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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Darstellung eines biologischen Hohlorgans. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine entsprechende Vorrichtung zur Darstellung eines biologischen Hohlorgans.
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In der klinischen Praxis, etwa bei der Diagnose oder bei einem chirurgischen Eingriff, werden zunehmend bildgebende Verfahren, wie Computertomographie, Magnetresonanztomographie, oder Röntgenbildgebung, eingesetzt. Insbesondere bei katheterbasierten Interventionen, wie der Behandlung von arteriovenöser Malformation, AVM, oder der Behandlung eines Aneurysmas, ist dabei für einen behandelnden Arzt wichtig, beispielsweise die Lage eines medizinischen Katheters innerhalb eines Gefäßbaumes und relativ zu den ihn umgebenden Strukturen dargestellt zu bekommen, wodurch die Orientierung in einem möglicherweise komplexen Gefäßbaum erleichtert wird. Hierbei kann die Überlagerung eines „live”-Bildes, d. h. eines Bildes, das den augenblicklichen Zustand wiedergibt, zum Beispiel ein Durchleuchtungs- oder fluoroskopisches Bild, mit einem zuvor aufgenommenen räumlichen Bild des Gefäßbaumes hilfreich sein. Bei aktuellen Bildsystemen ist nachteilig, dass die räumliche Darstellung bei der Überlagerung auf das „live”-Bild projiziert wird und so ein Teil der räumlichen Information verloren gehen kann. So sind sich überlagernde oder überlappende Strukturen, wie sich überlagernde Gefäße, oft nur schwer oder gar nicht erkennbar. Auch können wichtige Strukturen, wie ein zu behandelndes Aneurysma, von Gefäßen, die sich im Strahlengang der bildgebenden Vorrichtung vor der interessierenden Struktur befinden, verdeckt werden. In dieser Situation könnte es passieren, dass beispielsweise ein Aneurysma übersehen wird oder zeitaufwändig und mit einer zusätzlichen Strahlenbelastung einhergehend, eine neue Projektionseinstellung gesucht werden muss, aus der das Aneurysma zu erkennen ist.
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In der
DE 10 2005 007 893 A1 wird ein Verfahren zur Positionsbestimmung eines Instrumentes in einer Struktur eines Objektes, insbesondere in einem Hohlkanal oder Hohlorgan, mit einem Röntgensystem, beschrieben, bei dem ein erster 3D-Bilddatensatz eines für die Positionsbestimmung relevanten Bereiches des Objektes bereitgestellt wird, das Röntgensystem mit dem ersten 3D-Bilddatensatz registriert wird, nach dem Einführen des Instrumentes in die Struktur eine 2D-Röntgenaufnahme des relevanten Bereiches aus einer Projektionsrichtung bei einer bekannten Projektionsgeometrie mit dem Röntgensystem aufgezeichnet wird, und eine 2D-Position einer ersten Stelle des Instrumentes in der 2D-Röntgenaufnahme erfasst wird, wobei an der 2D-Position eine gemäß der bekannten Projektionsgeometrie verlaufende Projektionslinie durch den ersten 3D-Bilddatensatz oder einen daraus abgeleiteten zweiten 3D-Datensatz gelegt wird, und eine 3D-Position der ersten Stelle des Instrumentes im ersten 3D-Bilddatensatz oder zweiten 3D-Datensatz aus einer Überschneidung der Projektionslinie mit der Struktur bestimmt wird. Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass zwar die Position des Instrumentes in der Struktur des Objektes bestimmt werden kann, bei einer Überlagerung der räumlichen Darstellung mit der 2D-Röntgenaufnahme aber ein Teil der räumlichen Information verloren gehen kann.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren zur Darstellung eines biologischen Hohlorgans anzugeben, das die beschriebenen Nachteile nicht aufweist. Weiter ist es Aufgabe der Erfindung, eine entsprechende Vorrichtung zu beschreiben.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe mit einem Verfahren zur Darstellung eines biologischen Hohlorgans mit den Merkmalen des ersten unabhängigen Patentanspruchs und einer Vorrichtung zum zur Darstellung eines biologischen Hohlorgans mit den Merkmalen des zweiten unabhängigen Patentanspruchs.
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Der Grundgedanke der Erfindung ist ein Verfahren zur Darstellung eines biologischen Hohlorgans, das folgende Verfahrensschritte umfasst:
- S1) Entgegennahme eines 3D-Datensatzes, der einen Untersuchungsbereich eines Untersuchungsobjektes umfasst;
- S2) Entgegennahme eines 2D-Datensatzes, der den Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjektes und wenigstens einen Teil eines medizinischen Instrumentes umfasst, wobei der wenigstens eine Teil des medizinischen Instrumentes innerhalb des biologischen Hohlorgans angeordnet ist und eine in dem 2D-Datensatz detektierbare Stelle aufweist;
- S3) Bestimmen der Position der detektierbaren Stelle des wenigstens einen Teils des medizinischen Instrumentes in dem 2D-Datensatz;
- S4) Übertragen der bestimmten Position der detektierbaren Stelle des wenigstens einen Teils des medizinischen Instrumentes in dem 2D-Datensatz in den 3D-Datensatz;
- S5) Bestimmen eines Teilvolumens des 3D-Datensatzes, wobei der Volumenschwerpunkt des Teilvolumens die bestimmte Position der detektierbaren Stelle des wenigstens einen Teils des medizinischen Instrumentes in dem 3D-Datensatz ist und die Ausmaße und die Ausrichtung des Teilvolumens vorgebbar sind, und wobei das Teilvolumen des 3D-Datensatzes eine Kugel ist und der Radius der Kugel durch folgende Verfahrensschritte vorgegeben wird:
- S51) Entgegennahme eines Faktors;
- S52) Bestimmung eines Radius des biologischen Hohlorgans an der bestimmten Position der detektierbaren Stelle des wenigstens einen Teils des medizinischen Instrumentes in dem 3D-Datensatz;
- S53) Berechnen des Radius der Kugel durch Multiplikation des Radius des biologischen Hohlorgans an der bestimmten Position der detektierbaren Stelle mit dem entgegengenommenen Faktor; und
- S6) Visualisieren des Teilvolumens des 3D-Datensatzes.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Darstellung eines biologischen Hohlorgans. Unter einem biologischen Hohlorgan versteht man ein Organ, das mit seinem biologischen Gewebe einen Hohlraum, auch Lumen genannt, umschließt. Zu den Hohlorganen zählen z. B. Speiseröhre, Magen-Darm-Trakt, Gallenblase, Luftröhre, Herz, der weibliche Genitaltrakt mit Eileiter, Gebärmutter, Vagina, die harnableitenden Wege mit Nierenbecken, Harnleiter, Harnblase und Harnröhre. Weiter sollen auch und insbesondere Gefäße zu den Hohlorganen gezählt werden. Gefäße sind Blutgefäße, wie Arterien, Venen, Kapillaren, und Lymphgefäße, wie Lymphkapillaren, Kollektoren und Lymphsammelstämme. Die Führung eines medizinischen Instrumentes in einem Hohlorgan, z. B. von der Speiseröhre in den Magen, hat den Vorteil, dass das medizinische Instrument meist relativ einfach definiert vorgeschoben werden kann, da der Weg durch den natürlichen Verlauf des Hohlorgans vorgegeben ist.
