DE102011120937B4

DE102011120937B4 - Anordnung und Verfahren zur Registrierung von Gewebeverschiebungen

Info

Publication number: DE102011120937B4
Application number: DE102011120937.2A
Authority: DE
Inventors: Werner Nahm; Hans-Joachim Miesner
Original assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Current assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Priority date: 2011-12-14
Filing date: 2011-12-14
Publication date: 2019-03-14
Anticipated expiration: 2031-12-15
Also published as: WO2013087210A1; DE102011120937A1

Abstract

Anordnung (100) zur Registrierung von Gewebeverschiebungen in einem eine Oberfläche aufweisenden Volumen eines Gewebes (163) mit:- einer ersten Erfassungseinrichtung (101) zum Erfassen von dreidimensionalen ersten Bilddaten eines ersten Volumenanteils des Volumens,- einer ersten Identifizierungseinrichtung (102) zum Identifizieren von ersten charakteristischen Gefäßstrukturen innerhalb des ersten Volumenanteils aus den erfassten dreidimensionalen ersten Bilddaten,- einer zweiten Erfassungseinrichtung (111) zum Erfassen von optischen zweiten Bilddaten eines ersten Oberflächenanteils der Oberfläche,- einer zweiten Identifizierungseinrichtung (112) zum Identifizieren von zweiten charakteristischen Gefäßstrukturen innerhalb des ersten Oberflächenanteils aus den erfassten optischen zweiten Bilddaten,- einer dritten Identifizierungseinrichtung (113) zum Identifizieren von einander entsprechenden ersten und zweiten charakteristischen Gefäßstrukturen durch Vergleich des Verlaufs und der Orientierung von Blutgefäßen der jeweiligen identifizierten charakteristischen Gefäßstrukturen,- einer ersten Berechnungseinrichtung (114) zum Berechnen wenigstens einer geometrischen Abweichung zwischen wenigstens zwei der als einander entsprechend identifizierten ersten und zweiten charakteristischen Gefäßstrukturen, und- einer ersten Darstellungseinrichtung (116, 117) zum Darstellen der wenigstens einen berechneten geometrischen Abweichung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Registrierung von Gewebeverschiebungen, ein Verfahren zur Registrierung von Gewebeverschiebungen sowie ein Computerprogramm.
Angiographie nennt man in der Medizin die Darstellung von Gewebe, insbesondere Gefäßen, meist Blutgefäßen, mit Hilfe von Bildgebungsverfahren. Hierzu wird häufig ein Kontrastmittel, das heißt ein Stoff, der den Bildkontrast verstärkt bzw. in der gewählten Untersuchungsmethode besonders gut sichtbar ist, in das Gefäß injiziert. Auf dem Bild der aufgenommenen Körperregion zeichnet sich dann der mit dem Kontrastmittel gefüllte Gefäßinnenraum ab. Das resultierende Bild nennt man Angiogramm.
Man kann Angiographien nach dem zugrundeliegenden Bildgebungsverfahren unterscheiden. Insbesondere folgende Arten von Angiographien werden in der Literatur genannt:

- optische Angiographie
- computertomographische Angiographie
- kernspintomographische Magnetresonanzangiographie

