DE102013205537A1 - Angiographic examination method for determining dimension in vasculature as investigation object of patient, involves determining and transmitting first two-dimensional position in two-dimensional projection image to volume record - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein angiographisches Untersuchungsverfahren zur Bestimmung einer Abmessung in einem Gefäßsystem als Untersuchungsobjekt eines Patienten mittels eines Angiographiesystems mit einem Röntgenstrahler, einem Röntgenbilddetektor, die an den Enden eines C-Bogens angebracht sind, einem Patientenlagerungstisch mit einer Tischplatte zur Lagerung des Patienten, einer Systemsteuerungseinheit, einem Bildsystem und einem Monitor. The invention relates to an angiographic examination method for determining a dimension in a vascular system as examination object of a patient by means of an angiography system with an X-ray source, an X-ray image detector, which are attached to the ends of a C-arm, a patient table with a table top for supporting the patient, a system control unit , an image system and a monitor.
Ein derartiges Angiographiesystem zur Durchführung eines angiographischen Untersuchungsverfahrens ist beispielsweise aus der
Die
Mittels des beispielsweise aus der
Der bekannte Knickarmroboter weist ein Grundgestell auf, welches beispielsweise auf einem Boden fest montiert ist. Daran ist drehbar um eine erste Drehachse ein Karussell befestigt. Am Karussell ist schwenkbar um eine zweite Drehachse eine Roboterschwinge angebracht, an der drehbar um eine dritte Drehachse ein Roboterarm befestigt ist. Am Ende des Roboterarms ist drehbar um eine vierte Drehachse eine Roboterhand angebracht. Die Roboterhand weist ein Befestigungselement für den C-Bogen
Die Realisierung der Röntgendiagnostikeinrichtung ist nicht auf den Industrieroboter angewiesen. Es können auch übliche C-Bogen-Geräte Verwendung finden. The realization of the X-ray diagnostic device is not dependent on the industrial robot. It can also find common C-arm devices use.
Der Röntgenbilddetektor
Im Strahlengang des Röntgenstrahlers
Anstelle des in
Anstelle des beispielsweise dargestellten C-Bogen
Der Röntgenstrahler
Der C-Bogen
Bei dem zu untersuchenden Objekt
Der Röntgenstrahler
Bei der normalen Radiographie oder Fluoroskopie mittels einer derartigen Röntgendiagnostikeinrichtung werden die medizinischen 2-D-Daten des Röntgenbilddetektors
Derartige Angiographiesysteme werden auf dem Gebiet der Fluoroskopie-gesteuerten, interventionellen Reparatur von abdominalen Aortenaneurysmen eingesetzt. Such angiography systems are used in the field of fluoroscopy-guided interventional repair of abdominal aortic aneurysms.
Ein abdominales Aortenaneurysma (AAA) oder Aneurysma verum Aortae abdominalis ist eine Gefäßaussackung an der abdominalen Aorta, eine Erweiterung der abdominalen Aorta unterhalb des Abgangs der Nierenarterien im anterior/posterioren Durchmesser von über 30 mm. Behandelt wird dies durch Einsetzen eines Stent-Grafts. Über die beiden Leisten werden Führungsdrähte und Katheter in die Aorta eingebracht, über die ein oder mehrere Stent-Grafts, also Gefäßplastiken, eingebracht werden (siehe
Schon bei relativ einfachen Stents, die beispielsweise neben der Aorta lediglich die Beinarterien mit umfassen, muss der endgültige Stent manchmal aus einem "Hauptstent" und "Teilstents" zusammengesetzt werden. So werden an einen Aortenstent als Hauptstent üblicherweise Stents für die Beinarterien, den Arteriae Iliacae Communes, den gemeinsamen Darmbeinarterien, "angeflanscht", wie dies nachfolgend noch anhand der
Problem ist trotzdem immer noch das Bestimmen der Länge und damit der Abmessung der anzuflanschenden Teil- oder Iliacalstents. Diese Länge kann vor der Operation selbst bei einem vorsegmentierten und vermessenen Datensatz nur bedingt bestimmt werden. Es ist zwar die Länge der einzelnen Gefäße als Länge der Centerlines bekannt, allerdings nicht die spätere Position der Beinöffnungen des eingebrachten Aortenstents. Diese Position kann zwar bei bekannter Länge des Aortenstents geschätzt werden, letztendlich ist sie aber erst während der Intervention bekannt, wenn der Stent eingebracht wurde. Nevertheless, the problem is still determining the length and thus the dimension of the partial or Iliac stent to be flanged. This length can be determined only conditionally before the operation even with a pre-segmented and measured data set. Although it is the length of the individual vessels known as the length of the centerlines, but not the later position of the leg openings of the introduced aortic stent. Although this position can be estimated with a known length of the aortic stent, it is only known during the intervention when the stent has been introduced.