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Im ersten Verfahrensschritt wird ein 3D-Datensatz, der einen Untersuchungsbereich eines Untersuchungsobjektes umfasst, entgegengenommen, akquiriert, bezogen oder in einen Speicher eines Rechen- und Steuermittels, z. B. eines Computers, geladen. Bei dem Untersuchungsobjekt kann es sich um einen Menschen oder um ein Tier handeln. Durch Computertomographie (CT), Magnetresonanztomographie (MR) oder ein anderes, räumliches bildgebendes Verfahren kann ein 3D-Datensatz, der ein räumliches Bild repräsentiert, gewonnen werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, ein Röntgengerät zu verwenden. Durch eine geeignete Serie von Röntgenaufnahmen aus verschiedenen Richtungen rund um das Untersuchungsobjekt ist nach dem Stand der Technik ein räumliches Bild berechenbar. Der 3D-Datensatz umfasst wenigstens einen Untersuchungsbereich, der insbesondere das biologische Hohlorgan umfasst. Beispielsweise kann der Untersuchungsbereich der Magenbereich sein und das biologische Hohlorgan ist ein Blutgefäß im Bereich des Magens. Vorzugsweise ist der 3D-Datensatz, z. B. mit Hilfe eines Segmentieralgorithmus, segmentierbar oder er ist bereits segmentiert. Segmentierung ist ein gängiges Verfahren in der medizinischen Bildverarbeitung. In diesem Zusammenhang kann darunter das Freistellen eines anatomischen Objektes von umgebendem Gewebe, Knochen und anderen, nicht zu dem anatomischen Objekt zugehörigen Bildbestandteilen verstanden werden. Das anatomische Objekt ist beispielsweise ein Organ oder ein Gefäß, das von dem Untersuchungsbereich umfasst wird. Ein einfaches Segmentierungsverfahren ist z. B. ein Schwellwertverfahren.
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Im zweiten Verfahrensschritt wird ein 2D-Datensatz entgegengenommen, akquiriert, bezogen oder in einen Speicher eines Rechen- und Steuermittels, z. B. eines Computers, geladen. Der 2D-Datensatz umfasst den Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjektes und wenigstens einen Teil eines medizinischen Instrumentes, wobei der wenigstens eine Teil des medizinischen Instrumentes innerhalb eines biologischen Hohlorgans angeordnet ist und eine in dem 2D-Datensatz detektierbare Stelle aufweist. In der klinischen Praxis werden häufig bei diagnostischen oder chirurgischen Prozeduren zweidimensionale Bilder eines interessierenden Bereiches aufgenommen, da sie im Vergleich zu räumlichen Bildern meist eine geringere Strahlenbelastung für den Patienten bedeuten und/oder einfacher und/oder schneller zu gewinnen sind. Ein 2D-Datensatz repräsentiert ein zweidimensionales Bild, das mit einem bildgebenden Verfahren, beispielsweise mit Hilfe eines Röntgengerätes aufgenommen wurde. Der 2D-Datensatz umfasst den Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjektes, beispielsweise den Magenbereich eines menschlichen Patienten. Weiter umfasst der 2D-Datensatz zumindest einen Teil eines medizinischen Instrumentes, der innerhalb eines biologischen Hohlorgans angeordnet ist und der eine in dem 2D-Datensatz detektierbare Stelle aufweist. Das bedeutet, dass sich ein Teil des medizinischen Instrumentes, z. B. ein chirurgisches Skalpell, innerhalb des biologischen Hohlorgans, z. B. eines Blutgefäßes, befindet und dass eine Stelle des Teils des medizinischen Instrumentes in dem 2D-Datensatz detektierbar ist. Unter Detektion wird das „Aufdecken”, „Aufspüren”, „Ausfindig machen” oder „Entdecken” verstanden. Die Detektierbarkeit kann dadurch gegeben sein, dass ein Marker, der an dem Teil des medizinischen Instrumentes angeordnet ist, zum Beispiel auf einem Röntgenbild sichtbar ist, oder dass der Teil des medizinischen Instrumentes eine markante Stelle oder eine ausgewiesene Struktur aufweist, zum Beispiel eine umlaufende Nut, die in dem 2D-Datensatz detektiert werden kann.
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Im dritten Verfahrensschritt wird die Position der detektierbaren Stelle des wenigstens einen Teils des medizinischen Instrumentes in dem 2D-Datensatz bestimmt. Durch die Detektierbarkeit der Stelle oder des Punktes an dem Teil des medizinischen Instrumentes kann die Position dieser Stelle in dem 2D-Datensatz bestimmt werden. Die Position kann beispielsweise durch einen Ortsvektor eines kartesischen Koordinatensystems des 2D-Datensatzes zu der detektierten Stelle des medizinischen Instrumentes angegeben werden.
