adjacent to each other and all also part of the elongate structure 6 are according to the determined attendance course V.

Die langgestreckte Struktur 6 gemäß dem ermittelten Anwesenheitsverlauf V weist weiterhin eine endliche Länge S0 auf. Sie hat genau einen Anfang und ein Ende. Ferner existieren für jeden Ort der langgestreckten Struktur 6 gemäß dem ermittelten Anwesenheitsverlauf V, der zwischen dem Anfang und dem Ende liegt, genau zwei – nicht mehr und nicht weniger – unmittelbar benachbarte Orte, die ebenfalls Teil der langgestreckten Struktur 6 gemäß dem ermittelten Anwesenheitsverlauf V sind. Der Anwesenheitsverlauf V spaltet sich also nicht auf. Ein Beispiel eines möglichen Anwesenheitsverlaufs V ist in 3 gestrichelt eingezeichnet.The elongated structure 6 according to the determined presence course V further has a finite length S0. It has exactly one beginning and one end. Furthermore, for each location, the elongate structure exists 6 according to the determined attendance course V, which lies between the beginning and the end, exactly two - no more and no less - immediately adjacent places, which are also part of the elongated structure 6 are according to the determined attendance course V. The course of attendance V does not split up. An example of a possible presence course V is in 3 dashed lines.

In einem Schritt S6 ermittelt der Rechner 1 eine Darstellung des örtlich dreidimensionalen Objekts 5 und gibt diese Darstellung an einen Anwender 8 aus, beispielsweise über ein Sichtgerät 9. In dieser Darstellung zeigt der Rechner 1 den ermittelten Anwesenheitsverlauf V an. Beispielsweise kann der Rechner 1 eine entsprechende Einblendung vornehmen.In a step S6, the computer determines 1 a representation of the spatially three-dimensional object 5 and gives this representation to a user 8th from, for example, via a viewing device 9 , In this illustration, the calculator shows 1 the determined attendance course V on. For example, the calculator 1 make a corresponding insertion.

Die Darstellung von Schritt S6 wird stets vorgenommen. Vorzugsweise ist zusätzlich ein Schritt S7 vorhanden. Im Schritt S7 projiziert der Rechner 1 den ermittelten Anwesenheitsverlauf V in das Projektionsbild P und blendet die rechnerisch ermittelte Projektion des Anwesenheitsverlaufs V in das Projektionsbild P ein. Auf Grund des Schrittes S7 ist es für den Anwender 8 ohne weiteres möglich, die Qualität des ermittelten Anwesenheitsverlaufs V, also dessen Übereinstimmung mit dem Projektionsbild P, zu beurteilen.The presentation of step S6 is always made. Preferably, a step S7 is additionally present. In step S7, the computer projects 1 the determined presence profile V in the projection image P and displays the computationally determined projection of the presence profile V in the projection image P. Due to the step S7, it is for the user 8th it is readily possible to judge the quality of the determined course of presence V, that is to say its agreement with the projection image P.

Es ist möglich, die bisher beschriebene Vorgehensweise nur für ein einziges Projektionsbild P auszuführen. In der Regel wird die Vorgehensweise von 2 jedoch für mehrere Projektionsbilder P durchgeführt. Wenn die Projektionsbilder P (ausnahmsweise) unkorreliert sind, werden die Schritte S1 bis S6 und gegebenenfalls auch S7 für jedes Projektionsbild P separat abgearbeitet. In der Regel bilden die Projektionsbilder P jedoch eine zeitliche Sequenz. In diesem Fall sind zusätz lich zu den Schritten S1 bis S6 und S7 weitere Schritte S8 und S9 vorhanden.It is possible to carry out the procedure described so far only for a single projection image P. In general, the procedure of 2 however, performed for multiple projection images P. If the projection images P (exceptionally) are uncorrelated, the steps S1 to S6 and possibly also S7 are processed separately for each projection image P. As a rule, however, the projection images P form a temporal sequence. In this case, additional steps S8 and S9 are present in addition to the steps S1 to S6 and S7.

Im Schritt S8 überprüft der Rechner 1, ob bereits für alle Projektionsbilder P der entsprechende Anwesenheitsverlauf V ermittelt worden ist. Wenn dies der Fall ist, ist das Verfahren von 2 beendet. Anderenfalls geht der Rechner 1 zum Schritt S9 über.In step S8, the computer checks 1 whether the corresponding presence course V has already been determined for all projection images P. If this is the case, the procedure of 2 completed. Otherwise, the calculator goes 1 to step S9 via.

Im Schritt S9 setzt der Rechner 1 die anfängliche Wahrscheinlichkeitsverteilung W3a gleich der zuvor ermittelten resultierenden Wahrscheinlichkeitsverteilung W3r. Dadurch wird erreicht, dass der Rechner 1 als anfängliche Wahrscheinlichkeitsverteilung W3a des nächsten Projektionsbildes P die resultierende Wahrscheinlichkeitsverteilung W3r des soeben bearbeiteten Projektionsbildes P verwendet. Vom Schritt S9 aus geht der Rechner 1 zum Schritt S2 zurück, in dem der Rechner 1 das nächste Projektionsbild P entgegen nimmt.In step S9, the computer sets 1 the initial probability distribution W3a equal to the previously determined resulting probability distribution W3r. This will ensure that the calculator 1 as the initial probability distribution W3a of the next projection image P, the resulting probability distribution W3r of the just processed projection image P is used. From step S9, the computer goes 1 back to step S2, in which the calculator 1 the next projection image P accepts.

Im Rahmen der nunmehr beschriebenen Vorgehensweise wird bei jedem Durchlauf der Schritte S2 bis S7 somit als anfängliche Wahrscheinlichkeitsverteilung W3a die resultierende Wahrscheinlichkeitsverteilung W3r des vorherigen Durchlaufs angesetzt. Dies ist zulässig, da sich die tatsächliche Lage der langgestreckten Struktur 6 von Projektionsbild P zu Projektionsbild P in aller Regel nur wenig ändert. Dadurch ergibt sich bereits nach wenigen Projektionsbildern P eine sehr gute Konvergenz der ermittelten resultierenden Wahrscheinlichkeitsverteilung W3r zur tatsächlichen Lage der langgestreckten Struktur 6.In the context of the procedure now described, the resulting probability distribution W3r of the previous run is thus set as the initial probability distribution W3a during each run of steps S2 through S7. This is allowed because the actual location of the elongated structure 6 from projection image P to projection image P usually changes only slightly. This results in a very good convergence of the determined resulting probability distribution W3r to the actual position of the elongated structure even after a few projection images P. 6 ,

