DE102010041735B4

DE102010041735B4 - Verfahren zum Darstellen eines Gefäßes eines bestimmten biologischen Objekts

Info

Publication number: DE102010041735B4
Application number: DE102010041735.1A
Authority: DE
Inventors: Marcus Pfister
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2019-05-23
Anticipated expiration: 2030-10-01
Also published as: US8588489B2; US20120082363A1; DE102010041735A1

Abstract

Verfahren zum Darstellen eines Gefäßes (10) eines bestimmten biologischen Objekts, in welches ein bestimmter Gegenstand (14) eingebracht ist, mit den Schritten:a) Charakterisieren einer Mehrzahl von ein jeweiliges Gefäß aufweisenden biologischen Objekten jeweils einzeln durch Zuweisen von Werten zu ersten vordefinierten Parametern,b) Charakterisieren einer Mehrzahl von bei unterschiedlichen biologischen Objekten in das gleiche Gefäß (10) einbringbaren Gegenständen (14) einzeln durch Zuweisen von Werten zu zweiten vordefinierten Parametern,für zumindest einen Teil der Mehrzahl von Objekten und/oder zumindest einen Teil der Mehrzahl von Gegenständen:c) Gewinnen von Messwerten als Werte von eine Verformung des jeweiligen Gefäßes beschreibenden Verformungsparametern bei Einbringen eines aus der Mehrzahl der Gegenstände in eines aus der Mehrzahl der Objekte,für das bestimmte Objekt:d) Charakterisieren des bestimmten Objekts durch Zuweisen von Werten zu den ersten vordefinierten Parametern,e) Charakterisieren des eingebrachten Gegenstands (14) durch Zuweisen von Werten zu den zweiten vordefinierten Parametern,f) Gewinnen eines Durchleuchtungsbildes des Gefäßes (10) des bestimmten biologischen Objekts ohne eingebrachten Gegenstand,g) Schließen auf Verformungsparameterwerte, die die Verformung des Gefäßes (10) des bestimmten biologischen Objekts durch den bestimmten Gegenstand (14) beschreiben, aufgrund der in Schritt d) und e) zugewiesenen Werte und zumindest eines Teils der Messwerte mit zugeordneten ersten und zweiten Parameterwerten,h) Berechnen eines geänderten Durchleuchtungsbildes auf Grundlage des in Schritt f) gewonnenen Durchleuchtungsbildes und der in Schritt g) erhaltenen Verformungsparameterwerte.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Darstellen eines Gefäßes eines bestimmten biologischen Objekts, wobei in das Gefäß ein bestimmter Gegenstand eingebracht ist.
Die Erfindung knüpft an das Verfahren zur automatischen Adaption eines Referenzbildes an, das in der nach dem Anmeldetag der vorliegenden Anmeldung veröffentlichten DE 10 2010 012 621.7 vorgestellt ist.
Es geht hierbei insbesondere darum, dass eine Aorta eines menschlichen Patienten dargestellt wird. Dies ist im Zusammenhang mit der Behandlung eines abdominellen Aortenaneurysmas zweckmäßig. Ein abdominelles Aortenaneurysma ist eine Gefäßaussackung an der abdominellen Aorta. Zur Heilung setzt man einen so genannten Stent ein, also eine Gefäßplastik. Zum Einsetzen eines solchen Stents muss sorgfältig auf die richtige Platzierung geachtet werden. Um dem behandelnden Arzt selbige zu erleichtern, kann man während der Stent-Positionierung ständig Durchleuchtungsbilder (Röntgenbilder) des Patienten aufnehmen. Damit nicht ständig neues Kontrastmittel in den Patienten initiiert werden muss, kann man kontrastarme Durchleuchtungsbilder aufnehmen und diese mit einem Referenzbild überlagern, das eine ausreichende Orientierung ermöglicht. Das Referenzbild kann eine 2D-Angiographie sein. Zweckmäßiger ist es, wenn vor der Behandlung ein 3-D-Bilddatensatz bezüglich des Aneurysmas aufgenommen wird, zum Beispiel mit Hilfe der Computertomographie-Angiographie. Mitun ter sind derartige Referenzdatensätze vorsegmentiert, werden also dem Schritt einer Bildbearbeitung unterzogen, bei der bestimmte Strukturen im Bild besonders hervorgehoben werden. Die Segmentierung erfolgt in ihrer einfachsten Form als extreme Kontrastverstärkung. Beispielsweise können durch die Segmentierung die Wände der Aorta schwarz hervorgehoben werden, während das Innere der Aorta weiß dargestellt wird.