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Im vierten Verfahrensschritt wird die bestimmte Position der detektierbaren Stelle des wenigstens einen Teils des medizinischen Instrumentes in dem 2D-Datensatz in den 3D-Datensatz übertragen oder transformiert. Da sowohl der 2D-Datensatz als auch der 3D-Datensatz den Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjektes umfassen, ist die in dem 2D-Datensatz bestimmte Position der detektierbaren Stelle des wenigstens einen Teils des medizinischen Instrumentes auch in dem 3D-Datensatz enthalten. Zur Bestimmung der Position der detektierbaren Stelle im 3D-Datensatz wäre es zum Beispiel denkbar, den 2D-Datensatz in dem 3D-Datensatz zu registrieren. Unter einer Registrierung wird ein Verfahren der digitalen Bildverarbeitung verstanden, das dazu dient, zwei Bilder bestmöglich in Übereinstimmung miteinander zu bringen. Da es sich in dieser Ausführungsform um einen 2D-Datensatz und einen 3D-Datensatz handelt, ist eine 2D-3D-Registrierung notwendig. Bildregistrierung ist in der medizinischen Bildverarbeitung ein häufig verwendetes Verfahren, für das aus dem Stand der Technik eine Vielzahl an Bildregistrierungsalgorithmen bekannt ist. Ziel ist es, eine Transformation zu berechnen, die ein Bild, Objektbild genannt, bestmöglich an ein anderes Bild, Referenzbild genannt, anpasst. Es handelt sich dabei also um eine Optimierungsaufgabe, bei der ein Gütemaß, z. B. eine Abweichung, minimiert oder eine Gleichheit oder Ähnlichkeit maximiert werden soll. Ist eine Transformation gefunden, die die Lage des 2D-Datensatzes in dem 3D-Datensatz beschreibt, ist die Position der detektierbaren Stelle des wenigstens einen Teils des medizinischen Instrumentes im 3D-Datensatz, z. B. als Ortsvektor eines kartesischen Koordinatensystems des 3D-Datensatzes zu der detektierten Stelle des medizinischen Instrumentes, bekannt. Vorteilhaft geht in die Bestimmung der Position der detektierbaren Stelle des wenigstens einen Teils des medizinischen Instrumentes in dem 2D-Datensatz in den 3D-Datensatz die Information ein, dass sich die detektierbare Stelle innerhalb des biologischen Hohlorgans, z. B. eines Blutgefäßes, befindet. Damit sind die Möglichkeiten auf Positionen innerhalb des biologischen Hohlorgans begrenzt. Mit weiterem Vorteil geht in die Bestimmung der Position der detektierbaren Stelle des wenigstens einen Teils des medizinischen Instrumentes in dem 2D-Datensatz in den 3D-Datensatz eine Wahrscheinlichkeitsmaske ein. Die Wahrscheinlichkeitsmaske umfasst Wahrscheinlichkeitswerte, die die Wahrscheinlichkeit einer Verbiegung, Streckung oder allgemein Veränderung der Form des biologischen Hohlorgans beschreiben.
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Im fünften Verfahrensschritt wird ein Teilvolumen des 3D-Datensatzes aus dem 3D-Datensatz bestimmt. Der Volumenschwerpunkt des Teilvolumens ist durch die bestimmte Position der detektierbaren Stelle des wenigstens einen Teils des medizinischen Instrumentes in dem 3D-Datensatz gegeben. Die Ausmaße und die Ausrichtung des Teilvolumens sind vorgebbar. Somit ist das Teilvolumen eine Teilmenge des 3D-Datensatzes. Form, Ausmaße und gegebenenfalls Ausrichtung des Teilvolumens sind vorgebbar. Die Position des Teilvolumens innerhalb des 3D-Datensatzes ist dadurch bestimmt, dass der Volumenschwerpunkt des Teilvolumens auf die bestimmte Position der detektierbaren Stelle des wenigstens einen Teils des medizinischen Instrumentes in dem 3D-Datensatz zu liegen kommt.
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Das Teilvolumen des 3D-Datensatzes ist eine Kugel und der Radius der Kugel ist vorgebbar.
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Bei der Verwendung einer Kugelform als Form des Teilvolumens des 3D-Datensatzes im fünften Verfahrensschritt reduzieren sich die notwendigen Vorgaben auf die Ausmaße, in diesem Fall den Radius, des Teilvolumens. Der Volumenschwerpunkt ist der Mittelpunkt der Kugel, die Ausrichtung ist irrelevant.
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Das Teilvolumen des 3D-Datensatzes ist eine Kugel und der Radius der Kugel wird durch folgende Verfahrensschritte vorgegeben:
- S51) Entgegennahme eines Faktors;
- S52) Bestimmung eines Radius des biologischen Hohlorgans an der bestimmten Position der detektierbaren Stelle des wenigstens einen Teils des medizinischen Instrumentes in dem 3D-Datensatz; und
- S53) Berechnen des Radius der Kugel durch Multiplikation des Radius des biologischen Hohlorgans an der bestimmten Position der detektierbaren Stelle mit dem entgegengenommenen Faktor.
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Diese Verfahrensschritte beschreiben eine Vorgehensweise zur Bestimmung oder Vorgabe des Radius eines kugelförmigen Teilvolumens des 3D-Datensatzes. Dem Verfahren liegt die Idee zugrunde, den Radius des zu visualisierenden kugelförmigen Teilvolumens in Abhängigkeit des Radius des biologischen Hohlorgans vorzugeben. Dazu wird ein Faktor, vorzugsweise größer eins, z. B. zwei oder fünf, benötigt, der zum Beispiel von einer Bedienperson an einem Eingabemittel vorgegeben wird. Dann wird der Radius des biologischen Hohlorgans an der detektierbaren Stelle des medizinischen Instrumentes in dem 3D-Datensatz bestimmt. Der Radius der Kugel ergibt sich aus dem Produkt aus dem entgegengenommenen Faktor und dem Radius des biologischen Hohlorgans. Sollte der Radius des biologischen Hohlorgans an der detektierbaren Stelle des medizinischen Instrumentes in dem 3D-Datensatz nicht eindeutig bestimmbar sein, weil das biologische Hohlorgan an der detektierbaren Stelle beispielsweise mehrere mögliche Radien aufweist, ist denkbar, dass der zu verwendende Radius z. B. durch eine Bedienperson vorgegeben wird. Ist der Querschnitt des biologischen Hohlorgans an der detektierbaren Stelle nicht kreisförmig, kann zweckmäßig ein mittlerer Radius verwendet werden.
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Im sechsten Verfahrensschritt wird das Teilvolumen des 3D-Datensatzes visualisiert.
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Da der 3D-Datensatz ein räumliches Bild repräsentiert, das zum Beispiel auf einem Darstellungsmittel angezeigt werden kann, kann auch das Teilvolumen des 3D-Datensatzes als ein räumliches Bild bzw. als Projektion eines räumlichen Bildes dargestellt werden.
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Vorzugsweise ist das medizinische Instrument ein Katheter oder ein Führungsdraht und die in dem 2D-Datensatz detektierbare Stelle ist die Spitze des medizinischen Instrumentes.