Im Rahmen der Ermittlung des Anwesenheitsverlaufs V (siehe den Schritt S5 von 2) setzt der Rechner 1 zunächst gemäß 4 in einem Schritt S11 einen Anwesenheitsverlauf V an. In einem Schritt S12 ermittelt der Rechner 1 für den angesetzten Anwesenheitsverlauf V eine Kostenfunktion K. In die Kostenfunktion K gehen ein

  • – die Länge S0 des Anwesenheitsverlaufs V,
  • – die Wahrscheinlichkeiten w der Orte, die entlang des Anwesenheitsverlaufs V liegen, und
  • – die Krümmungen, die der Anwesenheitsverlauf V aufweist.
In the course of determining the presence history V (see the step S5 of FIG 2 ) sets the calculator 1 initially according to 4 in a step S11 a presence history V on. In a step S12, the computer determines 1 for the scheduled attendance course V a cost function K. In the cost function K go
  • The length S0 of the course of attendance V,
  • The probabilities w of the locations lying along the course of the presence V, and
  • The curvatures which the course of occupancy V has.

Vorzugsweise geht die Länge S0 des Anwesenheitsverlaufs V positiv in die Kostenfunktion K ein, damit der Anwesenheitsverlauf V möglichst lang wird. Vorzugsweise gehen weiterhin die Wahrscheinlichkeiten w der Orte, die entlang des Anwesenheitsverlaufs V liegen, ebenfalls positiv in die Kostenfunktion K ein, damit der Anwesenheitsverlauf V eine hohe resultierende Wahrscheinlichkeit aufweist. Vorzugsweise gehen jedoch die Krümmungen des Anwesenheitsverlaufs V in die Kostenfunktion K negativ ein, damit der Anwesenheitsverlauf V möglichst glatt und gerade ist. Dieser Sachverhalt ist im Schritt S12 durch die Vorzeichen der Wichtungsfaktoren a, b und c dargestellt.Preferably, the length S0 of the course of attendance V is positive in the cost function K, so that the attendance course V becomes as long as possible. Preferably, furthermore, the probabilities w of the locations along the course of attendance V also enter positively into the cost function K, so that the presence course V has a high resulting probability. Preferably, however, the curvatures of the course of attendance V enter into the cost function K negatively, so that the course of attendance V is as smooth as possible and is straight. This situation is represented in step S12 by the signs of the weighting factors a, b and c.

In einem Schritt S13 variiert der Rechner 1 den Anwesenheitsverlauf V, so dass die Kostenfunktion K maximal wird. Entsprechende Ermittlungsverfahren sind Fachleuten als solche bekannt. Rein beispielhaft wird auf den Optimierungsalgorithmus von Powell verwiesen, der beispielsweise in dem Fachaufsatz „An efficient method for finding the minimum of a function of several variables without calculating derivatives” von M. M. D. Powell, veröffentlicht in The Computer Journal 7 (2), 1964, Seiten 155–162 , beschrieben ist. Der so ermittelte Anwesenheitsverlauf V wird im weiteren Verlauf der 2, also im Rahmen der Schritte S6 und S7, verwendet.In a step S13, the computer varies 1 the attendance course V, so that the cost function K becomes maximum. Corresponding investigations are known to those skilled in the art. By way of example, reference is made to the optimization algorithm of Powell, for example, in the technical paper "An efficient method for finding the minimum of a function of several variables without the generator" of MMD Powell, published in The Computer Journal 7 (2), 1964, pages 155-162 , is described. The thus determined attendance course V is in the further course of the 2 , that is used in the context of steps S6 and S7.

Der Anwesenheitsverlauf V kann prinzipiell beliebig sein. Vorzugsweise besteht der Anwesenheitsverlauf V aus einer Sequenz von Abschnitten, wobei jeder Abschnitt durch eine Anzahl von Parametern einer für alle Abschnitte einheitlich parametrierbaren Funktion definiert ist. Beispielsweise können die einzelnen Abschnitte die einzelnen Linien eines Polygonzuges sein. Alternativ können die einzelnen Abschnitte je weils als Spline einer vorbestimmten Komplexität ausgebildet sein.Of the Presence course V can in principle be arbitrary. Preferably the presence history V consists of a sequence of sections, where each section by a number of parameters one for all sections defined uniformly parameterizable function is. For example, the individual sections can be individual lines of a polygon. Alternatively you can the individual sections each Weil as a spline of a predetermined Be formed complexity.

Auch die Kostenfunktion K kann prinzipiell beliebig sein, sofern sie die oben genannten Kriterien erfüllt. Beispielsweise kann sie die Form aufweisen, die im Schritt S12 von 4 angegeben ist. a, b, c und x sind bei der Formel gemäß dem Schritt S12 Wichtungsfaktoren. Die Wichtungsfaktoren a und b sind größer als Null, der Wichtungsfaktor c ist kleiner als Null. Der Wichtungsfaktor x kann einen beliebigen Wert aufweisen. Insbesondere kann er gleich Null, größer als Null oder kleiner als Null sein.The cost function K can in principle be arbitrary provided that it meets the above criteria. For example, it may have the shape which in step S12 of FIG 4 is specified. a, b, c, and x are weighting factors in the formula of step S12. The weighting factors a and b are greater than zero, the weighting factor c is less than zero. The weighting factor x may have any value. In particular, it may be zero, greater than zero, or less than zero.

A ist ein Einflussfaktor, der von der Länge S0 des ermittelten Anwesenheitsverlaufs V abhängig ist. Im einfachsten Fall handelt es sich um die Länge S0 selbst oder eine positive Potenz der Länge S0. Die Potenz kann ganzzahlig sein (beispielsweise die zweite oder dritte Potenz) oder unganzzahlig sein (beispielsweise die Wurzel oder die 1,5te Potenz der Länge S0).A is an influencing factor that is determined by the length S0 of the Occupancy history V is dependent. In the simplest case it is the length S0 itself or a positive one Potency of length S0. The power can be an integer (for example the second or third power) or non-integer (for example the root or the 1.5th power of length S0).