Das Überlagern des Referenzbildes mit dem aktuell aufgenommenen Durchleuchtungsbild erfolgt dann durch an sich bekannte Verfahren, wie aus zwei Bildern ein Bild gemacht werden kann. Hierzu müssen insbesondere die Bezugssysteme, in denen die einzelnen Bilder gewonnen wurden, durch Berechnen einer Abbildungsvorschrift in Bezug zueinander gesetzt werden sogenanntes „Registrieren“).
Zum Einbringen eines Stents werden Führungsdrähte und Katheter in die Aorta eingebracht. Bringt man solche Gegenstände in die Aorta ein, können sich die Gefäßwände verformen, insbesondere wenn die Gegenstände und Instrumente sehr steif sind. In der DE 10 2010 012 621 A1 ist nun beschrieben, dass bei einer besonders starken Verformung, bei der die aktuell aufgenommenen Durchleuchtungsbilder etwas anderes zeigen als die bisherigen Referenzbilder, eben diese Referenzbilder einer Weiterbearbeitung unterzogen werden: Es wird nämlich berechnet, wie der eingebrachte Gegenstand die Gefäßwände verformt.
In der DE 10 2010 012 621 A1 ist von einer Vorhersagbarkeit der Verformung ausgegangen. Diese ist bei sich wiederholenden Bedingungen auch tatsächlich gegeben.
Es kann nun aber sein, dass die tatsächlichen Bedingungen einer starken Variation unterliegen: Beispielsweise hat man es einmal mit einem kleinen, schmächtigen Patienten zutun, ein anderes Mal mit einer großen, kräftigen Patientin. Auch die verwendeten Instrumente können sich voneinander unterscheiden. Es wäre daher wünschenswert, könnte das Verfahren zum Darstellen eines Gefäßes dieser Variabilität in irgendeiner Form Rechnung tragen.
Aus der US 2010 / 0 198 330 A1 ist ein Verfahren zum Darstellen eines Gefäßes bekannt, in welches ein bestimmter Gegenstand eingebracht ist. Es werden hierzu mehrere Patienten (biologische Objekte) durch Zuweisen von Werten charakterisiert. Die bei unterschiedlichen Patienten in das gleiche Gefäß einbringbaren Gegenstände (Stents) werden durch Zuweisen von Werten charakterisiert. Die Verformung des Gefäßes wird bestimmt.
Die US 2010 / 0 215 149 A1 beschreibt ein bildgebendes System, das eine Bildänderungseinheit umfasst, welche das Bild entsprechend geänderten Aufnahmebedingungen auf Konsistenz bzw. Lage mit bereits aufgenommenen anatomischen Strukturen überprüft und dahingehend berechnet bzw. anpasst. Die Lage bzw. die Form eines (Blut-)Gefäßes, in welches ein Gegenstand (Katheter) eingebracht wird, kann sich verändern.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, einen Weg aufzuzeigen, wie ein Verfahren zum Darstellen eines Gefäßes, bei dem die in einem Referenzbild gezeigten Gefäßwände durch Berechnung geändert werden, breit einsetzbar gemacht werden kann und gleichzeitig präzise arbeitet.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren beginnt damit, dass zunächst eine Mehrzahl von dem bestimmten biologischen Objekt gleichartigen biologischen Objekten jeweils einzeln durch Zuweisen von Werten zu ersten vordefinierten Parametern charakterisiert werden. Man versucht also durch Definition dieser ersten vordefinierten Parameter die biologischen Objekte in einer gewissen Art und Weise „messbar“ zu machen. Die Parameter müssen hierbei keine numerisch erfassbaren Messgrößen sein; sondern die Parameter können auch durch eine binäre Zahl angebbar sein (zum Beispiel, was das Geschlecht des biologischen Objekts angeht); genauso können auch manchen Parametern drei oder mehr Werte zugeordnet werden, denen bestimmte Eigenschaften des biologischen Objekts oder Eigenschaftsklassen entsprechen (beispielsweise „Nichtraucher“; „Gelegenheitsraucher“; „starker Raucher“).
