DE102009009158B4 - Localization of a medical instrument in a pre-invasively acquired tomographic image dataset - Google Patents

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Abstract

Im Rahmen eines Verfahrens zur Lokalisierung eines in einem Untersuchungsobjekt (2) befindlichen medizinischen Instruments (4) in einem das Untersuchungsobjekt (2) vor Einführung des Instruments (4) abbildenden Tomographie-Bilddatensatz (T) werden eine Echtzeit-Bildsequenz (D) des Untersuchungsobjekts (2) aufgenommen, eine sowohl in dem Tomographie-Bilddatensatz (T) als auch in den Bildern der Echtzeit-Bildsequenz (D) abgebildete anatomische Landmarke des Untersuchungsobjekts (2) bestimmt, das Instrument (4) im Untersuchungsobjekt (2) an die ausgewählte Landmarke gebracht, ein Bild der Echtzeit-Bildsequenz (D), das das in diesem Zustand gelagerte Instrument (4) abbildet, als Referenzbild bestimmt, die Position des Instruments (4) in dem Referenzbild automatisch erfasst, und diese Instrumentenposition der Position der anatomischen Landmarke innerhalb des Tomographie-Bilddatensatzes (T) als Anzeige für die Instrumentenposition zugeordnet.In the context of a method for localizing a medical instrument (4) located in an examination object (2) in a tomographic image data record (T) which images the examination subject (2) before introduction of the instrument (4), a real-time image sequence (D) of the examination subject (2), an anatomical landmark of the examination subject (2) imaged both in the tomographic image data set (T) and in the images of the real-time image sequence (D) determines the instrument (4) in the examination subject (2) to the selected one Landmark, an image of the real-time image sequence (D) which images the instrument (4) stored in this state as a reference image, automatically detects the position of the instrument (4) in the reference image, and that instrument position of the position of the anatomical landmark within the tomographic image data set (T) as an indication of the instrument position.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Lokalisierung eines medizinischen Instruments, das sich in einem Untersuchungsobjekt befindet, in einem das Untersuchungsobjekt präinvasiv, d. h. vor Einführung des Instruments, abbildenden Tomographie-Bilddatensatz.The The invention relates to a method for localizing a medical instrument, located in a study object is in a pre-invasive, the study object, d. H. before the introduction of Instruments, imaging tomographic image data set.

Sogenannte minimal-invasive Behandlungsmethoden gewinnen in der modernen Medizin zunehmend an Bedeutung. Hierbei werden operative Behandlungen nicht am geöffneten Patientenkörper vorgenommen. Vielmehr werden solche Behandlungen mittels Kathetern, Sonden oder dergleichen vorgenommen, die durch einen kleinen Schnitt in das Körperinnere eingeführt und weitgehend durch natürliche Hohlräume im Patientenkörper, insbesondere Blutgefäße, an den Behandlungsort vorgeschoben werden. Ein Anwendungsfall einer solchen minimal-invasiven Behandlungsmethode, im Rahmen dessen das nachfolgend beschriebene Verfahren bevorzugt angewendet wird, ist der Ersatz einer Herzklappe (z. B. einer Aortenklappe) durch einen transapikalen oder transfemoralen Zugang. Bei dieser Prozedur wird die vorhandene Herzklappe mittels eines Katheters, der durch den Brustkorb bzw. die Leiste in den Körper eingeführt und durch die Aorte an das Herz vorgeschoben wird, entfernt und durch eine künstliche Herzklappe ersetzt.So-called Minimally invasive treatment methods are gaining in modern medicine increasingly important. Here, surgical treatments are not at the open Patient body made. Rather, such treatments using catheters, probes or The same made by a small cut in the body introduced and largely by natural cavities in the patient's body, especially blood vessels to the Be advanced treatment place. An application of such minimally invasive treatment method, in the context of which the following described method is preferably applied, is the replacement a heart valve (eg an aortic valve) by a transapical or transfemoral access. In this procedure, the existing Heart valve by means of a catheter which passes through the thorax or the groin in the body introduced and is advanced to the heart by the aorta, and removed through an artificial Heart valve replaced.

Ein Problem liegt bei minimal-invasiven Behandlungsmethoden generell darin, dass der behandelnde Arzt keinen direkten Sichtkontakt zu dem behandelten Gewebe hat. Stattdessen navigiert der behandelnde Arzt das im Rahmen des Eingriffs verwendete Instrument (im obigen Anwendungsfall die Herzklappe) üblicherweise anhand von Bilddaten, die das Innere des Untersuchungsobjekts in rascher Bildfolge (z. B. 15 bis 30 Bilder pro Sekunde) wiedergeben. Solche Echtzeit-Bildsequenzen werden häufig mittels Röntgendurchleuchtung aufgenommen. Ähnli che Echtzeit-Bildsequenzen können aber auch durch Ultraschall-Echobildgebung oder endoskopische Bildgebung erzeugt werden.One The problem lies in minimally invasive treatment methods in general in that the attending physician does not have direct visual contact the treated tissue. Instead, the attendant navigates Doctor the instrument used in the procedure (in the above Use case the heart valve) usually using image data representing the interior of the examination subject in play fast pictures (eg 15 to 30 pictures per second). Such Real-time image sequences become common by means of fluoroscopy added. Similar real-time image sequences can but also by ultrasound echo imaging or endoscopic imaging be generated.

Die hohe Bildaufnahmerate solcher Echtzeit-Monitoringsysteme geht häufig zu Lasten der Auflösung und/oder des Kontrastes der hierdurch produzierten Bilder. Eine Echtzeit-Bildsequenz, wie sie insbesondere mittels Röntgendurchleuchtung erzeugbar ist, liefert dem behandelnden Arzt daher in der Regel lediglich ein vergleichsweise unpräzises Bild des Untersuchungsobjekts. Zur genaueren Orientierung werden deshalb im Rahmen eines minimal-invasiven Eingriffs häufig ergänzend Tomographie-Bilddaten herangezogen, die präinvasiv von dem Inneren des Untersuchungsobjekts aufgenommen wurden.The high image acquisition rate of such real-time monitoring systems is often increasing Loads of resolution and / or the contrast of the images produced thereby. A Real-time image sequence, as in particular by means of fluoroscopy is generable, therefore supplies the attending physician usually only a comparatively imprecise picture of the examination subject. For a more precise orientation, therefore, in the context of a minimally invasive Often additional Tomography image data used pre-invasively from the interior of the Were included in the examination object.