B ist ein Einflussfaktor, der von den Wahrscheinlichkeiten w gemäß der resultierenden Wahrscheinlichkeitsverteilung W3r über den ermittelten jeweiligen Anwesenheitsverlauf V abhängig ist. Im einfachsten Fall handelt es sich um das Integral der Wahrscheinlichkeiten w selbst. Alternativ kann es sich – siehe 5 – um das Integral einer geeigneten Funktion fB der Wahrscheinlichkeiten w handeln, nachfolgend Wahrscheinlichkeitsfunktion genannt. Die Wahrscheinlichkeitsfunktion fB hängt in diesem Fall von der Wahrscheinlichkeit w des jeweiligen Ortes gemäß der resultierenden Wahrscheinlichkeitsverteilung W3r ab. Besonders bevorzugt ist, dass es sich bei der Wahrscheinlichkeitsfunktion fB um einen Logarithmus handelt, insbesondere den natürlichen Logarithmus.B is an influencing factor which depends on the probabilities w according to the resulting probability distribution W3r over the determined respective presence course V. In the simplest case, it is the integral of the probabilities w itself. Alternatively, it can be - see 5 - to be the integral of a suitable function fB of the probabilities w, hereafter referred to as the probability function. The probability function fB in this case depends on the probability w of the respective location according to the resulting probability distribution W3r. It is particularly preferred that the probability function fB is a logarithm, in particular the natural logarithm.

C ist ein Einflussfaktor, der von den Krümmungen des ermittelten Anwesenheitsverlaufs V abhängt. Beispielsweise kann der Einflussfaktor C gemäß 5 das Integral einer Krüm mungsfunktion fC über den ermittelten Anwesenheitsverlauf V gebildet werden. Die Krümmungsfunktion fC hängt in diesem Fall vom Betrag der Krümmung des ermittelten Anwesenheitsverlaufs V an dem jeweiligen Ort ab. Bei der Krümmungsfunktion fC kann es sich insbesondere um den Betrag der Krümmung selbst oder um das Quadrat des Betrages der Krümmung handeln.C is an influencing factor, which depends on the curvatures of the determined presence profile V. For example, the influencing factor C according to 5 the integral of a Krüm mung function fC over the determined presence course V are formed. The curvature function fC in this case depends on the amount of curvature of the determined presence profile V at the respective location. The curvature function fC may in particular be the amount of the curvature itself or the square of the amount of the curvature.

Der Einflussfaktor X ist sozusagen eine stille Reserve, da es selbstverständlich möglich ist, in der Kostenfunktion K auch andere Einflüsse mit zu berücksichtigen.Of the Factor X is a quiet reserve, as it were, of course is possible, in the cost function K also other influences to be taken into account.

Die Wichtungsfaktoren a, b und c (und gegebenenfalls auch x) können fest vorgegeben sein. Sie können betragsmäßig den gleichen Wert oder voneinander verschiedene Werte aufweisen. Vorzugsweise sind die Wichtungsfaktoren a, b und c (und gegebenenfalls auch x) vom Anwender 8 vorgebbar, insbesondere interaktiv vorgebbar.The weighting factors a, b and c (and optionally also x) can be fixed. They can have the same value or different values in terms of amount. The weighting factors a, b and c (and optionally also x) are preferably user-specific 8th specifiable, in particular interactive specifiable.

In der Regel berücksichtigt der Rechner 1 für jedes Projektionsbild P zum Ermitteln der jeweiligen resultierenden Wahrscheinlichkeitsverteilung W3r nicht nur die jeweilige anfängliche Wahrscheinlichkeitsverteilung W3a und das jeweilige Projektionsbild P, sondern zusätzlich weitere Informationen über mögliche Aufenthaltsorte der langgestreckten Struktur 6 in dem örtlich dreidimensionalen Objekt 5 und/oder über das örtlich dreidimensionale Objekt 5 selbst. Beispielsweise kann die Röntgenanlage 7 als Biplan-Anlage ausgebildet sein, so dass simultan zu den Projektionsbildern P aus einer anderen Angulation jeweils ein weiteres Projektionsbild P' erfasst werden kann. In diesem Fall kann die Vorgehensweise von 2 entsprechend 6 ausgestaltet werden.In general, the calculator takes into account 1 for each projection image P for determining the respective resulting probability distribution W3r not only the respective initial probability distribution W3a and the respective projection image P, but additionally further information about possible locations of the elongated structure 6 in the locally three-dimensional object 5 and / or over the locally three-dimensional object 5 yourself. For example, the X-ray machine can 7 be designed as a biplane system, so that simultaneously with the projection images P from another angulation each a further projection image P 'can be detected. In this case, the procedure of 2 corresponding 6 be designed.

6 baut auf 2 auf. 6 enthält daher ebenfalls die Schritte S1 bis S9. Zusätzlich umfasst die Vorgehensweise von 6 die Schritte S16 und S17. 6 build up 2 on. 6 therefore also contains the steps S1 to S9. In addition, the procedure of 6 the steps S16 and S17.

Die Schritte S1 bis S9 wurden obenstehend bereits in Verbindung mit 2 erläutert. Hierzu sind daher keine weiterge henden Ausführungen erforderlich. Im Schritt S16 nimmt der Rechner 1 das jeweilige weitere Projektionsbild P' entgegen. Das weitere Projektionsbild P' entspricht von Ansatz her dem Projektionsbild P, das in Verbindung mit dem Schritt S2 erwähnt wurde. Das Projektionsbild P' des Schrittes S16 zeigt das Objekt 5 jedoch unter einer anderen Angulation als das Projektionsbild P des Schrittes S2. Im Schritt S17 modifiziert der Rechner 1 unter Berücksichtigung des weiteren Projektionsbildes P' die anfängliche Wahrscheinlichkeitsverteilung W3a. Der Schritt S17 entspricht im Wesentlichen bezüglich des weiteren Projektionsbildes P' des Schrittes S16 der Abfolge der Schritte S3, S4 und S9.Steps S1 to S9 have already been described above in connection with 2 explained. Therefore, there are no weiterge existing versions required. In step S16, the calculator takes 1 the respective further projection image P 'against. The further projection image P 'corresponds in terms of the projection image P, which was mentioned in connection with the step S2. The projection image P 'of the step S16 shows the object 5 however, under a different angulation than the projection image P of step S2. In step S17, the computer modifies 1 taking into account the further projection image P ', the initial probability distribution W3a. The step S17 corresponds essentially to the further projection image P 'of the step S16 of the sequence of steps S3, S4 and S9.

Wie bereits mehrfach erwähnt, ist das Objekt 5 in der Regel ein Gefäßsystem 5. Es ist daher möglich – und zwar sowohl alternativ als auch zusätzlich zu den Modifikationen gemäß 6 –, dass die weiteren Informationen einen dreidimensional ortsaufgelösten Verlauf des Gefäßsystems 5 umfassen. In diesem Fall wird die Vorgehensweise von 2 gemäß 7 zumindest durch einen Schritt S21, vorzugsweise auch durch einen Schritt S22 ergänzt.As already mentioned several times, the object is 5 usually a vascular system 5 , It is therefore possible - both as an alternative and in addition to the modifications according to 6 - That the further information is a three-dimensional spatially resolved course of the vascular system 5 include. In this case, the procedure of 2 according to 7 at least by a step S21, preferably also supplemented by a step S22.

