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Die Erfindung betrifft ein Verfahren, bei dem mindestens zwei 3D-Bilddaten eines Patienten geometrisch korrekt einander zugeordnet werden.
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Bei der - operativen - Behandlung von Frakturen langer Röhrenknochen muss darauf geachtet werden, dass die entsprechenden Extremitätenachsen des Patienten in der ursprünglichen Form wieder hergestellt werden. Zum Beispiel müssen bei einer Femurfraktur die Beinachse (Vermeidung von Varus- oder Valgusstellung), die Beinrotation und die Beinlänge korrekt eingestellt werden.
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Bekannt ist es, die Beinachse intraoperativ mittels eines Hilfsmittels visuell zu überprüfen. Hierzu wird oft das Kabel eines Elektrokauters benutzt. Bekannt ist es auch, die Beinlänge im Vergleich zum gesunden Bein des Patienten zu messen und die Beinrotation visuell mit dem gesunden Bein abzugleichen.
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Oft steht intraoperativ auch ein 3D-Röntgenverfahren bzw. - gerät, z.B. ein 3D-Röntgen-C-Bogen, zur Verfügung. Ein solches erzeugt einen 3D-Bilddatensatz des Patienten in Form eines rekonstruierten Raumbereiches, im Folgenden kurz „3D-Bilddaten“ genannt. Zur Aufnahme wird das Gerät in einer 3D-Aufnahmeposition fixiert. Z.B. wird beim o.g. C-Bogen ein Grundträger an einer bestimmen Ortsposition im Operationssaal (OP) fixiert. Das Röntgengerät wird in dieser unveränderten Grundausrichtung zwischen verschiedenen Stellungen verfahren. Z.B. wird beim o.g. C-Bogen bei unbewegtem Grundträger der C-Arm des Gerätes orbital zwischen verschiedenen Stellungen verfahren. So wird ein Satz von 2D-Röntgenbildern oder 2D-Projektionsbildern aufgenommen, aus denen dann die 3D-Bilddaten rekonstruiert werden.
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Derartige intraoperativ nutzbare, in der Regel mobile 3D-Röntgengeräte weisen meist ein vergleichsweise kleines Rekonstruktionsvolumen für die 3D-Bilddaten auf, z.B. einen Würfel von nur 15cm Kantenlänge. Das Volumen ist hierbei direkt an die Größe des verwendeten Röntgendetektors gekoppelt. Ein langer Röhrenknochen ist um ein Vielfaches länger, so dass mehrere 3D-Bilddaten des Patienten aufgenommen werden müssen, um den gesamten Knochen abzubilden. Neuere Verfahren ermöglichen das geometrisch korrekte Zusammensetzen von einzelnen 3D-Bilddaten zu einem 3D-Gesamtbild, aus dem dann die Beinachse und die Beinlänge ableitbar sind.
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„Geometrisch korrekt“ bedeutet, dass in Bezug auf den abgebildeten Patienten die an sich nicht zusammenhängenden 3D-Bilddaten bezüglich eines gedachten Gesamtbildes ortsrichtig, also wie zueinander ortsfixierte Raumausschnitte, einander zugeordnet sind. Durch ihre gegenseitige Lage und Orientierung bilden Sie also die realen Verhältnisse am Patienten ortsrichtig ab. Die Teilvolumnia können hierbei zusammenhängen, d.h. sich überlappen, oder nicht, um insgesamt ein größeres Patientenvolumen abzubilden.
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Zum Zusammensetzen („Stitching“) der 3D-Bilddaten gibt es zwei Ansätze: Beim ersten Ansatz werden mehrere 3D-Bilddaten mit jeweils paarweise ausreichendem Bild- bzw. Raumbereichs-Überlapp aufgenommen, um daraus zusammenhängende 3D-Bilddaten zu erzeugen. Hierzu werden Bildfusionsalgorithmen verwendet.