Solche Tomographie-Bilddaten, wie sie beispielsweise durch Computertomographie, Rotationsangiographie oder Magnetresonanz-Tomographie erzeugbar sind, haben aber wiederum den Nachteil, dass sie das Untersuchungsobjekt statisch wiedergeben. Nachträgliche Bewegungen bleiben in den Tomographie-Bilddaten unberücksichtigt, so die Tomographie-Bilddaten die aktuelle Situation im Inneren des Untersuchungsobjekts während des Eingriffs nur mit einem gewissen Fehler wiedergeben. Die Bilder einer Echtzeit-Bildsequenz und die präinvasiv aufgenommenen Tomographie-Daten können daher in der Regel auch nicht ohne Weiteres in räumliche Übereinstimmung miteinander gebracht werden. Dies erschwert es insbesondere, ein in der Echtzeit-Bildsequenz abgebildetes medizinisches Instrument einer korrespondierenden Position innerhalb des Tomographie-Bilddatensatzes zuzuordnen.Such Tomography image data, such as computed tomography, Rotation angiography or magnetic resonance tomography can be generated but in turn have the disadvantage that they are the object under investigation play static. subsequent Movements remain unconsidered in the tomographic image data, so the tomographic image data the current situation inside the examination subject during the Just play with a certain error. The pictures of a Real-time image sequence and the pre-invasive recorded tomography data can therefore usually also not readily in spatial agreement be brought together. This especially makes it difficult in the real-time image sequence mapped medical instrument associate with a corresponding position within the tomographic image data set.

Aus der nächstkommenden Druckschrift US 2007/0173861 A1 ist ein Verfahren bekannt, im Zuge dessen vor Einführung eines Herzkatheters zum Einsetzen einer künstlichen Herzklappe mittels einer Bildgebungseinrichtung, z. B. einem Computertomographen, zwei Bilder des Herzens eines Patienten aufgenommen und nebeneinander dargestellt werden. Verfahrensgemäß werden diese Tomographie-Bilddatensätze mit Echtzeit-Bildsequenzen des Herzens kombiniert, wobei in dem kombinierten Bild – vor dem Einführen des Herzklappenkatheters – eine anatomische Landmarke, nämlich die Trikuspidal-Klappe des Herzens bestimmt und markiert wird. Der Herzkatheter wird dann in den Patientenkörper eingeführt und darin an die markierte Landmarke gebracht. Die Instrumentenposition kann hierbei in den Tomographie-Bilddatensatz eingeblendet werden.From the closest publication US 2007/0173861 A1 a method is known, in the course of which prior to introduction of a cardiac catheter for insertion of an artificial heart valve by means of an imaging device, for. As a computed tomography, two images of the heart of a patient are recorded and displayed side by side. According to the method, these tomographic image data sets are combined with real-time image sequences of the heart, wherein in the combined image - prior to insertion of the heart valve catheter - an anatomical landmark, namely the tricuspid valve of the heart is determined and marked. The cardiac catheter is then inserted into the patient's body and placed in the patient's landmark. The instrument position can be faded into the tomographic image data set.

Weitere Verfahren zur bildgebungstechnischen Darstellung und Navigation eines medizinischen Instruments im Patientenkörper sind aus US 2008/0221440 A1 und US 2006/0116576 A1 bekannt.Further methods for imaging and navigation of a medical instrument in the patient's body are out US 2008/0221440 A1 and US 2006/0116576 A1 known.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das eine solche Instrumentenlokalisierung in präinvasiv aufgenommenen Tomographie-Bilddaten einfach und präzise ermöglicht.Of the Invention has for its object to provide a method which such instrument localization in pre-invasively acquired tomographic image data simple and precise allows.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den verfahrensgegenständlichen Merkmalen des Anspruchs 1. Um ein medizinisches Instrument, das sich in einem Untersuchungsobjekt befindet, in einem dieses Untersuchungsobjekt präinvasiv, also vor Einführung des Instruments, abbildenden Tomographie-Bilddatensatz, zu lokalisieren, wird – insbesondere während der Einführung des Instruments – eine Echtzeit-Bildsequenz des Untersuchungsobjekts aufgenommen. Verfahrensgemäß ist vorgesehen, ein Bild der Echtzeit-Bildsequenz als Referenzbild aufzunehmen, wenn sich das zu lokalisierende medizinische Instrument an einer vorbestimmten anatomischen Landmarke des Untersuchungsobjekts befindet, die sowohl in dem Tomographie-Bilddatensatz als auch in den Bildern der Echtzeit-Bildsequenz abgebildet wird, die Position des Instruments in dem Referenzbild automatisch zu erfassen und diese Instrumentenposition der Position der anatomischen Landmarke innerhalb des Tomographie-Bilddatensatzes zur Anzeige der Instrumentenposition zuzuordnen.This object is achieved according to the invention by a method having the subject features of claim 1. In order to localize a medical instrument which is located in an examination object in a pre-invasive imaging object, ie before introduction of the instrument, the tomographic image data record is in particular during the introduction of the instrument - a real-time image sequence of the examination subject was recorded. According to the method, an image of the real-time image is provided When the medical instrument to be localized is located on a predetermined anatomical landmark of the examination subject imaged in both the tomographic image data set and in the images of the real-time image sequence, the position of the instrument in the reference image is automatically acquired and assign that instrument position to the position of the anatomical landmark within the tomographic image data set to indicate the instrument position.

Bei dem medizinischen Instrument handelt es sich insbesondere um eine künstliche Herzklappe, z. B. eine Aortenklappe.at the medical instrument is in particular a artificial Heart valve, z. B. an aortic valve.

Alternativ können im Zuge des Verfahrens aber auch andere bei minimal-invasiven Eingriffen verwendete Instrumente oder Instrumententeile, z. B. ein Katheter (insbesondere die Katheterspitze), ein Endoskop oder eine Sonde herangezogen werden.alternative can in the course of the procedure but also others used in minimally invasive procedures Instruments or instrument parts, eg. B. a catheter (in particular the catheter tip), an endoscope or a probe are used.

Das Untersuchungsobjekt ist insbesondere durch einen Teil eines Patientenkörpers, z. B. durch dessen Brustkorb (Thorax), gebildet.The Examination object is in particular by a part of a patient's body, eg. B. by the chest (thorax) formed.

Als Tomographie-Bilddatensatz wird allgemein ein mittels eines tomographischen Bildaufnahmeverfahrens (insbesondere Computertomographie, Magnetresonanztomographie, Rotationsangiographie, etc.) aufgenommener Bilddatensatz verstanden, der eine räumlich dreidimensionale statische Bildinformation des Inneren des Untersuchungsobjekts enthält.When Tomographic image data set generally becomes one by means of a tomographic Image acquisition method (in particular computed tomography, magnetic resonance tomography, Rotation angiography, etc.) taken image record understood the one spatially three-dimensional static image information of the interior of the examination subject contains.