Bei der optischen Angiographie erfolgt im Allgemeinen eine Videoaufzeichnung der ein Gefäß durchlaufenden Farbstofffront eines optisch detektierbaren Kontrastmittels, welches in Form einer Bolusgabe in das zu untersuchende Gefäß injiziert wurde. Ein Spezialfall der optischen Angiographie ist die sogenannte Fluoreszenz-Angiographie, bei der eine fotographische Darstellung der Blutgefäße mit Hilfe von fluoreszierenden Farbstoffen erfolgt. Die DE 103 39 784 A1 beschreibt ein derartiges Video-Fluoreszenz-Angiographieverfahren und ein Mikroskopiesystem zur Durchführung des Verfahrens. Ein entsprechendes System wird von der Anmelderin hergestellt und unter der Bezeichnung IR800 vertrieben. Es ist möglich, eine optische Angiographie durch Videoaufzeichnungen mit einer Monokamera durchzuführen. Es ist jedoch auch möglich, zwei Kameras oder eine Stereokamera zu verwenden, um Stereobilder zu erzeugen.
Die optische Angiographie kann intraoperativ ohne großen Aufwand und fast beliebig oft durchgeführt werden. Sie liefert ein Bild der oberflächlichen Gefäße im Beobachtungsgebiet bei Bedarf sogar in Echtzeit.
Die computertomographische Angiographie (CTA) bedient sich der modernen Mehrzeilen-Computertomographie. Die Computertomographie ist die rechnerbasierte Auswertung einer Vielzahl aus verschiedenen Richtungen aufgenommener Röntgenaufnahmen eines Objektes, bei der nachträglich die nicht erfasste Volumenstruktur rekonstruiert wird, um ein dreidimensionales Bild zu erzeugen. Aus dem dreidimensionalen Bild können zweidimensionale Schnittbilder erzeugt und an einem Monitor dargestellt werden. Es ist auch möglich, das dreidimensionale Bild in Form von Projektionen auf dem Monitor darzustellen. Nach Kontrastmittelgabe ist eine Gefäßdarstellung möglich. Die Funktionsweise eines Computertomographen wurde erstmalig in der GB 1283915 A beschrieben.
Die kernspintomographische Magnetresonanzangiographie (MRA) oder gleichbedeutend die Magnetresonanztomographie (MRT) basiert auf sehr starken Magnetfeldern sowie elektromagnetischen Wechselfeldern im Radiofrequenzbereich, mit denen bestimmte Atomkerne im Körper resonant angeregt werden, die dann in einem Detektor elektrische Signale induzieren. Um den Ort der jeweiligen Atomkerne zu bestimmen, wird ein ortsabhängiges Magnetfeld (Magnetfeldgradient) angelegt und so eine genaue dreidimensionale Bilderfassung ermöglicht. Eine wesentliche Grundlage für den Bildkontrast sind unterschiedliche Relaxationszeiten verschiedener Gewebearten. Daneben trägt auch der unterschiedliche Gehalt an Wasserstoff-Atomen in verschiedenen Geweben (z. B. Muskel, Knochen) zum Bildkontrast bei. Insbesondere durch Kontrastmittelgabe können auch Blutgefäße dargestellt werden. Die dreidimensional aufgenommenen Datensätze können wie oben bei der CTA als zweidimensionale Schnittbilder oder als Projektionen an einem Monitor dargestellt werden. Synonym zur Bezeichnung Magnetresonanztomographie wird auch die Bezeichnung Kernspintomographie verwendet. Die ebenfalls zu findende Abkürzung MRI stammt von der englischen Bezeichnung Magnetic Resonance Imaging. Eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Durchführung der MRT sind z.B. in der DE 3504734 A1 beschrieben.
Die Anordnungen oder Vorrichtungen zur Durchführung der dreidimensionalen Bilderfassung bei CTA und MRA sind im Vergleich zu einer Videokamera, welche für die optische Angiographie benötigt wird, voluminös aufgebaut. Ein Computertomograph in traditioneller C-Bogen-Bauweise umfasst zwei riesige Arme, in denen sich eine Röntgenquelle und ein CT-Detektor gegenüberliegen und die den Körper des Patienten umfahren. Ein Gerät dieses Typs ist beispielsweise in der EP 0244596 A1 beschrieben. Weiter sind ringförmige Computertomographen bekannt, in deren Inneres der Patient auf einer Bahre gefahren wird. Die Röntgenquelle umkreist den Patienten innerhalb des Rings. Eine Anordnung dieser Art ist zum Beispiel in der US 6373920 B1 beschrieben. Auch ein Magnetresonanztomograph ist üblicherweise ringförmig aufgebaut. Eine Anordnung dieser Art ist in der US 2008119720 A1 gezeigt und beschrieben.
Aufgrund des großen Platzbedarfs, der großen Messdauer und der nicht oder nur bedingt gegebenen intraoperativen Zugänglichkeit des untersuchten Gewebes für den Chirurgen oder Operateur sowie das assistierende medizinische Personal können derartige Geräte bzw. Verfahren im Allgemeinen nur präoperativ oder im Operationssaal nur mit großem Aufwand und/oder intermittierend mit großen Zeitabständen eingesetzt werden.
Zusammenfassend bleibt festzuhalten, dass CTA und MRA eine Vielzahl an Informationen über das Volumen eines Gewebes liefern, jedoch aufgrund des großen Platz- und Zeitbedarfs der entsprechenden Aufnahmegeräte nur bedingt intraoperativ eingesetzt werden können. Die optische Angiographie ist demgegenüber schnell und die zur Bildaufnahme erforderliche Videokamera benötigt vergleichsweise wenig Platz, dafür werden nur Informationen über die Oberfläche des Gewebes gewonnen, die zur chirurgischen Behandlung oder Entfernung des Gewebes durch einen Mediziner nicht ausreichend sind.
Aus diesem Grund werden CTA und/oder MRA in der Regel nur präoperativ zur Planung eines chirurgischen Eingriffs oder intermittierend zu Kontrollzwecken und Planung weiterer operativer Maßnahmen eingesetzt, wohingegen die optische Angiographie intraoperativ angewandt wird. Dazu ist es erforderlich, die intraoperativ mit Hilfe der optischen Angiographie aufgenommenen Daten mit den zuvor präoperativ oder intermittierend mittels CTA und/oder MRA gewonnenen Daten abzugleichen. Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass sichergestellt sein muss, dass eine eindeutige Zuordnung von mit Hilfe der CTA oder MRA aufgefundenen Gewebeteilen, insbesondere Gefäßen, zu dem Gewebe bzw. Gefäßen aus der optischen Angiographie stattfindet.
Während eine derartige eindeutige Zuordnung von Gewebe- bzw. Gefäßstrukturen im Bereich des Rumpfs oder der Gliedmaßen des tierischen oder menschlichen Körpers noch vergleichsweise einfach und sicher möglich ist, ist eine der bedeutendsten Probleme der bildbasierten Neurochirurgie (engl.: Image Based Neurosurgery) der sogenannte Brain-Shift. Bedingt durch Medikamenteneffekte, den Flüssigkeitsverlust nach der Kraniektomie, also der Entfernung (von Teilen) des Schädeldaches, bzw. Duraöffnung (Öffnung der äußersten Hirnhaut), insbesondere jedoch durch resektionsbedingte Volumenverschiebungen während der Gehirnoperation stimmen die präoperativ registrierten Bild- und Planungsdaten sehr häufig nicht mehr mit der intraoperativen Situation überein. Dieser Brain-Shift-Effekt kann zu Unsicherheiten in der Größenordnung von mehreren Zentimetern betragen. Dadurch wird das Auffinden von Tumorbereichen oder die Identifikation zu erhaltender funktioneller Areale erschwert.
Daraus erwächst der Bedarf nach Technologien zur Registrierung und Quantifizierung des Brain-Shift-Effektes und zu einer nachfolgenden, mitlaufenden Korrektur der Planungsdaten.
Der intraoperative, bildgebende Ultraschall ist die zur Zeit am leichtesten verfügbare Technologie zur intraoperativen, bildgestützten Planung. Das Verfahren kann derzeit nur durch speziell geschulte Anwender sicher eingesetzt werden und ist hinsichtlich der Erkennung relevanter anatomischer Strukturen und deren Auflösung den CT/MR-Verfahren unterlegen. Aufgrund des erforderlichen direkten Kontakts der Ultraschallsonde mit dem zu untersuchenden Gewebe, ist Ultraschall nur bedingt zur Erfassung von Gehirngewebe einsetzbar.
Es sind auch bereits optische Verfahren bekannt, die intraoperativ aufgenommene Bild- und Videodaten verwenden, um anatomische Strukturen zu identifizieren und mit den entsprechenden Strukturen präoperativ aufgenommener Daten zu korrelieren. Beispielhaft sei auf das HAL author manuscript „A surface registration approach for video-based analysis of intraoperative brain surface deformations“ von Perrine Paul, Aurelie Quere, Elise Arnaud, Xavier Morandi und Pierre Jannin hingewiesen, welches beim Workshop on Augmented Environments for Medical Imaging and Computer-Aided Surgery im Jahr 2006 vorgestellt wurde. Die automatische Anatomieerkennung auf Basis dieser Verfahren ist derzeit aufgrund äußerer Einflüsse wie Reflexionen, Instrumente und anatomischer Gegebenheiten noch vergleichsweise artefaktanfällig.
US 2005/0101855 A1 und US 7,072,705 B2 zeigen jeweils ein Verfahren zur Kompensation von intraoperativem Brain Shift. Hierzu werden vor der Operation beispielsweise mittels Computertomographie Bilddaten zur Oberflächengeometrie des Gehirns erfasst. Daraus wird ein dreidimensionales Polygonmodell berechnet, wobei ein statistisches Modell verwendet wird, um die Bewegungen der Hirnstrukturen des Polygonmodells zu beschreiben. Mittels eines Laserscanners werden während der Operation zweidimensionale Bilder der Oberfläche aufgenommen, aus denen der Brain Shift im Vergleich zu dem dreidimensionalen Modell berechnet wird
