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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Darstellung wenigstens eines medizinischen Bildes. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine entsprechende Vorrichtung und ein entsprechendes medizinisches, bildgebendes System zur Darstellung zumindest eines medizinischen Bildes.
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In der heutigen klinischen Praxis werden zu diagnostischen oder chirurgischen Zwecken zunehmend Bilder von Untersuchungsbereichen eines Untersuchungsobjektes, beispielsweise eines Patienten gewonnen. Dabei werden häufig Darstellungen zum Beispiel von intra-operativ mit einem mobilen C-Bogen erstellten 2D-Röntgenaufnahmen isoliert voneinander auf einem Darstellungsmittel, z. B. einem Monitor, dargestellt, ohne dass ein geometrischer Bezug zwischen ihnen hergestellt ist. Dies kann für eine, die Bilder beurteilende Person, z. B. einen Arzt, problematisch sein, wenn eine Vielzahl von Aufnahmen aus unterschiedlichen Positionen aufgenommen wurde.
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In der 1 ist zur Veranschaulichung ein Röntgensystem 100' mit einem von einem Ständer 102 in Form eines sechsachsigen Industrie- oder Knickarmroboters gehaltenen C-Bogen 104, an dessen Enden eine Röntgenstrahlungsquelle 106, beispielsweise ein Röntgenstrahler mit Röntgenröhre und Kollimator, und ein Röntgenbilddetektor 108 als Bildaufnahmeeinheit angebracht sind.
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Mittels des beispielsweise aus der
US 7,500,784 B2 bekannten Knickarmroboters, welcher bevorzugt sechs Drehachsen und damit sechs Freiheitsgrade aufweist, kann der C-Bogen
104 beliebig räumlich, angedeutet durch das kartesische Koordinatensystem
110, verstellt werden, zum Beispiel indem er um ein Drehzentrum zwischen dem Röntgenstrahlungsquelle
106 und dem Röntgenbilddetektor
108 gedreht wird. Das Röntgensystem
102 bis
108 ist insbesondere um Drehzentren und Drehachsen in der C-Bogen-Ebene des Röntgenbilddetektors
108 drehbar, bevorzugt um den Mittelpunkt des Röntgenbilddetektors
108 und um den Mittelpunkt des Röntgenbilddetektors
108 schneidende Drehachsen.
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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 104 auf, welches um eine fünfte Drehachse schwenkbar und um eine senkrecht dazu verlaufende sechste Rotationsachse rotierbar ist.
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Die Realisierung des Röntgensystems 100' ist nicht auf den Industrieroboter angewiesen. Es können auch übliche C-Bogen-Geräte Verwendung finden.
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Der Röntgenbilddetektor 108 kann ein rechteckiger oder quadratischer, flacher Halbleiterdetektor sein, der vorzugsweise aus amorphem Silizium (a-Si) erstellt ist. Es können aber auch integrierende und eventuell zählende CMOS-Detektoren Anwendung finden.
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Im Strahlengang der Röntgenstrahlungsquelle 106 befindet sich auf einer Lagerungseinrichtung 112, hier einer Tischplatte eines Patientenlagerungstisches ein Untersuchungsobjekt 114, hier ein zu untersuchender Patient. Das Röntgensystem umfasst eine Systemsteuerungseinheit 116 mit einem Bildsystem 118, das die Bildsignale des Röntgenbilddetektors 108 empfängt und verarbeitet, wobei Bedienelemente beispielsweise nicht dargestellt sind. Die gewonnenen Röntgenbilder können dann auf dem Bildsystem 118, das beispielsweise Displays einer mittels eines deckenmontierten, längs verfahrbaren, schwenk-, dreh- und höhenverstellbaren Trägersystems gehaltenen Monitorampel umfassen kann, betrachtet werden. In dem Ausführungsbeispiel der 1 sind zwei medizinische Bilder 120 und 120', hier zwei Röntgenaufnahmen des Beckenbereiches des Untersuchungsobjektes 114, nebeneinander dargestellt. Die Bilder wurden aus verschiedenen Aufnahmerichtungen aufgenommen, d. h. die Lage und/oder Ausrichtung des C-Bogens 104 und mithin die Lage und/oder Ausrichtung der Röntgenstrahlungsquelle 106 und des Röntgenbilddetektors 108, waren bei der Bildakquisition verschieden. Ist eine Zuordnung bei zwei Bildern noch vergleichsweise einfach, wird mit steigender Anzahl an Bildern und/oder stark verschiedenen Aufnahmewinkeln oder Aufnahmepositionen, eine Darstellung zunehmend unübersichtlich.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren vorzustellen, das eine intuitiver erfassbare Darstellung, als die zurzeit gängige Darstellung, mindestens eines, mit einem bildgebenden Verfahren gewonnenen, medizinischen, Bildes ermöglicht. Weiter ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine entsprechende Vorrichtung und ein entsprechendes medizinisches, bildgebendes System zu beschreiben.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe mit einem Verfahren zur Darstellung wenigstens eines medizinischen Bildes mit den Merkmalen des ersten unabhängigen Patentanspruchs, einer Vorrichtung zur Darstellung zumindest eines medizinischen Bildes mit den Merkmalen des zweiten unabhängigen Patentanspruchs und einem medizinischen, bildgebenden System zur Darstellung zumindest eines medizinischen Bildes. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in Unteransprüchen beschrieben.