Bei der Echtzeit-Bildsequenz handelt es sich um eine Sequenz von zeitlich nacheinander aufgenommenen zweidimensionalen Projektionsbildern des Inneren des Untersuchungsobjekts, insbesondere um Röntgen-Durchleuchtungsbilder. Alternativ kann die Echtzeit-Bildsequenz aber auch durch Ultraschall-Echobildgebung oder endoskopische Bildgebung erzeugt werden.at the real-time image sequence is a sequence of temporal successively recorded two-dimensional projection images of Interior of the examination subject, in particular X-ray fluoroscopic images. Alternatively, the real-time image sequence can also be achieved by ultrasonic echo imaging or endoscopic imaging are generated.

Als anatomische Landmarke wird allgemein eine definierte, etwa punktförmige (d. h. im Verhältnis zu der Größe des Untersuchungsobjekts kleinvolumige) Struktur des Untersuchungsobjekts bezeichnet. Als Landmarke wird im Rahmen des Verfahrens insbesondere das Ostium einer Koronararterie oder die Ebene einer Herzklappe (z. B. der Aortenklappe) ausgewählt.When anatomical landmark is generally a defined, approximately punctate (i. H. in relation to the size of the examination object small-volume) structure of the examination object. When Landmark becomes in the context of the procedure in particular the Ostium a coronary artery or the level of a heart valve (e.g. Aortic valve).

Die automatische Erfassung der Instrumentenposition innerhalb des Referenzbildes erfolgt erfindungsgemäß durch (elektronische) Mustererkennung und/oder Segmentierung des Instruments (genauer: der von dem Abbild des Instruments innerhalb des Referenzbildes eingenommenen Fläche). Bei flächenmäßig ausgedehnten Instrumenten wird ein charakteristischer Punkt des Instruments, z. B. das distale Herzklappenende oder eine Katheterspitze, als Messpunkt für die Position des Instruments herangezogen.The automatic detection of the instrument position within the reference image takes place according to the invention (electronic) pattern recognition and / or segmentation of the instrument (more precisely, the one of the image of the instrument within the reference image occupied area). In area expanded Instruments become a characteristic point of the instrument, z. B. the distal end of the valve or a catheter tip, as Measuring point for the position of the instrument used.

Die Zuordnung der Instrumentenposition zu der Position der Landmarke in den Tomographie-Bilddaten erfolgt insbesondere durch eine softwaretechnische logische Verknüpfung (link) der jeweiligen Positionsdaten.The Assignment of the instrument position to the position of the landmark in the tomographic image data is done in particular by a software technology logical connection (link) of the respective position data.

Eine Kernidee des Verfahrens besteht darin, das in der Echtzeit-Bildsequenz mit abgebildete Instrument quasi als Positionsmarker zu verwenden, um die Bilder der Echtzeit-Bildsequenz und die Tomographie-Bilddaten miteinander zu registrieren, d. h. die beiden Bilddatensätze hinsichtlich der darin jeweils abgebildeten Bildinformation des Untersuchungsobjekts in räumliche Übereinstimmung zu bringen. Erst die Nutzung des – regelmäßig in den Echtzeit-Bilddaten stark kontrastierenden – Instruments als Positionsmarker erlaubt nämlich erkanntermaßen eine einfache und fehlersichere Automatisierung dieser Registrierung. Ohne die in der Echtzeit-Bildsequenz vorgenommene Markierung der anatomischen Landmarke durch das Instrument wäre dagegen erkanntermaßen die automatische Lokalisierung der Landmarke in den Bildern der Echtzeit-Bildsequenz aufgrund der vergleichsweise schlechten Bildqualität mit einem hohen numerischen Aufwand und einem vergleichsweise hohen Fehlerrisiko behaftet, wenn nicht gar unmöglich.A The core idea of the method is that in the real-time image sequence with pictured instrument to use as a kind of position marker to the images of the real-time image sequence and the tomographic image data register with each other, d. H. the two image datasets regarding the image information of the examination object imaged therein in spatial agreement bring to. Only the use of - regularly in the real-time image data strongly contrasting - instruments namely as a position marker allows namely erkan purportedly a simple and fail-safe automation of this registration. Without the marking of the anatomical in the real-time image sequence Landmark through the instrument would be against it recognized the automatic localization of the landmark in the pictures of the Real-time image sequence due to the comparatively poor image quality with a high numerical complexity and a comparatively high risk of error Afflicted, if not impossible.

Die Zuordnung der im Referenzbild erfassten Instrumentenposition zu der Position der Landmarke im Tomographie-Bilddatensatz beinhaltet zunächst die Information, dass das Instrument im Untersuchungsobjekt die ausgewählte anatomische Landmarke erreicht hat. Aufgrund dieser Information kann die Instrumentenposition in dem Tomographie-Bilddatensatz bereits durch ein Symbol, z. B. ein Fadenkreuz, gekennzeichnet werden. Die Zuordnung enthält darüber hinaus aber auch die Information, an welcher Stelle im Referenzbild das Instrument und die Landmarke abgebildet werden. Dies ermöglicht es, in einer bevorzugten Fortentwicklung des Verfahrens das Referenzbild sowie gegebenenfalls nachträglich aufgenommene Folgebilder der Echtzeit-Bildsequenz dem Tomographie-Bilddatensatz bzw. Schnittbilddarstellungen desselben derart zu überlagern, dass das Instrument am Ort der anatomischen Landmarke in dem Tomographie-Bilddatensatz eingeblendet wird. Anstelle des gesamten Referenz- oder Folgebildes wird alternativ lediglich ein aus diesem Bild ausgeschnittenes Bildsegment, das dem Instrument entspricht, in den Tomographie-Bilddatensatz eingeblendet.The Assignment of the instrument position recorded in the reference image to the position of the landmark in the tomographic image data set first the Information that the instrument in the examination subject, the selected anatomical Landmark has reached. Because of this information, the instrument position in the tomographic image data set already by a symbol, for. B. a crosshair to be marked. The assignment also contains but also the information, at which point in the reference picture the Instrument and the landmark can be displayed. This makes it possible in a preferred development of the method, the reference image and optionally subsequently taken subsequent images of the real-time image sequence the tomographic image data set or Cross-sectional representations of the same superimposed so that the instrument at the location of the anatomical landmark in the tomographic image data set is displayed. Instead of the entire reference or subsequent image alternatively, only one image segment cut out of this image, which corresponds to the instrument, into the tomographic image data set appears.