Genauso, wie eine Mehrzahl von gleichartigen biologischen Objekten charakterisiert wird, wird nun in Schritt b) auch eine Mehrzahl von dem in das biologische Objekt eingebrachten bestimmten Gegenstand gleichartigen Gegenständen charakterisiert; die Gleichartigkeit schlägt sich insbesondere darin nieder, dass diese Gegenstände sämtlich bei unterschiedlichen biologischen Objekten in das gleiche Gefäß einbringbar sind. Dieser Mehrzahl von einbringbaren Gegenständen wird einzeln durch Zuweisen von Werten zu zweiten vordefinierten Parametern eine Charakterisierung zuteil.
Im nachfolgenden Schritt wird für zumindest einen Teil der Mehrzahl von Objekten und/oder es wird zu zumindest einem Teil der Mehrzahl von Gegenständen der Schritt c) durchgeführt, dem gemäß Messwerte gewonnen werden, und zwar als Werte von eine Verformung des jeweiligen Gefäßes beschreibenden Verformungsparametern, wenn gerade einer aus der Mehrzahl der Gegenstände in eines aus der Mehrzahl der Objekte eingebracht ist. Diese Messwerte können automatisch gewonnen werden oder unabhängig von der Tätigkeit des Arztes von einem Messphysiker aufgenommen werden. Es soll sich insbesondere um solche Messwerte handeln, aufgrund deren Kenntnis später die Änderung in der Darstellung ermöglicht wird.
Alternativ zum Durchführen der Schritte a), b), c) kann man das erfindungsgemäße Verfahren auch dann verwirklicht sehen, wenn bereits ein Datensatz vorhanden ist, auf den zugegriffen wird beziehungsweise der bereitgestellt wird. In diesem Falle sind in dem Datensatz Vektoren vorhanden, die die Werte zu den ersten vordefinierten Parametern, die Werte zu den zweiten vordefinierten Parametern und die Messwerte zu einer Mehrzahl von Kombinationen aus biologischen Objekten und Gegenständen umfassen.
Bei beiden Varianten setzt sich das erfindungsgemäße Verfahren wie folgt fort: Für das bestimmte Objekt gilt, dass es in Schritt d) charakterisiert wird, indem Werte zu den ersten vorbestimmten Parametern zugewiesen werden, und genauso wird auch der eingebrachte bestimmte Gegenstand in Schritt e) charakterisiert, indem Werte zu den zweiten vordefinierten Parametern zugewiesen werden. In Schritt g) wird dann aufgrund der ersten und zweiten Parameterwerte, die die in Schritt d) und e) zugewiesen wurden und zumindest eines Teils der Messwerte, die in Schritt c) gewonnen wurden beziehungsweise in dem Datensatz in entsprechenden Vektoren zur Verfügung stehen, zusammen mit den zugeordneten ersten und zweiten Parametern, auf Verformungsparameterwerte geschlossen, die die Verformung des bestimmten Gefäßes durch den bestimmten Gegenstand beschreiben.
Man baut somit auf einer Art „Erfahrung“ auf, die bei unterschiedlichen biologischen Objekten (Patienten) durch Einbringen einer unterschiedlichen Art von eingebrachten Gegenständen (Instrumenten) gewonnen wurde, und aufgrund dieser Erfahrung schließt man auf die Verformungsparameterwerte. Dies erfolgt bevorzugt automatisch durch ein Computersystem nach einem vorbestimmten Algorithmus. Die Verformungsparameter können jedoch auch auf andere Weise, insbesondere unter Beteiligung von Menschen, ermittelt werden.
In Schritt f) vor oder nach Schritt g) erfolgt sodann das Gewinnen eines Durchleuchtungsbildes (Röntgenbildes) des Gefäßes des bestimmten biologischen Objekts ohne den eingebrachten Gegenstand. Der Schritt f) wird üblicherweise vor dem Einbringen des Gegenstand durchgeführt, oder wenn der Gegenstand noch nicht vollständig eingebracht ist, so dass noch keine oder keine nennenswerte Verformung der Gefäßwände stattgefunden hat. In Schritt h) wird nun ein geändertes Durchleuchtungsbild auf Grundlage des in Schritt f) gewonnenen Durchleuchtungsbilds und der in Schritt g) erhaltenen Verformungsparameter berechnet.