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Beim zweiten Ansatz werden die einzelnen 3D-Bilddaten nichtüberlappend aufgenommen, z.B. werden erste 3D-Bilddaten von der Hüfte, zweite vom Knie und dritte vom Fußgelenk des selben Patienten aufgenommen. Wegen des fehlenden Überlapps muss hier jedoch, um die einzelnen 3D-Bilddaten geometrisch richtig anzuordnen bzw. in Zusammenhang zu bringen, ein einheitliches Bezugssystem bzw. Koordinatensystem für alle (Teil-)Datensätze, also 3D-Bilddaten geschaffen werden. Denkbar wäre hier beispielsweise die jeweilige Positionsbestimmung des Bildgebungssystems anhand eines handelsüblichen Tracking-, d.h. Positionserfassungssystems. Dies erfordert jedoch zusätzlichen Hard- und Softwareaufwand und ist daher vom Benutzer kaum akzeptiert.
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Für das Stitching bzw. sonstige korrekte Ortszuordnungsverfahren im 2D-Bereich gibt es zahlreiche Realisierungsmöglichkeiten. Z.B. ist für die Ortszuordnung von 2D-Röntgenbildern aus dem Artikel „
'Image Fusion for Intraoperative Control of Axis in Long Bone Fracture Treatment', Peter Messmer et al., European Journal of Trauma 2006, No. 6, S. 555-561, Urban & Vogel“ eine starre Markerplatte mit röntgensichtbaren Markern (Ortscodes) bekannt. Die Markerplatte wird so unter den Patienten gelegt, dass Teile dieser in mehreren, auch nicht überlappenden, 2D-Röntgen-Teilbildern des Patienten sichtbar sind. Die Markerplatte ermöglicht eine geometrisch korrekte Zuordnung der 2D-Einzelbilder zueinander, da die röntgensichtbaren Ortscodes der Markerplatte im Röntgenbild sichtbar sind und die Zuordnung erlauben.
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Die Markerplatte muss vor der Lagerung des Patienten unter diesem platziert werden, eine spätere Platzierung ist daher nicht mehr möglich. Die Markerplatte muss im Operationssaal gelagert und auch gereinigt werden. Die Markerplatte drückt unter Umständen störend durch die Patientenauflage.
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Für die intraoperative 3D-Bildgebung mit den o.g. kleinen Rekonstruktionsvolumen scheitert dieser Ansatz, da oft die Abstände zwischen Markerplatte und einem interessierenden abzubildenden Ort im Patienten zu groß sind, um diese gemeinsam in einzigen 3D-Bilddaten zu erfassen.
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Aus der
EP 1 632 181 A1 ist ein Verfahren zur Komposition eines Gesamtbildes eines Patienten bekannt, wobei Teilbilder mit Ortsmarkern aufgenommen werden und anschließend durch die Ortsmarker, die bezüglich eines absoluten Ortsrasters registriert sind, einander zugeordnet werden. Aus der
WO 2009 / 106 816 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei welchem durch Nutzung eines neben den Patienten abgelegten Markerobjekts eine Registrierung mehrerer nicht überlappender Bilder zueinander durchgeführt wird.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur geometrisch korrekten Zuordnung von 3D-Bilddaten eines Patienten anzugeben.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1. Eine Markerfläche wird in ortsfester Relativlage zum Patienten fixiert. Die Markerfläche ist in einem Röntgenbild, also röntgenologisch abbildbar. Die Markerfläche ist formstabil in dem Sinne, dass sie zumindest während der im Rahmen des Verfahrens getätigten Röntgenaufnahmen relativ zum Patienten nicht ortsveränderlich ist. Die Markerfläche definiert ein Bezugssystem, d.h. ein Koordinatensystem für eine spätere Koordinatenzuordnung.
