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ALLGEMEINES TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung betrifft das Gebiet der medizinischen Bildgebung und insbesondere dasjenige der Radiologie und findet Anwendung auf dem Gebiet der radiologischen interventionellen Gefäßbildgebung.
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STAND DER TECHNIK
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Interventionelle Gefäßradiologie enthält Prozeduren, die unter der Kontrolle durch Bildgebung durchgeführt werden, und ermöglicht insbesondere, Atherosklerose zu behandeln.
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Atherosklerose äußert sich in einer lokalen Schrumpfung des Durchmessers eines Gefäßes und einer Verengung des Gefäßes, die eine Zirkulation von Blutströmung stört. Die Angioplastieoperation besteht darin, an dem Schrumpfungsbereich einen aufblasbaren Ballon einzusetzen, um so den Durchmesser des Gefäßes aufzuweiten. Es kann auch eine endovaskuläre Prothese (oder ein Stent) in dem Gefäß implantiert werden, um das Gefäß offen zu halten.
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Während der Angioplastieoperation führt der Chirurg einen Führungsdraht in das Gefäß ein, mit dem ein Katheter, der den aufblasbaren Ballon oder den Stent trägt, bis zu dem Schrumpfungsbereich eingebracht werden kann.
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Der Chirurg muss den Stent an einer bestimmten Stelle positionieren.
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Der Chirurg kontrolliert bzw. steuert den Ablauf der Operation, indem er ein radiologisches Bild von dem behandelten Bereich betrachtet.
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Das radiologische Bild ist ein in Echtzeit akquiriertes Bild, das dem Chirurgen ermöglicht, die Positionierung der verschiedenen Werkzeuge, die in dem zu behandelnden Bereich eingesetzt werden, zu sehen.
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Während einer Operation sollte der Chirurg in der Lage sein, zwei Bilder parallel zu nutzen, z. B. ein Bild eines Gefäßes des zu behandelnden Bereiches und ein Bild des mit dem Stent zu behandelnden Bereiches.
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Somit muss der Chirurg, um den Fortgang der Operation zu verfolgen, im Geiste beide Bilder überlagern, um den Status der laufenden Operation zu bewerten, oder ansonsten von einem Bild zu dem anderen wechseln.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Ein Ziel der Erfindung ist es, die Kontrolle über den Ablauf einer Operation zu erleichtern.
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Dieses Ziel wird durch einen ersten Aspekt der Erfindung erreicht, der ein Verfahren zur Verarbeitung radiologischer Bilder betrifft, das die Schritte aufweist, zu denen gehören: Extrahieren eines ersten Bildabschnitts aus einem ersten radiologischen Bild eines zu behandelnden Bereiches; Extrahieren eines zweiten Bildabschnitts aus einem zweiten radiologischen Bild des zu behandelnden Bereiches; Definieren eines Bereiches für den ersten Bildabschnitt und eines Bereiches für den zweiten Bildabschnitt in einem endgültigen Bild; Anordnen bzw. Ausgeben des ersten Bildabschnitts und des zweiten Bildabschnitts relativ zueinander in jedem in dem endgültigen Bild definierten Bereich, so dass das endgültige Bild die extrahierten Bildabschnitte aufweist.
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Mittels des Verfahrens gemäß der Erfindung werden beide Bildabschnitt an dem endgültigen Bild angeordnet bzw. ausgegeben, ohne dass es erforderlich ist, die Größe der Bilder, von denen sie abstammen, zu reduzieren. Dieser Vorteil kann durch eine vernünftige Auswahl der Bildabschnitte erhalten werden.