DE 10 2009 040 430 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Überlagerung eines intraoperativen ersten Livebildes eines Operationsgebiets mit einem preoperativen zweiten Bild.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nunmehr darin, eine Anordnung, ein Verfahren und ein Computerprogramm zur Registrierung von Gewebeverschiebungen bereitzustellen, welche schnell und leicht einsetzbar sind und zuverlässige Ergebnisse liefern.
Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5 sowie ein Computerprogramm mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die erfindungsgemäße Anordnung zur Registrierung von Gewebeverschiebungen in einem eine Oberfläche aufweisenden Volumen eines Gewebes umfasst zwei Erfassungseinrichtungen für Bilddaten. Die erste Erfassungseinrichtung dient zum Erfassen von dreidimensionalen ersten Bilddaten eines ersten Volumenanteils des Volumens des Gewebes. Die zweite Erfassungseinrichtung ist zum Erfassen von in der Regel dreidimensionalen optischen zweiten Bilddaten eines ersten Oberflächenanteils der Oberfläche des Gewebes ausgebildet. Bei der ersten Erfassungseinrichtung kann es sich zum Beispiel um einen Röntgencomputertomographen oder einen Magnetresonanztomographen oder eine Kombination beider Geräte handeln. Die zweite Erfassungseinrichtung ist z.B. eine an einem Operationsmikroskop angebrachte Videokamera, insbesondere Infrarotkamera, mit deren Hilfe optische, insbesondere Fluoreszenz-, Angiographie betrieben wird. Die Videokamera kann eine Monokamera oder eine Stereokamera umfassen.
Weiter sind zwei nachfolgend als Identifizierungseinheiten bezeichnete Recheneinheiten vorgesehen, um charakteristische Strukturen aus den von den Erfassungseinrichtungen bereitgestellten Bilddaten zu identifizieren. Die erste Identifizierungseinrichtung dient zum Identifizieren von ersten charakteristischen Strukturen innerhalb des ersten Volumenanteils aus den erfassten dreidimensionalen ersten Bilddaten. Die zweite Identifizierungseinrichtung ist zum Identifizieren von zweiten charakteristischen Strukturen innerhalb des ersten Oberflächenanteils aus den erfassten aufgrund der nichtebenen Oberfläche in der der Regel dreidimensionalen optischen zweiten Bilddaten ausgebildet. Beide Identifizierungseinheiten können z.B. integrale Bestandteile von Computern sein. So ist es z.B. möglich, dass die erste Identifizierungseinheit der den o.a. Röntgencomputertomographen oder einen Magnetresonanztomographen steuernde Computer bzw. ein Bestandteil desselben ist, auf dem ein entsprechendes Rechenprogramm installiert ist. Die zweite Identifizierungseinheit kann beispielsweise der das optische Angiographiesystem mit Operationsmikroskop und Videokamera ansteuernde Computer sein, auf dem eine entsprechende Software installiert ist. Selbstverständlich können die Programme für beide Identifizierungseinheiten auch auf einem einzigen Computer installiert sein oder von einem Server über eine entsprechende Datenverbindung, insbesondere über ein Netzwerk, bereitgestellt werden.
Weiter ist nach der Erfindung eine dritte Identifizierungseinrichtung zum Identifizieren von einander entsprechenden ersten und zweiten charakteristischen Strukturen vorgesehen. Einander entsprechende Strukturen sind z.B. oberflächennahe Blutgefäße, die sowohl mit Hilfe der ersten Erfassungseinrichtung, z.B. mit MRA oder CTA, als auch mit Hilfe der zweiten Erfassungseinrichtung, nämlich insbesondere der optischen Angiographie, erfasst wurden. Auch die dritte Identifizierungseinrichtung kann Bestandteil eines Computers sein, insbesondere des Computers, welcher die erste Identifizierungseinrichtung und/oder die zweite Identifizierungseinrichtung umfasst.
Neben den beiden Erfassungseinrichtungen für Volumen- und Oberflächenbilder, den beiden Identifizierungseinrichtungen für Strukturen in den Volumen- und Oberflächenbildern sowie der dritten Identifizierungseinrichtung, welcher zur Identifizierung korrespondierender Strukturen in den Volumen- und Oberflächenbildem aus den identifizierten Strukturen eingerichtet ist, sind erfindungsgemäß eine erste Berechnungseinrichtung zum Berechnen wenigstens einer geometrischen Abweichung zwischen wenigstens zwei der als einander entsprechend identifizierten ersten und zweiten charakteristischen Strukturen sowie eine erste Darstellungseinrichtung zum Darstellen der wenigstens einen berechneten geometrischen Abweichung vorgesehen. Erstere kann wiederum Bestandteil eines Computers sein, insbesondere des Computers, welcher die erste Identifizierungseinrichtung und/oder die zweite Identifizierungseinrichtung und/oder dritte Identifizierungseinrichtung umfasst. Die erste Darstellungseinrichtung kann einen Bildschirm bzw. ein Display und/oder eine Dateneinspiegelungseinrichtung, welche insbesondere in wenigstens einem Okular eines Mikroskops angeordnet ist, umfassen.
Der dritten Identifizierungseinrichtung kann eine Identifizierungswahrscheinlichkeitsberechnungseinrichtung zugeordnet sein, um die Wahrscheinlichkeit für die Richtigkeit der Identifikation bzw. Zuordnung einander entsprechender erster und zweiter charakteristischer Strukturen zu ermitteln. Anders ausgedrückt ist die Identifikationswahrscheinlichkeitsberechnungseinrichtung dazu vorgesehen, festzustellen, mit welcher Identifizierungswahrscheinlichkeit die als einander entsprechend identifizierten ersten und zweiten charakteristischen Strukturen einander tatsächlich entsprechen. Die erste Darstellungseinrichtung kann eingerichtet und ausgebildet sein, die berechnete Identifizierungswahrscheinlichkeit (vorzugsweise ortsaufgelöst) darzustellen. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass Bereiche, die mit höherer Wahrscheinlichkeit richtig identifiziert wurden mit einer anderen Farbe dargestellt werden, als solche mit einer geringeren Identifizierungswahrscheinlichkeit (so genannte Falschfarbendarstellung).)
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung kann die erste Identifizierungseinrichtung dazu vorgesehen und eingerichtet sein, die erfassten dreidimensionalen ersten Bilddaten in Segmente zu unterteilen und wenigstens eine der ersten charakteristischen Strukturen innerhalb eines der Segmente des ersten Volumenanteils zu identifizieren. In entsprechender Weise kann die zweite Identifizierungseinrichtung eingerichtet sein, die erfassten zwei- oder dreidimensionalen optischen zweiten (Oberflächen-) Bilddaten in Segmente zu unterteilen und wenigstens eine der zweiten charakteristischen Strukturen innerhalb eines der Segmente des ersten Oberflächenanteils zu identifizieren. Unter Segmenten versteht man insbesondere zusammenhängende Bereiche innerhalb eines zwei- oder dreidimensionalen Bildes. Die Vorteile der Segmentierung bestehen insbesondere in der leichteren Identifizierbarkeit charakteristischer Strukturen und der damit verbundenen Reduktion der Rechenzeit gegenüber nichtsegmentierter Betrachtung.
Es ist ferner möglich, dass die erste Darstellungseinrichtung dazu vorgesehen und eingerichtet ist, die wenigstens eine geometrische Abweichung nach Richtung und/oder Betrag, insbesondere durch Falschfarbendarstellung oder durch Vektorkarten, darzustellen. Damit wird es einem Chirurgen oder einer diesen Chirurgen assistierenden Person möglich, sich schnell ein Bild über Richtung und/oder Ausmaß eines Brainshifts zu machen. Bereits zuvor identifizierte Tumorbereiche können auf diese Weise schnell wieder aufgefunden werden und noch erhaltene Areale können leichter aufgefunden werden.
In einer besonderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen der vorstehend beschriebenen Arten kann vorgesehen sein, dass die erste Darstellungseinrichtung zusätzlich dazu eingerichtet ist, die berechnete geometrische Abweichung und die üblicherweise dreidimensionalen optischen zweiten Bilddaten des ersten Oberflächenanteils der Oberfläche überlagert darzustellen. Insbesondere können die Abweichungsdiagramme (Falschfarbendiagramme oder Vektorkarten) durch Bildüberlagerung auf dem Bildschirm, Monitor bzw. Display monoskopisch oder stereoskopisch oder durch Dateneinspiegelung in einen oder mehrere Beobachtungsstrahlengänge des vorerwähnten Operationsmikroskop, insbesondere monokular oder binokular und damit eine monoskopische oder stereoskopische Betrachtung ermöglichend, dargestellt werden.