Im Schritt S21 nimmt der Rechner 1 einen Volumendatensatz 10 entgegen. Im Volumendatensatz 10 ist das Objekt 5 (= das Gefäßsystem 5) segmentiert. Dadurch ist der Rechner 1 in der Lage, Orten außerhalb des Gefäßsystems 5 im Rahmen der anfänglichen Wahrscheinlichkeitsverteilung W3a sehr niedrige Wahrscheinlichkeiten (im Extremfall Null) zuzuordnen.In step S21, the calculator takes 1 a volume record 10 opposite. In the volume data set 10 is the object 5 (= the vascular system 5 ) segmented. This is the calculator 1 able to locate outside the vascular system 5 to assign very low probabilities (in extreme cases zero) within the framework of the initial probability distribution W3a.

Im Schritt S22 ermittelt der Rechner 1 eine Übergangswahrscheinlichkeit w'. Die Übergangswahrscheinlichkeit w' ist eine Wahrscheinlichkeit dafür, dass sich an einem bestimmten Ort des Objekts 5 ein Teil der langgestreckten Struktur 6 befindet, wenn sich im Rahmen der unmittelbar vorhergehenden Iteration an einem anderen Ort des Objekts 5 ein Teil der langgestreckten Struktur 6 befunden hat. Die Übergangswahrscheinlichkeit w' ist dreidimensional definiert. In der Regel handelt es sich bei der Übergangswahrscheinlichkeit w' gemäß 8 um eine monoton – insbesondere streng monoton – fallende Funktion des Abstands d jeweils zweier Orte. Beispielsweise kann es sich um eine Gauss-Kurve oder um eine ähnliche Glockenkurve handeln. Die Breite der Glockenkurve kann interaktiv einstellbar sein. Weiterhin kann die Glockenkurve gegebenenfalls ortsabhängig sein, d. h. von dem bestimmten Ort, dessen Wahrscheinlichkeit ermittelt werden soll, abhängen.In step S22, the computer determines 1 a transition probability w '. The transition probability w 'is a probability of being in a particular location of the object 5 a part of the elongated structure 6 is located within the context of the immediately preceding iteration at a different location of the object 5 a part of the elongated structure 6 has found. The transition probability w 'is defined in three dimensions. As a rule, the transition probability w 'is in accordance with 8th a monotone - especially strictly monotonic - decreasing function of the distance d of two places. For example, it may be a Gauss curve or a similar bell curve. The width of the bell curve can be interactively adjustable. Furthermore, the bell curve may be location-dependent, that is, depending on the specific location whose probability is to be determined.

Wie in 7 dargestellt, ist der Schritt S4 von 2 vorzugsweise in Form von zwei Schritten S26 und S27 implementiert. Im Schritt S26 ermittelt der Rechner 1 für jeden Ort die jeweilige Wahrscheinlichkeit w gemäß einer vorläufigen Wahrscheinlichkeitsverteilung W3v durch Integration des Produkts der Wahrscheinlichkeit w gemäß der anfänglichen Wahrscheinlichkeitsverteilung W3a und der Übergangswahrscheinlichkeit w'. Integriert wird über das Volumen. Die vorläufige Wahrscheinlichkeitsverteilung W3v wichtet der Rechner 1 im Schritt S27 mit der Bildwahrscheinlichkeitsverteilung W2, die er im Schritt S3 von 2 für das jeweils betrachtete Projektionsbild P ermittelt hat. Das Ergebnis des Schrittes S27 entspricht der resultierenden Wahrscheinlichkeitsverteilung W3r.As in 7 is shown, the step S4 of 2 preferably implemented in the form of two steps S26 and S27. In step S26, the computer determines 1 for each location the respective probability w according to a preliminary probability distribution W3v by integration of the product of the probability w according to the initial probability distribution W3a and the transition probability w '. Integrated is the volume. The provisional probability distribution W3v weights the calculator 1 in step S27 with the image probability distribution W2, which he has in step S3 of 2 has determined for each considered projection image P. The result of step S27 corresponds to the resulting probability distribution W3r.

Es ist möglich, den Abstand d euklidisch zu ermitteln. Eine derartige Ermittlung ist sinnvoll insbesondere dann, wenn keine Informationen über das Gefäßsystem 5 als solches vorliegen. Wenn das Gefäßsystem 5 hingegen gegeben ist, ist der Abstand d vorzugsweise auf einen Pfad innerhalb des Gefäßsystems 5 bezogen. Dies ist schematisch in 9 dargestellt.It is possible to determine the distance d Euclidean. Such a determination is useful especially if no information about the vascular system 5 as such. When the vascular system 5 however, the distance d is preferably to a path within the vasculature 5 based. This is schematically in 9 shown.

Zur Ermittlung des Abstands d existieren in diesem Fall verschiedene Möglichkeiten. Bevorzugt ist, dass der Rechner 1 den Abstand d zweier Orte des Gefäßsystems 5 dadurch ermittelt, dass er zunächst anhand einer ersten Tabelle, die rechnerintern gespeichert ist, für die beiden Orte jeweils einen nächsten Knotenpunkt (Ausnahmefall) oder zwei nächste Knotenpunkte (Regelfall) ermittelt. Sodann entnimmt der Rechner 1 einer zweiten Tabelle, die ebenfalls rechnerintern gespei chert ist, die Abstände der möglichen Knotenpunktkombinationen voneinander. Weiterhin ermittelt der Rechner die Abstände der beiden Orte von ihren nächsten Knotenpunkten. Anhand der nunmehr gegebenen Informationen, also der Abstände der beiden Orte von ihren nächsten Knotenpunkten und der jeweils nächsten Knotenpunkte voneinander, ermittelt der Rechner 1 den Abstand der beiden Orte voneinander. Die in den Tabellen enthaltenen Knotenpunkte bzw. Knotenpunktkombinationen umfassen zumindest alle Verzweigungen des Gefäßsystems 5.To determine the distance d, there are various possibilities in this case. It is preferred that the calculator 1 the distance d between two locations of the vascular system 5 determined that it first based on a first table, which is stored inside the computer, for each of the two locations a next node (exception) or two nearest nodes (rule) determined. Then the computer takes out 1 a second table, which is also stored computer-internal, the distances between the possible node combinations of each other. Furthermore, the computer determines the distances of the two locations from their nearest nodes. Based on the information now given, ie the distances of the two locations from their nearest nodes and the next node points from each other, the computer determines 1 the distance of the two places from each other. The nodal points or nodal point combinations contained in the tables comprise at least all branches of the vascular system 5 ,

Details zu dieser Vorgehensweise sind in der älteren, am Anmeldetag der vorliegenden Erfindung noch nicht offengelegten deutschen Patentanmeldung „Abstandbestimmungsverfahren” der Anmelderin erläutert, die am 07.05.2008 beim Deutschen Patent- und Markenamt eingereicht wurde und das amtliche Aktenzeichen 10 2008 022 532.0 erhalten hat.Details of this procedure are explained in the older, on the filing date of the present invention not yet disclosed German patent application "Abstandbestimmungsverfahren" of the Applicant, which was filed on 07.05.2008 at the German Patent and Trademark Office and the official file number 10 2008 022 532.0 had received.