Zurzeit wird für diese Messung nach eingebrachtem Aortenstent und Sondierung der Beinöffnung mit einem Führungsdraht ein spezieller Angio-Katheter mit Markierungen im 1cm-Abstand über den Draht eingebracht, wie dies nachfolgend noch anhand der
Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, ein angiographisches Untersuchungsverfahren zur Bestimmung einer Abmessung in einem Gefäßsystem als Untersuchungsobjekt eines Patienten der eingangs genannten Art derart auszubilden, dass eine Berechnung dieser Abmessungen bzw. Längen auf einfache Weise nichtinvasiv erfolgen kann, also ohne beispielsweise den oben genannten Angio-Katheter einführen zu müssen. The invention is based on the object of designing an angiographic examination method for determining a dimension in a vascular system as the examination object of a patient of the type mentioned at the outset such that a calculation of these dimensions or lengths can easily be carried out non-invasively, ie without the above-mentioned example To introduce angio catheters.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß für ein angiographisches Untersuchungsverfahren der eingangs genannten Art durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. The object is achieved for an angiographic examination method of the type mentioned by the features specified in
Die Aufgabe wird für ein angiographisches Untersuchungsverfahren zur Bestimmung einer Abmessung in einem Gefäßsystem erfindungsgemäß durch folgende Schritte gelöst:
- S1) Erzeugung eines Volumendatensatzes des Untersuchungsobjekts,
- S2) Registrierung des Volumendatensatzes zum C-Bogen,
- S3) Bestimmung des Verlaufs des Untersuchungsobjekts im Volumendatensatz,
- S4) Erzeugung von wenigstens einem 2-D-Projektionsbild des Untersuchungsobjekts,
- S5) 2-D/3-D-Fusionierung des wenigstens einen 2-D-Projektionsbildes und des registrierten Volumendatensatzes zur Erzeugung eines 2-D-Überlagerungsbildes,
- S6) Bestimmung einer ersten 2-D-Position im wenigstens einen 2-D-Projektionsbild,
- S7) Übertragung der bestimmten ersten 2-D-Position aufgrund der Registrierung vom wenigstens einen 2-D-Projektionsbild zum Volumendatensatz mittels Rückprojektion zur Bestimmung einer entsprechenden ersten 3-D-Position im Volumendatensatz,
- S8) Berechnung einer 3-D-Abmessung (
45 ) entlang einer den Verlauf des Untersuchungsobjekts (15 ,17 ) kennzeichnenden Linie zwischen der ersten 3-D-Position (43 ) und einer zweiten 3-D-Position (44 ) und - S9) Ausgabe der 3-D-Abmessung.
- S1) generating a volume data set of the examination object,
- S2) registration of the volume data set to the C-arm,
- S3) determination of the course of the examination subject in the volume data record,
- S4) generating at least one 2-D projection image of the examination subject,
- S5) 2-D / 3-D fusing of the at least one 2-D projection image and the registered volume data set to produce a 2-D overlay image,
- S6) determining a first 2-D position in the at least one 2-D projection image,
- S7) transmitting the determined first 2-D position by registering from the at least one 2-D projection image to the volume data set by backprojecting to determine a corresponding first 3-D position in the volume data set,
- S8) calculation of a 3-D dimension (
45 ) along a course of the examination subject (15 .17 ) characterizing line between the first 3-D position (43 ) and a second 3-D position (44 ) and - S9) Output of the 3-D dimension.
Dadurch kann eine (semi-)automatische Berechnung einer Abmessung bzw. Länge in einem Gefäßsystem erfolgen, ohne einen Angio-Katheter einführen zu müssen. This allows a (semi-) automatic calculation of a dimension or length in a vascular system without having to insert an angiothoretic catheter.