Die vorliegende Erfindung leistet über die Nutzung des in DE 10 2010 012 621 A1 beschriebenen Verfahrens hinaus, dass ein Weg aufgezeigt wird, wie die Verformungsparameter, die bisher als ohne Weiteres ermittelbar vorausgesetzt waren, auch unter den Umständen einer großen Komplexität, die durch die Vielfalt der Lebensumstände bedingt sind, ermittelt werden können.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist, wie bereits eingangs dargestellt, das biologische Objekt ein menschlicher Patient. Die ersten vordefinierten Parameter umfassen dann bevorzugt auf den Patienten als Ganzes bezogene Parameter, die insbesondere sein Alter, seine Größe, sein Geschlecht, sein Gewicht sowie Informationen zu seiner (Patienten-) Vorgeschichte betreffen, ferner betreffen, ob er Raucher ist, ob er Diabetiker ist, ob er genetische Auffälligkeiten zeigt etc. Genauso können die ersten vordefinierten Parameter auch auf das Gefäß und seinen Inhalt bezogene Parameter umfassen, die zum Beispiel Calciumanteile betreffen, Stellen betreffen, wo Verkalkungen vorhanden sind, die Dicke eines Pfropfs (Thrombus) betreffen, die Dicke des Gefäßes (Lumens) betreffen etc.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist ferner, wie ebenfalls eingangs erwähnt, der bestimmte Gegenstand ein medizinisches Instrument, nämlich insbesondere ein invasives Gerät, und die zweiten vordefinierten Parameter betreffen dann bevorzugt dessen Größe und/oder dessen Steifigkeit.
Bevorzugt erfolgt auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Überlagerung zwischen einem aktuell aufgenommenen Durchleuchtungsbild des in das Gefäß eingebrachten bestimmten Gegenstands zusammen mit dem in Schritt h) berechneten geänderten Durchleuchtungsbild (die Überlagerung ist eine gemeinsame Darstellung beider Bilder).
Bevorzugt wird das in Schritt g) gewonnene Durchleuchtungsbild einem Schritt des Hervorhebens vorbestimmter Strukturen, insbesondere der Gefäßwände, unterzogen (siehe die obigen Erläuterungen zum Thema „Segmentieren“).
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, wie in Schritt c) die Messwerte gewonnen werden können, beziehungsweise die Verformungsparameter für den Datensatz ermittelbar sind. Bei einer Alternative werden die Messwerte durch zumindest einen Positionssensor an dem eingebrachten Gegenstand gewonnen. Alternativ können sie anhand von Durchleuchtungsbildern gewonnen werden, und zwar automatisch, oder solche Durchleuchtungsbilder können einer behandelnden Person angezeigt werden, und das Bilddatenverarbeitungssystem empfängt dann eine manuelle Eingabe dieser Person nach der Darstellung des Durchleuchtungsbildes.
Bei allen diesen Ausführungsformen sind die Messwerte bevorzugt Koordinaten von bestimmten Stellen auf den Gefäßwänden. Geben diese Messwerte die Verformungsparameter für diejenigen Parameterkombinationen der ersten und zweiten Parameter an, für die es keine Messwerte gibt, sind auch diese Verformungsparameter als Koordinaten anzusehen, und zwischen diesen Koordinaten wird in Schritt h) interpoliert.
Es sind verschiedene Möglichkeiten denkbar, wie in Schritt f) das Schließen durchgeführt werden kann. Bevorzugt erfolgt das Schließen in Schritt f) automatisch unter Verwendung eines (künstlichen, also virtuell in einer Datenverarbeitungseinrichtung erzeugten) neuronalen Netzwerks. Genauso ist es auch denkbar, einen herkömmlichen Algorithmus zu verwenden, zum Beispiel eine Formel anzugeben, die die Variablen enthält, und deren Wert minimiert werden muss. In diesem Fall kann beispielsweise ein Gradientenabstiegsverfahren eingesetzt werden.
Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung beschrieben, in der

1, 2 schematisch eine Aorta zeigen, in die ein chirurgisches Instrument eingebracht ist, wobei die Figuren zur Erläuterung dienen, wie ein Bild der Gefäßwände der Aorta korrigiert werden kann, und
3 schematisch ein Prinzipschaubild eines neuronalen Netzwerks veranschaulicht.