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Ein Röntgengerät wird nacheinander in eine erste und zweite 3D-Aufnahmeposition gebracht. In jeder der 3D-Aufnahmepositionen nimmt das Röntgengerät wiederum verschiedene Stellungen ein. In jeder Stellung nimmt das Röntgengerät ein erstes 2D-Röntgenbild auf. Sämtliche in der jeweiligen 3D-Aufnahmeposition erzeugten 2D-Röntgenbilder liefern schließlich die zugehörigen ersten und zweiten 3D-Bilddaten für die erste und zweite 3D-Aufnahmeposition.
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Erste und zweite 3D-Aufnahmeposition werden dabei außerdem derart gewählt, dass in der gewählten 3D-Aufnahmeposition in jeweils mindestens einer Stellung ein zweites 2D-Röntgenbild vom Röntgengerät aufgenommen werden kann. Die Wahl geschieht so, dass dabei zumindest ein Teil der Markerfläche in dem 2D-Röntgenbild abgebildet wird. Aus dem jeweiligen Abbild der Markerfläche im jeweiligen zweiten 2D-Röntgenbild kann nun die jeweilige erste und zweite 3D-Aufnahmeposition in Relation zum Bezugssystem und damit auch die jeweilige Lage der 3D-Bilddaten im Bezugssystem ermittelt werden. Gemäß ihrer jeweiligen Lage im Bezugssystem können die ersten und zweiten 3D-Bilddaten anschließend geometrisch korrekt im Bezugssystem einander zugeordnet werden.
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Aus den Positionen der Röntgenmarker in den zweiten 2D-Röntgenbildern lassen sich nämlich mittels der zugehörigen Projektionsmatrizen die Mittelpunkte und Richtungen der Rekonstruktionsvolumina im Koordinatensystem der Markerplatte ermitteln. Aus der Auswertung der abgebildeten flächenhaften Ausdehnung des Markersystems (Markerplatte) in den Projektionsbildern lassen sich zusätzlich die Neigungswinkel der rekonstruierten Volumina berechnen. Dadurch ist es möglich, die unabhängigen Koordinatensysteme der einzelnen rekonstruierten Volumina, also 3D-Bilddaten in ein globales Koordinatensystem, das Bezugssystem der Markerplatte zu transferieren. Die einzelnen Volumina können dann in einem einzigen Koordinatensystem dargestellt werden. Daraus lassen sich z.B. Beinachsen nach Frakturreponierungen sehr viel präziser ermitteln als mit den reinen 2D-Projektionsverfahren. Ebenso sind Bestimmungen der Beinrotation möglich, was mittels 2D nur ansatzweise möglich ist.
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Die Markerfläche ist so beschaffen, dass eine jeweilige Abbildung (eines Teils) der Markerfläche im Röntgenbild eine Ermittlung der Position des Röntgengerätes relativ zur Markerfläche erlaubt. Aus der über die Markerfläche bekannten geometrischen Beziehung der Röntgenbilder kann direkt die geometrische Beziehung der Röntgenbilder zueinander bestimmt werden.
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Bei z.B. schräggestellten OP-Tischen oder Aufnahmegeräten ergibt sich eine Aufnahmesituation, bei der die Markerfläche in den Aufnahmen aus einer zu deren Ebene schrägen Richtung abgebildet wird. Der Aufnahmewinkel kann dann aus der Verzeichnung Abbildung der Markerfläche ermittelt werden. Ein an sich z.B. quadratischer Bildausschnitt erscheint in der entsprechenden Aufnahme bzw. Abbildung dann als verzeichnetes Trapez oder Rhombus.
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Das erfindungsgemäße, für eine Röntgenanwendung geschilderte Verfahren lässt sich auch sinngemäß auf andere Durchleuchtungsverfahren, z.B. Magnetresonanztomographie oder 3D-Ultraschallbildgebung Übertragen und ist daher nicht nur auf Röntgenanwendungen beschränkt. Sicherzustellen ist lediglich, dass in einer jeweiligen 3D-Aufnahmeposition durch eine zusätzliche, nicht zwingenderweise mit der 3D-Rekonstruktion verbundene Aufnahme die Markerplatte abgebildet wird und hieraus die 3D-Aufnahmeposition und damit die 3D-Lage der 3D-Bilddaten ermittelbar ist. Für nichtprojektive Verfahren wie MR oder Ultraschall ist die Methode allerdings nicht eins zu eins übernehmbar, da nicht mit Projektionen gearbeitet wird und daher Informationen von außerhalb des rekonstruierten Bereichs nicht vorliegen.