Die Aufgabe wird für ein angiographisches Untersuchungsverfahren zur Bestimmung einer Abmessung in einem Gefäßsystem, bei dem das Gefäßsystem wenigstens zwei Gefäße als Untersuchungsobjekt aufweist und die Abmessung eines an einen im Bereich einer Bifurkation der beiden Gefäße eingebrachten Hauptstent anzuflanschenden Teilstents während einer Beobachtung mittels des Angiographiesystems zu bestimmen ist, erfindungsgemäß auch durch folgende abgewandelte bzw. angepasste oder erweiterte Schritte gelöst:
- S1') Erzeugung eines Volumendatensatzes der wenigstens zwei Gefäße,
- S2') Registrierung des Volumendatensatzes zum C-Bogen,
- S3') Bestimmung des Verlaufs der wenigstens zwei Gefäße im Volumendatensatz,
- S4') Erzeugung von wenigstens einem 2-D-Projektionsbild der wenigstens zwei Gefäße mit dem eingebrachten Hauptstent,
- S5') 2-D/3-D-Fusionierung des wenigstens einen 2-D-Projektionsbildes und des registrierten Volumendatensatzes zur Erzeugung des 2-D-Überlagerungsbildes, in dem der eingebrachte Hauptstent und der vorsegmentierte Volumendatensatz anatomisch korrekt überlagert sind,
- S6') Bestimmung einer Position einer ersten Bifurkation, beispielsweise des Hauptstents, als erste 2-D-Position im wenigstens einen 2-D-Projektionsbild,
- S7') Übertragung der bestimmten 2-D-Position aufgrund der Registrierung gemäß Verfahrensschritt S2') vom wenigstens einen 2-D-Projektionsbild zum Volumendatensatz mittels Rückprojektion zur Bestimmung der 3-D-Position dieser ersten Bifurkation im Volumendatensatz,
- S8') Berechnung der 3-D-Länge des Gefäßes als 3-D-Abmessung zwischen der 3-D-Position der ersten Bifurkation und der Endposition des einzusetzenden Teilstents als zweite 3-D-Position und
- S9') Ausgabe der 3-D-Abmessung als Länge des zu wählenden und/oder einzusetzenden Teilstents.
- S1 ') generating a volume data set of the at least two vessels,
- S2 ') registration of the volume data set to the C-arm,
- S3 ') determining the course of the at least two vessels in the volume data set,
- S4 ') generating at least one 2-D projection image of the at least two vessels with the introduced main stent,
- S5 ') 2-D / 3-D fusing of the at least one 2-D projection image and the registered volume data set to produce the 2-D overlay image in which the introduced major stent and the pre-segmented volume data set are anatomically correctly superimposed,
- S6 ') determining a position of a first bifurcation, for example of the main stent, as a first 2-D position in the at least one 2-D projection image,
- S7 ') transmission of the determined 2-D position on the basis of the registration according to method step S2') from the at least one 2-D projection image to the volume data record by means of backprojection for determining the 3-D position of this first bifurcation in the volume data record,
- S8 ') calculation of the 3-D length of the vessel as a 3-D dimension between the 3-D position of the first bifurcation and the end position of the inserted partial stent as the second 3-D position and
- S9 ') Output of the 3-D dimension as the length of the partial stent to be selected and / or inserted.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Volumendatensatz der wenigstens zwei Gefäße gemäß dem ersten Verfahrensschritt vor dem Setzen eines Hauptstents und dass das wenigstens eine 2-D-Projektionsbild gemäß dem vierten Verfahrensschritt nach dem Setzen des Hauptstents erzeugt werden. It has proved to be advantageous if the volume data set of the at least two vessels according to the first method step before setting a main stent and that the at least one 2-D projection image are generated according to the fourth method step after setting the main stent.
Erfindungsgemäß kann die den Verlauf des Untersuchungsobjekts kennzeichnende Linie die Centerline sein, die durch Segmentierung des Untersuchungsobjekts ermittelt werden kann. According to the invention, the line characterizing the course of the examination object can be the centerline, which can be determined by segmentation of the examination subject.