Unabhängig davon kann die Anordnung eine zweite Berechungseinrichtung umfassen, um eine voraussichtliche geometrische Verschiebung wenigstens einer der identifizierten ersten charakteristischen Strukturen innerhalb des ersten Volumenanteils aus wenigstens einer der berechneten geometrischen Abweichungen zu berechnen. Der Berechung kann ein geeignetes Volumenmodell (z.B. elastisches Gefäß- oder Gewebemodell) zugrunde gelegt werden, um die Auswirkung einer oberflächlich registrierten Verschiebung auf die darunter liegenden anatomischen Strukturen vorherzusagen. Daraus können dann die anatomischen Abweichungen zu den präoperativen Volumendaten berechnet werden. Dem Chirurgen oder der diesen Chirurgen assistierenden Person wird es damit leichter, eine geeignete Operationsplanung durchzuführen. Notwendige Änderungen des Operationsplans während der Operation selbst können durch diese Maßnahme vermieden oder zumindest reduziert werden.
Die zweite Berechnungseinrichtung kann wiederum Bestandteil eines einzigen Computers sein, insbesondere des Computers, welcher die erste Identifizierungseinrichtung und/oder die zweite Identifizierungseinrichtung und/oder die dritte Identifizierungseinrichtung und/oder die erste Berechnungseinrichtung umfasst.
In der erfindungsgemäßen Anordnung kann des weiteren eine dritte Berechnungseinrichtung vorgesehen sein, um die dreidimensionalen ersten Bilddaten des ersten Volumenanteils des Volumens entsprechend der berechneten voraussichtlichen geometrischen Verschiebung zu ändern, wobei die erste Darstellungseinrichtung insbesondere eingerichtet sein kann, die geänderten dreidimensionalen ersten Bilddaten des ersten Volumenanteils des Volumens darzustellen. Dem Chirurgen oder der Assistentin bzw. dem Assistenten wird es damit noch leichter, sich einen Überblick über die operative Situation zu verschaffen.
Auch die dritte Berechnungseinrichtung kann Bestandteil eines einzigen Computers sein, insbesondere des Computers, welcher die erste Identifizierungseinrichtung und/oder die zweite Identifizierungseinrichtung und/oder die dritte Identifizierungseinrichtung und/oder die erste Berechnungseinrichtung und/oder die zweite Berechnungseinrichtung umfasst. Ein üblicherweise vorhandenes einen Computer umfassendes Equipment kann damit beispielsweise durch bloßes Aufspielen eines Computerprogramms zur Durchführung der oben beschriebenen notwendigen Rechenoperationen eingerichtet werden.
Schließlich kann eine vierte Berechnungseinrichtung vorgesehen sein, um eine Vorhersagewahrscheinlichkeit für die berechnete voraussichtliche geometrische Verschiebung zu berechnen. Die Vorhersagewahrscheinlichkeit kann wie die Vorhersage selbst auch tiefenabhängig sein. Diese Vorhersagewahrscheinlichkeit kann beispielsweise auf der ersten Darstellungseinrichtung angezeigt werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine zweite Darstellungseinrichtung vorgesehen sein, um die berechnete Vorhersagewahrscheinlichkeit für die berechnete voraussichtliche geometrische Verschiebung darzustellen. Die erste Darstellungseinrichtung und/oder eine zweite Darstellungseinrichtung können ferner eingerichtet sein, um die berechnete voraussichtliche geometrische Verschiebung darzustellen. Die zweite Darstellungseinrichtung kann wiederum einen Bildschirm und/oder eine in wenigstens einem Okular eines Mikroskops angeordnete Dateneinspiegelungseinrichtung sein. Das Darstellen der berechneten voraussichtlichen geometrischen Verschiebung kann wiederum nach Richtung und/oder Betrag erfolgen. Falschfarbendarstellungen oder Vektorkarten sind geeignete Mittel zu diesem Zweck. Die Feststellung, ob die tatsächliche operative Situation mit der Operationsplanung übereinstimmt, wird damit noch weiter vereinfacht. Fehlbehandlungen bei der Durchführung der Operation können weitgehend verhindert werden.
Die die vierte Berechnungseinrichtung kann wiederum Bestandteil eines Computers sein, insbesondere des Computers, welcher die erste Identifizierungseinrichtung und/oder die zweite Identifizierungseinrichtung und/oder die dritte Identifizierungseinrichtung und/oder die erste Berechnungseinrichtung und/oder die zweite Berechnungseinrichtung und/oder die dritte Berechnungseinrichtung umfasst. Zusätzliche Hardware ist in der Regel nicht erforderlich.
Das entsprechende erfindungsgemäße Verfahren zur Registrierung von Gewebeverschiebungen in einem eine Oberfläche aufweisenden Volumen eines Gewebes, welches insbesondere mit Hilfe der vorstehend beschriebenen Anordnung durchgeführt werden kann, umfasst die nachfolgend angegebenen Verfahrensschritte: In einem ersten Verfahrensschritt werden dreidimensionale erste Bilddaten eines ersten Volumenanteils des Volumens z.B. mithilfe der Röntgencomputertomographie und/oder der Magnetresonanztomographie erfasst. In einem nachfolgenden Verfahrensschritt werden aus den erfassten dreidimensionalen ersten Bilddaten erste charakteristische Strukturen innerhalb des ersten Volumenanteils identifiziert. In einem anderen Verfahrensschritt werden optische zweite Bilddaten, insbesondere Videobilddaten, eines ersten Oberflächenanteils der Oberfläche erfasst. In einem dem vorstehenden Schritt folgenden Verfahrensschritt werden zweite charakteristische Strukturen innerhalb des ersten Oberflächenanteils aus den erfassten optischen zweiten Bilddaten identifiziert. Die einander entsprechenden ersten und zweiten charakteristischen Strukturen werden in einem weiteren Schritt identifiziert. Nachfolgend wird wenigstens eine geometrische Abweichung zwischen wenigstens zwei der als einander entsprechend identifizierten ersten und zweiten charakteristischen Strukturen berechnet und die wenigstens eine berechnete geometrische Abweichung, insbesondere nach Richtung und/oder Betrag und z.B. durch Falschfarbendarstellung oder durch Vektorkarten dargestellt.
Die erfassten dreidimensionalen ersten Bilddaten können in dem entsprechenden vorstehend beschriebenen Verfahrensschritt beispielsweise in Segmente unterteilt werden und es ist möglich, dass wenigstens eine der ersten charakteristischen Strukturen innerhalb eines der Segmente des ersten Volumenanteils identifiziert wird. Eine segmentierte Behandlung von Bilddaten hat den Vorteil der schnellen automatisierten Auffindbarkeit charakteristischer Strukturen.
Bei den zweiten optischen Bilddaten kann es sich um solche Bilddaten handeln, die mittels der Fluoreszenz-Angiographie erfasst worden sind. Die Verwendung der Fluoreszenz-Angiographie zur Erfassung der zweiten optischen Bilddaten zeichnet sich dadurch aus, dass sich gesundes Gewebe von Tumorgewebe vergleichsweise einfach unterscheiden lässt. Es wird auf die sogenannte IR800-Funktionalität von Operationsmikroskopen der Anmelderin hingewiesen.
Auch die erfassten optischen zweiten Bilddaten können in Segmente unterteilt werden, wobei dann wenigstens eine der zweiten charakteristischen Strukturen innerhalb eines der Segmente des ersten Oberflächenanteils identifiziert wird. Auch die Aufteilung der optischen Bilddaten in Segmente und deren segmentierte Analyse zeichnet sich durch eine schnelle automatisierte Auffindbarkeit charakteristischer anatomischer Strukturen oder Landmarken aus.
Neben den oben im Einzelnen beschriebenen Verfahrensschritten kann das erfindungsgemäße Verfahren auch den weiteren Verfahrensschritt „überlagertes Darstellen der optischen zweiten Bilddaten des ersten Oberflächenanteils der Oberfläche“ umfassen. Eine überlagerte Darstellung der optischen zweiten Bilddaten und oberflächlichen Abweichungen zwischen den als einander entsprechend identifizierten ersten und zweiten charakteristischen Strukturen ermöglicht es dem Chirurgen oder Assistenten Areale des für ihn sichtbaren Operationsraums zu identifizieren, die ohne Risiko behandelt werden können und Bereiche, in denen gesundes von krankem Gewebe nicht unterscheidbar ist.
Das überlagerte Darstellen der optischen zweiten Bilddaten des ersten Oberflächenanteils der Oberfläche und der wenigstens einen berechneten geometrischen Abweichung kann auf einem vorzugsweise in der Nähe des zu untersuchenden Objekts angebrachten Bildschirms oder durch Dateneinspiegelung in wenigstens ein Okular eines (Operations-) Mikroskops erfolgen. Eine Bildschirmdarstellung zeichnet sich dadurch aus, dass Operateur, Assistent und ggf. Bedienpersonal stets denselben Eindruck vom zu untersuchenden Gewebe erhalten und den weiteren Operationsverlauf gemeinsam besprechen können. Eine Dateneinspiegelung hat den Vorteil, dass der betrachtende Chirurg seine Instrumente im Blick hat und der unmittelbare Einfluss der Behandlung auf den Behandlungserfolg sichtbar ist.
Es ist möglich, zum Beispiel auf Basis eines Volumenmodells, insbesondere eines elastischen Gefäß- oder Gewebemodells, eine Aussage zu treffen, ob eine zutreffende Identifikation einander entsprechender erster und zweiter charakteristischer Strukturen stattgefunden hat. Erfindungsgemäß kann daher der Verfahrensschritt