In einer Weiterentwicklung des Verfahrens wird nicht lediglich die Instrumentenposition zum Aufnahmezeitpunkt des Referenzbildes berücksichtigt, sondern auch die nachfolgende Bewegung des Instruments. Hierzu wird in Folgebildern der Echtzeit-Bildsequenz, die mittelbar oder unmittelbar nach dem Referenzbild aufgenommen werden, die Instrumentenposition – wie vorstehend im Zusammenhang mit dem Referenzbild beschrieben – erneut bestimmt. Die neu bestimmte Instrumentenposition im Folgebild wird mit der Instrumentenposition im Referenzbild verglichen. Dabei wird ein Verschiebungsvektor ermittelt, der die Änderung der Instrumentenposition zwischen dem Aufnahmezeitpunkt des Referenzbildes (Referenzzeitpunkt) und dem Aufnahmezeitpunkt des Folgebildes wiedergibt. Dieser Verschiebungsvektor wird dem Tomographie-Bilddatensatz zur Anzeige der Veränderung bzw. Abweichung der Instrumentenposition gegenüber dem Referenzzeitpunkt zugeordnet. Die Instrumentenposition bzw. das segmentierte Instrument werden somit in dem Tomographie-Bilddatensatz bzw. einem daraus abgeleiteten Schnittbild nicht mehr am Ort der Landmarke, sondern gegenüber diesem versetzt um den Verschiebungsvektor angezeigt.In a further development of the method, not only the instrument position becomes open time of the reference image taken into account, but also the subsequent movement of the instrument. For this purpose, in subsequent images of the real-time image sequence, which are taken directly or indirectly after the reference image, the instrument position - as described above in connection with the reference image - again determined. The newly determined instrument position in the next image is compared with the instrument position in the reference image. In this case, a displacement vector is determined, which reflects the change in the instrument position between the recording time of the reference image (reference time) and the recording time of the subsequent image. This displacement vector is assigned to the tomographic image data set for indicating the change or deviation of the instrument position from the reference time. The instrument position or the segmented instrument are thus no longer displayed in the tomographic image data set or a sectional image derived therefrom at the location of the landmark, but offset from it by the displacement vector.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt die einzige Figur eine Vorrichtung 1 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Therein, the single figure shows a device 1 for carrying out the method according to the invention.

Die Vorrichtung 1 dient zur Abbildung des Inneren eines Untersuchungsobjekts, im Beispiel des Brustraums 2 eines Patienten 3, während eines minimal-invasiven medizinischen Eingriffs. Bei dem Eingriff handelt es beispielhaft um das Einsetzen eines medizinischen Instruments in Form einer künstli chen Herzklappe 4 (genauer: einer künstlichen Aortenklappe) durch einen transfemuralen Zugang mittels eines Katheters 5.The device 1 serves to image the interior of an examination object, in the example of the chest cavity 2 a patient 3 during a minimally invasive medical procedure. The procedure is an example of the insertion of a medical instrument in the form of an artificial heart valve 4 (more precisely: an artificial aortic valve) by a transfemural access by means of a catheter 5 ,

Die Vorrichtung 1 ermöglicht hierbei insbesondere die Navigation der Herzklappe 4 zu dem gewünschten Behandlungsort, im Beispiel dem Ausgang der linken Herzkammer.The device 1 allows in particular the navigation of the heart valve 4 to the desired treatment site, in the example the exit of the left ventricle.

Die Vorrichtung 1 umfasst im Wesentlichen ein (Röntgen-)C-Bogengerät 10 zur Aufnahme von nachfolgend näher beschriebenen Röntgenbildern des Patienten 3, einen Patiententisch 11 zur Lagerung des Patienten 3 sowie einen (Steuer- und Auswerte-)Rechner 12. Die Vorrichtung 1 umfasst ferner einen Bildschirm 13, der insbesondere zur Ausgabe von Bildern des Brustraums 2 dient.The device 1 essentially comprises a (X-ray) C-arm device 10 for receiving X-ray images of the patient described in more detail below 3 , a patient table 11 for storage of the patient 3 as well as a (control and evaluation) computer 12 , The device 1 also includes a screen 13 in particular for the output of images of the chest cavity 2 serves.

Das C-Bogengerät 10 umfasst einen C-Bogen 20, an dessen beiden Enden ein Röntgenstrahler 21 bzw. ein Röntgendetektor 22 in Gegenüberstellung zueinander gehaltert sind. Der C-Bogen 20 ist an einem Sockel 23 gelagert und gegenüber diesem um eine horizontale Achse rotierbar. Er ist zusätzlich entlang der Bogenlinie – d. h. in der von dem C-Bogen 20 aufgespannten Ebene – verschwenkbar. Ein Zentralstrahl 24 des C-Bogengeräts 10 kann somit in quasi beliebigen Orientierungen bezüglich des umgebenden Raums eingestellt werden. Als Zentralstrahl 24 ist hierbei der Raumvektor bezeichnet, der einen Fokus 25 des Röntgenstrahlers 21 mit einem Zentrum des Röntgendetektors 22 verbindet und hierbei insbesondere senkrecht zur Detektorfläche ausgerichtet ist.The C-arm device 10 includes a C-arm 20 , at the two ends of an X-ray source 21 or an x-ray detector 22 are held in opposition to each other. The C-arm 20 is on a pedestal 23 stored and rotatable relative to this about a horizontal axis. He is in addition along the arc line - ie in the of the C-arm 20 clamped plane - swiveling. A central beam 24 of the C-arm machine 10 can thus be set in virtually any orientation with respect to the surrounding space. As a central beam 24 Here, the space vector is called, the one focus 25 of the X-ray source 21 with a center of the X-ray detector 22 connects and in this case is aligned in particular perpendicular to the detector surface.

Das C-Bogengerät 10 und der Patiententisch 11 werden vor Beginn des Eingriffs zunächst derart zueinander angeordnet, dass der Brustraum 2 des Patienten 3 mit dem zu behandelnden Herzkammerausgang in einem (in der Darstellung durch gepunktete Linien angedeuteten) Aufnahmebereich 26 des C-Bogengeräts 10 liegt.The C-arm device 10 and the patient table 11 are initially arranged to each other before the start of the procedure that the chest 2 of the patient 3 with the ventricular exit to be treated in a (indicated by dotted lines in the illustration) receiving area 26 of the C-arm machine 10 lies.

Das C-Bogengerät 10 wird in zwei verschiedenen Betriebsarten verwendet, nämlich einerseits vor dem Eingriff zur Erzeugung eines präinvasiven Tomographie-Bilddatensatzes (nachfolgend als Tomogramm T bezeichnet), und andererseits während des Eingriffs zur Aufnahme einer (Durchleuchtungs-)Bildsequenz D.The C-arm device 10 is used in two different modes, on the one hand before surgery to produce a pre-invasive tomographic image data set (hereafter referred to as tomogram T), and on the other hand during surgery to acquire a (fluoroscopic) image sequence D.