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Weitere Aspekte des Verfahrens sind die folgenden:
- – das Verfahren weist die Schritte auf, zu denen gehören: Extrahieren eines ersten Bildabschnitts aus einem ersten radiologischen Bild des zu behandelnden Bereiches; Extrahieren eines zweiten Bildabschnitts aus einem zweiten radiologischen Bild des zu behandelnden Bereiches; Definieren eines Bereiches für den ersten Bildabschnitt und eines Bereiches für den zweiten Bildabschnitt in dem endgültigen Bild; Anordnen bzw. Ausgeben des ersten Bildabschnitts und des zweiten Bildabschnitts relativ zueinander in jedem definierten Bereich in dem endgültigen Bild, so dass das endgültige Bild beide extrahierte Bildabschnitte aufweist;
- – die radiologischen Bilder des zu behandelnden Bereiches entsprechen einer Vergrößerung eines radiologischen Ausgangsbildes des zu behandelnden Bereiches;
- – das endgültige Bild ist ein Rechteck, in dem die Bereiche relativ zu den Diagonalen des Rechtecks und/oder relativ zu den Symmetrieachsen des Rechtecks und/oder relativ zu einer durch den Mittelpunkt des Rechtecks verlaufenden Achse definiert sind;
- – jeder Bereich ist durch eine Vorzugsachse des zu extrahierenden Bildabschnitts definiert;
- – das endgültige Bild weist eine Bereichsanzahl auf, die gleich der Anzahl der extrahierten Bildabschnitte ist;
- – das erste Bild, das zweite Bild und das endgültige Bild weisen im Wesentlichen identische Größen auf;
- – der erste Bildabschnitt und/oder der zweite Bildabschnitt repräsentiert/repräsentieren ein Werkzeug oder einen Teil eines Werkzeugs, wobei das Werkzeug aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: eine endovaskuläre Prothese, ein Führungsdraht, ein Katheter oder eine Kombination von verschiedenen von diesen;
- – die radiologischen Bilder stammen von einer Folge radiologischer Bilder ab, die im Voraus akquiriert und aufgezeichnet worden sind.
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Außerdem betrifft die Erfindung gemäß einem zweiten Aspekt ein medizinisches Bildgebungssystem, das eine Verarbeitungseinheit zur Anwendung eines Bildverarbeitungsverfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung aufweist.
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Darüber hinaus betrifft die Erfindung gemäß einem dritten Aspekt ein Computerprogramm, das Maschineninstruktionen zur Anwendung eines Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung aufweist.
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DARSTELLUNG DER FIGUREN
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung erschließen sich weiter aus der folgenden Beschreibung, die rein veranschaulichend und nicht beschränkend ist und die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gelesen werden sollte, in denen zeigen:
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1 ein medizinisches Bildgebungssystem gemäß der Erfindung;
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2 die Schritte des Verfahrens gemäß der Erfindung in schematisierter Weise;
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3–8 verschiedene Bilder, die durch das erfindungsgemäße Verfahren erhalten worden sind.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Medizinisches Bildgebungssystem
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In 1 weist die radiologische Bildgebungsvorrichtung eine Quelle 1, die in der Lage ist, ein Bündel 2 von Röntgenstrahlen zu emittieren, einen Detektor 3, der der Quelle 1 gegenüberliegend angeordnet und zur Detektion der durch die Quelle 1 emittierten Strahlen eingerichtet ist, eine Auflage 8, die zwischen der Quelle 1 und dem Detektor 3 positioniert ist, eine Verarbeitungseinheit 4, eine Speichereinheit 5 und eine Schnittstelleneinheit 6 auf.
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Die Auflage 8 ist dazu bestimmt, einen Patienten 7 aufzunehmen, an dem ein Chirurg eine Operation, wie beispielsweise Angioplastie, um Atherosklerose zu behandeln, durchführen soll.
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Die Verarbeitungseinheit 4 ist konfiguriert, um die Emission von Röntgenstrahlen durch die Quelle 1 und die Verlagerung der Quelle 1 relativ zu dem Detektor 3 zu steuern.
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Ferner ist die Verarbeitungseinheit 4 zur Steuerung des Auslesens eines Bildes durch den Detektor 3 und zum Empfang von durch den Detektor 3 akquirierten Daten konfiguriert.
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Die Verarbeitungseinheit 4 ist/sind z. B. ein oder mehrere Computer, ein oder mehrere Prozessoren, ein oder mehrere Mikrocontroller, ein oder mehrere Mikrocomputer, ein oder mehrere programmierbare Controller, eine oder mehrere anwendungsspezifische integrierte Schaltungen, andere programmierbare Schaltkreise oder andere Vorrichtungen, die einen Computer enthalten, wie beispielsweise eine Arbeitsstation.
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Die Verarbeitungseinheit 4 ist mit der Speichereinrichtung 5 gekoppelt, die in der Verarbeitungseinheit 4 integriert oder von dieser gesondert sein kann. Diese Einrichtung kann durch eine Festplatte oder beliebige sonstige Wechselspeichermittel (eine CDROM, eine Diskette, etc.) gebildet sein. Diese Speichereinrichtung 5 kann zur Speicherung eines entweder akquirierten oder verarbeiteten radiologischen Bildes des zu behandelnden Bereiches verwendet werden. Dies kann ein ROM/RAM-Speicher der Verarbeitungseinheit 4, eine CDROM, ein USB-Schlüssel, ein Speicher eines zentralen Servers sein. Die Verarbeitungseinheit 4 kann eine (nicht veranschaulicht) Leseeinrichtung, z. B. einen Diskettenleser oder einen CDROM-Leser, zum Lesen der Instruktionen eines Verfahrens zur Verarbeitung radiologischer Bilder (das nachstehend beschrieben ist) von einem (nicht veranschaulichten) Instruktionsmedium, wie beispielsweise einer Diskette oder einer CDROM, aufweisen. Alternativ führt die Verarbeitungseinheit 4 die Instruktionen des Verarbeitungsverfahrens (das nachstehend beschrieben ist) aus, wie sie in (nicht veranschaulichten) Mikrosoftwarepaketen gespeichert sind.