- Berechnen einer Identifizierungswahrscheinlichkeit für die Richtigkeit der Identifikation zweier aneinander entsprechender erster und zweiter charakteristischer Strukturen vorgesehen sein.

Es ist möglich, dass diese Identifizierungswahrscheinlichkeit, beispielsweise mit Hilfe eines Monitors, auch zur Anzeige gebracht wird.
Das Verfahren kann in besonderer Ausgestaltung durch den weiteren Verfahrens schritt „Berechnen einer voraussichtlichen geometrischen Verschiebung wenigstens einer der identifizierten ersten charakteristischen Strukturen innerhalb des ersten Volumenanteils aus wenigstens einer der berechneten geometrischen Abweichungen“ gekennzeichnet sein. Zur Durchführung dieses Verfahrensschritts kann z.B. ein Volumenmodell, insbesondere ein elastisches Gefäß- oder Gewebemodell, zur Anwendung kommen. Die Implementierung dieses Verfahrensschritts in das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil der Möglichkeit einer verbesserten Operationsplanung gegenüber herkömmlichen Verfahren.
Darüber hinaus können die weiteren Verfahrensschritte „Ändern der dreidimensionalen ersten Bilddaten des ersten Volumenanteils des Volumens entsprechend der berechneten voraussichtlichen geometrischen Verschiebung und Darstellen der geänderten dreidimensionalen ersten Bilddaten des ersten Volumenanteils des Volumens“ vorgesehen sein. Diese Maßnahme stellt dem Chirurgen oder Assistenten Informationen über die Zuverlässigkeit der dargestellten Bilder bereit, aus denen er wieder Rückschlüsse auf die weitere Operationsplanung ziehen kann.
Eine weitere Verbesserung der Informationen über die Zuverlässigkeit der bereitgestellten Bilddaten kann dadurch erzielt werden, dass in einem weiteren Verfahrensschritt eine Vorhersagewahrscheinlichkeit für die berechnete voraussichtliche geometrische Verschiebung berechnet wird und diese berechnete Vorhersagewahrscheinlichkeit für die berechnete voraussichtliche geometrische Verschiebung und ggf. auch die berechnete voraussichtliche geometrische Verschiebung (z.B. nach Richtung und/oder Betrag) dargestellt werden (z.B. durch Falschfarbendarstellung oder durch Vektorkarten). Das überlagerte Darstellen der dreidimensionalen ersten Bilddaten des ersten Volumenanteils und der wenigstens einen berechneten voraussichtlichen geometrischen Verschiebung kann je nach oben beschriebenen Anforderungen auf einem Bildschirm oder durch Dateneinspiegelung in wenigstens ein Okular eines Mikroskops erfolgen.
Zusammenfassend werden im Folgenden noch einmal die unterschiedlichen Aspekte der Erfindung aufgezeigt. Diese Aspekte sind Teil der Beschreibung der vorliegenden Erfindung und legen nicht wie die Patentansprüche den Schutzbereich fest.