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Ein Grundgedanke der Erfindung ist ein Verfahren zur Darstellung zumindest eines medizinischen Bildes eines Untersuchungsobjektes. Das Verfahren umfasst folgende Verfahrensschritte:
- S1) Entgegennahme des zumindest einen medizinischen Bildes wenigstens eines Teils des Untersuchungsobjektes, welches zumindest eine medizinische Bild von einer bildgebenden Einrichtung akquiriert ist;
- S2) Entgegennahme von Aufnahmegeometrien der bildgebenden Einrichtung, welche Aufnahmegeometrien während der Akquisition des zumindest einen medizinischen Bildes vorlagen;
- S3) Entgegennahme von Lagedaten des wenigstens einen Teils des Untersuchungsobjektes, welche Lagedaten während der Akquisition des zumindest einen medizinischen Bildes vorlagen;
- S4) Berechnen einer Darstellung des zumindest einen medizinischen Bildes, wobei in die Berechnung der Darstellung die Aufnahmegeometrien der bildgebenden Einrichtung und die Lagedaten des wenigstens einen Teils des Untersuchungsobjektes derart eingehen, dass das zumindest eine medizinische Bild relativ lagerichtig zu den Aufnahmegeometrien der bildgebenden Einrichtung und den Lagedaten des wenigstens einen Teils des Untersuchungsobjektes in der Darstellung dargestellt ist;
- S5) Darstellen der Darstellung auf einem Darstellungsmittel.
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Im ersten Verfahrensschritt wird mindestens ein, insbesondere zweidimensionales, medizinisches Bild, das zumindest einen Teil eines Untersuchungsobjektes, wie einen menschlichen oder tierischen Patienten, darstellt, und das von einer bildgebenden Einrichtung akquiriert oder gewonnen wurde, entgegengenommen, geladen oder bezogen.
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Im zweiten Verfahrensschritt werden Aufnahmegeometrien der bildgebenden Einrichtung entgegengenommen, wobei die Aufnahmegeometrien diejenigen Aufnahmegeometrien sind, die während der Akquisition des zumindest einen medizinischen Bildes vorlagen. Unter Aufnahmegeometrien sollen Position und Ausrichtung von Komponenten der bildgebenden Einrichtung, die das medizinische Bild beeinflussen, verstanden werden. Dies können z. B. Abstand und Winkel von einer Röntgenquelle und einem Röntgendetektor zu dem Untersuchungsobjekt sein oder Einstellparameter eines Kollimators.
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Im dritten Verfahrensschritt werden Lagedaten des wenigstens einen Teils des Untersuchungsobjektes entgegengenommen, wobei die Lagedaten diejenigen Lagedaten sind, die während der Akquisition des zumindest einen medizinischen Bildes vorlagen. Unter Lagedaten sollen Position und Ausrichtung beziehungsweise Orientierung des aufgenommenen Teils des Untersuchungsobjektes verstanden werden. So können die Lagedaten beispielsweise eine Positionsangabe des Schwerpunktes eines Kniegelenkes und Informationen über die Ausrichtung des Schienbeins umfassen, wenn das Kniegelenk aufgenommen wurde.