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Die Schnittstelleneinheit 6 weist eine Anzeigevorrichtung 9 auf. Die Schnittstelleneinheit 6 ermöglicht dem Chirurgen, sein Verfahren zu kontrollieren bzw. zu steuern.
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Insbesondere beobachtet der Chirurg während der Operation die Gefäßstrukturen des operierten Bereiches auf der Anzeigevorrichtung 9.
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Die Anzeigevorrichtung 9 ist z. B. ein Computerbildschirm, ein Monitor, ein Flachbildschirm, ein Plasmabildschirm oder jede beliebige Art einer kommerziell bekannten Anzeigevorrichtung. Die Anzeigevorrichtung 9 ermöglicht einem Chirurgen, die Gefäßstrukturen des operierten Bereiches zu sehen.
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Beschreibung einer Ausführungsform des Verfahrens zur Verarbeitung radiologischer Bilder gemäß der Erfindung
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2 veranschaulicht die Schritte des Verfahrens.
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3 und 4 veranschaulichen in schematisierter Weise ein erstes radiologisches Bild eines zu behandelnden Bereiches bzw. ein zweites radiologisches Bild eines zu behandelnden Bereiches.
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5 und 6 veranschaulichen jeweils das endgültige leere Bild und das durch das Verfahren zur Verarbeitung radiologische Bilder erhaltene endgültige Bild.
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Im Folgenden wird ein Fall betrachtet, wenn die Absicht besteht, auf einem einzigen endgültigen Bild 50 zwei Bildabschnitte 51, 52 von dem ersten radiologischen Bild 30 bzw. von dem zweiten radiologischen Bild 30' anzuzeigen.
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Das Bild 30 weist ein Gefäß 300, einen Stent 301, einen Führungsdraht 302 und Markierungen 3020, 3021 auf. Diese Markierungen 3020, 3021 sind jeweils an beiden Enden des Stents 301 positioniert und ermöglichen dem Stent 301, in dem Bild 30 leicht lokalisiert zu werden.
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Es sollte beachtet werden, dass das Gefäß 300 nur sichtbar ist, wenn ein Kontrastmittel in den zu behandelnden Bereich injiziert wird.
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Das zweite Bild 30' unterscheidet sich von dem ersten Bild 30 insofern, als der Führungsdraht 302 unterdrückt ist (vgl. 4).
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Das erste Bild 30 kann einer Vergrößerung eines radiologischen Ausgangsbildes des zu behandelnden Bereiches entsprechen. Folglich entspricht das zweite Bild 30' in diesem Fall dem ersten Bild 30, in dem der Führungsdraht unterdrückt ist.
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Es sollte beachtet werden, dass jede beliebige Art einer Verarbeitung des radiologischen Ausgangsbildes vorgesehen sein kann.
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Ferner können das erste und das zweite Bild aus zu unterschiedlichen Zeitpunkten durchgeführten Akquisitionen von dem zu behandelnden Bereich stammen.
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Das Verarbeitungsverfahren ermöglicht dem ersten Bildabschnitt 51 und zweiten Bildabschnitt 52, auf dem endgültigen Bild 50 angeordnet bzw. ausgegeben zu werden. Vorzugsweise weist das endgültige Bild eine Größe auf, die mit der Größe des ersten Bildes und/oder des zweiten Bildes im Wesentlichen identisch ist. Allgemein sollte das endgültige Bild 50 in der Lage sein, auf einem Medium der gleichen Art angezeigt zu werden, das die Anzeige des ersten Bildes oder des zweiten Bildes ermöglicht.
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Während des Verfahrens wird in einem ersten Schritt ein erster Bildabschnitt 51 aus dem ersten radiologischen Bild 30 extrahiert, 100, und in einem zweiten Schritt wird ein zweiter Bildabschnitt 52 aus dem zweiten radiologischen Bild 30' extrahiert, 200. Der erste Bildabschnitt 51 ist in 3 durch gestrichelte Linien begrenzt, während der zweite Bildabschnitt 52 in 4 durch gestrichelte Linien abgegrenzt ist.