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Erfindungsgemäß wird also vorgeschlagen, das Problem des Volumen-Stitchings im 3D-Bereich bei nicht überlappenden Raumbereichen der 3D-Bilddaten dadurch zu lösen, dass im Aufnahmebereich des Röntgengerätes in Form der Markerfläche flächenhaft verteilte Röntgenmarker oder auch linienförmige Markerstrukturen angebracht sind. Die Röntgenmarker bilden dabei einen eindeutigen Code, bei dem eine Abbildung der Marker eine eindeutige Zuordnung der zugehörigen Aufnahmeposition im Raum erlaubt. Erfindungsgemäß brauchen die Röntgenmarker dabei nicht im 3D-Rekonstruktionsvolumen enthalten sein. Es ist, um die Markerpositionen in 3D bestimmen zu können, völlig ausreichend, wenn die Marker in mindestens zwei oder einigen der zur 3D-Volumenerzeugung genutzten Röntgenprojektionsbilder sichtbar sind.
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Der erfinderische Schritt liegt in der Verwendung von 2D-Markerstrukturen für das 3D-Stitching nicht überlappender Bereiche, wobei die Marker nicht in den rekonstruierten 3D-Volumina enthalten sein müssen, was zu einer sehr einfachen Realisierung führt. Vorteilhafterweise ergibt sich ein sehr einfaches Verfahren zum Stitchen von nicht überlappenden 3D-Volumina und ohne Verwendung von zusätzlichen Positionserfassungssystemen. Das System kann vollautomatisch und ohne zusätzliche Benutzerinteraktion realisiert werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Markerfläche außerhalb des den 3D-Bilddaten zugeordneten Raumbereiches angeordnet. Die Markerfläche beziehungsweise deren Abbild stört die 3D-Bilddaten selbst nicht, wenn die 3D-Markerfläche außerhalb des Rekonstruktionsvolumens liegt. Allenfalls werden hierbei Artefakte erzeugt, die die 3D-Bildgebung an sich stören, jedoch tolerierbar oder sogar eliminierbar sind.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird als zweites 2D-Röntgenbild eines der ersten 2D-Röntgenbilder verwendet. Ein zweites 2D-Röntgenbild im eigentlichen Sinne muss daher nicht nochmals aufgenommen werden. Die jeweilige erste Röntgenaufnahme wird auch als zweite Röntgenaufnahme nochmals, also doppelt verwendet: einerseits zur Rekonstruktion der 3D-Bilddaten, andererseits zur Ortsermittlung der 3D-Aufnahmeposition im Bezugssystem.
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Erfindungsgemäß ist der Patient auf einem Patiententisch, insbesondere OP-Tisch, angeordnet und die Markerfläche ist am Patiententisch, insbesondere OP-Tisch, fixiert. Zum Beispiel wird die Markerplatte auf den OP-Tisch aufgelegt und der Patient auf der Markerfläche gebettet. Da sich ein 3D-Röntgengerät bei der 3D-Aufnahme zumindest einmal mit der Röntgenquelle in einer Ober- und dem Detektor in einer Untertischposition (oder umgekehrt), ist sichergestellt, dass in mindestens dieser Stellung die zweite 2D-Röntgenaufnahme auch die Markerfläche mit abbildet. Die Markerplatte kann auch seitlich am Tisch vor der Aufnahme angebracht und nach der Aufnahme entfernt werden.