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Unter einem medizinischen Katheter oder kurz Katheter wird insbesondere ein schlauch- oder stabähnliches Gerät mit einer Länge von ca. 0,3 bis 1,5 m und einem Durchmesser von ca. 1 bis 20 mm verstanden, das in einen menschlichen oder tierischen Körper, insbesondere in Gefäße, einführbar ist. Weiter kann ein medizinischer Katheter integrierte oder über Arbeitskanäle einführbare Instrumente, z. B. mikromechanische Geräte, wie kleine Zangen oder Greifer, umfassen, mit denen untersuchende oder intervenierende Vorgänge durchführbar sind. Ein Führungsdraht ist ein drahtähnliches Gerät mit einer Länge von ca. 0,3 bis 1,5 m, das ebenfalls in einen menschlichen oder tierischen Körper, insbesondere in Gefäße, einführbar ist. Die Spitze eines Katheters oder eines Führungsdrahtes ist meist einfach in einem 2D-Bild erkennbar und bietet sich somit als detektierbare Stelle des medizinischen Instrumentes an. Oft ist gerade die Umgebung der Spitze eines Katheters oder eines Führungsdrahtes für einen Nutzer, z. B. einen Arzt, von besonderem Interesse. Diese Umgebung wird mit dieser Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens im sechsten Verfahrensschritt visualisiert.
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Günstig ist der 2D-Datensatz ein Durchleuchtungsbild.
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Unter Durchleuchtung oder Fluoroskopie versteht man in der Radiologie bzw. Röntgendiagnostik die kontinuierliche Betrachtung von Vorgängen im menschlichen oder tierischen Körper mittels Röntgenstrahlung. Ein Durchleuchtungsbild ist ein Bild aus einer Reihe von Bildern, die während einer Durchleuchtung oder Fluoroskopie gewonnen wurden. Insbesondere das letzte Bild einer Durchleuchtung, d. h. das zeitlich aktuellste, ist z. B. für einen Radiologen von besonderer Wichtigkeit.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung geht in die Bestimmung des Teilvolumens des 3D-Datensatzes eine binäre 3D-Maske ein, deren Volumenschwerpunkt die bestimmte Position der detektierbaren Stelle des wenigstens einen Teils des medizinischen Instrumentes in dem 3D-Datensatz ist und deren Ausmaße vorgebbar sind. In die Bestimmung des Teilvolumens des 3D-Datensatzes geht eine Multiplikation der binären 3D-Maske mit dem 3D-Datensatz ein.
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Bei dieser Weiterbildung wird das Teilvolumen des 3D-Datensatzes durch eine Multiplikation einer binären 3D-Maske mit dem 3D-Datensatz bestimmt. Form, Ausmaße und gegebenenfalls Ausrichtung der binären 3D-Maske sind vorgebbar. Die Position der binären 3D-Maske innerhalb des 3D-Datensatzes ist dadurch bestimmt, dass der Volumenschwerpunkt der binären 3D-Maske auf die bestimmte Position der detektierbaren Stelle des wenigstens einen Teils des medizinischen Instrumentes in dem 3D-Datensatz zu liegen kommt, d. h. der Volumenschwerpunkt der binären 3D-Maske ist durch die bestimmte Position der detektierbaren Stelle des wenigstens einen Teils des medizinischen Instrumentes in dem 3D-Datensatz gegeben. Vorteilhaft ist die Form der binären 3D-Maske eine Kugel und der Radius der Kugel ist vorgebbar. Weiter ist es vorteilhaft, den Radius der kugelförmigen, binären 3D-Maske in Abhängigkeit des Radius des biologischen Hohlorgans an der bestimmten Position der detektierbaren Stelle des wenigstens einen Teils des medizinischen Instrumentes in dem 3D-Datensatz vorzugeben. Die Elemente der binären 3D-Maske können einen ersten Wert, beispielsweise den binären Wert „1” aufweisen, wenn sie innerhalb oder auf der vorgegebenen Volumenform, wie z. B. der Kugel, liegen, ansonsten weisen sie einen komplementären Wert, z. B. den binären Wert „0”, auf. Durch die Multiplikation der binären 3D-Maske mit dem 3D-Datensatz erhält man das interessierende Teilvolumen des 3D-Datensatzes, das visualisiert wird.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Visualisieren des Teilvolumens des 3D-Datensatzes eine Überlagerung des 2D-Datensatzes mit einer ortsrichtigen Projektion des Teilvolumens des 3D-Datensatzes.
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Wie eingangs beschrieben ist bei aktuellen Bildsystemen nachteilig, dass eine räumliche Darstellung bei einer Überlagerung auf ein ”live”-Bild projiziert wird und so ein Teil der räumlichen Information verloren gehen kann, wodurch sich überlagernde oder überlappende Strukturen, wie sich überlagernde Gefäße, oft nur schwer oder gar nicht erkennbar sind. Durch eines der erfindungsgemäßen Verfahren wird nicht mehr der gesamte 3D-Datensatz einem 2D-Bild überlagert, sondern das Teilvolumen des 3D-Datensatzes, das im Wesentlichen nur den interessierenden Bereich umfasst.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass das Visualisieren des Teilvolumens des 3D-Datensatzes ein zusätzliches Darstellen des Teilvolumens des 3D-Datensatzes mit vorgebbarem Projektionswinkel umfasst.
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In dieser Ausgestaltung wird das Teilvolumen des 3D-Datensatzes zusätzlich, z. B. auf einem Darstellungsmittel, wie einem Monitor, dargestellt. Der Projektionswinkel oder Drehwinkel und/oder die Drehachse des Teilvolumens sind vorgebbar. So ist beispielsweise denkbar, zu einer Überlagerung eines 2D-”live”-Bildes mit dem ortsrichtigen Teilvolumen des 3D-Datensatzes zusätzliche Darstellungen des Teilvolumens des 3D-Datensatzes, z. B. aus orthogonalen Blickrichtungen, darzustellen.
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Darüber hinaus lassen sich weitere Verbesserungen erzielen, wenn das Verfahren automatisch ausgeführt wird.
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Automatisch ausgeführte Verfahren brauchen weniger Anwendereingriffe und führen somit zu einem schnelleren Ablauf. Da heutige bildgebende Vorrichtungen meist schon für automatische Abläufe vorbereitet sind, ist die Integration eines erfindungsgemäßen Verfahrens technisch leicht möglich. Außerdem sind automatisch ausgeführte Verfahren oft weniger fehleranfällig.