Zur Erstellung des Tomogramms T werden unter entsprechender Verstellung des C-Bogens 20 durch ein entsprechendes, im Rechner 12 implementiertes Steuerprogramm (Röntgen-)Projektionsbilder P des Brustraums 2 aus einer Vielzahl unterschiedlicher Projektionsrichtungen aufgenommen. Diese Projektionsbilder P werden einer softwaretechnisch in dem Rechner 12 implementierten Rekonstruktionseinheit 30 zugeführt, die hieraus unter Anwendung eines 3D-Rekonstruktions-Algorithmus das Tomogramm T berechnet. Das Tomogramm T enthält in an sich bekannter Weise eine dreidimensionale digitale Bildinformation des Brustraums 2, insbesondere also der Herzgegend des Patienten 3. Das Tomogramm T kann über den Bildschirm 13 insbesondere in Form von gerenderten 3D-Darstellungen oder in Form von Schnittbildern durch die dreidimensionale Bildinformation des Tomogramms T dargestellt werden.To create the tomogram T, with appropriate adjustment of the C-arm 20 by a corresponding, in the computer 12 implemented control program (X-ray) projection images P of the chest 2 taken from a variety of different projection directions. These projection images P become a software technology in the computer 12 implemented reconstruction unit 30 supplied therefrom, which calculates the tomogram T using a 3D reconstruction algorithm. The tomogram T contains in a conventional manner a three-dimensional digital image information of the chest 2 , ie in particular the heart area of the patient 3 , The tomogram T can over the screen 13 in particular in the form of rendered 3D representations or in the form of sectional images through the three-dimensional image information of the tomogram T.

Zur Aufnahme der Durchleuchtungs-Bildsequenz D wird das C-Bogengerät 10 durch ein entsprechendes, im Rechner 12 implementiertes Steuerprogramm in schneller Folge, insbesondere etwa 30 Mal pro Sekunde, zur Aufnahme jeweils eines Durchleuchtungsbildes (nachfolgend auch als Einzelbild bezeichnet) angesteuert. Die Einzelbilder der Bildsequenz D werden zumindest während des nachfolgend beschriebenen Verfahrensablaufs aus einer vorgegebenen Projektionsrichtung, d. h. unter unveränderter Orientierung des C-Bogens 20 und damit des Zentralstrahls 24, im umgebenden Raum aufgenommen.To record the fluoroscopic image sequence D, the C-arm device is used 10 by a corresponding, in the computer 12 implemented control program in rapid succession, in particular about 30 times per second, each for receiving a fluoroscopic image (hereinafter also referred to as single image) driven. The individual images of the image sequence D, at least during the process sequence described below from a predetermined projection direction, ie under unchanged orientation of the C-arm 20 and thus the central ray 24 , taken in the surrounding space.

Infolge der schnellen Aufnahmerate, mit der die Einzelbilder aufeinander folgend erzeugt werden, vermittelt die Bildsequenz D eine Echtzeit-Abbildung des Brustraums 2. Die Einzelbilder der Bildsequenz D können als Bewegbildfolge über den Bildschirm 13 ausgegeben werden. Die Bildsequenz D oder Ein zelbilder derselben können zudem im Rechner 12 oder in einem externen Speichermedium archiviert werden.Due to the fast acquisition rate with which the individual images are generated consecutively, the image sequence D imparts a real-time image of the chest cavity 2 , The individual images of the image sequence D can as a moving image sequence on the screen 13 be issued. The image sequence D or A zelbilder the same can also in the computer 12 or archived in an external storage medium.

Im Vergleich zu den für die Tomogrammerstellung aufgenommenen Projektionsbildern P werden die Einzelbilder der Bildsequenz D aber mit wesentlich geringerer Röntgenstrahlungsintensität aufgenommen, um angesichts der oft vergleichsweise langen Gesamtbestrahlungsdauer während der Aufnahme der Bildsequenz D die Gesamtstrahlenbelastung des Patienten 3 vertretbar gering zu halten. Die Einzelbilder der Bildsequenz D weisen daher eine nur vergleichsweise schwache Bildqualität, insbesondere einen vergleichsweise schwachen Kontrast und eine nur vergleichsweise geringe Auflösung der organischen Strukturen des Brustraums 2 auf.Compared to the projection images P recorded for the tomogram formation, however, the individual images of the image sequence D are recorded with a substantially lower X-ray intensity in order to reduce the overall radiation exposure of the patient in view of the often comparatively long total irradiation duration during the recording of the image sequence D. 3 reasonably low. The individual images of the image sequence D therefore exhibit only comparatively weak image quality, in particular a comparatively weak contrast and only a comparatively low resolution of the organic structures of the breast cavity 2 on.

Mittels einer ebenfalls in dem Rechner 12 softwaretechnisch implementierten Lokalisierungseinheit 31 wird nun nach einem nachfolgend näher beschriebenen Verfahren anhand der Bildsequenz D und der darin abgebildeten Herzklappe 4 die der Herzklappenposition im Brustraum 2 entsprechende Position innerhalb des Tomogramms T ermittelt. Die Herzklappe 4 wird im Zuge dieses Verfahrens mit anderen Worten in dem präinvasiv aufgenommenen Tomogramm T lokalisiert.By means of a likewise in the computer 12 Software implemented localization unit 31 Now, according to a method described in more detail below with reference to the image sequence D and the heart valve depicted therein 4 the heart valve position in the chest 2 corresponding position within the tomogram T determined. The heart valve 4 is localized in the course of this procedure, in other words, in the pre-invasively recorded tomogram T.

Zur Lokalisierung der Herzklappe 4 in dem Tomogramm T wird zunächst – vor dem Eingriff oder während des Eingriffs – eine anatomische Landmarke des Brustraums 2 bestimmt, die sowohl in dem Tomogramm T als auch in Einzelbildern der Bildsequenz D dargestellt ist.To localize the heart valve 4 in the tomogram T is first - before the procedure or during the procedure - an anatomical landmark of the chest 2 determined, which is shown in both the tomogram T and in frames of the image sequence D.

Die Landmarke wird in einfachster Ausgestaltung des Verfahrens durch die Lokalisierungseinheit 31 vorgegeben. Optional ist alternativ hierzu vorgesehen, dass ein Benutzer der Vorrichtung 1 die Landmarke aus mehreren von der Lokalisierungseinheit 31 angebotenen Alternativen auswählen kann. Bei der vorgegebenen bzw. auszuwählenden anatomischen Landmarke handelt es sich insbesondere um das Ostium einer Koronararterie oder um die Ebene der Aortenklappe im Brustraum 2 des Patienten 3.The landmark is in the simplest embodiment of the method by the localization unit 31 specified. Optionally, it is alternatively provided that a user of the device 1 the landmark from several of the localization unit 31 select alternatives offered. The predetermined or selected anatomical landmark is in particular the ostium of a coronary artery or the level of the aortic valve in the chest cavity 2 of the patient 3 ,

An diese vorgegebene bzw. ausgewählte Landmarke wird die Herzklappe 4 durch den behandelnden Arzt im Brustraum 2 vorgeschoben. Die Herzklappe 4 wird konkret mit ihrem distalen Ende, also demjenigen Ende, mit welchem die Herzklappe 4 bestimmungsgemäß in der Aorta befestigt wird, an die Landmarke verschoben. Der behandelnde Arzt navigiert die Herzklappe 4 hierbei anhand der über den Bildschirm 13 angezeigten Bildsequenz D.At this predetermined or selected landmark becomes the heart valve 4 by the attending physician in the chest 2 advanced. The heart valve 4 becomes concretely with its distal end, thus the end, with which the Herzklappe 4 fixed in the aorta as intended, moved to the landmark. The attending physician navigates the heart valve 4 hereby on the basis of the screen 13 displayed picture sequence D.