Zur Behandlung eines abdominellen Aortenaneurysmas soll in die Aorta ein Stent eingebracht werden. Um die Einbringung des Stents vorzubereiten, wird ein Katheter in die Aorta eingebracht. Die Einbringung des Stents soll durch Bildgebung unterstützt werden. Hierzu wird vor dem interventionellen Eingriff ein Referenzbild des Patienten aufgenommen. Während des interventionellen Eingriffs werden zusätzliche Durchleuchtungsbilder (Fluoroskopiebilder) bei niedriger Röntgendosis aufgenommen. Die Durchleuchtungsbilder werden dem Referenzbild überlagert. Durch das Einbringen des Katheters kommt es aber zu einer Verformung der Gefäßwände der Aorta. Daher würden an sich das Fluoroskopiebild und das Referenzbild nicht mehr unmittelbar zueinander passen. Man möchte sich hier nun damit behelfen, das Referenzbild zu ändern: Kennt man das Verhalten des Katheters in der Aorta, dann lässt sich die Verformung vorhersagen.
Man kennt das Verhalten der Aorta bei Einbringen des Katheters jedoch nur dann, wenn man hierzu Erfahrungen gesammelt hat. Dies geschieht vorliegend dadurch, dass in eine Mehrzahl von Patienten jeweils in die selbe Aorta ein mehr oder weniger gleiches invasives Instrument eingebracht wird. Man charakterisiert hierbei sowohl den Patienten, seine Aorta und das invasive Instrument durch Zuweisung von Werten zu bestimmten Parametern. Dann misst man die Verformung und weist entsprechende Verformungsparameter den anderen Parametern zu. Tut man dies für die Mehrzahl von Patienten und interventionellen Instrumenten, dann steht ein Datensatz zur Verfügung, der mehr oder weniger die „Erfahrung“ wiedergibt.
Im Einzelnen läuft dies wie folgt:
X1 (j) mit j = 1,... K seien Parameter, die den Patienten beschreiben, zum Bespiel sein Alter, sein Geschlecht, seine Größe, ob er Raucher oder Diabetiker ist, ob er genetische Auffälligkeiten hat, und sie können die Vorgeschichte des Patienten wiederspiegeln. X2(k)mit k = 1,... L seien physiologische Parameter der Aorta, zum Beispiel der Calciumanteil (so genannter „calcium score“), sie geben die Stellen der Verkalkungen (Calcifikationen) an, den lokalen Durchmesser des Gefäßes (Lumendurchmesser), die lokale Dicke eines Pfropfes (Thrombus) etc.
Schließlich geben die Parameter X3(1) mit 1 = 1,... M Eigenschaften des eingebrachten Instrumentes an, zum Beispiel seine Größe und seine Steifigkeit.
Ein Teil der Parameter kann wie ein Zahlenwert angegeben werden, zum Beispiel durch eine natürliche Zahl oder eine reelle Zahl. Ein anderer Teil der Parameter kann durch logische Werte angegeben werden, also zum Beispiel binär sein, wie dies für die Angabe genügt, ob der Patient Diabetiker ist oder nicht.
Es sollen nun Verformungsparameter gemessen werden. In 1 ist eine Aorta 10 mit einem Aneurysma 12 gezeigt. In die Aorta soll ein Katheter 14 eingebracht werden. Die gestrichelte Kontur der Aorta 10 entspricht der Kontur vor dem Einbringen des Katheters. Dies ist beispielsweise in einem Referenzbild abgebildet, das dem Schritt einer Segmentierung unterzogen wurde. Der Katheter 14 ist in Durchleuchtungsbildern zu sehen, die während des Eingriffs aufgenommen werden. Werden Referenzbild und Durchleuchtungsbild überlagert, so kann es sein, dass man den Katheter 14 außerhalb der Aorta 10 sieht. Es gilt daher, die Kontur der Aorta 10 anzupassen. In 1 ist schematisch durch die gestrichelte Linie 14' gezeigt, wie der Katheter 14 in der Aorta verlaufen würde, wenn sich diese nicht verformen würde. Die Vektoren v₁ , v₂ , v₃ etc. geben an, in welchem Ausmaß sich offenbar die Aorta 10 verformt hat. Die Vektoren v₁ , v₂ , v₃ etc. können der gesamten Oberfläche des Katheters 14 zugeordnet werden, es können aber auch gemäß 2 einzelne Punkte Q, R ausgewählt sein, und anhand dieser Punkte ein Verschiebungsvektor V₁ , V₂ abgeleitet werden.