In vorteilhafter Weise kann die erste 2-D-Position im 2-D-Projektionsbild die Position der Bifurkation des Hauptstents und/oder die zweite 3-D-Position eine Bifurkation Iliaca Interna und Externa sein. Advantageously, the first 2-D position in the 2-D projection image may be the position of the bifurcation of the main stent and / or the second 3-D position may be a bifurcation Iliaca internals and externals.
Gemäß dem sechsten Verfahrensschritt kann erfindungsgemäß die Bestimmung der ersten 2-D-Position im 2-D-Projektionsbild durch ein Mustererkennungs-Verfahren im Durchleuchtungsbild automatisch erfolgen. According to the sixth method step, according to the invention, the determination of the first 2-D position in the 2-D projection image can be carried out automatically by a pattern recognition method in the fluoroscopic image.
Eine automatische Erkennung des Hauptstents im 2-D-Projektionsbild wird vereinfacht, wenn an dem Hauptstent eine Markierung angebracht ist. Automatic detection of the main stent in the 2-D projection image is simplified when a mark is applied to the main stent.
Eine einfache Lokalisierung des Hauptstents im Volumendatensatz kann erreicht werden, wenn an dem Hauptstent ein Positionssensor angebracht ist. A simple location of the main stent in the volume data set can be achieved if a position sensor is attached to the main stent.
Erfindungsgemäß kann die Markierung oder der Positionssensor an der Bifurkation des Hauptstents angebracht sein. According to the invention, the marker or the position sensor may be attached to the bifurcation of the main stent.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Übertragung der bestimmten 2-D-Position gemäß Verfahrensschritt S7') aufgrund der Registrierung vom wenigstens einen 2-D-Projektionsbild zum Volumendatensatz durch eine Rückprojektion zur Bestimmung der 3-D-Position dieser Bifurkation des Hauptstents im 3-D-Volumen-Datensatz erfolgt. It has proven to be advantageous if the transmission of the determined 2-D position according to method step S7 ') due to the registration of at least one 2-D projection image to the volume data set by a backprojection to determine the 3-D position of this bifurcation of the main stent in the 3-D volume data record.
Erfindungsgemäß kann die Rückprojektion der bestimmten 2-D-Position im 2-D-Projektionsbild in den Volumendatensatz auf den nächsten Punkt der registrierten Centerline der Aorta und/oder der durch die registrierte Centerline der Aorta bestimmten Gefäßebene erfolgen. According to the invention, the backprojection of the determined 2-D position in the 2-D projection image into the volume data set can take place on the next point of the registered centerline of the aorta and / or the vessel level determined by the registered centerline of the aorta.
Eine genauere Rekonstruktion oder Lokalisierung ist möglich, wenn die Rückprojektion der bestimmten 2-D-Position von mehreren 2-D-Projektionsbildern aus verschiedenen Angulationen erfolgt. A more accurate reconstruction or localization is possible when back-projection of the particular 2-D position from multiple 2-D projection images from different angulations.
In vorteilhafter Weise kann zur Berechnung der 3-D-Abmessung gemäß dem achten Verfahrensschritt der Abstand zwischen der ersten 3-D-Position und vom Benutzer prä-operativ z. B. in den Iliacalgefäßen gesetzten Landmarken als zweite 3-D-Positionen berechnet werden. Advantageously, to calculate the 3-D dimension according to the eighth method step, the distance between the first 3-D position and the user pre-operatively z. B. landmarks set in the Iliacalgefäßen be calculated as a second 3-D positions.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn zur Berechnung einer 3-D-Abmessung gemäß dem achten Verfahrensschritt der Abstand zwischen der ersten 3-D-Position und Positionen von intra-operativ eingebrachten und z. B. automatisch erkannten Instrumenten (Führungsdrähte, Katheter etc.) ermittelt wird. It has proved to be advantageous if, for the calculation of a 3-D dimension according to the eighth method step, the distance between the first 3-D position and positions of intra-operatively introduced and z. B. automatically detected instruments (guide wires, catheters, etc.) is determined.
Erfindungsgemäß kann der Volumendatensatz eine registrierte prä-operative MR-Angiographie oder Computertomographie sein. According to the invention, the volume data set can be a registered pre-operative MR angiography or computed tomography.
Zweckmäßigerweise kann eine Segmentierung des Untersuchungsobjekts in dem Referenzbild erfolgen. Appropriately, a segmentation of the examination object in the reference image can take place.