Nach erfolgter Positionierung der Herzklappe 4 an der Landmarke speichert die Lokalisierungseinheit 31 nun ein die Herzklappe 4 in dieser Position abbildendes Einzelbild der Bildsequenz D als Referenzbild ab. Die Lokalisierungseinheit 31 erkennt die korrekte Positionierung der Herzklappe 4 entweder automatisch oder wird durch einen nach erfolgter Positionierung der Herzklappe 4 ausgelösten Benutzerbefehl zur Speicherung des Referenzbilds veranlasst.After positioning the heart valve 4 at the landmark stores the localization unit 31 now the heart valve 4 in this position imaged single image of the image sequence D as a reference image. The localization unit 31 recognizes the correct positioning of the heart valve 4 either automatically or by an after positioning the heart valve 4 triggered user command to save the reference image.

Innerhalb dieses Referenzbilds bestimmt die Lokalisierungseinheit 31 nun durch automatische Mustererkennung sowie automatische Segmentierung die von dem Abbild der Herzklappe 4 im Referenzbild eingenommene Position und Fläche. Als Position der Herzklappe 4 werden die dem distalen Klappenende zugeordneten Pixelkoordinaten des Referenzbildes ermittelt.Within this reference image, the location unit determines 31 now by automatic pattern recognition as well as automatic segmentation of the image of the heart valve 4 Position and area taken in the reference image. As the position of the heart valve 4 the pixel coordinates of the reference image assigned to the distal flap end are determined.

Bei der automatischen Erkennung der Herzklappenposition nutzt die Lokalisierungseinheit 31 den Umstand aus, dass die Herzklappe 4, die üblicherweise auf einem metallischen Stent aufgebracht ist, sich auch in den – vergleichsweise kontrastarmen und schlecht auflösenden – Einzelbildern der Bildsequenz D stark von der umgebenden Bildinformation abhebt und somit präzise und fehlersicher durch numerische Algorithmen erkennbar ist. In einfachster Ausführung basiert die automatische Erkennung der Herzklappe 4 auf einem einfachen Vergleich der Pixel-Grauwerte des Referenzbildes mit einem hinterlegten Schwellenwert, wobei Pixel mit den Schwellenwert überschreitenden Grauwerten der Herzklappe 4 zugerechnet werden.The localization unit uses automatic heart valve position detection 31 the fact that the heart valve 4 , which is usually applied to a metallic stent, even in the - comparatively low-contrast and poorly resolved - frames of the image sequence D stands out strongly from the surrounding image information and thus precise and failsafe by numerical algorithms recognizable. The simplest version is based on the automatic detection of the heart valve 4 on a simple comparison of the pixel gray values of the reference image with a stored threshold value, wherein pixels with the threshold exceeding gray values of the heart valve 4 be attributed.

Die so bestimmte Herzklappenposition innerhalb des Referenzbildes wird durch die Lokalisierungseinheit 31 mittels einer logischen Verknüpfung derjenigen Position des Tomogramms T zugeordnet, an welcher dort die anatomische Landmarke abgebildet ist. Die Position der Landmarke im Tomogramm T wird entweder automatisch durch die Lokalisierungseinheit 31 oder manuell – z. B. per Maus-Klick – durch einen Vorrichtungsbenutzer bestimmt. Der Ort der Herzklappe 4 ist somit – solange die Herzklappe 4 nicht von der Landmarke wegbewegt wird – auch bezüglich des Tomogramms T festgelegt und wird durch die Lokalisierungseinheit 27 innerhalb des Tomogramms T dargestellt.The thus determined heart valve position within the reference image is determined by the localization unit 31 assigned by means of a logical link that position of the tomogram T, at which there the anatomical landmark is displayed. The position of the landmark in tomogram T is either automatically determined by the locator 31 or manually - eg. By mouse click - by a device user. The place of the heart valve 4 is thus - as long as the heart valve 4 is not moved away from the landmark - also fixed with respect to the tomogram T and is determined by the locating unit 27 shown within the tomogram T.

Diese Darstellung erfolgt in einfachster Ausgestaltung des Verfahrens symbolisch, indem der Ort der Herzklappe 4 z. B. durch ein Kreuz in dem Tomogramm T gekennzeichnet wird. Zur besseren visuellen Darstellung der Herzklappenposition im Brustraum 2 blendet die Lokalisierungseinheit 27 alternativ das aus dem Referenzbild segmentierte Abbild der Herzklappe 4 in das Tomogramm T ein. Zur Darstellung auf dem Bildschirm 13 wird aus dem Tomogramm T hierbei insbesondere ein zweidimensionales Schnittbild quer zur Projektionsrichtung der Bilddatensequenz D in einer die Landmarke enthaltenden Ebene extrahiert, und diesem Schnittbild das segmentierte Abbild der Herzklappe 4 graphisch überlagert.This representation takes place symbolically in the simplest embodiment of the method by the location of the heart valve 4 z. B. is characterized by a cross in the tomogram T. For a better visual representation of the heart valve position in the chest room 2 hides the localization unit 27 Alternatively, the image of the heart valve segmented from the reference image 4 into the tomogram T. For presentation on the screen 13 in particular a two-dimensional cross-sectional image transverse to the direction of projection of the image data sequence D is extracted from the tomogram T in a plane containing the landmark, and this sectional image is the segmented image of the heart valve 4 graphically overlaid.