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Die Extraktion 100, 200 umfasst ein Definieren eines Bildabschnitts 51, 52 in dem relevanten Bild und Extrahieren dieses Bildabschnitts.
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Die Abmessungen der extrahierten Bildabschnitte 51, 52 können entweder identisch sein oder nicht, wobei sie von dem zu behandelnden Bereich, jedoch auch von den Bereichen abhängig sind, die diesen in dem endgültigen Bild 50 zugewiesen werden, wie dies nachstehend erläutert ist.
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Um sie in dem endgültigen Bild 50 anzuordnen, werden in einem dritten Schritt 300 zwei Bereiche Z1, Z2 in dem endgültigen Bild, jeweils eins für jeden Bildabschnitt 51, 52, definiert.
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In diesem Beispiel weisen die definierten Bereiche Z1, Z2 eine identische Größe auf, und sie sind relativ zu einer Symmetrieachse des Quadrats definiert.
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Schließlich werden die extrahierten Bildabschnitte in einem vierten Schritt 400 auf dem endgültigen Bild 50 angeordnet bzw. ausgegeben.
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Das endgültige Bild 50 weist eine Anzahl von Bereichen Z1, Z2 auf, die gleich der Anzahl der extrahierten Abschnitte ist.
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Vorstehend wurde eine beispielhafte Ausführungsform beschrieben, in der die extrahierten Bildabschnitte eine Größe aufweisen, die gleich der Hälfte des Bildes, von dem sie stammen, ist.
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Die Abmessungen der extrahierten Bildabschnitte können automatisch bestimmt oder aber eine Funktion der angezeigten Struktur auf dem zu behandelnden Bereich sein.
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Alternativ können die zu extrahierenden Bildabschnitte 51, 52 relativ zu einer Vorzugsachse, die in den Bildern vorhanden ist, definiert werden, und die Anordnung bzw. Ausgabe der extrahierten Bildabschnitte in dem endgültigen Bild wird parallel zu dieser Achse vorgenommen.
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Eine Vorzugsachse ist in dem vorstehend dargestellten Beispiel die Achse des Gefäßes oder aber die Achse des Führungsdrahtes.
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Ferner können komplexere Formen für die extrahierten Bildabschnitte vorgesehen werden.
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7 und 8 veranschaulichen jeweils ein endgültiges Bild, indem die Bildabschnitte auf jeder Seite der Diagonale des Bildes angeordnet sind, jedoch eine Oberfläche aufweisen, die kleiner ist als die Hälfte der Oberfläche des Quadrates.
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Das vorstehend beschriebene Verfahren kann in einer Verarbeitungseinheit des vorstehend beschriebenen medizinischen Bildgebungssystems angewandt werden.
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Ferner kann das Verfahren als ein Computerprogramm implementiert werden, das Maschineninstruktionen zur Anwendung des vorstehend beschriebenen Verfahrens aufweist.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verarbeitung radiologischer Bilder, das die Schritte aufweist: Extrahieren 100, 200 wenigstens zweier jeweiliger Bildabschnitte aus wenigstens zwei radiologischen Bildern eines zu behandelnden Bereiches; Definieren 300 eines Bereiches für jeden extrahierten Bildabschnitt in einem endgültigen Bild, Ausgeben 400 der extrahierten Bildabschnitte in dem endgültigen Bild in einer derartigen Weise, dass ein Bereich des endgültigen Bildes einen extrahierten Bildabschnitt aufweist.
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Bezugszeichenliste
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Fig. 1
- 1
- Quelle
- 2
- Röntgenstrahlbündel
- 3
- Detektor
- 4
- Verarbeitungseinheit
- 5
- Speichereinheit
- 6
- Schnittstelleneinheit
- 7
- Patient
- 8
- Auflage
- 9
- Anzeigevorrichtung
Fig. 2 - 100
- Extraktion aus dem ersten radiologischen Bild
- 200
- Extraktion aus dem zweiten radiologischen Bild
- 300
- Definition zweier Bereiche Z1, Z2 in dem endgültigen Bild
- 400
- Anordnung/Ausgabe extrahierter Bildabschnitte auf dem endgültigen Bild
Fig. 3 - 30
- erstes radiologisches Bild
- 51
- Bildabschnitt
- 300
- Gefäß
- 301
- Stent
- 302
- Führungsdraht
- 3020
- Markierung
- 3021
- Markierung
Fig. 4 - 30'
- zweites radiologisches Bild
- 52
- Bildabschnitt
Fig. 5 - 50
- endgültiges Bild
- Z1, Z2
- in dem endgültigen Bild definierte Bereiche