In vorteilhafter Weise kann das Gefäß im Bereich der Bifurkation eine Aorta mit den Arterien Iliaca Communis sinistra oder dextra als Bifurkation oder eine Arterie Iliaca Communis sinistra oder dextra mit den Arterien Iliaca Externa und Interna als Bifurkation sein. Advantageously, the vessel in the area of the bifurcation can be an aorta with the arteries Iliaca communis sinistra or dextra as bifurcation or an artery Iliaca communis sinistra or dextra with the arteries Iliaca externa and interna as bifurcation.
Erfindungsgemäß können der Hauptstent ein Aortenstent und der Teilstent ein anzuflanschender Iliacalstent sein. According to the invention, the main stent may be an aortic stent and the partial stent may be an iliac stent to be flipped.
Zweckmäßigerweise können die 2-D-Projektionsbilder Fluoroskopie-Livebilder, Durchleuchtungsbilder oder DSA-Bilder sein. Conveniently, the 2-D projection images may be fluoroscopic live images, fluoroscopic images or DSA images.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: The invention is explained in more detail with reference to embodiments shown in the drawing. Show it:
In der
Behandelt wird das Aortenaneurysma
Bei komplexen Stent-Grafts
Anhand der
Um dem Arzt auch heute schon zusätzliche Informationen zur Unterstützung beim Setzen von AAA-Stents zu geben, wird einem mittels eines C-Bogen-Systems
In dem prä-interventionell erzeugten Volumendatensatz
Die
In der
Für diese 2-D-Überlagerung mittels beispielsweise einer digitalen Subtraktionsangiographie (DSA) ist eine zwar einmalige Kontrastmittelgabe nötig, der Vorteil zur "normalen" Roadmap ist jedoch, dass gewisse Veränderungen des C-Bogen-Systems
Dargestellt ist in den Fällen der beiden
Von dem 2-D-Projektionsbild
- –
Segmentierung der Aorta 15 mitdem abdominalen Aortenaneurysma 16 in dem 2-D-Projektionsbild 31 und - – Einblenden der Umrisse der segmentierten Aorta als 2-D-
Segmentierung 32 in das native Durchleuchtungsbild des 2-D-Projektionsbildes 31 , der Angiographie.
- - Segmentation of the
aorta 15 with the abdominalaortic aneurysm 16 in the 2-D projection image 31 and - - Show the outlines of the segmented aorta as 2-
D segmentation 32 into the native fluoroscopic image of the 2-D projection image 31 , the angiography.
Prinzipielle Voraussetzung zur erfindungsgemäßen Darstellung ist ein zum C-Bogen
- – ein zum C-
Bogen 2 registrierter 3-D-Datensatz bzw.Volumendatensatz 23 sein, beispielsweise eine vorher durchgeführte CT-Angiographie oder eine während der Intervention aufgenommene Rotationsangiographie mit dem C-Bogen 2 , oder - – ein zum C-
Bogen 2 registriertes 2-D-Projektionsbild31 (beispielsweise eine DSA), die sich z. B. den verschiedenen Zoom-, SID-, Tischeinstellungen etc. anpasst. (sieheDE 10 2008 023 918 A1
- - one to the C-
arm 2 Registered 3-D data set orvolume data record 23 For example, a previously performed CT angiography or recorded during the intervention rotational angiography with the C-arm 2 , or - - one to the C-
arm 2 registered 2-D projection image31 (For example, a DSA), the z. B. the various zoom, SID, table settings, etc. adapts. (please referDE 10 2008 023 918 A1
In der
Das prä-operative Bestimmen der Abmessung
Zur intra-operativen Längenmessung von beispielsweise Teilstents wurde bisher ein spezieller Angio-Katheter
Anhand der
- a) Im durch 2-D/3-D-Fusionierung von Durchleuchtungsbild und zum C-
Bogen 2 registrierter prä-operativer CT-Aufnahme erzeugten 2-D/3-D-Überlagerungsbild 30 sind nun der eingebrachte Aortenstent21 und der vorsegmentierte Volumendatensatz23 anatomisch korrekt überlagert undim vorsegmentierten Durchleuchtungsbild 40 wiedergegeben. In diesem wird die 2-D-Position 41 der Bifurkation 35 des Aortenstents21 beispielsweise manuell durch "Klicken" auf die entsprechende Stelleim vorsegmentierten Durchleuchtungsbild 40 markiert. - b) Aufgrund der Registrierung zwischen vorsegmentiertem Durchleuchtungsbild
40 und der CT-Information des Volumendatensatzes23 zum C-Bogen 2 ist nun auch (z. B. durch eine Rückprojektion42 der 2-D-Position 41 auf die Centerline25 ) die 3-D-Position 43 dieser Bifurkation 35 des Aortenstents21 im Volumendatensatz 23 bekannt. - c) Nun kann die 3-D-
Abmessung 45 , also die echte Gefäßlänge, gegeben durch dieCenterline 25 zwischen der 3-D-Position 43 der Bifurkation 35 des Aortenstents21 und beispielsweise der 3-D-Position 44 der Bifurkation Iliaca Interna und Externa, die über die Segmentierung bekannt ist, berechnet werden. Diese 3-D-Abmessung 45 entspricht der Länge der zu wählenden Iliacalstents.