Die Vektoren v_i beziehungsweise V_i werden anhand von Durchleuchtungsbildern abgeleitet, alternativ mit Hilfe eines Positionssensors gewonnen werden.
Es ist somit klar, dass man irgendwelche Parameter messen kann, die die Verschiebung angeben. Diese seien zu einem Vektor ΔP zusammengefasst. Die übrigen Parameter seien zu den Vektoren X1, X2, X3 zusammengefasst.
Nun sei angenommen, dass es eine Funktion F gibt, die nur zur Hilfenahme von Berechnungsparametern W(p), p = 1,... R aus den Eingabe-Vektoren X1, X2, X3, den Verformungsvektor ΔP berechnen kann. Gesucht ist somit eine Funktion $F (\underline{X1}, \underline{X2}, \underline{X3}, W) = \underline{Δ P} .$
Anhand der Messwerte, die mit Hilfe einer Mehrzahl von Patienten und interventionellen Instrumenten gewonnen werden, lässt sich die Funktion nach und nach ermitteln und nachfolgend lassen sich für solche Objekte, an denen man die Messung der Verformung nicht vornimmt, anschließend die Verformungsparameter berechnen. Es lässt sich also das Referenzbild dann anpassen, wenn keine Messwerte zur Verfügung stehen, weil gerade ein interventioneller Eingriff an einem Patienten vorgenommen wird.
Die Funktion kann jede Art von parametrisierbarer Funktion sein, beginnend mit einfachen, linearen Funktionen über Polynome bis hin zu komplexen nicht linearen Funktionen. Für die Angabe einer präzisen Funktion ist hierbei möglicherweise ein hoher Rechenaufwand zu treiben. Daher kann auch die Verwendung von Fuzzylogik empfehlenswert sein. Genauso kann die Funktion F auch nach und nach durch ein neuronales Netz, das auch als künstliches neuronales Netz durch einen Algorithmus bereitgestellt sein, gelernt werden.
Man kann sich hier damit behelfen, den folgenden Algorithmus zu verwenden: Man kann für eine Menge Ein- und Ausgabewerte L_iX und L_iΔP für i = 1,... Q Kombination von Patienten und interventionellen Instrumenten die denjenigen Vektor W suchen, der die folgende Funktion erfüllt $\sum_{i = 1}^{Q} ‖ \frac{dF (L_{i} X_{1} {,L}_{i} X_{2} {,L}_{i} X_{3},W)}{dW} L_{i} Δ P ‖ = min .$
Man kann sich der Lösung hierbei iterativ durch einen Algorithmus annähern, zum Beispiel unter Verwendung des so genannten gradierenden Abstiegsverfahrens, und zwar, bis man ein lokales Minimum gefunden hat, für das gilt $\frac{dF (X1,X2,X3,W)}{dW} = 0.$
Alternativ zu dieser Vorgehensweise kann ein neuronales Netz verwendet werden. Es gibt Eingabewerte x_i, die in einer Eingangsschicht mit Elementen E_i eingegeben werden, und nach Verarbeitung in einer versteckten Schicht mit Element V_i kommt es zur Ausgabe von Ausgabewerten y_i durch Ausgabeelemente A_i. Bezeichnen die y_i die Parameter der Segmentierung (zum Beispiel der Centerline-Splines), so lassen sich diese bei bekannten Rechnungsparametern (W_ij) durch die entsprechenden Eingabewerte berechnen. Die Berechnungsparameter werden durch das neuronale Netz zum Rahmen eines Lernverfahrens bestimmt. Neuronale Netze können bestimmte Werte aufgrund von Erfahrung „lernen“.
Aufgrund der Erfahrungswerte lässt sich somit regelmäßig bei neuen Patienten ableiten, wie ein bestimmtes Gefäß die Aorta 10 verformt. Damit lässt sich aber nach Art in der nach dem Anmeldetag in der vorliegenden Anmeldung veröffentlichten DE 10 2010 012 621 A1 beschriebenen Verfahren ein Referenzbild anpassen, nachdem aktuelle Durchleuchtungsbilder überlagert werden. Dann stimmt das, was man auf dem Durchleuchtungsbild sieht, mit dem, was man auf dem Referenzbild sieht, überein.