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Ein weiterer Grundgedanke der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Darstellung eines biologischen Hohlorgans. Die Vorrichtung umfasst ein Rechen- und Steuermittel, das dazu ausgelegt ist, folgende Verfahrensschritte auszuführen:
- – Entgegennahme eines 3D-Datensatzes, der einen Untersuchungsbereich eines Untersuchungsobjektes umfasst;
- – Entgegennahme eines 2D-Datensatzes, der den Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjektes und wenigstens einen Teil eines medizinischen Instrumentes umfasst, wobei der wenigstens eine Teil des medizinischen Instrumentes innerhalb des biologischen Hohlorgans angeordnet ist und eine in dem 2D-Datensatz detektierbare Stelle aufweist;
- – Bestimmen der Position der detektierbaren Stelle des wenigstens einen Teils des medizinischen Instrumentes in dem 2D-Datensatz;
- – Übertragen der bestimmten Position der detektierbaren Stelle des wenigstens einen Teils des medizinischen Instrumentes in dem 2D-Datensatz in den 3D-Datensatz;
- – Bestimmen eines Teilvolumens des 3D-Datensatzes, wobei der Volumenschwerpunkt des Teilvolumens die bestimmte Position der detektierbaren Stelle des wenigstens einen Teils des medizinischen Instrumentes in dem 3D-Datensatz ist und die Ausmaße und die Ausrichtung des Teilvolumens vorgebbar sind, und wobei das Teilvolumen des 3D-Datensatzes eine Kugel ist und der Radius der Kugel durch folgende Verfahrensschritte vorgegeben wird:
- S51) Entgegennahme eines Faktors;
- S52) Bestimmung eines Radius des biologischen Hohlorgans an der bestimmten Position der detektierbaren Stelle des wenigstens einen Teils des medizinischen Instrumentes in dem 3D-Datensatz;
- S53) Berechnen des Radius der Kugel durch Multiplikation des Radius des biologischen Hohlorgans an der bestimmten Position der detektierbaren Stelle mit dem entgegengenommenen Faktor.
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Weiter umfasst die Vorrichtung ein Darstellungsmittel zum Visualisieren des Teilvolumens des 3D-Datensatzes.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst somit mindestens ein Rechen- und Steuermittel, z. B. einen Computer, und ein Anzeigemittel, z. B. einen Computermonitor. Das Rechen- und Steuermittel ist zur Entgegennahme eines 3D-Datensatz, der einen Untersuchungsbereich eines Untersuchungsobjektes umfasst, und eines 2D-Datensatzes, der den Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjektes und wenigstens einen Teil eines medizinischen Instrumentes umfasst, ausgebildet. Dies kann beispielsweise durch eine Datenschnittstelle, mit Hilfe derer es ein Röntgenbild von einem Röntgengerät empfangen kann, realisiert sein. Weiter ist das Rechen- und Steuermittel dazu ausgelegt, die beschriebenen Bildverarbeitungsaufgaben auszuführen, indem es zum Beispiel über ein geeignetes Computerprogramm, insbesondere aus dem Bereich der medizinischen, digitalen Bildverarbeitung, verfügt und dieses abarbeitet. Das Teilvolumen des 3D-Datensatzes kann auf dem Anzeigemittel visualisiert werden, z. B. durch Darstellung auf dem Computermonitor.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung eines Grundgedankens der Erfindung sieht vor, dass die Vorrichtung dazu ausgelegt ist, ein zuvor beschriebenes Verfahren durchzuführen.
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Auch hier kann die Ausführbarkeit der beschriebenen Verfahrensschritte durch entsprechende Computerprogramme, die in der Rechen- und Steuereinheit abrufbar sind, realisiert sein.
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Die nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.
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Weitere vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den nachfolgenden Figuren samt Beschreibung. Es zeigen:
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1 beispielhaft ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Darstellung eines biologischen Hohlorgans;
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2 beispielhaft ein Abbild eines 3D-Datensatzes eines Gefäßbaumes nach dem Stand der Technik;
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3 beispielhaft ein Abbild eines 2D-Datensatzes eines Gefäßbaumes nach dem Stand der Technik;
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4 beispielhaft ein Abbild einer 2D-3D-Überlagerung eines Gefäßbaumes nach dem Stand der Technik;
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5 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Darstellung eines Gefäßbaumes;
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6 schematisch eine Darstellung eines 3D-Datensatzes mit einem kugelförmigen Teilvolumen des 3D-Datensatzes; und
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7 schematisch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Darstellung eines biologischen Hohlorgans.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Ablaufdiagramms eines erfindungsgemäßen Verfahrens 1 zur Darstellung eines biologischen Hohlorgans. Das Verfahren 1 umfasst die Verfahrensschritte S1 bis S4, S51 bis S53, S5' und S6 bis S7. Es beginnt mit Verfahrensschritt S1 und endet, „End”, nach Verfahrensschritt S7. Die einzelnen Verfahrensschritte lauten:
- S1) Entgegennahme eines 3D-Datensatzes, der einen Untersuchungsbereich eines Untersuchungsobjektes umfasst;
- S2) Entgegennahme eines 2D-Datensatzes, der den Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjektes und wenigstens einen Teil eines medizinischen Instrumentes umfasst, wobei der wenigstens eine Teil des medizinischen Instrumentes innerhalb eines biologischen Hohlorgans angeordnet ist und eine in dem 2D-Datensatz detektierbare Stelle aufweist;
- S3) Bestimmen der Position der detektierbaren Stelle des wenigstens einen Teils des medizinischen Instrumentes in dem 2D-Datensatz;
- S4) Übertragen der bestimmten Position der detektierbaren Stelle des wenigstens einen Teils des medizinischen Instrumentes in dem 2D-Datensatz in den 3D-Datensatz;
- S51) Entgegennahme eines Faktors;
- S52) Bestimmung eines Radius des biologischen Hohlorgans an der bestimmten Position der detektierbaren Stelle des wenigstens einen Teils des medizinischen Instrumentes in dem 3D-Datensatz;
- S53) Berechnen eines Radius der Kugel durch Multiplikation des Radius des biologischen Hohlorgans an der bestimmten Position der detektierbaren Stelle mit dem entgegengenommenen Faktor.
- S5') Bestimmen eines kugelförmigen Teilvolumens des 3D-Datensatzes mit dem Radius der Kugel aus Verfahrensschritt S53, wobei der Mittelpunkt des Teilvolumens die bestimmte Position der detektierbaren Stelle des wenigstens einen Teils des medizinischen Instrumentes in dem 3D-Datensatz ist;
- S6) Visualisieren des Teilvolumens des 3D-Datensatzes und
- S7) Testen eines Abbruchkriteriums, falls das Abbruchkriterium erfüllt ist, „Y”, beenden, „End”, des Verfahrens 1, falls das Abbruchkriterium nicht erfüllt ist, ”N”, Sprung zu Verfahrensschritt S2.