Um die Position der Herzklappe 4 im weiteren Verlauf des Eingriffs fortlaufend korrigieren zu können, wird auch in jedem, oder zumindest jedem n-ten (n = 2, 3, 4, ...), nach dem Referenzbild aufgenommenen Folgebild der Bildsequenz D die Position der Herzklappe 4 erneut erfasst. Durch Vergleich dieser neuen Herzklappenposition mit der bezüglich des Referenzbildes erfassten Herzklappenposition berechnet die Lokalisierungseinheit 31 einen Verschiebungsvektor, der die Positionsänderung der Herzklappe 4 zwischen dem Aufnahmezeitpunkt des Referenz bildes und dem Aufnahmezeitpunkt des Folgebildes wiedergibt. Diesen Verschiebungsvektor ordnet die Lokalisierungseinheit 31 dem Tomogramm T als Anzeige für die Änderung der Herzklappenposition zu. Die Lokalisierungseinheit 31 blendet die Herzklappe 4 somit nicht mehr am Ort der anatomischen Landmarke, sondern dieser gegenüber um den Verschiebungsvektor versetzt in das Tomogramm T bzw. das daraus abgeleitete Schnittbild ein. Bewegungen der Herzklappe 4 im Patientenkörper werden somit automatisch auf das Tomogramm T übertragen, so dass der behandelnde Arzt die Herzklappe 4 direkt anhand des Tomogramms T bzw. den daraus abgeleiteten Darstellungen navigieren kann.To the position of the heart valve 4 in the further course of the procedure to be able to continuously correct, is also in each, or at least every nth (n = 2, 3, 4, ...), taken after the reference image sequential image of the image sequence D, the position of the heart valve 4 recaptured. By comparing this new heart valve position with the heart valve position detected relative to the reference image, the localization unit calculates 31 a displacement vector representing the change in position of the heart valve 4 between the recording time of the reference image and the recording time of the subsequent image reproduces. This displacement vector is ordered by the location unit 31 the tomogram T as an indication of the change of the heart valve position. The localization unit 31 hides the heart valve 4 thus no longer at the site of the anatomical landmark, but this offset to the displacement vector in the tomogram T and the derived therefrom sectional image. Movements of the heart valve 4 in the patient's body are thus automatically transferred to the tomogram T, so that the doctor treating the heart valve 4 can navigate directly on the basis of the tomogram T or the representations derived therefrom.

Statt in Relation zu dem Referenzbild kann der Verschiebungsvektor äquivalenterweise auch zwischen der jeweiligen Instrumentenposition zweier Folgebilder berechnet werden. Der so berechnete Verschiebungsvektor wird dem Tomogramm T zur Anzeige der inkrementellen Änderung der Herzklappenposition gegenüber dem zuletzt berücksichtigten Folgebild zugewiesen.Instead of in relation to the reference image, the displacement vector may equivalently also between the respective instrument position of two subsequent images be calculated. The thus calculated displacement vector becomes the Tomogram T to show the incremental change in heart valve position across from the last taken into account assigned.

Claims (5)

Verfahren zur Lokalisierung eines in einem Untersuchungsobjekt (2) befindlichen medizinischen Instruments (4) in einem das Untersuchungsobjekt (2) vor Einführung des Instruments (4) abbildenden Tomographie-Bilddatensatz (T) anhand einer Echtzeit-Bildsequenz (D) des Untersuchungsobjekts (2), – bei welchem ein Bild der Echtzeit-Bildsequenz (D) als Referenzbild aufgenommen wird, wenn sich das Instrument (4) an einer vorbestimmten anatomischen Landmarke des Untersuchungsobjekts (2) befindet, die sowohl in dem Tomographie-Bilddatensatz (T) als auch in den Bildern der Echtzeit-Bildsequenz (D) abgebildet wird, – bei welchem die Position des Instruments (4) in dem Referenzbild durch Mustererkennung und/oder Segmentierung automatisch erfasst wird, und – bei welchem diese Instrumentenposition der Position der anatomischen Landmarke innerhalb des Tomographie-Bilddatensatzes (T) als Anzeiger für die Instrumentenposition zugeordnet wird.Method for locating a subject in an examination subject ( 2 ) medical instrument ( 4 ) in a subject of investigation ( 2 ) before the introduction of the instrument ( 4 ) imaging tomographic image data set (T) based on a real-time image sequence (D) of the examination object ( 2 ), In which an image of the real-time image sequence (D) is recorded as a reference image when the instrument ( 4 ) on a predetermined anatomical landmark of the examination subject ( 2 ), which is imaged both in the tomographic image data set (T) and in the images of the real-time image sequence (D), in which the position of the instrument ( 4 ) is detected automatically in the reference image by pattern recognition and / or segmentation, and - in which this instrument position is assigned to the position of the anatomical landmark within the tomographic image data set (T) as an indicator for the instrument position. Verfahren nach Anspruch 1, – bei welchem in einem nach Aufnahme des Referenzbilds aufgenommenen Folgebild der Echtzeit-Bildsequenz (D) die Instrumentenposition erneut durch Mustererkennung und/oder Segmentierung automatisch bestimmt wird, – bei welchem ein die Instrumentenposition im Referenzbild auf die Instrumentenposition im Folgebild abbildender Verschiebungsvektor bestimmt wird, und – bei welchem der Verschiebungsvektor dem Tomographie-Bilddatensatz (T) zur Anzeige der Abweichung der Instrumentenposition von der anatomischen Landmarke zugeordnet wird.Method according to claim 1, - in which one after Recording of the reference image recorded subsequent image of the real-time image sequence (D) the instrument position again by pattern recognition and / or Segmentation is determined automatically - in which one the instrument position in the reference picture to the instrument position in the following picture Displacement vector is determined, and - in which the displacement vector the tomographic image data set (T) for indicating the deviation of the instrument position from the anatomical landmark is assigned. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die Echtzeit-Bildsequenz (D) mittels Röntgendurchleuchtung aufgenommen wird.The method of claim 1 or 2, wherein the Real-time image sequence (D) recorded by means of fluoroscopy becomes. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchen ein Bild (P) der Echtzeit-Bildsequenz (D) dem Tomographie-Bilddatensatz (T) überlagert wird.Method according to one of claims 1 to 3, wherein a Image (P) of the real-time image sequence (D) the tomographic image data set (T) superimposed becomes. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem das aus einem Bild (P) der Echtzeit-Bildsequenz (D) segmentierte Abbild des Instruments (4) an der zugeordneten Position des Tomographie-Bilddatensatzes (T) eingeblendet wird.Method according to one of Claims 1 to 4, in which the image of the instrument segmented from an image (P) of the real-time image sequence (D) ( 4 ) is displayed at the associated position of the tomographic image data set (T).
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10856984B2 (en) 2017-08-25 2020-12-08 Neovasc Tiara Inc. Sequentially deployed transcatheter mitral valve prosthesis
US10940001B2 (en) 2012-05-30 2021-03-09 Neovasc Tiara Inc. Methods and apparatus for loading a prosthesis onto a delivery system
US11311376B2 (en) 2019-06-20 2022-04-26 Neovase Tiara Inc. Low profile prosthetic mitral valve
US11357622B2 (en) 2016-01-29 2022-06-14 Neovase Tiara Inc. Prosthetic valve for avoiding obstruction of outflow
US11389291B2 (en) 2013-04-04 2022-07-19 Neovase Tiara Inc. Methods and apparatus for delivering a prosthetic valve to a beating heart
US11413139B2 (en) 2011-11-23 2022-08-16 Neovasc Tiara Inc. Sequentially deployed transcatheter mitral valve prosthesis
US11419720B2 (en) 2010-05-05 2022-08-23 Neovasc Tiara Inc. Transcatheter mitral valve prosthesis
US11464631B2 (en) 2016-11-21 2022-10-11 Neovasc Tiara Inc. Methods and systems for rapid retraction of a transcatheter heart valve delivery system
US11491006B2 (en) 2019-04-10 2022-11-08 Neovasc Tiara Inc. Prosthetic valve with natural blood flow
US11497602B2 (en) 2012-02-14 2022-11-15 Neovasc Tiara Inc. Methods and apparatus for engaging a valve prosthesis with tissue
US11602429B2 (en) 2019-04-01 2023-03-14 Neovasc Tiara Inc. Controllably deployable prosthetic valve
US11737872B2 (en) 2018-11-08 2023-08-29 Neovasc Tiara Inc. Ventricular deployment of a transcatheter mitral valve prosthesis
US11779742B2 (en) 2019-05-20 2023-10-10 Neovasc Tiara Inc. Introducer with hemostasis mechanism