Erfindungsgemäß ist die Markerfläche so angeordnet, dass diese ohne Umlagerung des Patienten entfernbar und/oder fixierbar ist. So kann - z.B. nachdem ein zweites Röntgenbild zur Ermittlung der 3D-Aufnahmeposition im Bezugssystem angefertigt wurde - die Markerfläche entfernt werden, um die in der gleichen Aufnahmeposition erzeugten 3D-Bilddaten nicht zu stören.
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Beispielsweise ist folgendes Vorgehen denkbar: Zunächst werden ohne Markerfläche in einer ersten 3D-Aufnahmeposition artefaktfrei angefertigt. Die Markerfläche wird eingebracht. In der ersten Aufnahmeposition wird ein zweites 2D-Röntgenbild zur Lageermittlung im Bezugssystem angefertigt. Das Röntgengerät wird in die zweite 3D-Aufnahmeposition verschoben. Dort wird wieder ein zweites Röntgenbild zur Lageermittlung der zweiten 3D-Aufnahmeposition im Koordinatensystem angefertigt. Die Markerfläche wird entfernt und in derselben zweiten Aufnahmeposition artefaktfrei zweite 3D-Bilddaten erzeugt. Somit stehen zwei artefaktfreie 3D-Volumina zur Verfügung, welche dennoch in einem Bezugssystem der Markerplatte einander geometrisch ortskorrekt zugeordnet werden können.
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In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform wird die Markerfläche innerhalb oder unterhalb des Patiententisches angeordnet und fixiert. Zum Beispiel wird die Markerfläche in einem Zwischenraum zwischen der Oberseite, auf der der Patient liegt, und der Unterseite des Patiententisches angeordnet.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird als Markerfläche eine Folie verwendet und diese in formstabiler Art fixiert. Obwohl die Folie an sich zwar in der Regel nicht formstabil ist, wird diese zumindest für die Aufnahme der beiden zweiten 2D-Röntgenbilder so fixiert, dass sie ortsunveränderlich ruht. Die Formstabilität wird z.B. durch eine Führung der Folie, z.B. durch Auflage der Folie auf einer formstabilen Fläche oder Halten der Folie unter Zugspannung erreicht.
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Mit anderen Worten wird also vorgeschlagen, Röntgenmarker auf einer flexiblen Folie zu platzieren. Diese Folie kann z.B. unterhalb des OP-Tisches in einer Führung bei Bedarf eingebracht oder wieder entfernt werden. Damit ist sichergestellt, dass die Markerstrukturen nur dann in den Röntgenbilder sichtbar sind, wenn sie auch benötigt werden. Die flexible Markerfolie wird z.B. von einer am OP-Tische befestigten Rolle heruntergerollt und am anderen Ende des OP-Tisches fixiert. Dabei kann die Folie nach der Verwendung entweder auf die Rolle zurück gezogen werden oder sie wird abgeschnitten und entsorgt. Ein leichtes Durchhängen der Folie in z-Richtung ist hierbei z.B. nicht von Relevanz wenn sich die die Genauigkeitserforderungen der Zuordnung der 3D-Bilddaten auf eine x- und y-Richtung beziehen. Dies ist z.B. bei einer Achs- oder Längenbestimmung an einem Bein eines Patienten gegeben.
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Eine Sterilisierung der Folie ist dann nicht erforderlich, da sie sich unterhalb des OP-Tisches befindet, eine normale OPspezifische Reinigung ist damit ausreichend. Durch die Folie wird also ein flexibles und beliebig positionierbares Markersystem realisiert. Das Markersystem kann im OP entsprechend der klinischen Anwendung verwendet werden. Bei der Vermessung von Achsen und Längen am Patienten wird die Folie verwendet und bei der Akquirierung von hochaufgelösten Messungen, z.B. für Detailaufnahmen kann die Folie entfernt werden, damit die Markerstrukturen die 3D-Rekonstruktion nicht stören.