Zur Ermittlung der zweidimensional ortsaufgelösten Bildwahrscheinlichkeit W2 existieren ebenfalls verschiedene Möglichkeiten. Vorzugsweise ermittelt der Rechner 1 gemäß 10 in einem Schritt S31 für einen bestimmten Ort des betrachteten Projektionsbildes P diejenigen Orte des betrachteten Projektionsbildes P, die in einem vorbestimmten Auswertungskern um den bestimmten Ort herum liegen. Für jeden der innerhalb des Auswertungskerns gelegenen Orte ermittelt der Rechner 1 sodann in einem Schritt S32 den Einfluss der Bilddatenwerte der im Auswertungskern liegenden Orte des betrachteten Projektionsbildes P auf den bestimmten Ort. Er berücksichtigt hierbei eine abstandsabhängige Wichtungsfunktion. In einem Schritt S33 ermittelt der Rechner 1 schließlich anhand der zuvor ermittelten Einflüsse für den bestimmten Ort dessen lokale Bildwahrscheinlichkeit.Different possibilities also exist for determining the two-dimensionally spatially resolved image probability W2. Preferably, the computer determines 1 according to 10 in a step S31 for a particular location of the viewed projection image P, those locations of the viewed projection image P lying in a predetermined evaluation kernel around the given location. For each of the locations located within the scoring core, the calculator determines 1 then, in a step S32, the influence of the image data values of the locations of the viewed projection image P lying in the evaluation core on the specific location. He takes into account a distance-dependent weighting function. In a step S33, the computer 1 finally on the basis of the previously determined influences for the specific location whose local image probability.

Beispielsweise ist es möglich, dass der Rechner 1 zum Ermitteln der Bildwahrscheinlichkeit W2 das jeweilige Projektionsbild P mit einem Faltungskern faltet. Der Faltungskern kann hierbei fest vorgegeben sein. Alternativ kann er vom Anwender 8 änderbar sein, sogar interaktiv änderbar. In der Regel ist der Faltungskern eine Glockenkurve.For example, it is possible that the calculator 1 to determine the image probability W2 the respective projection image P folds with a convolution kernel. The convolution kernel can be fixed in this case. Alternatively, he can by the user 8th be changeable, even interactively changeable. As a rule, the convolution kernel is a bell curve.

Vorzugsweise jedoch ist der Schritt S33 entsprechend 11 ausgestaltet. Gemäß 11 ermittelt der Rechner 1 für jeden bestimmten Ort des betrachteten Projektionsbildes P die Einflüsse der in dem Auswertungskern für diesen Ort liegenden Orte auf diesen Ort. Als Bildwahrscheinlichkeit für diesen Ort zieht er dann das Maximum der Einflüsse heran. Diese Vorgehensweise ist ähnlich einer Faltung. Im Unterschied zu einer Faltung werden die einzelnen Einflüsse aber nicht summiert (bzw. integriert) sondern nur das Maximum wird verwertet. Diese Vorgehensweise ist insbesondere deshalb von Vorteil, weil es möglich ist, dass verschiedene Teile der langgestreckten Struktur 6 auf denselben Ort des zweidimensional ortsaufgelösten Projektionsbildes P abgebildet werden.Preferably, however, step S33 is appropriate 11 designed. According to 11 the calculator determines 1 for each specific location of the projection image P under consideration, the influences of the locations lying in the evaluation core for this location on this location. As image probability for this place he then uses the maximum of the influences. This procedure is similar to a convolution. In contrast to a convolution, however, the individual influences are not summed up (or integrated) but only the maximum is utilized. This procedure is particularly advantageous because it is possible that different parts of the elongated structure 6 be imaged on the same location of the two-dimensionally spatially resolved projection image P.

Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf. Insbesondere arbeitet sie robust und zuverlässig. Dies gilt trotz der Rauscheinflüsse und der Artefakte, die in den Projektionsbildern P enthalten sein können. Weiterhin ist das Verfahren echtzeitfähig. In Versuchen konnten 10 bis 15 Projektionsbilder P pro Sekunde verarbeitet werden. Weiterhin ist trotz Verwendung nur der Projektionsbilder P – also auch ohne Biplan-Anlage – eine schnelle und korrekte Konvergenz erreichbar. Etwaige Mehrdeutigkeiten, die sich durch die Rückabbildung der zweidimensional ortsaufgelösten Projektionsbilder P in das Dreidimensionale ergeben, können schnell aufgelöst werden.The The present invention has many advantages. In particular, works They are robust and reliable. This is true despite the effects of noise and the artifacts that may be included in the projection images P. Furthermore, the method is real-time capable. In experiments 10 to 15 projection images P per second could be processed. Furthermore, despite using only the projection images P - ie even without biplane - a fast and correct convergence reachable. Any ambiguity arising from the depreciation the two-dimensionally spatially resolved projection images P resulting in the three-dimensional, can be resolved quickly become.