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10537428B2 (en) 2011-04-28 2020-01-21 Koninklijke Philips N.V. Guided delivery of prosthetic valve
US9554763B2 (en) 2011-10-28 2017-01-31 Navigate Surgical Technologies, Inc. Soft body automatic registration and surgical monitoring system
US8938282B2 (en) 2011-10-28 2015-01-20 Navigate Surgical Technologies, Inc. Surgical location monitoring system and method with automatic registration
US9198737B2 (en) 2012-11-08 2015-12-01 Navigate Surgical Technologies, Inc. System and method for determining the three-dimensional location and orientation of identification markers
US8908918B2 (en) 2012-11-08 2014-12-09 Navigate Surgical Technologies, Inc. System and method for determining the three-dimensional location and orientation of identification markers
US11304777B2 (en) 2011-10-28 2022-04-19 Navigate Surgical Technologies, Inc System and method for determining the three-dimensional location and orientation of identification markers
US9566123B2 (en) 2011-10-28 2017-02-14 Navigate Surgical Technologies, Inc. Surgical location monitoring system and method
US9585721B2 (en) 2011-10-28 2017-03-07 Navigate Surgical Technologies, Inc. System and method for real time tracking and modeling of surgical site
EP2645330B1 (en) * 2012-03-29 2017-11-29 Siemens Healthcare GmbH Method and system for associating at least two different medical findings with each other
US20140128727A1 (en) * 2012-11-08 2014-05-08 Navident Technologies, Inc. Surgical location monitoring system and method using natural markers
US9489738B2 (en) 2013-04-26 2016-11-08 Navigate Surgical Technologies, Inc. System and method for tracking non-visible structure of a body with multi-element fiducial
JP2016536076A (en) 2013-08-13 2016-11-24 ナビゲート サージカル テクノロジーズ インク Method for determining the position and orientation of a reference reference
US9456122B2 (en) 2013-08-13 2016-09-27 Navigate Surgical Technologies, Inc. System and method for focusing imaging devices

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060116576A1 (en) * 2004-12-01 2006-06-01 Scimed Life Systems, Inc. System and use thereof to provide indication of proximity between catheter and location of interest in 3-D space
US20070173861A1 (en) * 2006-01-10 2007-07-26 Mediguide Ltd. System and method for positioning an artificial heart valve at the position of a malfunctioning valve of a heart through a percutaneous route
US20080221440A1 (en) * 2007-03-08 2008-09-11 Sync-Rx, Ltd. Imaging and tools for use with moving organs
US20080319255A1 (en) * 2007-06-21 2008-12-25 Acorn Cardiovascular, Inc. Pericardial space imaging for cardiac support device implantation
US20090036979A1 (en) * 2007-01-26 2009-02-05 Jerald Redmond Annuloplasty device for tricuspid valve repair

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060116576A1 (en) * 2004-12-01 2006-06-01 Scimed Life Systems, Inc. System and use thereof to provide indication of proximity between catheter and location of interest in 3-D space
US20070173861A1 (en) * 2006-01-10 2007-07-26 Mediguide Ltd. System and method for positioning an artificial heart valve at the position of a malfunctioning valve of a heart through a percutaneous route
US20090036979A1 (en) * 2007-01-26 2009-02-05 Jerald Redmond Annuloplasty device for tricuspid valve repair
US20080221440A1 (en) * 2007-03-08 2008-09-11 Sync-Rx, Ltd. Imaging and tools for use with moving organs
US20080319255A1 (en) * 2007-06-21 2008-12-25 Acorn Cardiovascular, Inc. Pericardial space imaging for cardiac support device implantation

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11419720B2 (en) 2010-05-05 2022-08-23 Neovasc Tiara Inc. Transcatheter mitral valve prosthesis
US11413139B2 (en) 2011-11-23 2022-08-16 Neovasc Tiara Inc. Sequentially deployed transcatheter mitral valve prosthesis
US11497602B2 (en) 2012-02-14 2022-11-15 Neovasc Tiara Inc. Methods and apparatus for engaging a valve prosthesis with tissue
US10940001B2 (en) 2012-05-30 2021-03-09 Neovasc Tiara Inc. Methods and apparatus for loading a prosthesis onto a delivery system
US11617650B2 (en) 2012-05-30 2023-04-04 Neovasc Tiara Inc. Methods and apparatus for loading a prosthesis onto a delivery system
US11389294B2 (en) 2012-05-30 2022-07-19 Neovasc Tiara Inc. Methods and apparatus for loading a prosthesis onto a delivery system
US11389291B2 (en) 2013-04-04 2022-07-19 Neovase Tiara Inc. Methods and apparatus for delivering a prosthetic valve to a beating heart
US11357622B2 (en) 2016-01-29 2022-06-14 Neovase Tiara Inc. Prosthetic valve for avoiding obstruction of outflow
US11464631B2 (en) 2016-11-21 2022-10-11 Neovasc Tiara Inc. Methods and systems for rapid retraction of a transcatheter heart valve delivery system
US10856984B2 (en) 2017-08-25 2020-12-08 Neovasc Tiara Inc. Sequentially deployed transcatheter mitral valve prosthesis
US11793640B2 (en) 2017-08-25 2023-10-24 Neovasc Tiara Inc. Sequentially deployed transcatheter mitral valve prosthesis
US11737872B2 (en) 2018-11-08 2023-08-29 Neovasc Tiara Inc. Ventricular deployment of a transcatheter mitral valve prosthesis
US11602429B2 (en) 2019-04-01 2023-03-14 Neovasc Tiara Inc. Controllably deployable prosthetic valve
US11491006B2 (en) 2019-04-10 2022-11-08 Neovasc Tiara Inc. Prosthetic valve with natural blood flow
US11779742B2 (en) 2019-05-20 2023-10-10 Neovasc Tiara Inc. Introducer with hemostasis mechanism
US11311376B2 (en) 2019-06-20 2022-04-26 Neovase Tiara Inc. Low profile prosthetic mitral valve
US11931254B2 (en) 2019-06-20 2024-03-19 Neovasc Tiara Inc. Low profile prosthetic mitral valve

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