Claims

Verfahren zum Darstellen eines Gefäßes (10) eines bestimmten biologischen Objekts, in welches ein bestimmter Gegenstand (14) eingebracht ist, mit den Schritten: a) Charakterisieren einer Mehrzahl von ein jeweiliges Gefäß aufweisenden biologischen Objekten jeweils einzeln durch Zuweisen von Werten zu ersten vordefinierten Parametern, b) Charakterisieren einer Mehrzahl von bei unterschiedlichen biologischen Objekten in das gleiche Gefäß (10) einbringbaren Gegenständen (14) einzeln durch Zuweisen von Werten zu zweiten vordefinierten Parametern, für zumindest einen Teil der Mehrzahl von Objekten und/oder zumindest einen Teil der Mehrzahl von Gegenständen: c) Gewinnen von Messwerten als Werte von eine Verformung des jeweiligen Gefäßes beschreibenden Verformungsparametern bei Einbringen eines aus der Mehrzahl der Gegenstände in eines aus der Mehrzahl der Objekte, für das bestimmte Objekt: d) Charakterisieren des bestimmten Objekts durch Zuweisen von Werten zu den ersten vordefinierten Parametern, e) Charakterisieren des eingebrachten Gegenstands (14) durch Zuweisen von Werten zu den zweiten vordefinierten Parametern, f) Gewinnen eines Durchleuchtungsbildes des Gefäßes (10) des bestimmten biologischen Objekts ohne eingebrachten Gegenstand, g) Schließen auf Verformungsparameterwerte, die die Verformung des Gefäßes (10) des bestimmten biologischen Objekts durch den bestimmten Gegenstand (14) beschreiben, aufgrund der in Schritt d) und e) zugewiesenen Werte und zumindest eines Teils der Messwerte mit zugeordneten ersten und zweiten Parameterwerten, h) Berechnen eines geänderten Durchleuchtungsbildes auf Grundlage des in Schritt f) gewonnenen Durchleuchtungsbildes und der in Schritt g) erhaltenen Verformungsparameterwerte.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das bestimmte biologische Objekt ein menschlicher Patient ist und die ersten vordefinierten Parameter auf den Patienten bezogene Parameter umfassen, die insbesondere das Alter, die Größe, das Geschlecht, das Gewicht sowie Informationen zur Vorgeschichte, ob der Patient Raucher ist, ob der Patient Diabetiker ist, ob der Patient genetische Auffälligkeiten zeigt, betreffen und/oder auf das Gefäß (10) und seinen Inhalt bezogene Parameter umfassen, die insbesondere den Calciumanteil, Stellen, wo Verkalkungen vorhanden sind, die Dicke eines Pfropfs und die Dicke eines Gefäßes betreffen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der bestimmte Gegenstand ein invasives Gerät ist und die zweiten vordefinierten Parameter dessen Größe und/oder Steifigkeit betreffen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem bei in das Gefäß (10) eingebrachtem bestimmten Gegenstand (14) ein Durchleuchtungsbild gewonnen wird, das in einer gemeinsamen Darstellung mit dem in Schritt h) berechneten geänderten Durchleuchtungsbild kombiniert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das in Schritt f) gewonnene Durchleuchtungsbild einen Schritt des Hervorhebens vorbestimmter Strukturen, insbesondere der Gefäßwände, unterzogen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem in Schritt c) die Messwerte durch zumindest einen Positionssensor an dem Gegenstand (14) gewonnen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem in Schritt c) die Messwerte anhand von Durchleuchtungsbildern automatisch gewonnen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem in Schritt c) die Messwerte durch Empfangen einer manuellen Eingabe nach einer Darstellung eines Durchleuchtungsbildes gewonnen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem die Verformungsparameterwerte Koordinaten sind, zwischen denen in Schritt h) interpoliert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem das Schließen in Schritt g) unter Verwendung eines künstlichen neuronalen Netzwerks erfolgt und/oder unter Verwendung eines Algorithmus erfolgt, insbesondere unter Verwendung einer Formel und hierbei vorzugsweise eines Gradientenabstiegsverfahrens.