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In einer alternativen Ausführungsform des Verfahrens wird die Markerfläche als starre Platte am Patienten fixiert. Beispielsweise wird die Platte auf die zu röntgende Körperstelle des Patienten, z.B. dessen Oberschenkel, aufgelegt, der Patient liegt hierbei beispielsweise auf einem Operationstisch.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird der Patient auf einer Oberseite eines Patiententisches platziert und die Markerfläche an der dem Patienten gegenüberliegenden Unterseite des Patiententisches angebracht.
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In einer Variante dieser Ausführungsform wird die Markerfläche flächig auf der Unterseite aufgebracht. Zum Beispiel überdeckt die Markerfläche dann - in Blickrichtung senkrecht zum Tisch - den gesamten Tischbereich, in welchem abzubildende Patientenregionen gelagert werden können.
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In einer weiteren Variante dieser Ausführungsform wird die Markerfläche daher so aufgebracht, dass sie einen gesamten Bereich des Patiententisches, der für den Durchtritt von Röntgenstrahlung zur Anfertigung der Röntgenaufnahmen in Frage kommt, überdeckt.
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Die Markerfläche ist in einer bevorzugten Ausführungsform eine Aneinanderreihung jeweils paarweise verschiedener, optisch detektierbarer Figuren, deren jeweilige Ortsposition relativ zur Markerfläche bekannt ist. Mit anderen Worten stellt jede Figur ein eindeutig identifizierbares Ortskennzeichen dar, welches die oben genannte geometrische Zuordnung erlaubt. Ein Abbild eines Teils der Markerfläche ist daher hinsichtlich seiner Lage innerhalb der Markerfläche eindeutig identifizierbar. Falls ausschließlich optisch sichtbare Marker verwendet werden, dann muss zusätzlich z.B. eine Videokamera verwendet, z.B. am C-Bogen angeschlossen werden, die eine bekannte räumliche Position zum Strahler bzw. Detektor aufweist. Dies ist eine Erweiterung des sogenannten CAMC-Prinzips.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung dieser Variante beinhaltet jede Figur einen Strichcode, der die jeweilige Ortsposition der Figur in der Markerfläche angibt. Der Strichcode ist beispielsweise ein 2D- beziehungsweise nxn-Barcode, die Orts- bzw. Relativposition eine 2D-Position bei einer ebenen Markerfläche, ansonsten beispielsweise eine Raumposition bei einer räumlich gekrümmten oder ausgedehnten Markerfläche.
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In einer alternativen Ausführungsform des Verfahrens ist die Markerfläche dauerhaft, insbesondere wie oben erläutert am Patiententisch, angebracht. Hierdurch ergibt sich insbesondere bei einem auf dem Patiententisch ruhenden Patienten stets die geforderte relative Ortsfixierung zwischen Markerfläche und Patientenposition.
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Für eine weitere Beschreibung der Erfindung wird auf die Ausführungsbeispiele der Zeichnungen verwiesen. Es zeigen, jeweils in einer schematischen Prinzipskizze:
- 1 ein Röntgensystem mit 3D-Bilddaten eines Patienten,
- 2 die in einem Bezugssystem einander zugeordneten 3D-Bilddaten,
- 3 einen Patiententisch mit innenliegender Markerfläche.
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1 zeigt einen Patiententisch 2 mit einem darauf gelagerten Patienten 4, an welchem ein medizinischer Eingriff durchzuführen ist. Der Eingriff soll unter Röntgenkontrolle stattfinden. 1 zeigt deshalb auch ein Röntgengerät 6, im Ausführungsbeispiel einen 3D-Röntgen-C-Bogen. Das Röntgengerät 6 weist einen Grundträger 8 und einen an diesem gelagerten C-Arm 10 auf. Der C-Arm 10 trägt eine Röntgenquelle 12 und einen Röntgendetektor 14. Der C-Arm 10 ist zusammen mit der Röntgenquelle 12 und dem Rentendetektor 14 in oder entgegen der Richtung des Pfeils 16 orbital relativ zum Grundträger 8 verfahrbar. Zwischen Patiententisch 2 und Patient 4 auf den Patiententisch 2 aufgelegt ist eine Markerfläche 18. Diese ruht damit in einer festen Relativlage R relativ zum Patienten 4. Die Markerfläche 18 definiert ein Bezugssystem B.