1. Anordnung zur Registrierung von Gewebeverschiebungen in einem eine Oberfläche aufweisenden Volumen eines Gewebes mit:
- - einer ersten Erfassungseinrichtung zum Erfassen von dreidimensionalen ersten Bilddaten eines ersten Volumenanteils des Volumens
- - einer ersten Identifizierungseinrichtung zum Identifizieren von ersten charakteristischen Strukturen innerhalb des ersten Volumenanteils aus den erfassten dreidimensionalen ersten Bilddaten,
- - einer zweiten Erfassungseinrichtung zum Erfassen von optischen zweiten Bilddaten eines ersten Oberflächenanteils der Oberfläche
- - einer zweiten Identifizierungseinrichtung zum Identifizieren von zweiten charakteristischen Strukturen innerhalb des ersten Oberflächenanteils aus den erfassten optischen zweiten Bilddaten,
- - einer dritten Identifizierungseinrichtung zum Identifizieren von einander entsprechenden ersten und zweiten charakteristischen Strukturen,
- - einer ersten Berechnungseinrichtung zum Berechnen wenigstens einer geometrischen Abweichung zwischen wenigstens zwei der als einander entsprechend identifizierten ersten und zweiten charakteristischen Strukturen,
- - einer ersten Darstellungseinrichtung zum Darstellen der wenigstens einen berechneten geometrischen Abweichung.
2. Anordnung nach Aspekt 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Erfassungseinrichtung ein Röntgencomputertomograph und/oder ein Magnetresonanztomograph ist.
3. Anordnung nach einem der Aspekte 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Identifizierungseinrichtung Bestandteil eines Computers ist.
4. Anordnung nach einem der Aspekte 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Identifizierungseinrichtung eingerichtet ist, die erfassten dreidimensionalen ersten Bilddaten in Segmente zu unterteilen und wenigstens eine der ersten charakteristischen Strukturen innerhalb eines der Segmente des ersten Volumenanteils zu identifizieren.
5. Anordnung nach einem der vorangegangenen Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Erfassungseinrichtung eine Videokamera, insbesondere eine Infrarotkamera, ist.
6. Anordnung nach einem der vorangegangenen Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Identifizierungseinrichtung Bestandteil eines Computers ist, insbesondere des Computers, welcher die erste Identifizierungseinrichtung umfasst.
7. Anordnung nach einem der vorangegangenen Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Identifizierungseinrichtung eingerichtet ist, die erfassten optischen zweiten Bilddaten in Segmente zu unterteilen und wenigstens eine der zweiten charakteristischen Strukturen innerhalb eines der Segmente des ersten Oberflächenanteils zu identifizieren.
8. Anordnung nach einem der vorangegangenen Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Identifizierungseinrichtung Bestandteil eines Computers ist, insbesondere des Computers, welcher die erste Identifizierungseinrichtung und/oder die zweite Identifizierungseinrichtung umfasst.
9. Anordnung nach einem der vorangegangenen Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Berechnungseinrichtung Bestandteil eines Computers ist, insbesondere des Computers, welcher die erste Identifizierungseinrichtung und/oder die zweite Identifizierungseinrichtung und/oder die dritte Identifizierungseinrichtung umfasst.
10. Anordnung nach einem der vorangegangenen Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Darstellungseinrichtung eingerichtet ist, die wenigstens eine geometrische Abweichung nach Richtung und/oder Betrag, insbesondere durch Falschfarbendarstellung oder durch Vektorkarten, darzustellen.
11. Anordnung nach einem der vorangegangenen Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Darstellungseinrichtung eingerichtet ist, die berechnete geometrische Abweichung und die optischen zweiten Bilddaten des ersten Oberflächenanteils der Oberfläche überlagert darzustellen.
12. Anordnung nach einem der vorangegangenen Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Darstellungseinrichtung einen Bildschirm und/oder eine Dateneinspiegelungseinrichtung umfasst, welche insbesondere in wenigstens einem Okular eines Mikroskops angeordnet ist.
13. Anordnung nach einem der vorangegangenen Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass eine Identifizierungswahrscheinlichkeitsberechnungseinrichtung zum Berechnen einer Wahrscheinlichkeit für die Richtigkeit der Identifikation zweier entsprechender erster und zweiter charakteristischer Strukturen.
14. Anordnung nach Aspekt 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Darstellungseinrichtung eingerichtet ist oder eine weitere Darstellungseinrichtung vorgesehen ist, die berechnete Identifizierungswahrscheinlichkeit darzustellen.
15. Anordnung nach einem der vorangegangenen Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Berechungseinrichtung vorgesehen ist, um eine voraussichtliche geometrische Verschiebung wenigstens einer der identifizierten ersten charakteristischen Strukturen innerhalb des ersten Volumenanteils aus wenigstens einer der berechneten geometrischen Abweichungen zu berechnen.
16. Anordnung nach Aspekt 15, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Berechnungseinrichtung Bestandteil eines Computers ist, insbesondere des Computers, welcher die erste Identifizierungseinrichtung und/oder die zweite Identifizierungseinrichtung und/oder die dritte Identifizierungseinrichtung und/oder die erste Berechnungseinrichtung umfasst.
17. Anordnung nach einem der Aspekte 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Berechnungseinrichtung eingerichtet ist, die voraussichtliche geometrische Verschiebung anhand eines Volumenmodells, insbesondere eines elastischen Gefäß- oder Gewebemodells, zu berechnen.
18. Anordnung nach einem der Aspekte 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Berechnungseinrichtung vorgesehen ist, um die dreidimensionalen ersten Bilddaten des ersten Volumenanteils des Volumens entsprechend der berechneten voraussichtlichen geometrischen Verschiebung zu ändern und dass die erste Darstellungseinrichtung eingerichtet ist, die geänderten dreidimensionalen ersten Bilddaten des ersten Volumenanteils des Volumens darzustellen.
19. Anordnung nach Aspekt 18, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Berechnungseinrichtung Bestandteil eines Computers ist, insbesondere des Computers, welcher die erste Identifizierungseinrichtung und/oder die zweite Identifizierungseinrichtung und/oder die dritte Identifizierungseinrichtung und/oder die erste Berechnungseinrichtung und/oder die zweite Berechnungseinrichtung umfasst.
20. Anordnung nach einem der Aspekte 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine vierte Berechnungseinrichtung vorgesehen ist, um eine Vorhersagewahrscheinlichkeit für die berechnete voraussichtliche geometrische Verschiebung zu berechnen.
21. Anordnung nach Aspekt 20, dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Berechnungseinrichtung Bestandteil eines Computers ist, insbesondere des Computers, welcher die erste Identifizierungseinrichtung und/oder die zweite Identifizierungseinrichtung und/oder die dritte Identifizierungseinrichtung und/oder die erste Berechnungseinrichtung und/oder die zweite Berechnungseinrichtung und/oder die dritte Berechnungseinrichtung umfasst.
22. Anordnung nach einem der Aspekte 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Darstellungseinrichtung eingerichtet ist und/oder eine zweite Darstellungseinrichtung vorgesehen ist, um die berechneten Vorhersagewahrscheinlichkeit für die berechnete voraussichtliche geometrische Verschiebung darzustellen.
23. Anordnung nach einem der Aspekte 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Darstellungseinrichtung und/oder eine zweite Darstellungseinrichtung eingerichtet sind/ist, die berechnete voraussichtliche geometrische Verschiebung darzustellen.
24. Anordnung nach Aspekt 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Darstellen der berechneten voraussichtlichen geometrischen Verschiebung nach Richtung und/oder Betrag erfolgt.
25. Anordnung nach einem der Aspekte 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Darstellen der berechneten voraussichtlichen geometrischen Verschiebung durch Falschfarbendarstellung oder durch Vektorkarten erfolgt.
26. Anordnung nach einem der Aspekte 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Darstellungseinrichtung einen Bildschirm und/oder eine in wenigstens einem Okular eines Mikroskops angeordnete Dateneinspiegelungseinrichtung ist.
27. Verfahren zur Registrierung von Gewebeverschiebungen in einem eine Oberfläche aufweisenden Volumen eines Gewebes mit den Schritten:
- - Erfassen von dreidimensionalen ersten Bilddaten eines ersten Volumenanteils des Volumens
- - Identifizieren von ersten charakteristischen Strukturen innerhalb des ersten Volumenanteils aus den erfassten dreidimensionalen ersten Bilddaten,
- - Erfassen von optischen zweiten Bilddaten eines ersten Oberflächenanteils der Oberfläche
- - Identifizieren von zweiten charakteristischen Strukturen innerhalb des ersten Oberflächenanteils aus den erfassten optischen zweiten Bilddaten,
- - Identifizieren von einander entsprechenden ersten und zweiten charakteristischen Strukturen,
- - Berechnung wenigstens einer geometrischen Abweichung zwischen wenigstens zwei der als einander entsprechend identifizierten ersten und zweiten charakteristischen Strukturen,
- - Darstellen der wenigstens einen berechneten geometrischen Abweichung,
28. Verfahren nach Aspekt 27, dadurch gekennzeichnet, dass die dreidimensionalen ersten Bilddaten mithilfe der Röntgencomputertomographie und/oder der Magnetresonanztomographie erfasst werden.
29. Verfahren nach einem der Aspekte 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten dreidimensionalen ersten Bilddaten in Segmente unterteilt werden und dass wenigstens eine der ersten charakteristischen Strukturen innerhalb eines der Segmente des ersten Volumenanteils identifiziert wird.
30. Verfahren nach einem der Aspekte 27 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten optischen Bilddaten Videobilddaten sind.
31. Verfahren nach einem der Aspekte 27 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten optischen Bilddaten mittels Fluoreszenz-Angiographie erfasst werden.
32. Verfahren nach einem der Aspekte 27 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten optischen zweiten Bilddaten in Segmente unterteilt werden und dass wenigstens eine der zweiten charakteristischen Strukturen innerhalb eines der Segmente des ersten Oberflächenanteils identifiziert wird.
33. Verfahren nach einem der Aspekte 27 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass das Darstellen der wenigstens einen geometrischen Abweichung nach Richtung und/oder Betrag erfolgt.
34. Verfahren nach einem der Aspekte 27 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass das Darstellen der wenigstens einen geometrischen Abweichung durch Falschfarbendarstellung oder durch Vektorkarten erfolgt.
35. Verfahren nach einem der Aspekte 27 bis 34, gekennzeichnet durch den weiteren Verfahrensschritt:
- - überlagertes Darstellen der optischen zweiten Bilddaten des ersten Oberflächenanteils der Oberfläche
36. Verfahren nach Aspekt 35, dadurch gekennzeichnet, dass das überlagerte Darstellen der optischen zweiten Bilddaten des ersten Oberflächenanteils der Oberfläche und der wenigstens einen berechneten geometrischen Abweichung auf einem Bildschirm oder durch Dateneinspiegelung in wenigstens ein Okular eines Mikroskops erfolgt.
37. Verfahren nach einem der vorangegangenen Aspekte, gekennzeichnet durch den Verfahrensschritt:
- - Berechnen einer Identifizierungswahrscheinlichkeit für die Richtigkeit der Identifikation zweier einander entsprechender erster und zweiter charakteristischer Strukturen.
38. Verfahren nach Aspekt 37, gekennzeichnet durch den Verfahrensschritt:
- - Darstellen der Identifizierungswahrscheinlichkeit.
39. Verfahren nach einem der Aspekte 27 bis 38, gekennzeichnet durch den weiteren Verfahrensschritt:
- - Berechnen einer voraussichtlichen geometrischen Verschiebung wenigstens einer der identifizierten ersten charakteristischen Strukturen innerhalb des ersten Volumenanteils aus wenigstens einer der berechneten geometrischen Abweichungen.
40. Verfahren nach Aspekt 39, dadurch gekennzeichnet, dass zum Berechnen der voraussichtlichen geometrischen Verschiebung ein Volumenmodell, insbesondere ein elastisches Gefäß- oder Gewebemodell verwendet wird.
41. Verfahren nach einem der Aspekte 39 oder 40, gekennzeichnet durch die weiteren Verfahrensschritte:
- - Ändern der dreidimensionalen ersten Bilddaten des ersten Volumenanteils des Volumens entsprechend der berechneten voraussichtlichen geometrischen Verschiebung und
- - Darstellen der geänderten dreidimensionalen ersten Bilddaten des ersten Volumenanteils des Volumens.
42. Verfahren nach einem der Aspekte 39 bis 41, gekennzeichnet durch den weiteren Verfahrensschritt:
- - Berechnen einer Vorhersagewahrscheinlichkeit für die berechnete voraussichtliche geometrische Verschiebung.
43. Verfahren nach Aspekt 42, gekennzeichnet durch den weiteren Verfahrensschritt:
- - Darstellen der berechneten Vorhersagewahrscheinlichkeit für die berechnete voraussichtliche geometrische Verschiebung.
44. Verfahren nach einem der Aspekte 39 bis 43, gekennzeichnet durch den weiteren Verfahrensschritt:
- - Darstellen der berechneten voraussichtlichen geometrischen Verschiebung.
45. Verfahren nach Aspekt 44, dadurch gekennzeichnet, dass das Darstellen der berechneten voraussichtlichen geometrischen Verschiebung nach Richtung und/oder Betrag erfolgt.
46. Verfahren nach einem der Aspekte 44 oder 45, dadurch gekennzeichnet, dass das Darstellen der berechneten voraussichtlichen geometrischen Verschiebung durch Falschfarbendarstellung oder durch Vektorkarten erfolgt.
47. Verfahren nach einem der Aspekte 44 bis 46, dadurch gekennzeichnet, dass das überlagerte Darstellen der dreidimensionalen ersten Bilddaten des ersten Volumenanteils und der wenigstens einen berechneten voraussichtlichen geometrischen Verschiebung auf einem Bildschirm oder durch Dateneinspiegelung in wenigstens ein Okular eines Mikroskops erfolgt.
48. Computerprogramm mit Programmcode zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Aspekte 27 bis 47, wenn das Programm in einem Computer ausgeführt wird.
49. Computer, der zur Ausführung des Verfahrens Aspekte nach einem der Aspekte 27 bis 47 eingerichtet ist.