- a) In by 2-D / 3-D fusion of fluoroscopic image and to the C-
arm 2 registered pre-operative CT scan generated 2-D / 3-D overlay image 30 are now the introducedaortic stent 21 and the pre-segmented volume data set23 anatomically correctly superimposed and in the pre-segmentedfluoroscopic image 40 played. This will be the 2-D position 41 thebifurcation 35 of theaortic stent 21 For example, manually by clicking on the corresponding location in the pre-segmentedfluoroscopic image 40 marked. - b) Due to the registration between pre-segmented
fluoroscopic image 40 and the CT information of thevolume data set 23 to the C-arm 2 is now too (eg by aback projection 42 the 2-D position 41 on the centerline25 ) the 3-D position 43 thisbifurcation 35 of theaortic stent 21 in thevolume data set 23 known. - c) Now the 3-
D dimension 45 So the real vessel length, given by thecenterline 25 between the 3-D position 43 thebifurcation 35 of theaortic stent 21 and, for example, the 3-D position 44 of the bifurcation Iliaca Interna and Externa, which is known about segmentation. This 3-D dimension 45 corresponds to the length of the Iliac stent to be selected.
Sollte die 3-D-Position
In der
In einem ersten Verfahrensschritt S1) wird ein Volumendatensatz
Dieser Volumendatensatz
Dann wird in einem dritten Verfahrensschritt S3) eine Bestimmung
Gemäß einem vierten Verfahrensschritt S4) wird wenigstens ein 2-D-Projektionsbild
Dieses wenigstens eine 2-D-Projektionsbild
In einem sechsten Verfahrensschritt S6) erfolgt eine Bestimmung (
Danach wird in einem siebten Verfahrensschritt S7) die bestimmte erste 2-D-Position
Anschließend wird in einem achten Verfahrensschritt S8) eine Berechnung (
Im neunten und letzten Verfahrensschritt S9) erfolgt eine Ausgabe (
Die
Während einer Intervention werden Projektionsbilder
In der vorliegenden Patentanmeldung wird zur Messung der erforderlichen Länge eines einzusetzenden, an der Bifurkation
Voraussetzung für diese erfindungsgemäße Lösung sind ein Volumendatensatz
Der Volumendatensatz
- – eine prä-operative, zum C-
Bogen 2 registrierte CT- oder MR-Angiographie oder - – eine intra-operative Rotationsangiographie zur Weichteildarstellung mit einem C-Bogen-
System 2 bis 4 , eine sogenannte DynaCT®, wie sie in derUS 7,734,009 B2
- - a pre-operative, to the C-
arm 2 registered CT or MR angiography or - - An intra-operative rotation angiography for soft tissue imaging with a C-
arm system 2 to4 , a so-called DynaCT ® , as used in theUS 7,734,009 B2
Weiterhin sollte der Volumendatensatz
Im Folgenden wird ein möglicher Workflow zur Bestimmung der Längen der Iliacalstents beschrieben.