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Es ist vorteilhaft, wenn nach Verfahrensschritt S6 ein Abbruchkriterium, S7, geprüft wird. Unter einem Abbruchkriterium kann beispielsweise das Erreichen einer vorgebbaren Anzahl an Verfahrensdurchläufen oder das Betätigen eines Tasters verstanden werden, d. h. wenn z. B. der Taster gedrückt ist, ist das Abbruchkriterium erfüllt, „Y”, und das Verfahren 1 wird beendet. Ist das Abbruchkriterium nicht erfüllt, „N”, wird zu Verfahrensschritt S2, „Entgegennahme eines 2D-Datensatzes”, z. B. ein weiteres Durchleuchtungsbild, verzweigt. Vorzugsweise umfasst das Visualisieren des Teilvolumens des 3D-Datensatzes in Verfahrensschritt S6 eine Überlagerung des 2D-Datensatzes mit einer ortsrichtigen Projektion des Teilvolumens des 3D-Datensatzes. Weiter umfasst das Visualisieren des Teilvolumens des 3D-Datensatzes in Verfahrensschritt S6 vorzugsweise ein zusätzliches Darstellen des Teilvolumens des 3D-Datensatzes mit vorgebbarem Projektionswinkel. Vorzugsweise wird das Verfahren 1 automatisch ausgeführt, d. h. beispielsweise wird nach Entgegennahme des 3D-Datensatzes und 2D-Datensatzes die Position der detektierbaren Stelle des wenigstens einen Teils des medizinischen Instrumentes in dem 2D-Datensatz automatisch bestimmt, die folgenden Verfahrensschritte automatisch ausgeführt und anschließend wird das Teilvolumen des 3D-Datensatzes visualisiert. Dies ermöglicht eine maximal schnelle Durchführung der Bildgebung und eine minimale zeitliche Belastung des Patienten.
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In 2 ist beispielhaft ein Abbild eines 3D-Datensatzes 50 eines biologischen Hohlorgans 51, hier eines Gefäßbaumes, nach dem Stand der Technik dargestellt. Da der 3D-Datensatz 50 im Vorfeld einer katheterunterstützten Untersuchung mit einem Computertomographiegerät gewonnen wurde, ist kein medizinischer Katheter in dem Abbild enthalten. In einer Windung des Gefäßbaumes ist ein Aneurysma 52, also eine krankhafte, örtlich begrenzte, häufig sackartige Erweiterung, erkennbar.
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3 zeigt beispielhaft ein Abbild eines 2D-Datensatzes 60 eines biologischen Hohlorgans 51, hier eines Gefäßbaumes nach dem Stand der Technik. Der 2D-Datensatz 60 wurde mit einem Röntgengerät bei einer Durchleuchtung gewonnen, d. h. es liegt ein Durchleuchtungsbild, das aus einer Reihe von Bildern, die während einer Durchleuchtung oder Fluoroskopie gewonnen wurden, vor. In einer Windung des Gefäßbaumes ist wieder ein Aneurysma 52 erkennbar, wobei die Klarheit der Darstellung weniger gut ist, als bei dem Aneurysma des Abbilds des 3D-Datensatzes in 2. Ein wichtiger Vorteil in der Nutzung von 2D-Darstellungen ist, dass Aufnahmen häufiger gemacht werden können, so dass der Eindruck von „live”-Bildern entsteht. Kontinuierliche Aufnahmen sind dann wichtig, wenn beispielsweise die Bewegung eines medizinischen Instrumentes 61, wie in diesem Ausführungsbeispiel ein Katheter, überwacht werden soll.
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In 4 ist beispielhaft ein Abbild einer 2D-3D-Überlagerung 70 eines biologischen Hohlorgans 51, hier eines Gefäßbaumes, nach dem Stand der Technik dargestellt. Die Überlagerung, bei der einem 2D-Bild, z. B. einer Fluoroskopie, eine Projektion eines räumlichen Bildes, z. B. eines computertomographischen Bildes, überlagert wird, soll die genannten Vorteile beider Darstellungsformen kombinieren. Insbesondere ist ein medizinisches Instrument 61, hier ein Katheter, erkennbar, der in dem plastisch wirkenden Gefäßbaum geführt wird. Die Bilder, die zur Überlagerung kommen, gleichen denen aus den 2 und 3, wobei in diesem Ausführungsbeispiel der Gefäßbaum und ein Aneurysma 52 durch ein weiteres Gefäß 71 teilweise verdeckt werden. Würde sich das Gefäß 71 weiter in die Bildmitte erstrecken, wäre das Aneurysma 52 nicht zu sehen und die, an sich informative, Darstellung wäre für eine Untersuchung oder einen chirurgischen Eingriff nicht verwendbar. Die Konsequenz wäre dann zum Beispiel, diesen Überlagerungsmodus, engl. overlay mode, abzuschalten und gegebenenfalls das räumliche Bild durch eine manuelle Eingabe so zu rotieren, dass das Aneurysma 52 wieder zu sehen ist. Das wäre ein zeitaufwändiges Vorgehen und außerdem würde die Darstellung des medizinischen Instrumentes 61 verloren gehen.