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1 zeigt das Röntgengerät 6 ausgezogen dargestellt in einer ersten 3D-Aufnahmeposition P1. In dieser 3D-Aufnahmeposition ist der Grundträger 8 relativ zum Patienten 4 ortsfixiert. Lediglich der C-Arm 10 bewegt sich in oder entgegen der Richtung des Pfeils 16 zwischen verschiedenen Stellungen S1,2,... (in 1 gestrichelt dargestellt). In jeder der Stellungen S1,2,... wird ein erstes 2D-Röntgenbild 20a,b,... des Patienten 4 aufgenommen. Sämtliche in der 3D-Aufnahmeposition P1 erzeugten ersten 2D-Röntgenbilder 20a,b,... sind dieser zugeordnet und dienen der Rekonstruktion erster, ebenfalls der 3D-Aufnahmeposition P1 zugeordneter 3D-Bilddaten D1. Zusätzlich wird in derselben 3D-Aufnahmeposition P1 in einer der Stellungen S1,2,.. oder einer beliebigen anderen relativ zu diesen ortsbekannten Stellung ein zweites 2D-Röntgenbild 22 aufgenommen, welches zumindest einen Teil der Markerfläche 18 abbildet. Die erste 3D-Aufnahmeposition P1 wurde daher auch so gewählt, dass neben der Anfertigung der gewünschten 3D-Bilddaten D1 auch in mindestens einer Stellung des Röntgengerätes 6 im zweiten 2D-Röntgenbild 22 die Markerfläche 18 abbildbar ist.
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In einer alternativen Ausführungsform wird als zweites 2D-Röntgenbild 22 eines der ersten 2D-Röntgenbilder 20a,b,... benutzt.
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Aus einem Abbild 24 der Markerfläche 18 im zweiten 2D-Röntgenbild 22 wird über die bekannte Abbildungsgeometrie des Röntgengerätes 6 die Lage L1 der 3D-Bilddaten D1 im Bezugssystem B ermittelt.
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Anschließend wird das Röntgengerät 6 beziehungsweise der Grundträger 8 in eine zweite 3D-Aufnahmeposition P2 verschoben, in 1 gestrichelt dargestellt. Die oben genannten Schritte werden hier identisch wiederholt, d.h. auch hier in entsprechenden Stellungen S1,2,... bei unveränderter 3D-Aufnahmeposition P2 erste 2D-Röntgenbilder 20a,b,... aufgenommen, um zweite 3D-Bilddaten D2 zu rekonstruieren. Auch wird in der zweiten 3D-Aufnahmeposition P2 wieder ein zweites 2D-Röntgenbild 22 in gleicher Weise erzeugt, welches ein anderes Abbild 24 der Markerfläche 18 aufweist. Hieraus wird in gleicher Weise die Lage L2 der zweiten 3D-Bilddaten D2 im Bezugssystem B ermittelt.
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Insbesondere in 1 ist zu erkennen, dass die 3D-Bilddaten D1,D2 vollständig innerhalb des Patienten 4 liegen, wobei sich die Markerfläche 18 außerhalb des Patienten 4 befindet. Die Markerfläche 18 liegt daher nicht innerhalb der jeweiligen, den 3D-Bilddaten D1,D2 zugeordneten Raumbereiche.