Die Erfindung wird nunmehr anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Registrierung, Quantifizierung und Darstellung von Gefäßverschiebungen
2 mit Blut durchströmte Blutgefäße in einem eine Oberfläche aufweisenden Volumen eines Gewebes, welches mit der erfindungsgemäßen Anordnung nach der 1 untersucht wird
3 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Registrierung von Gewebeverschiebungen

Die 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung 100 zur Registrierung, Quantifizierung und Darstellung von Gefäßverschiebungen. Die Anordnung 100 umfasst einen Röntgen-Computertomographen 101 in Form eines C-Bogens sowie ein Operationsmikroskop 110 mit angekoppelter Videokamera 111.
Der C-Bogen 101 ist in an sich üblicher Weise ausgebildet. Er umfasst zwei riesige Arme 101d, 101e, an deren äußeren Enden sich eine Röntgenquelle 101a und ein Röntgendetektor 101b diametral gegenüberstehen. Die beiden Arme 101d, 101e mit der Röntgenquelle 101a und dem Röntgendetektor 101b können den Körper, insbesondere z.B. den Kopf 200 eines auf einer Liege 160 liegenden Patienten 161 z.B. kreisförmig oder spiralförmig umfahren. Vorliegend sind Röntgenquelle 101a und Röntgendetektor 101b derart gegenüberliegend angeordnet, dass die auf den Röntgendetektor 101b ausgerichteten Röntgenstrahlen 101f der Röntgenquelle 101a den Kopf 200 des Patienten 161 durchdringen und eine CT-angiographische Aufnahme des Gewebes 163 des Gehirns 162 mit den Blutgefäßen 164 ermöglichen, wie dies z.B. in der 2 dargestellt ist.
Der Röntgen-Computertomograph 101 ist über eine Datenleitung 101c mit einem Computer 140 verbunden. Dieser Computer 140 ist zum einen für die Steuerung der Funktionalität des Computertomographen 101 ausgebildet, zum anderen ermöglicht er die Datenerfassung und Auswertung von dreidimensionalen Bilddaten der in der Beschreibungseinleitung beschriebenen Art. Insbesondere umfasst er ein Rechenmodul 102 mit einem Computerprogramm mit Programmcode, welches es erlaubt ortsaufgelöst charakteristische Strukturen im untersuchten Gewebe 163 aus den von dem Computertomographen 101 erfassten dreidimensionalen Bilddaten zu identifizieren. Vorzugsweise werden charakteristische Geiäßstrukturen identifiziert, die eindeutige und überall im Gehirn in ausreichender Anzahl verfügbare anatomische Landmarken darstellen, die sich zur Registrierung und Korrektur des Brain-Shifts eignen. Die identifizierten charakteristischen Gefäßstrukturen können z.B. durch Hervorhebung der Umrandung im vorliegenden Ausführungsbeispiel zusammen mit den von dem Computertomographen 101 insgesamt erfassten Gefäßstrukturen 164 am Bildschirm 106 dargestellt werden, der über eine Datenleitung 106a mit dem Computer 140 verbunden ist. Wahlweise ist auch eine Ausgabe über den ebenfalls über eine Datenleitung 107a an den Computer 140 angeschlossenen Drucker 107 möglich.
Ferner ist eine Tastatur 108 vorgesehen, welche über eine Datenleitung 108a mit dem Computer 140 verbunden ist, um einem Benutzer die Möglichkeit zu geben, verschiedene Funktionalitäten des Computertomographen 101 oder anderer angeschlossener Geräte einzustellen.
Schließlich ist der Computer 140 noch über eine Steuerleitung 109a mit einem oder mehreren Stellmotoren 109 verbunden, welche es erlauben, den C-Bogen 101 in jede beliebige Stellung in Bezug auf den Körper des Patienten 161 zu verbringen. Der Computer 140 umfasst zu diesem Zweck ein Rechenmodul 103 mit einem Computerprogramm mit Programmcode. Das Stellmotorsteuerungs-Rechenmodul 103 ist dabei zum einen ausgebildet und eingerichtet, die Stellmotoren 109 auf Anforderung des Benutzers über die Tastatur 108 anzusteuern, zum anderen ist vorgesehen, die Position des C-Bogens 101 entsprechend einem vorbestimmten Scanprogramm (vgl. hierzu den Hinweis in der Beschreibungseinleitung) oder auch aufgrund von über die Datenleitung 140a erhaltenen Informationen einzustellen, wie dies im weiteren im Detail beschrieben wird.
Der Computer 140 wird in der Regel weitere Rechenmodule 104, 105 in Form von Computerprogrammen mit Programmcode umfassen, welche für die Funktionalität des Systems erforderlich oder zweckdienlich sind. Die entsprechenden Rechenmodule 104, 105 sind in der Zeichnung gestrichelt dargestellt.
Das Operationsmikroskop 110 ist in an sich bekannter Weise ausgebildet. Es umfasst eine Mikroskopieoptik 110a mit einem Hauptobjektiv 110b mit einer optischen Achse 110h, die das Hauptobjektiv 110b zentral durchsetzt. In der Objektebene des Hauptobjektivs 110b ist das zu untersuchende Objekt, im vorliegenden Fall das Gehirn 162 des aus der Liege 160 liegenden Patienten 161 angeordnet. Von dem Gehirn 162 ausgehende optische Strahlung (z.B. sichtbares, infrarotes und/oder ultraviolettes Licht) wird von dem Hauptobjektiv 110d in ein paralleles Strahlenbündel überführt. In dem parallelen Strahlenbündel sind zwei mit Abstand von der optischen Achse angeordnete Zoomsysteme 110c angeordnet. Diese greifen aus dem parallelen Strahlenbündel jeweils ein Teilstrahlenbündel 110d heraus und führen diese über in der Zeichnungsfigur nicht dargestellte Umlenkprismen Okularen 110e zu, in welche ein Betrachter mit seinem linken und rechten Auge 110f Einblick nimmt, um eine vergrößerte Darstellung des Objekts, nämlich des Gehirns 162, als Bild wahrzunehmen. Hierbei entspricht das mit dem linken Auge wahrgenommene Bild einem Bild bei Betrachtung unter einem Winkel α zur optischen Achse 110h und das von dem rechten Auge wahrgenommene Bild entspricht einem Bild bei Betrachtung des Objekts 162 unter einem Winkel -α zur optischen Achse 110h, so dass der Betrachter mit seinen beiden Augen 110f insgesamt ein stereoskopisches Bild des Objekts 162 erhält.
In einem der Teilstrahlbündel 110d ist ein teildurchlässiger Spiegel 110g angeordnet, um einen Teil der optischen Strahlung des Teilstrahlbündels 110d als Unterteilstrahlbündel 110i auszukoppeln. Das Unterteilstrahlbündel 110i wird über eine Kameraadapteroptik 111a auf eine lichtempfindliche Fläche 111c der Videokamera 111 derart überführt, dass diese ein Bild des Objekts 162 bei Betrachtung unter dem Winkel -α zur optischen Achse 110h des Hauptobjektivs 110b aufnimmt. Die von der Kamera 111 aufgenommenen Bilder werden als Bilddaten über eine Datenleitung 111b an einen Computer 150 übermittelt. Im vorliegenden Fall ist die lichtempfindliche Fläche der Kamera 111 sensitiv gegenüber infrarotem Licht. Die Kamera 111 erlaubt demnach die Detektion der Emission des Fluoreszenzfarbstoffes Indocyaningrün (ICG), welcher sich nach einer entsprechenden Bolusgabe im Blut des Patienten 161 anreichert und zum einen für die Erkennbarkeit der Gefäßstruktur 164 des untersuchten Gewebes 163 sorgt, zum anderen als fortschreitende Farbstofffront die Erfassung der Bewegung des durch die Gefäße 164 strömenden Bluts erlaubt.
Der Computer 150 umfasst eine Mehrzahl an Rechenmodulen 112, 113, 114, 115, 120, 122 in Form von Computerprogrammen mit Programmcode. Das Rechenmodul 112 stellt eine Identifizierungseinrichtung zum Identifizieren von charakteristischen Strukturen auf der von der (Video)Kamera 111 erfassten Oberfläche dar. Das Rechenmodul 113 ist als Identifizierungs- oder Zuordeneinrichtung ausgebildet, um die Bilddaten des Röntgen-Computertomographen 101, welche von dem Computer 140 über die Datenleitung 140a dem Computer 150 zur Verfügung gestellt werden, und die von der Videokamera 111 zeitlich fortlaufend erfassten optischen Bilddaten einander örtlich zuzuordnen. In der Fachsprache wird häufig auch der Begriff „matching“ verwendet für diesen Vorgang. Anders ausgedrückt erfolgt eine Zuordnung der mit der Videokamera 111 beobachtenden Gefäße 164 zu den mithilfe des Computertomographen 101 aufgenommenen Bildern der Gefäße 164. Dies kann einerseits über Neuronavigation oder durch Vergleich charakteristischer anatomischer Strukturen, insbesondere des Verlaufs oder der Orientierung der Blutgefäße 164 selbst erfolgen.
Der Computer 150 umfasst ferner das Rechenmodul 114, nachfolgend als Abweichungsberechnungs-Modul 114, bezeichnet. Dieses Abweichungsberechnungs-Modul 114 fungiert als Berechnungseinrichtung zum Berechnung wenigstens einer geometrischen Abweichung zwischen wenigstens zwei der als einander entsprechend identifizierten charakteristischen Strukturen, insbesondere von unmittelbar unterhalb der Oberfläche angeordneten Blutgefäßen 164.
Der Computer 150 umfasst ein weiteres Rechenmodul 115 vorgesehen. Dieses nachfolgend als Verschiebungsberechungsmodul 115 bezeichnete Rechenmodul ist dazu eingerichtet, eine voraussichtliche geometrische Verschiebung der mittels CT bestimmten charakteristischen Strukturen innerhalb des untersuchten Volumens aus den berechneten geometrischen Abweichungen z.B. mittels eines elastischen Gefäß- oder Gewebemodells zu berechnen.
Dasselbe Rechenmodul 115 ist weiter eingerichtet, die dreidimensionalen CT-Bilddaten entsprechend den voraussichtlichen geometrischen Verschiebungen zu ändern. Auf dem Bildschirm 116 können dann die geänderten dreidimensionalen CT-Bilddaten dargestellt werden.
Schließlich ist noch ein Rechenmodul 121 vorgesehen, um Vorhersagewahrscheinlichkeiten für die berechneten voraussichtlichen geometrischen Verschiebungen zu berechnen.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, die berechneten Vorhersagewahrscheinlichkeiten nach Betrag und Richtung für die berechneten voraussichtlichen geometrischen Verschiebungen mittels des Bildschirms 116 zur Anzeige zu bringen. Graphische Darstellungsmöglichkeiten sind z.B. Falschfarbendarstellungen oder Vektorkarten.
An den Computer 150 ist über eine Datenleitung 116a auch ein Bildschirm 116 angeschlossen. Weiterhin ist an den Computer 150 über die Datenleitung 117a ein Drucker 117 angeschlossen. Beide Einrichtungen, nämlich der Bildschirm 116 und der Drucker 117 dienen als Ausgabeeinrichtung zum Ausgeben der zeitlich fortlaufend aus den optischen Bilddaten der Videokamera berechneten geometrischen Abweichung zwischen den als einander entsprechend identifizierten charakteristischen Strukturen aus der CT-Bildaufnahme und der Kamerabildaufnahme.
Schließlich ist zur Bedienung des Operationsmikroskops 110, der Videokamera 111 sowie der Ausgabeeinrichtungen 116, 117 eine Tastatur 118 über eine Datenleitung 118a an den Computer 150 angeschlossen.
Als weitere besondere Funktionalität ist das Operationsmikroskop 110 mit einem oder mehreren Stellmotoren 119 ausgestattet, welche es erlauben, das Operationsmikroskop in Bezug auf das zu untersuchende Gewebe auszurichten. Die Ansteuerung der Stellmotoren 119, von denen in der 1 lediglich einer explizit dargestellt ist, erfolgt über eine Steuerleitung 119a, über die die Stellmotoren 119 mit dem Computer 150 verbunden sind. Das Rechenmodul 120, nachfolgend auch als Stellmotorsteuerung 120 bezeichnet, sorgt für eine Ausrichtung des Operationsmikroskops 110 anhand von manuell beispielsweise über die Tastatur 118 eingegebene Befehle, einen automatisch ablaufenden Algorithmus oder über Informationen, welche von dem Computer 140 über die Datenleitung 140a dem Computer 150 zur Verfügung gestellt werden können. In besonderer Ausgestaltung der Erfindung ist das Rechenmodul 120 derart eingerichtet und ausgebildet, dass das Operationsmikroskop 110 und insbesondere Videokamera 111 anhand der von der von dem CT-Bogen 101 erfassten 3-dimensionalen Bilddaten ein zeitlich fortlaufendes Erfassen der optischen Bilddaten der gewünschten Oberfläche ermöglichend auszurichten. In entsprechender Weise ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel das Rechenmodul 103 derart eingerichtet und ausgebildet, die Stellmotoren 109 für den C-Bogen 101 anhand der von der Videokamera 111 erfassten optischen Bilddaten ein Erfassen der 3-dimensionalen Bilddaten des der Oberfläche zugeordneten Volumens ermöglichend auszurichten.
Wie der Computer 140 kann der Computer 150 mit weiteren Funktionalitäten ausgestattet sein. Im Ausführungsbeispiel ist dies mit Hilfe des gestrichelt dargestellten Rechenmoduls 122 kenntlich gemacht.
Anhand des in 3 dargestellten Flussdiagramms 300 wird nachfolgend die Identifikation und Zuordnung anatomischer Strukturen (Landmarken) und deren Darstellung für den Chirurgen aufgezeigt. Es sei angenommen, dass der Chirurg über das schematisch in der 1 dargestellte Equipment verfügt.
Es wird davon ausgegangen, dass ein Patient 161 auf einer Liege 160 angeordnet ist. Medizinisch ausgebildetes Fachpersonal (nicht dargestellt) bereitet den Patienten 161 und einen Computertomographen 101 für eine CT-Aufnahme vor (Start 301). Es wird präoperativ eine CT-Angiographie des Kopfes 200 des Patienten 161 in der eingangs beschriebenen Weise aufgenommen (Schritt 302).
Der Computer 140 segmentiert die präoperativ aufgenommene Angiographie (Schritt 303) und identifiziert in einem weiteren Schritt 304 aus diesen Daten charakteristische Strukturen (Landmarken). Diese charakteristischen Strukturen können (hier nicht explizit dargestellt) durch farbliche Markierung oder dergleichen auf dem die 3D-Angiographie anzeigenden Bildschirm 106 für den Bediener kenntlich gemacht werden.
Es wird weiter angenommen, dass der Chirurg krankes oder verändertes Gewebe mit Hilfe der CT-Angiographie identifiziert hat und eine Operation unumgänglich ist. Nach Aufnahme der präoperativen 3D-Angiographie (Schritt 302) wird der Patient 161 daher für die Operation vorbereitet. Die Schädeldecke wird geöffnet und das Gehirn 162 in der zu behandelnden Region freigelegt, wie dies in 2 ebenfalls schematisch aufgezeigt ist (in 3 nicht dargestellt).
Nunmehr wird in einem Schritt 305 intraoperativ eine IR800-Angiographie, also eine optische Fluoreszenz-Angiographie, durchgeführt. Diese Angiographie liefert anders als die per CT durchgeführte Angiographie keine dreidimensionalen Bilddaten, stellt also keine 3D-Angiographie dar, sondern lediglich zweidimensionale Bilddaten der Oberfläche des betrachteten Gehirns 162. Man spricht daher auch von 2D-Angiographie.
Der angeschlossene Computer 150 segmentiert die intraoperativ aufgenommene 2D-Angiographie (Schritt 306) und identifiziert in einem weiteren Schritt 307 aus diesen Daten charakteristische Strukturen (Landmarken). Diese charakteristischen Strukturen können (hier ebenfalls nicht explizit dargestellt) durch farbliche Markierung oder dergleichen auf dem die 2D-Angiographie anzeigenden Bildschirm 116 für den Bediener kenntlich gemacht werden.
Das Matching-Modul 113 des Computers 150 ordnet in dem nachfolgenden Schritt 308 die in der IR800-Angiographie identifizierten Strukturen den in der CT-Angiographie identifizierten Strukturen zu. Das Abweichungsberechnungsmodul 114 des Computers 150 berechnet dann in Schritt 309 die geometrischen Abweichungen zwischen den einander zugeordneten (oberflächennahen) Strukturen der IR800- und der CT-Angiographie.
Im Ausführungsbeispiel hat der Bediener die Auswahl (Schritt 310), ob er sich die geometrischen Abweichungen nach Betrag und Richtung als Vektorkarte wie in Schritt 311 oder nur nach Betrag als Falschfarbendarstellung wie in Schritt 312 auf dem Bildschirm 116 anzeigen lassen will.
Für beide Varianten (311 und 312) hat der Benutzer die Auswahlmöglichkeit (Schritt 313), sich zusätzlich überlagert die IR800-Angiographie darstellen zu lassen (Schritt 314).
In einem weiteren Schritt 315 berechnet das Verschiebungsberechungsmodul 115 aus den in Schritt 311 berechneten geometrischen Abweichungen eine fiktive aktuelle (d.h. intraoperativ vorliegende) 3D-Angiographie. Das Vorhersagewahrscheinlichkeitsberechnungsmodul 121 berechnet die zugehörige örtliche Abweichungswahrscheinlichkeit.
Der Benutzer hat nunmehr wiederum die Auswahlmöglichkeit (Schritt 316), sich die berechnete vermutliche 3D-Angiographie auf dem Monitor 116 intraoperativ darstellen zu lassen (Schritt 317). Weiter hat er die Auswahlmöglichkeit (Schritt 318), sich auch noch die berechnete örtliche Abweichungswahrscheinlichkeit in Falschfarbendarstellung anzeigen zu lassen (Schritt 319). Das Ende der Prozedur ist in der Zeichnung durch das mit dem Bezugszeichen 320 gekennzeichnete Symbol kenntlich gemacht.
Bezugszeichenliste