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5 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Darstellung 80 eines biologischen Hohlorgans 51, hier eines Gefäßbaumes. In den Gefäßbaum ist ein medizinisches Instrument 61, hier ein Katheter, eingeführt, der in einem 2D-Bild, z. B. einer Fluoroskopie, sichtbar ist. Dem 2D-Bild ist eine Projektion eines räumlichen Bildes, z. B. eines computertomographischen Bildes, überlagert. Soweit ähnelt die Darstellung der aus dem Ausführungsbeispiel von 4. Ein wesentlicher Unterschied ist jedoch, dass ein wichtiger Bereich des Gefäßbaumes, insbesondere der Bereich, in dem sich ein Aneurysma 52 befindet, nicht durch ein weiteres Gefäß 71 verdeckt wird. Diese Darstellung wird durch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens erreicht, das im Folgenden beispielhaft beschrieben wird. Nach Entgegennahme eines 3D-Datensatzes, der einen Untersuchungsbereich, hier den Gefäßbaum, eines Untersuchungsobjektes, z. B. eines menschlichen Patienten, umfasst, wird ein 2D-Datensatz, der den Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjektes und wenigstens einen Teil eines medizinischen Instrumentes 61, hier des Katheters, umfasst, entgegengenommen. Der wenigstens eine Teil des medizinischen Instrumentes 61 ist innerhalb eines biologischen Hohlorgans 51, hier des Gefäßbaumes, angeordnet und weist eine, in dem 2D-Datensatz detektierbare, Stelle 62 auf, hier der Übergang des drahtförmigen Katheterschaftes in die linsenförmige Katheterspitze, der gut in dem 2D-Datensatz erkennbar und somit auch detektierbar ist. In den nächsten Verfahrensschritten wird die Position der detektierbaren Stelle 62 des wenigstens einen Teils des medizinischen Instrumentes 61 in dem 2D-Datensatz bestimmt und in den 3D-Datensatz übertragen. Damit ist die räumliche Position der detektierbaren Stelle 62 in dem 3D-Datensatz bestimmt. Als nächstes wird ein Faktor, z. B. von einer Bedienperson, entgegen genommen, z. B. der Faktor „12”. Dann wird ein Radius 54 des biologischen Hohlorgans 51 an der bestimmten Position der detektierbaren Stelle 62 des wenigstens einen Teils des medizinischen Instrumentes 61 in dem 3D-Datensatz bestimmt. Durch Multiplikation des Radius 54 des biologischen Hohlorgans 51 an der bestimmten Position der detektierbaren Stelle 62 mit dem entgegengenommenen Faktor wird ein Radius einer Kugel berechnet. Mit dem Radius der Kugel wird ein kugelförmiges Teilvolumen 82 des 3D-Datensatzes bestimmt, wobei der Mittelpunkt des Teilvolumens 82 die bestimmte Position der detektierbaren Stelle 62 des wenigstens einen Teils des medizinischen Instrumentes 61 in dem 3D-Datensatz ist. Schließlich wird das Teilvolumen 82 des 3D-Datensatzes visualisiert, indem es, wie in 5 gezeigt, ortsrichtig dem 2D-Bild überlagert wird. Man erkennt, dass nur Strukturen, die innerhalb des kugelförmigen Teilvolumens liegen, auch in diesem Bereich dargestellt werden, andere Strukturen, wie das Gefäß 71, werden nicht angezeigt bzw. werden ausmaskiert. Somit wird das Aneurysma 52 nicht durch das Gefäß 71 verdeckt. Außerhalb des kugelförmigen Teilvolumens kann eine übliche Überlagerung dargestellt werden. In 5 ist eine weitere Visualisierung 81 eines Teilvolumens des 3D-Datensatzes dargestellt. Es wurde ein quaderförmiges Teilvolumen des 3D-Datensatzes bestimmt, wobei der Volumenschwerpunkt des quaderförmigen Teilvolumens die bestimmte Position der detektierbaren Stelle 62 des wenigstens einen Teils des medizinischen Instrumentes 61 in dem 3D-Datensatz ist und die Ausmaße und die Ausrichtung des Teilvolumens z. B. von einer Bedienperson, vorgegeben wurden. Die Ausrichtung bzw. die Projektionsrichtung wurde um ca. 180° gegenüber der ersten Visualisierung 82 gedreht, so dass das Aneurysma 52 quasi von der anderen Seite in einer Darstellung 52' sehr deutlich zu sehen ist. Dieses zusätzliche Darstellen 81 des Teilvolumens des 3D-Datensatzes mit vorgebbarem Projektionswinkel wird auch als engl. side-by-side-Darstellung bezeichnet.
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In 6 ist schematisch eine Darstellung eines 3D-Datensatzes 50 mit einem kugelförmigen Teilvolumen 55 des 3D-Datensatzes 50 gezeigt. Ein Ortsvektor 56 eines kartesischen Koordinatensystems 52 beschreibt die, in den 3D-Datensatz 50 übertragene, bestimmte Position einer detektierbaren Stelle eines medizinischen Instrumentes in einem 2D-Datensatz. Ein Radius 54 ist der Radius eines biologischen Hohlorgans an der bestimmten Position der detektierbaren Stelle des medizinischen Instrumentes in dem 3D-Datensatz 50. Der Radius 57 des kugelförmigen Teilvolumens 55 ergibt sich aus dem Produkt von Radius 54 mit einem entgegengenommenen Faktor, der in diesem Fall ca. 2 beträgt.
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In 7 schließlich ist schematisch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zur Darstellung eines biologischen Hohlorgans dargestellt. Die Vorrichtung 10 umfasst ein Rechen- und Steuermittel 20, das dazu ausgelegt ist, eines der beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren auszuführen. Insbesondere ist das Rechen- und Steuermittel 20 dazu ausgelegt, Bilder einer Röntgenvorrichtung 30 entgegenzunehmen. Die Röntgenvorrichtung 30 weist beispielsweise einen C-Bogen 33 auf, an dem in gegenüberliegender Lage eine Röntgenquelle 35 und ein digitaler Röntgendetektor 34 angeordnet sind. Auf einer Lagerungseinrichtung 31, hier ein Untersuchungstisch, der von einer Säule der Lagerungseinrichtung gehalten wird, liegt ein Untersuchungsobjekt 22, zum Beispiel ein menschlicher Patient. Die Röntgenvorrichtung 30 kann durch das Rechen- und Steuermittel 20, hier ein Computer, gesteuert werden. Der C-Bogen 33 der Röntgenvorrichtung 30 ist drehbar. Durch eine geeignete Serie von Röntgenaufnahmen aus verschiedenen Richtungen rund um das Untersuchungsobjekt 22 ist nach dem Stand der Technik ein räumliches Bild eines Untersuchungsbereiches 25, hier der Brustbereich des Untersuchungsobjektes 22, berechenbar und an das Rechen- und Steuermittel 20 übertragbar. Weiter kann die Röntgenvorrichtung 30 Durchleuchtungsbilder von dem Untersuchungsbereich 25 aufnehmen und an das Rechen- und Steuermittel 20 übertragen. Eingaben, wie die Eingabe eines Faktors oder eines Projektionswinkels, können an einem Eingabemittel 24, hier eine Computertastatur, vorgenommen werden. Die Darstellung eines biologischen Hohlorgans des Untersuchungsbereiches 25 des Untersuchungsobjektes 22 kann auf einem Darstellungsmittel 21, hier einem Computermonitor, erfolgen.