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Im vierten Verfahrensschritt wird eine Darstellung des zumindest einen medizinischen Bildes berechnet. In die Berechnung der Darstellung gehen die Aufnahmegeometrien der bildgebenden Einrichtung und die Lagedaten des wenigstens einen Teils des Untersuchungsobjektes derart ein, dass das zumindest eine medizinische Bild relativ lagerichtig zu den Aufnahmegeometrien der bildgebenden Einrichtung und den Lagedaten des wenigstens einen Teils des Untersuchungsobjektes in der Darstellung dargestellt ist. Unter der relativ lagerichtigen Darstellung soll verstanden werden, dass die Relation von Aufnahmegeometrien der bildgebenden Einrichtung und den Lagedaten des wenigstens einen Teils des Untersuchungsobjektes in der Darstellung richtig dargestellt ist. Oder mit anderen Worten: In die Berechnung der Darstellung gehen die Aufnahmegeometrien der bildgebenden Einrichtung und die Lagedaten des wenigstens einen Teils des Untersuchungsobjektes derart ein, dass das zumindest eine medizinische Bild in Relation zu den Aufnahmegeometrien der bildgebenden Einrichtung und den Lagedaten des wenigstens einen Teils des Untersuchungsobjektes in der Darstellung richtig dargestellt ist. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass zunächst eine Darstellung berechnet wird, bei der die Aufnahmegeometrien der bildgebenden Einrichtung und die Lagedaten des wenigstens einen Teils des Untersuchungsobjektes so eingehen, dass das zumindest eine medizinische Bild lagerichtig zu den Aufnahmegeometrien der bildgebenden Einrichtung und den Lagedaten des wenigstens einen Teils des Untersuchungsobjektes in der Darstellung dargestellt ist. Anschließend kann das zumindest eine medizinische Bild in der Darstellung um eine vorgebbare Strecke aus der Lage verschoben werden, wodurch die Relation zu den Aufnahmegeometrien der bildgebenden Einrichtung und den Lagedaten des wenigstens einen Teils des Untersuchungsobjektes in der Darstellung erhalten bleiben.
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Im fünften Verfahrensschritt erfolgt das Darstellen der Darstellung auf einem Darstellungsmittel. Beispielsweise kann die Darstellung auf einem Monitor dargestellt werden. Der geometrische Bezug des medizinischen Bildes zu der aufnehmenden bildgebenden Einrichtung und der Lage des Untersuchungsobjektes wird in der Darstellung wesentlich besser und intuitiv erkennbar.
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Vorzugsweise ist die Darstellung des zumindest einen medizinischen Bildes eine räumliche Darstellung.
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Durch eine räumliche Darstellung der Darstellung des zumindest einen medizinischen Bildes ist die Darstellung und insbesondere der geometrische Bezug des medizinischen Bildes zu der aufnehmenden bildgebenden Einrichtung und zu der Lage des Untersuchungsobjektes noch intuitiver verstehbar.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung geht in die Darstellung des zumindest einen medizinischen Bildes eine Repräsentation des wenigstens einen Teils des Untersuchungsobjektes ein.
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Durch die zusätzliche Darstellung einer Repräsentation des wenigstens einen Teils des Untersuchungsobjektes, z. B. in Form eines Abbildes, das auch schematisch oder stark vereinfacht sein kann, wird die Relation des aufgenommenen Bildes zu dem wenigstens einen Teil des Untersuchungsobjektes deutlich erkennbar. In die Darstellung der Repräsentation gehen die Lagedaten des wenigstens einen Teils des Untersuchungsobjektes ein, so dass die Repräsentation lagerichtig in der Darstellung dargestellt ist. Die Repräsentation des wenigstens einen Teils des Untersuchungsobjektes kann auch eine Repräsentation des Untersuchungsobjektes sein.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung geht in die Darstellung des zumindest einen medizinischen Bildes eine Repräsentation zumindest eines Strahlengangs der, das zumindest eine medizinische Bild akquirierten, bildgebenden Einrichtung ein.
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Durch dieses Merkmal wird in der Darstellung des zumindest einen medizinischen Bildes erkennbar, wie der Strahlengang, der zur Bildgewinnung beitrug, verlief.
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Vorteilhaft wird das zumindest eine medizinische Bild senkrecht zu einem Mittelstrahl des Strahlenbündels des Strahlengangs in einem vorgebbaren Abstand zu der strahlenaussendenden Strahlenquelle dargestellt.
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Durch dieses Merkmal ist weiterhin die Relation von Aufnahmegeometrien der bildgebenden Einrichtung und den Lagedaten des wenigstens einen Teils des Untersuchungsobjektes in der Darstellung gewahrt. In der Darstellung wird das zumindest eine medizinische Bild senkrecht und entlang des Mittelstrahls oder der Mittellinie des Strahlenbündels, das zur Bildgewinnung beigetragen hat, dargestellt. Der Abstand des dargestellten Bildes von der Strahlenquelle ist zum Beispiel durch eine Bedienperson vorgebbar oder wird durch eine vorgebbare Liste von Abständen, deren Elemente nacheinander verwendet werden, bestimmt.
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Es wird vorgeschlagen, dass die Orientierung der Darstellung des zumindest einen medizinischen Bildes vorgebbar ist.
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Ist die Darstellung des zumindest einen medizinischen Bildes eine räumliche Darstellung, kann die Darstellung zur besseren Übersicht vorgebbar gedreht werden.