100: Anordnung zur quantitativen Bestimmung des Blutflusses
101: Röntgen-Computertomograph in Form eines C-Bogens
101a: Röntgenquelle
101b: Röntgendetektor
101c: Datenleitung
101d: Arm
101e: Arm
101f: Röntgenstrahlen
102: Rechenmodul umfassend ein Computerprogramm mit Programmcode (Identifizierungsrechner)
103: Rechenmodul umfassend ein Computerprogramm mit Programmcode (Stellmotorsteuerung)
104: Rechenmodul umfassend ein Computerprogramm mit Programmcode
105: Rechenmodul umfassend ein Computerprogramm mit Programmcode
106: Bildschirm
106a: Datenleitung
107: Drucker
107a: Datenleitung
108: Tastatur
108a: Datenleitung
109: Stellmotor(en)
109a: Steuerleitung
110: Operationsmikroskop
110a: Mikroskopieoptik
110b: Hauptobjektiv
110c: Zoomsysteme
110d: Teilstrahlbündel
110e: Okulare
110f: Augen
110g: teildurchlässiger Spiegel
110h: optische Achse des Hauptobjektivs
110i: Unterteilstrahlbündel
111: Kamera
111a: Kameraadapteroptik
111b: Datenleitung
112: Rechenmodul umfassend ein Computerprogramm mit Programmcode (Relativwertrechner)
113: Rechenmodul umfassend ein Computerprogramm mit Programmcode (Matching-Modul)
114: Rechenmodul umfassend ein Computerprogramm mit Programmcode (Abweichungsberechnungs-Modul)
115: Rechenmodul umfassend ein Computerprogramm mit Programmcode (Verschiebungsberechungsmodul)
116: Bildschirm
116a: Datenleitung
117: Drucker
117a: Datenleitung
118: Tastatur
118a: Datenleitung
119: Stellmotor(en)
119a: Steuerleitung
120: Rechenmodul umfassend ein Computerprogramm mit Programmcode (Stellmotorsteuerung)
121: Rechenmodul umfassend ein Computerprogramm mit Programmcode (Vorhersagewahrscheinlichkeitsberechnungsmodul)
122: Rechenmodul umfassend ein Computerprogramm mit Programmcode
140: Computer
140a: Datenleitung
150: Computer
160: Liege
161: Patient
162: Gehirn
163: Gewebe
164: Blutgefäße
200: Kopf
300: Flussdiagramm
301: Operationsschritt
309: Operationsschritt
310: Entscheidungsschritt
311: Operationsschritt
312: Operationsschritt
313: Entscheidungsschritt
314: Operationsschritt
315: Operationsschritt
316: Entscheidungsschritt
317: Operationsschritt
318: Entscheidungsschritt
319: Operationsschritt
320: Operationsschritt

Claims

Anordnung (100) zur Registrierung von Gewebeverschiebungen in einem eine Oberfläche aufweisenden Volumen eines Gewebes (163) mit: - einer ersten Erfassungseinrichtung (101) zum Erfassen von dreidimensionalen ersten Bilddaten eines ersten Volumenanteils des Volumens, - einer ersten Identifizierungseinrichtung (102) zum Identifizieren von ersten charakteristischen Gefäßstrukturen innerhalb des ersten Volumenanteils aus den erfassten dreidimensionalen ersten Bilddaten, - einer zweiten Erfassungseinrichtung (111) zum Erfassen von optischen zweiten Bilddaten eines ersten Oberflächenanteils der Oberfläche, - einer zweiten Identifizierungseinrichtung (112) zum Identifizieren von zweiten charakteristischen Gefäßstrukturen innerhalb des ersten Oberflächenanteils aus den erfassten optischen zweiten Bilddaten, - einer dritten Identifizierungseinrichtung (113) zum Identifizieren von einander entsprechenden ersten und zweiten charakteristischen Gefäßstrukturen durch Vergleich des Verlaufs und der Orientierung von Blutgefäßen der jeweiligen identifizierten charakteristischen Gefäßstrukturen, - einer ersten Berechnungseinrichtung (114) zum Berechnen wenigstens einer geometrischen Abweichung zwischen wenigstens zwei der als einander entsprechend identifizierten ersten und zweiten charakteristischen Gefäßstrukturen, und - einer ersten Darstellungseinrichtung (116, 117) zum Darstellen der wenigstens einen berechneten geometrischen Abweichung.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Identifizierungswahrscheinlichkeitsberechnungseinrichtung zum Berechnen einer Identifizierungswahrscheinlichkeit für die Richtigkeit der Identifikation zweier einander entsprechender erster und zweiter charakteristischer Gefäßstrukturen vorgesehen ist und dass die erste Darstellungseinrichtung oder eine weitere Darstellungseinrichtung zum Darstellen der Identifizierungswahrscheinlichkeit eingerichtet ist.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Berechnungseinrichtung vorgesehen ist, um eine voraussichtliche geometrische Verschiebung wenigstens einer der identifizierten ersten charakteristischen Gefäßstrukturen innerhalb des ersten Volumenanteils aus wenigstens einer der berechneten geometrischen Abweichungen zu berechnen.
Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Berechnungseinrichtung vorgesehen ist, um die dreidimensionalen ersten Bilddaten des ersten Volumenanteils des Volumens entsprechend der berechneten voraussichtlichen geometrischen Verschiebung zu ändern und dass die erste Darstellungseinrichtung eingerichtet ist und/oder eine zweite Darstellungseinrichtung vorgesehen ist, die geänderten dreidimensionalen ersten Bilddaten des ersten Volumenanteils des Volumens darzustellen.
Verfahren (300) zur Registrierung von Gewebeverschiebungen (164) in einem eine Oberfläche aufweisenden Volumen eines Gewebes mit den Schritten: - Erfassen (302) von dreidimensionalen ersten Bilddaten eines ersten Volumenanteils des Volumens, - Identifizieren (304) von ersten charakteristischen Gefäßstrukturen innerhalb des ersten Volumenanteils aus den erfassten dreidimensionalen ersten Bilddaten, - Erfassen (305) von optischen zweiten Bilddaten eines ersten Oberflächenanteils der Oberfläche, - Identifizieren (307) von zweiten charakteristischen Gefäßstrukturen innerhalb des ersten Oberflächenanteils aus den erfassten optischen zweiten Bilddaten, - Identifizieren (308) von einander entsprechenden ersten und zweiten charakteristischen Gefäßstrukturen durch Vergleich des Verlaufs und der Orientierung von Blutgefäßen der jeweiligen identifizierten charakteristischen Gefäßstrukturen, - Berechnen (309) wenigstens einer geometrischen Abweichung zwischen wenigstens zwei der als einander entsprechend identifizierten ersten und zweiten charakteristischen Gefäßstrukturen, und - Darstellen (311, 312) der wenigstens einen berechneten geometrischen Abweichung.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass - die erfassten dreidimensionalen ersten Bilddaten in Segmente unterteilt werden und dass wenigstens eine der ersten charakteristischen Gefäßstrukturen innerhalb eines der Segmente des ersten Volumenanteils identifiziert wird und/oder dass - die erfassten zweidimensionalen optischen zweiten Bilddaten in Segmente unterteilt werden und dass wenigstens eine der zweiten charakteristischen Gefäßstrukturen innerhalb eines der Segmente des ersten Oberflächenanteils identifiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass - das Darstellen der wenigstens einen geometrischen Abweichung nach Richtung und/oder Betrag erfolgt und/oder dass - das Darstellen der wenigstens einen geometrischen Abweichung durch Falschfarbendarstellung oder durch Vektorkarten erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, gekennzeichnet durch den weiteren Verfahrensschritt:
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, gekennzeichnet durch die weiteren Verfahrensschritte: - Berechnen einer Identifizierungswahrscheinlichkeit für die Richtigkeit der Identifizierung einander entsprechender erster und zweiter charakteristischer Gefäßstrukturen - Darstellen der Identifizierungswahrscheinlichkeit - überlagertes Darstellen der zweidimensionalen optischen zweiten Bilddaten des ersten Oberflächenanteils der Oberfläche
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, gekennzeichnet durch die weiteren Verfahrensschritte: - Berechnen einer voraussichtlichen geometrischen Verschiebung wenigstens einer der identifizierten ersten charakteristischen Gefäßstrukturen innerhalb des ersten Volumenanteils aus wenigstens einer der berechneten geometrischen Abweichungen - Darstellen der berechneten voraussichtlichen geometrischen Verschiebung
Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch die weiteren Verfahrensschritte: - Ändern der dreidimensionalen ersten Bilddaten des ersten Volumenanteils des Volumens entsprechend der berechneten voraussichtlichen geometrischen Verschiebung und - Darstellen der geänderten dreidimensionalen ersten Bilddaten des ersten Volumenanteils des Volumens.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, gekennzeichnet durch die weiteren Verfahrensschritte: - Berechnen einer Vorhersagewahrscheinlichkeit für die berechnete voraussichtliche geometrische Verschiebung, - Darstellen der berechneten Vorhersagewahrscheinlichkeit für die berechnete voraussichtliche geometrische Verschiebung.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass - das Darstellen der berechneten voraussichtlichen geometrischen Verschiebung nach Richtung und/oder Betrag erfolgt und/oder dass - das Darstellen der berechneten voraussichtlichen geometrischen Verschiebung durch Falschfarbendarstellung oder durch Vektorkarten erfolgt.
Computerprogramm (102, 103, 112, 113, 114, 115, 121) mit Programmcode zur Durchführung des Verfahrens (300) nach einem der Ansprüche 5 bis 13, wenn das Programm in einem Computer (140, 150) ausgeführt wird.