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Zusammenfassend werden exemplarisch ein weiteres Ausführungsbeispiel und einige Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung beschrieben:
Bei der Durchführung komplexer, katheterbasierter Interventionen ist es für die ausführende Person extrem wichtig, die Orientierung innerhalb eines Gefäßbaumes zu haben. Heutige Software-Instrumente unterstützen einen Arzt dabei, bieten aber bislang nur die Möglichkeit, ein zuvor gewonnenes räumliches Bild in einer Projektionsrichtung, meist in der Richtung eines verwendeten C-Bogens eines Röntgengerätes, darzustellen. Eine weitere Schwierigkeit liegt darin, dass die räumliche Information auf ein aktuelles „live” Bild, z. B. bei einer Fluoroskopie, als 2D-Projektion abgebildet wird, wodurch Informationen verloren gehen können. Hier besteht das Risiko, dass diese eine Projektionsrichtung unzureichend ist, wenn sich zwei Gefäße im Raum überlappen oder wenn ein interessierendes Objekt, z. B. ein Aneurysma, „hinter” einem Gefäß liegt. In diesem Fall ist das Aneurysma nur schwer zu sehen und eine, wie vorgeschlagen, zusätzliche „seitliche” Ansicht wäre vorteilhaft, um die vollständige räumliche Information zu erhalten. Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Katheter oder ein Führungsdraht in einem Durchleuchtungsbild automatisch detektiert, engl. tracking genannt. In einer Rechen- und Steuereinheit, z. B. einem Computer, wird die Katheter- bzw. Führungsdraht-Position in ein 3D-Koordinatensystem eines zuvor akquirierten 3D-Bildes, z. B. von einem CT-, MR- oder Rotations-Röntgengerät, transformiert. Die Transformation wird dabei unterstützt durch die Information, dass sich der Katheter bzw. der Führungsdraht nur innerhalb eines Gefäßes befinden kann, wobei das Gefäß auch Teil des 3D-Bildes ist. Eine mögliche Dehnung von Gefäßen kann beispielsweise durch Verwendung einer, an sich bekannten, Wahrscheinlichkeitsmaske von möglichen Biegungen oder Veränderungen der Gefäße kompensiert werden. Weiter wird die Position der Katheter- bzw. Führungsdrahtspitze detektiert und in das 3D-Koordinatensystem des 3D-Bildes transformiert. Der Radius des Gefäßes an dieser Position wird bestimmt und sodann mit einem vorher entgegengenommenen Faktor, der zum Beispiel von einer Bedienperson ein- bzw. vorgegeben wurde, multipliziert. Das Produkt wird als Radius einer Kugel interpretiert, deren Mittelpunkt an der transformierten Position der Katheter- bzw. Führungsdrahtspitze liegt. Die Lage der Kugel und ihre Ausdehnung wird als neues 3D-Volumen angesehen, wobei die Dimensionen des neuen 3D-Volumens gleich denen des 3D-Bildes sind. Allen räumlichen Bildpunkten, auch Voxel genannt, die innerhalb oder auf der Kugel des neuen 3D-Volumens liegen, wird eine binäre Information „1” zugeordnet, allen Voxel, die außerhalb der Kugel liegen wird eine binäre Information „0” zugeordnet. Das heißt, das neue 3D-Volumen ist ein binäres Volumen, das nur Werte „0” und „1” umfasst, und auch als Maskenvolumen interpretiert werden kann. Im nächsten Schritt wird das binäre Volumen mit dem 3D-Bild multipliziert. Als Ergebnis erhält man ein Zielvolumen, das nur die nähere Umgebung um die Katheter- bzw. Führungsdrahtspitze umfasst. Das heißt, das Zielvolumen ist ein Teilvolumen, das immer nur die nächste Umgebung um die Katheter- bzw. Führungsdrahtspitze zeigt. Der Vorteil ist, dass Gefäße, die weiter von der Katheter- bzw. Führungsdrahtspitze entfernt sind und deshalb als weniger relevant angesehen werden, nicht im Zielvolumen enthalten sind. Als nächstes wird das Zielvolumen als Überlagerungsvolumen verwendet und die Überlagerung wird dargestellt. Dies ähnelt einer üblichen Darstellung, mit dem wesentlichen Unterschied, dass nur relevante Strukturen, d. h. diejenigen Strukturen, die nahe der Katheter- bzw. Führungsdrahtspitze angeordnet sind, überlagert werden. Alternativ oder zusätzlich zu der beschriebenen Darstellung kann das Zielvolumen um eine vorgebbare Achse und einen vorgebbaren Winkel, z. B. 90° oder 180°, rotiert werden und das Ergebnis kann als zusätzliches Bild, z. B. engl. side-by-side oder picture-in-picture, PiP, dargestellt werden. Das bedeutet, ein Gefäß kann von mehreren Seiten betrachtet werden.
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Durch die Überlagerung eines, insbesondere echtzeitähnlichen 2D-Bildes mit einem Teilvolumen-Bild eines Gefäßes, z. B. immer, wenn ein Pedal betätigt wird, wird die gegenwärtige Situation bei einer Untersuchung zeitnah wiedergegeben.
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Da das erfindungsgemäße Verfahren auch automatisch, d. h. ohne Anwendereingriffe, ausgeführt werden kann, ist es einfach zu handhaben und zu steuern. Dadurch, dass nur wesentliche Teile des Gesamtvolumens zur Überlagerung kommen, wird ein Nutzer, z. B. ein Arzt, nicht durch unwesentliche Informationen abgelenkt.
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Durch die mögliche echtzeitähnliche Anpassung der Überlagerung des Teilvolumens und des korrespondierenden, nach Vorgabe beliebig gedrehten, Teilvolumens in einer oder mehreren zusätzlichen Darstellungen, wird die Orientierung innerhalb des Untersuchungsbereiches stark vereinfacht. Weiter können Strukturen, wie pathologische Veränderungen, leicht erkannt werden, wenn das Teilvolumen aus mehreren Blickwinkeln dargestellt wird. Das Risiko, dass diese Strukturen übersehen werden, weil sie in einer üblichen Projektionsrichtung „hinter” einem anderen Objekt verborgen sind, wird reduziert.
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Durch die echtzeitähnliche Anpassung der Überlagerung wird die Gewissheit, ein medizinisches Instrument an der richtigen Position zu führen erhöht, somit die Sicherheit für Patienten erhöht und das Risiko von Komplikationen reduziert.