Mittels der erfindungsgemäßen Vorgehensweise wird der Arzt in erheblicher Weise bei der Navigation unterstützt. Denn erfindungsgemäß kann er nunmehr direkt im dreidimensionalen Volumen navigieren. Er ist nicht auf eine Navigation in den zweidimensionalen Projektionsbildern P beschränkt. Dadurch kann er erheblich intuitiver vorgehen. Dies beschleunigt operative Eingriffe. Sowohl der Arzt als auch das andere medizinische Personal als auch der Patient werden entlastet (physisch, psychisch und auch bezüglich der Strahlungsdosis). Weiterhin ist für das erfindungsgemäße Verfahren keinerlei Spezialhardware nötig. Es werden weder spezielle Katheter noch besondere Sensoren benötigt. Die Installation und Verwendung des Verfahrens erfordern keine zusätzlichen Kosten gegenüber dem derzeitigen Vorgehen. Weiterhin wird im Gegensatz zu anderen bekannten Verfahren nicht nur die Katheterspitze dargestellt. Vielmehr wird der Katheter über seine komplette Länge dargestellt. Hierfür ist im Stand der Technik kein vergleichbares Verfahren bekannt.through the procedure of the invention is the Doctor significantly assisted in navigation. Because according to the invention, he can now directly in Navigate three-dimensional volume. He is not on a navigation limited in the two-dimensional projection images P. This makes it much more intuitive. This speeds up surgical procedures. Both the doctor and the other medical Staff and the patient are relieved (physically, mentally and also with regard to the radiation dose). Furthermore is for the inventive method no Special hardware needed. There are neither special catheters nor special sensors needed. The installation and use of the process do not require any additional costs the current approach. Furthermore, unlike others known methods not only the catheter tip shown. Much more The catheter is displayed over its entire length. There is no comparable method in the prior art for this purpose known.

Die obige Beschreibung dient ausschließlich der Erläuterung der vorliegenden Erfindung. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung soll hingegen ausschließlich durch die beigefügten Ansprüche bestimmt sein.The The above description is for explanation only of the present invention. The scope of the present invention On the other hand, it is intended solely by the attached Claims to be determined.

11
Rechnercomputer
22
Computerprogrammcomputer program
33
Datenträgerdisk
44
Maschinencodemachine code
55
Objekt/GefäßsystemObject / vascular system
66
langgestreckte Strukturelongated structure
77
RöntgenanlageX-ray system
88th
Anwenderuser
99
Sichtgerätvision device
1010
VolumendatensatzVolume data set
a, b, c, xa, b, c, x
WichtungsfaktorenWeighting factors
A, B, C, XA, B, C, X
Einflussfaktorenfactors
dd
Abstanddistance
fB, fCfB, fC
Funktionenfeatures
KK
Kostenfunktioncost function
P, P'P, P '
Projektionsbilderprojection images
S0S0
Längelength
S1 bis S33S1 to S33
Schrittesteps
tt
Zeitpunkttime
VV
Anwesenheitsverlaufpresence during
ww
Wahrscheinlichkeitenprobabilities
w'w '
ÜbergangswahrscheinlichkeitTransition probability
W2W2
BildwahrscheinlichkeitsverteilungPicture probability distribution
W3aW3a
anfängliche Wahrscheinlichkeitsverteilunginitial probability distribution
W3rW3r
resultierende Wahrscheinlichkeitsverteilungresulting probability distribution
W3vW3v
vorläufige Wahrscheinlichkeitsverteilungprovisional probability distribution

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - US 6823204 B2 [0006] - US 6823204 B2 [0006]
  • - US 6442235 B2 [0006] - US 6442235 B2 [0006]
  • - US 2008/243435 A1 [0007] US 2008/243435 A1 [0007]
  • - US 2007/189457 A1 [0013, 0013, 0013, 0013] US 2007/189457 A1 [0013, 0013, 0013, 0013]
  • - DE 102008022532 [0089] - DE 102008022532 [0089]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • - „3-D-Verfolgung eines Katheters im Gefäßsystem eines Patienten aus 2-D-Röntgenbildern” von D. Gohlke, Friedrich-Schiller-Universität Jena und Siemens Medical Solutions (Forchheim), aus dem Jahr 2006 [0014] - "3-D tracking of a catheter in the vascular system of a patient from 2-D X-ray images" by D. Gohlke, Friedrich Schiller University Jena and Siemens Medical Solutions (Forchheim), from the year 2006 [0014]
  • - „A Tutorial on Particle Filters for Online Nonlinear/Non-Gaussian Bayesian Tracking” von M. S. Arulampalam et al., IEEE Transactions on Signal Processing, Bd. 50, Nr. 2, 2002, Seiten 174 bis 188 [0045] "A Tutorial on Particle Filters for Online Nonlinear / Non-Gaussian Bayesian Tracking" by MS Arulampalam et al., IEEE Transactions on Signal Processing, Vol. 50, No. 2, 2002, pages 174 to 188 [0045]
  • - „An efficient method for finding the minimum of a function of several variables without calculating derivatives” von M. M. D. Powell, veröffentlicht in The Computer Journal 7 (2), 1964, Seiten 155–162 [0072] - MMD Powell, "An efficient method for finding the minimum of a function of several variables without generator", published in The Computer Journal 7 (2), 1964, pages 155-162 [0072]

Claims (14)