- 1. Zunächst wird vom Arzt (auf welche Weise auch immer) der Haupt-
oder Aortenstent 23 indie Aorta 15 eingebracht und freigesetzt. Dies geschieht unabhängig von dem erfindungsgemäßen Verfahren, das erst danach einsetzt. Der Eingriff kann beispielsweise durch die Arteria iliaca communis mittels minimal-invasiver Chirurgie oder der sogenannten Schlüssellochchirurgie unter Durchleuchtung erfolgen. - 2. Im 2-D/3-D-Überlagerungsbild (2-D/3-D-
Fusionierung von Durchleuchtungsbild 37 und registrierter prä-operativer Computertomographie des Volumendatensatzes23 ) sind nun die Abbildung des eingebrachten Aortenstents21 und der vorsegmentierte Volumendatensatz23 anatomisch korrekt überlagert. - 3. Anschließend wird im 2-D-
Projektionsbild 31 diePosition 41 der Bifurkation 35 des Aortenstents21 , im Weiteren Stent-Bifurkation 35 genannt, markiert (beispielsweise manuell durch "Klicken" mit einer Computermaus auf die entsprechende Position im Durchleuchtungsbild40 ). - 4. Aufgrund der Registrierung zwischen 2-D-
Projektionsbild 31 bzw.Durchleuchtungsbild 40 und CT-Information des Volumendatensatzes23 ist nun auch (z.B. durch Rückprojektion 42 auf die Centerline25 ) die 3-D-Position 44 dieser Stent-Bifurkation 35 im Volumendatensatz 23 bekannt. - 5. Nun kann die 3-D-
Abmessung 45 , also die echte Gefäßlänge, die sich durch dieCenterline 25 ergibt, zwischen der ersten 3-D-Position 43 der Stent-Bifurkation 35 und der zweiten 3-D-Position44 z. B. der über die Segmentierung bekannte Bifurkation Iliaca Interna und Externa berechnet werden. Diese 3-D-Abmessung 45 auf derCenterline 25 zwischen den beidenPositionen 43 und44 entspricht der tatsächlichen Länge der zu wählenden Iliacalstents.
- 1. First, the doctor (in whatever way) the main or
aortic stent 23 into theaorta 15 introduced and released. This happens independently of the method according to the invention, which only starts afterwards. For example, the intervention can be performed by the common iliac artery using minimally invasive surgery or the so-called keyhole surgery under fluoroscopy. - 2. In the 2-D / 3-D overlay image (2-D / 3-D fusion of
fluoroscopic image 37 and registered pre-operative computed tomography of the volume data set23 ) are now the image of the introducedaortic stent 21 and the pre-segmented volume data set23 superimposed anatomically correct. - 3. Subsequently, in the 2-
D projection image 31 theposition 41 thebifurcation 35 of theaortic stent 21 , inaddition stent bifurcation 35 called (for example, manually by clicking with a computer mouse on the appropriate position in the fluoroscopic image40 ). - 4. Due to the registration between 2-
D projection image 31 orfluoroscopic image 40 and CT information of thevolume data set 23 is now too (eg bybackprojection 42 on the centerline25 ) the 3-D position 44 thisstent bifurcation 35 in thevolume data set 23 known. - 5. Now the 3-
D dimension 45 So the real vessel length that extends through thecenterline 25 results between the first 3-D position 43 thestent bifurcation 35 and the second 3-D position44 z. B. the known about the segmentation bifurcation Iliaca Interna and Externa be calculated. This 3-D dimension 45 on thecenterline 25 between the twopositions 43 and44 corresponds to the actual length of the Iliac stents to be selected.
Im Folgenden sind weitere Ausführungsformen oder Variationen des oben beschriebenen Workflow beschrieben. In the following, further embodiments or variations of the workflow described above are described.
Dieser beschriebene Verfahrensablauf kann folgende Variationen aufweisen:
Beim Verfahrensschritt der Bestimmung oder Markierung der 2-D-Position
- • die Stent-
Bifurkation 35 durch ein Mustererkennungs-Verfahren im Durchleuchtungsbild automatisch erkannt werden, - • am Aortenstent
21 ander Bifurkation 35 eine spezielle Markierung angebracht sein, die eine automatische Erkennung im 2-D-Projektionsbild 31 vereinfacht, - • am Aortenstent
21 (z. B. an der Bifurkation35 ) auch ein Positionssensor angebracht sein, der eine Lokalisierung der Bifurkation35 im 3-D-Volumendatensatz 23 erlaubt, und - • statt der Stent-
Bifurkation 35 selbst ein beliebiger anderer Punkt markiert oder erkannt wird, der zur Berechnung von Längen oder Abmessungen dienen kann.