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Um die jeweilige Lage der Abbilder 24 in den zweiten 2D-Röntgenbildern 22, also die jeweiligen Ausschnitte der Markerfläche 18 identifizieren zu können, weist diese eine Aneinanderreihung jeweils paarweise verschiedener, röntgenologisch abbildbarer und unterscheidbarer 26 auf. Die jeweilige Ortsposition jeder 26 auf der Markerfläche 18 und damit im Bezugssystem B ist bekannt. Die 26 sind daher paarweise unterscheidbar. In 1 sind die 26 nur symbolisch dargestellt. Der jeweilige Aufnahmewinkel des Röntgengerätes 6 bei der Anfertigung der zweiten 2D-Röntgenbilder 22, also der Verlauf des Röntgenzentralstrahles in Bezug auf die Ebene des Patiententisches 2 wird hierbei aus der verzerrten Darstellung des Abbildes 24 der jeweiligen Markerstrukturen der Markerfläche 18 rekonstruiert.
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Die Markerfläche 18 ist in dem Sinne formstabil, dass sich ihre Lage relativ zum Patienten zumindest im Zeitraum zwischen der Aufnahme der beiden zweiten 2D-Röntgenbilder 22 in den 3D-Aufnahmepositionen P1,2 nicht verändert.
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2 zeigt schließlich, wie abschließend im Bezugssystem B die 3D-Bilddaten D1,D2 anhand ihrer entsprechenden Lagen L1,L2 ortsrichtig, d.h. geometrisch korrekt einander zugeordnet werden.
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3 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Patiententisches 2, auf dessen Oberseite 28 wieder der Patient 4 gelagert ist. Der Patiententisch 2 weist jedoch einen zwischen seiner Oberseite 28 und seiner Unterseite 30 angeordneten Zwischenraum 32 auf. In dieser Ausführungsform ist die Markerfläche 18 im Zwischenraum 32 angeordnet. Die Markerfläche 18 ist hier außerdem als Folie 34 ausgeführt, welche zunächst an einem Kopfende 36 des Patiententisches 2 auf einer Rolle 38 bevorratet ist. Die Folie 34 ist über einen außerdem am Kopfende 36 angeordneten Abroll- und Spannmechanismus 40 geführt und verläuft dann durch den Zwischenraum 32 zum gegenüberliegenden Fußende 42 des Patiententisches 2. Dort ist sie in einem weiteren Spann- und Klemmmechanismus 44 fixiert.
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Zumindest für die Dauer zwischen den Aufnahmen der beiden zweiten 2D-Röntgenbilder 22 ist daher die an sich nicht formstabile Folie in ausreichend formstabiler Art fixiert. Dies geschieht hier durch die flächige Auflage an der unteren Innenfläche 46 des Patiententisches 2. Alternativ würde es auch ausreichen, die Folie 34 genügend zwischen dem Abroll- und Spannmechanismus 40 und dem Spann- und Klemmmechanismus 44 - mit oder ohne Auflage bzw. Anlage an einer Fläche oder sonstigen Stabilisierungsvorrichtungen - auf Zug zu verspannen.
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Ein am Spann- und Klemmmechanismus 44 angebrachter Schnittmechanismus 48 dient dazu, verbrauchte Folie 34 abzuschneiden, um diese zu entsorgen.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Patiententisch
- 4
- Patient
- 6
- Röntgengerät
- 8
- Grundträger
- 10
- C-Arm
- 12
- Röntgenquelle
- 14
- Röntgendetektor
- 16
- Pfeil
- 18
- Markerfläche
- 20a,b
- erstes 2D-Röntgenbild
- 22
- zweites 2D-Röntgenbild
- 24
- Abbild
- 26
- Figur
- 28
- Oberseite
- 30
- Unterseite
- 32
- Zwischenraum
- 34
- Folie
- 36
- Kopfende
- 38
- Rolle
- 40
- Abroll- und Spannmechanismus
- 42
- Fußende
- 44
- Spann- und Klemmmechanismus
- 46
- Innenfläche
- 48
- Schnittmechanismus
- R
- Relativlage
- B
- Bezugssystem
- P1,2
- 3D-Aufnahmeposition
- S1,2
- Stellung
- D1,2
- 3D-Bilddaten
- L1,2
- Lage