Auswertungsverfahren für eine Anzahl von zweidimensional ortsaufgelösten Projektionsbildern (P) eines örtlich dreidimensionalen Objekts (5), – wobei ein Rechner (1) für jedes Projektionsbild (P) anhand einer für das jeweilige Projektionsbild (P) gegebenen jeweiligen anfänglichen Wahrscheinlichkeitsverteilung (W3a) einer langgestreckten Struktur (6) in dem örtlich dreidimensionalen Objekt (5) und des jeweiligen Projektionsbildes (P) eine jeweilige resultierende Wahrscheinlichkeitsverteilung (W3r) der langgestreckten Struktur (6) in dem örtlich dreidimensionalen Objekt (5) ermittelt, – wobei sowohl die jeweiligen anfänglichen Wahrscheinlichkeitsverteilungen (W3a) als auch die jeweiligen resultierenden Wahrscheinlichkeitsverteilungen (W3r) dreidimensional ortsaufgelöst sind, – wobei der Rechner (1) für die Projektionsbilder (P) anhand der jeweiligen resultierenden Wahrscheinlichkeitsverteilung (W3r) dreidimensional ortsaufgelöst einen jeweiligen Anwesenheitsverlauf (V) der langgestreckten Struktur (6) in dem örtlich dreidimensionalen Objekt (5) ermittelt und den jeweiligen ermittelten Anwesenheitsverlauf (V) in einer Darstellung des örtlich dreidimensionalen Objekts (5) anzeigt, – wobei der Rechner (1) den jeweiligen Anwesenheitsverlauf (V) durch Maximieren einer Kostenfunktion (K) ermittelt, in welche die Länge (S0) des jeweiligen ermittelten Anwesenheitsverlaufs (V) und die Wahrscheinlichkeiten (w) gemäß der jeweiligen resultierenden Wahrscheinlichkeitsverteilung (W3r) über den ermittelten jeweiligen Anwesenheitsverlauf (V) und die Krümmungen des jeweiligen ermittelten Anwesenheitsverlaufs (V) eingehen.Evaluation method for a number of two-dimensionally spatially resolved projection images (P) of a spatially three-dimensional object ( 5 ), - whereby a computer ( 1 ) for each projection image (P) on the basis of a respective initial probability distribution (W3a) of an elongated structure given for the respective projection image (P) ( 6 ) in the spatially three-dimensional object ( 5 ) and the respective projection image (P) a respective resulting probability distribution (W3r) of the elongated structure ( 6 ) in the spatially three-dimensional object ( 5 ), wherein both the respective initial probability distributions (W3a) and the respective resulting probability distributions (W3r) are spatially resolved three-dimensionally, - the computer ( 1 ) for the projection images (P) based on the respective resulting probability distribution (W3r) spatially resolved three-dimensionally a respective presence profile (V) of the elongated structure ( 6 ) in the spatially three-dimensional object ( 5 ) and the respective determined presence history (V) in a representation of the spatially three-dimensional object ( 5 ), the computer ( 1 ) determines the respective attendance course (V) by maximizing a cost function (K) into which the length (S0) of the respectively determined presence course (V) and the probabilities (w) according to the respective resulting probability distribution (W3r) over the determined respective presence course ( V) and the curvatures of the respective determined course of attendance (V). Auswertungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kostenfunktion (K) die Form K = aA + bB + cC + xX aufweist, wobei – K die Kostenfunktion ist, – a, b und c von Null verschiedene Wichtungsfaktoren sind und x ein weiterer Wichtungsfaktor ist, – A ein von der Länge (S0) des jeweiligen ermittelten Anwesenheitsverlaufs (V) abhängiger Einflussfaktor ist, – B ein von den Wahrscheinlichkeiten (w) gemäß der jeweiligen resultierenden Wahrscheinlichkeitsverteilung (W3r) über den ermittelten jeweiligen Anwesenheitsverlauf (V) abhängiger Einflussfaktor ist, – C ein von den Krümmungen des jeweiligen ermittelten Anwesenheitsverlaufs (V) abhängiger Einflussfaktor ist und – X ein weiterer Einflussfaktor ist.Evaluation method according to claim 1, characterized in that the cost function (K) is the form K = aA + bB + cC + xX in which - K is the cost function, - a, b and c are non-zero weighting factors and x is another weighting factor, - A is an influencing factor dependent on the length (S0) of the respectively determined presence profile (V), - B is an influencing factor dependent on the probabilities (w) according to the respective resulting probability distribution (W3r) over the determined respective presence history (V), - C is an influencing factor dependent on the curvatures of the respectively determined presence profile (V), and - X is another influencing factor. Auswertungsverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ermitteln des von den Wahrscheinlichkeiten (w) gemäß der jeweiligen resultierenden Wahrscheinlichkeitsverteilung (W3r) über den ermittelten jeweiligen Anwesenheitsverlauf (V) abhängigen Einflussfaktors (P) das Integral einer Wahrscheinlichkeitsfunktion (fB) über den ermittelten jeweiligen Anwesenheitsverlauf (V) gebildet wird, wobei die Wahrscheinlichkeitsfunktion (fB) von der Wahrscheinlichkeit (w) des jeweiligen Ortes gemäß der jeweiligen resultierenden Wahrscheinlichkeitsverteilung (W3r) abhängt.Evaluation method according to claim 2, characterized that for determining the of the probabilities (w) according to the respective resulting probability distribution (W3r) depend on the determined respective course of attendance (V) Influence factor (P) the integral of a probability function (fB) over the determined respective attendance course (V), the probability function (fB) of the probability (w) of the respective place according to the depending on the resulting probability distribution (W3r). Auswertungsverfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ermitteln des von den Krümmungen des jeweiligen ermittelten Anwesenheitsverlaufs (V) abhängigen Einflussfaktors (C) das Integral einer Krümmungsfunktion (fC) über den ermittelten jeweiligen Anwesenheitsverlauf (V) gebildet wird, wobei die Krümmungsfunktion (fC) vom Betrag der Krümmung des jeweiligen ermittelten Anwesenheitsverlaufs (V) am jeweiligen Ort abhängt.Evaluation method according to claim 2 or 3, characterized characterized in that for determining the of the curvatures dependent on the respective determined attendance course (V) Influence factor (C) the integral of a curvature function (fC) over the determined respective course of attendance (V), the curvature function (fC) of Amount of the curvature of the respective determined course of attendance (V) depends on the place. Auswertungsverfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner (1) für jedes Projektionsbild (P) zum Ermitteln der jeweiligen resultierenden Wahrscheinlichkeitsverteilung (W3r) zusätzlich zur jeweiligen anfänglichen Wahrscheinlichkeitsverteilung (W3r) und dem jeweiligen Projektionsbild (P) weitere Informationen über mögliche Aufenthaltsorte der langgestreckten Struktur (6) in dem örtlich dreidimensionalen Objekt (5) und/oder über das örtlich dreidimensionale Objekt (5) berücksichtigt.Evaluation method according to one of the above claims, characterized in that the computer ( 1 ) for each projection image (P) for determining the respective resulting probability distribution (W3r) in addition to the respective initial probability distribution (W3r) and the respective projection image (P) further information about possible locations of the elongated structure ( 6 ) in the spatially three-dimensional object ( 5 ) and / or via the locally three-dimensional object ( 5 ) considered. Auswertungsverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt (5) ein Gefäßsystem (5) ist und dass die weiteren Informationen einen dreidimensional ortsaufgelösten Verlauf des Gefäßsystems (5) umfassen.Evaluation method according to claim 5, characterized in that the object ( 5 ) a vascular system ( 5 ) and that the further information is a three-dimensionally spatially resolved course of the vascular system ( 5 ). Auswertungsverfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner (1) für jedes Projektionsbild (P) zum Ermitteln der jeweiligen resultierenden Wahrscheinlichkeitsverteilung (W3r) anhand der jeweiligen anfänglichen Wahrscheinlichkeitsverteilung (W3a) und einer dreidimensional definierten Übergangswahrscheinlichkeit (w') eine jeweilige dreidimensional ortsaufgelöste vorläufige Wahrscheinlichkeitsverteilung (W3v) ermittelt und die jeweilige resultierende Wahrscheinlichkeitsverteilung (W3r) durch Wichten der Wahrscheinlichkeiten gemäß der jeweiligen vorläufigen Wahrscheinlichkeitsverteilung (W3v) mit den korrespondierenden Wahrscheinlichkeiten gemäß einer zweidimensional ortsaufgelösten Bildwahrscheinlichkeitsverteilung (W2) ermittelt, die der Rechner (1) anhand des jeweiligen Projektionsbildes (P) ermittelt.Evaluation method according to one of the above claims, characterized in that the computer ( 1 ) for each projection image (P) for determining the respective resulting probability distribution (W3r) on the basis of the respective initial probability distribution (W3a) and a three-dimensionally defined transition probability (w ') determines a respective three-dimensionally spatially resolved provisional probability distribution (W3v) and the respective resulting probability distribution (W3r ) by weighting the probabilities according to the respective provisional probability distribution (W3v) with the corresponding probabilities according to a two-dimensionally spatially resolved image probability distribution (W2) which the computer ( 1 ) determined on the basis of the respective projection image (P). Auswertungsverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die dreidimensional ortsaufgelöste Übergangswahrscheinlichkeit (w') eine monoton – insbesondere streng monoton – fallende Funktion des Abstands (d) jeweils zweier Orte ist.Evaluation method according to claim 7, characterized in that the three-dimensional spatially resolved transition probability (w ') is a monotone - especially strictly monotonic - falling function of the distance (d) of two places respectively. Auswertungsverfahren nach Anspruch 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (d) auf einen Pfad innerhalb des Gefäßsystems (5) bezogen ist.Evaluation method according to claim 6 and 8, characterized in that the distance (d) to a path within the vascular system ( 5 ) is related. Auswertungsverfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner (1) für jedes Projektionsbild (P) im Rahmen des Ermittelns der jeweiligen zweidimensional ortsaufgelösten Bildwahrscheinlichkeitsverteilung (W2) die jeweilige Bildwahrscheinlichkeit an einem Ort des jeweiligen Projektionsbildes (P) anhand der Bilddatenwerte des jeweiligen Projektionsbildes (P), die in einem Auswertungskern um den jeweiligen Ort des jeweiligen Projektionsbildes (P) herum liegen, und einer abstandsabhängigen Wichtungsfunktion ermittelt.Evaluation method according to one of the above claims, characterized in that the computer ( 1 for each projection image (P) within the framework of determining the respective two-dimensionally spatially resolved image probability distribution (W2), the respective image probability at a location of the respective projection image (P) on the basis of the image data values of the respective projection image (P) which are in an evaluation kernel around the respective location of the respective projection image respective projection image (P), and a distance-dependent weighting function determined. Auswertungsverfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner (1) im Rahmen des Ermittelns der Bildwahrscheinlichkeit eines jeweiligen Ortes die Einflüsse der in dem Auswertungskern liegenden Orte auf den jeweiligen Ort ermittelt und als Bildwahrscheinlichkeit des jeweiligen Ortes das Maximum der Einflüsse heranzieht.Evaluation method according to claim 10, characterized in that the computer ( 1 ) In the context of determining the image probability of a respective location, the influences of the locations lying in the evaluation core are determined on the respective location and the maximum likelihood of the influences is taken as the image probability of the respective location. Computerprogramm, das Maschinencode (4) aufweist, der von einem Rechner (1) unmittelbar abarbeitbar ist und dessen Abarbeitung durch den Rechner (1) bewirkt, dass der Rechner (1) ein Auswertungsverfahren nach einem der obigen Ansprüche ausführt.Computer program, the machine code ( 4 ) generated by a computer ( 1 ) is immediately executable and its execution by the computer ( 1 ) causes the computer ( 1 ) carries out an evaluation method according to one of the above claims. Computerprogramm nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass es auf einem Datenträger (3) in maschinenlesbarer Form gespeichert ist.Computer program according to claim, characterized in that it is stored on a data medium ( 3 ) is stored in machine readable form. Rechner, der mit einem Computerprogramm (2) nach Anspruch 12 programmiert ist, so dass er im Betrieb ein Auswertungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ausführt.Calculator that works with a computer program ( 2 ) is programmed according to claim 12, so that it performs an evaluation method according to one of claims 1 to 11 in operation.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6442235B2 (en) 2000-01-05 2002-08-27 Koninkijke Philips Electronics N.V. Method of imaging the blood flow as a function of time in an object to be examined
US6823204B2 (en) 2001-01-09 2004-11-23 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method of imaging the blood flow in a vascular tree
US20070189457A1 (en) 2005-08-22 2007-08-16 Frank Deinzer Method for displaying a devise in a 3-D image of a volumetric data set
DE102007015306A1 (en) * 2007-03-27 2008-10-02 Siemens Ag Determination method for a temporal course of a spatially resolved three-dimensional probability distribution of a substance in a vascular system
DE102008022532A1 (en) 2008-05-07 2009-11-19 Siemens Aktiengesellschaft Method for regulating distance between points in computer, involves determining skeletal volume elements adjacent to point volume elements, and determining distance between points as distance of vascular volume element