In the step of determining or marking the 2-
- • the
stent bifurcation 35 be detected automatically by a pattern recognition method in the fluoroscopic image, - • at the
aortic stent 21 at the bifurcation35 a special mark may be attached, which provides automatic recognition in the 2-D projection image 31 simplified, - • at the aortic stent
21 (eg at the bifurcation35 ) may also be attached a position sensor that localizes thebifurcation 35 in the 3-D volume data set23 allowed, and - • instead of the
stent bifurcation 35 even any other point is marked or recognized, which can be used to calculate lengths or dimensions.
Der Verfahrensschritt der Rückprojektion
- •
Die Rückprojektion 42 der oben erkannten 2-D-Position 41 der Stent-Bifurkation 35 kann aus einer Projektion inden Volumendatensatz 23 durch Projektion der 2-D-Position 41 auf den nächsten Punkt der registrierten Aorten-Centerline oder Projektion der 2-D-Position 41 auf den nächsten Punkt der durch die registrierte Aorten-Centerline bestimmten Gefäßebene erfolgen. - •
Die Rückprojektion 42 der oben erkannten 2-D-Position 41 der Stent-Bifurkation 35 kann aus 2-D-Aufnahmen aus mehreren Angulationen erfolgen, wobei eine Rekonstruktion von der 3-D-Position 43 aus den 2-D-Positionen 41 und Rückprojektion42 inden registrierten Volumendatensatz 23 , eine Rekonstruktion von der 3-D-Position 43 aus den 2-D-Positionen 41 und Projektion auf den nächsten Punkt der registrierten Aorten-Centerline oder eine Rekonstruktion von der 3-D-Position 43 aus den 2-D-Positionen 41 und Projektion auf den nächsten Punkt der durch die registrierte Aorten-Centerline bestimmten Gefäßebene, sodass eine genauere Rekonstruktion oder Lokalisierung möglich ist.
- • The
rear projection 42 the above-recognized 2-D position 41 thestent bifurcation 35 may be from a projection in thevolume data set 23 by projection of the 2-D position 41 to the next point of the registered aortic centerline or projection of the 2-D position 41 to the next point of the vessel level determined by the registered aortic centerline. - • The
rear projection 42 the above-recognized 2-D position 41 thestent bifurcation 35 can be made from 2-D images from multiple angulations, with a reconstruction of the 3-D position 43 from the 2-D positions 41 andrear projection 42 in the registeredvolume data set 23 , a reconstruction of the 3-D position 43 from the 2-D positions 41 and projection to the nearest point of the registered aortic centerline or reconstruction from the 3-D position 43 from the 2-D positions 41 and projecting to the next point of the vessel plane determined by the registered aortic centerline so that a more accurate reconstruction or localization is possible.
Beim Verfahrensschritt der Längenberechnung
- • der Abstand zwischen der 3-D-
Position 43 und vom Benutzer gesetzten prä-operativen Landmarken (z. B. in den Iliacalgefäßen) oder - • der Abstand zwischen der 3-D-
Position 43 und intraoperativ eingebrachten (und z. B. automatisch erkannten) Instrumenten (Führungsdrähte, Katheter etc.) berechnet werden.
- • the distance between the 3-
D position 43 and user pre-operative landmarks (eg in iliac vessels) or - • the distance between the 3-
D position 43 and intraoperatively introduced (and, for example, automatically detected) instruments (guidewires, catheters, etc.).
Der beschriebene Workflow ist nicht auf die Berechnung der Länge von Iliacalstents
Der Vorteil dieses erfindungsgemäßen Verfahrens ist in dem Ersatz der intra-operativen und invasiven Messung von Gefäßlängen durch eine schnelle, sichere und nichtinvasive Methode zu sehen, die auf ohnehin verfügbare Aufnahmen zurückgreift. The advantage of this method according to the invention is the replacement of the intra-operative and invasive measurement of vessel lengths by a fast, safe and non-invasive method which makes use of already available images.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102008023918 A1 [0068] DE 102008023918 A1 [0068]
- US 7734009 B2 [0088] US 7734009 B2 [0088]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- Cardiology today, January 2011, Seite 36 [0017] Cardiology today, January 2011, page 36 [0017]
Claims (20)
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