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6442235B2 (en) 2000-01-05 2002-08-27 Koninkijke Philips Electronics N.V. Method of imaging the blood flow as a function of time in an object to be examined
US6823204B2 (en) 2001-01-09 2004-11-23 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method of imaging the blood flow in a vascular tree
US20070189457A1 (en) 2005-08-22 2007-08-16 Frank Deinzer Method for displaying a devise in a 3-D image of a volumetric data set
DE102007015306A1 (en) * 2007-03-27 2008-10-02 Siemens Ag Determination method for a temporal course of a spatially resolved three-dimensional probability distribution of a substance in a vascular system
US20080243435A1 (en) 2007-03-27 2008-10-02 Siemens Aktiengesellschaft Method for determining a temporal profile of a probability distribution with local three-dimensional resolution for the presence of a substance in a vascular system
DE102008022532A1 (en) 2008-05-07 2009-11-19 Siemens Aktiengesellschaft Method for regulating distance between points in computer, involves determining skeletal volume elements adjacent to point volume elements, and determining distance between points as distance of vascular volume element

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"3-D-Verfolgung eines Katheters im Gefäßsystem eines Patienten aus 2-D-Röntgenbildern" von D. Gohlke, Friedrich-Schiller-Universität Jena und Siemens Medical Solutions (Forchheim), aus dem Jahr 2006
"A Tutorial on Particle Filters for Online Nonlinear/Non-Gaussian Bayesian Tracking" von M. S. Arulampalam et al., IEEE Transactions on Signal Processing, Bd. 50, Nr. 2, 2002, Seiten 174 bis 188
"An efficient method for finding the minimum of a function of several variables without calculating derivatives" von M. M. D. Powell, veröffentlicht in The Computer Journal 7 (2), 1964, Seiten 155-162
G. Shechter et al.: "tree-dimensional motion tracking of coronary arteries in biplane cineangiograms", IEEE Trans. on Medical Imaging, Bd. 22, Nr. 4, S. 493-503, April 2003 *

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