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Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn in die Aufnahmegeometrien der bildgebenden Einrichtung während der Akquisition des zumindest einen medizinischen Bildes Sensorsignale oder Steuersignale der bildgebenden Einrichtung eingehen.
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Moderne bildgebende Einrichtung verfügen häufig über motorisch verfahrbare Komponenten. So sind beispielsweise Röntgenstrahlungsquelle und Röntgenbilddetektor über ein roboter-ähnliches Gestänge verschiebbar. Die Aktoren zum Verfahren der Komponenten werden meist durch Steuersignale, die elektrische Antriebe steuern, angesteuert, so dass durch Überwachen der Steuersignale die Aufnahmegeometrien der bildgebenden Einrichtung bestimmbar sind. Ebenso können Sensoren, wie Drehwinkelgeber, deren Sensorsignale überwacht werden, Aufschluss über die Aufnahmegeometrien der bildgebenden Einrichtung geben.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass in die Lagedaten des wenigstens einen Teils des Untersuchungsobjektes während der Akquisition des zumindest einen medizinischen Bildes Sensorsignale eingehen.
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Die Lagedaten des wenigstens einen Teils des Untersuchungsobjektes während der Akquisition des zumindest einen medizinischen Bildes können durch Sensoren, wie beispielsweise ein Positionserfassungssystem, gewonnen werden. Positionserfassungssysteme sind an sich bekannt und können zum Beispiel eine Kamera oder eine druckempfindliche Liegematte auf einem Patiententisch umfassen.
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Es ist denkbar, dass das zumindest eine medizinische Bild ein Röntgenbild ist.
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Das Verfahren eignet sich besonders zur Darstellung von zweidimensionalen Röntgenbildern, da durch den prinzipbedingten Einsatz von Röntgenstrahlungsquelle und Röntgenbilddetektor ein Strahlengang leicht zu bestimmen ist.
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Günstig wird das Verfahren zumindest teilweise automatisch ausgeführt.
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Automatisch ausgeführte Verfahren sind im Allgemeinen weniger fehleranfällig und können oft schneller ausgeführt werden, als Verfahren, die manuelle Eingriffe oder Eingaben erfordern. Zum Beispiel wäre denkbar, dass ein Rechenmittel automatisch ein oder mehrere Bilder einer bildgebenden Einrichtung, die Aufnahmegeometriedaten der Bildgewinnung und die Lagedaten eines Untersuchungsobjektes entgegennimmt und daraus automatisch eine Darstellung berechnet und diese auf einem Monitor anzeigt.
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Ein weiterer Grundgedanke der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Darstellung zumindest eines medizinischen Bildes eines Untersuchungsobjektes. Die Vorrichtung umfasst wenigstens ein Rechenmittel und ein Darstellungsmittel, die dazu ausgelegt sind:
- – das zumindest eine medizinische Bild wenigstens eines Teils des Untersuchungsobjektes entgegenzunehmen, wobei das zumindest eine medizinische Bild von einer bildgebenden Einrichtung akquiriert ist;
- – Aufnahmegeometrien der bildgebenden Einrichtung entgegenzunehmen, wobei die Aufnahmegeometrien während der Akquisition des zumindest einen medizinischen Bildes vorlagen;
- – Lagedaten des wenigstens einen Teils des Untersuchungsobjektes entgegenzunehmen, wobei die Lagedaten während der Akquisition des zumindest einen medizinischen Bildes vorlagen;
- – eine Darstellung des zumindest einen medizinischen Bildes zu berechnen, wobei in die Berechnung der Darstellung die Aufnahmegeometrien der bildgebenden Einrichtung und die Lagedaten des wenigstens einen Teils des Untersuchungsobjektes derart eingehen, dass das zumindest eine medizinische Bild relativ lagerichtig zu den Aufnahmegeometrien der bildgebenden Einrichtung und den Lagedaten des wenigstens einen Teils des Untersuchungsobjektes in der Darstellung dargestellt ist;
- – die Darstellung auf dem Darstellungsmittel darzustellen.
- – das zumindest eine medizinische Bild wenigstens eines Teils des Untersuchungsobjektes entgegenzunehmen, wobei das zumindest eine medizinische Bild von einer bildgebenden Einrichtung akquiriert ist;
- – Aufnahmegeometrien der bildgebenden Einrichtung entgegenzunehmen, wobei die Aufnahmegeometrien während der Akquisition des zumindest einen medizinischen Bildes vorlagen;
- – Lagedaten des wenigstens einen Teils des Untersuchungsobjektes entgegenzunehmen, wobei die Lagedaten während der Akquisition des zumindest einen medizinischen Bildes vorlagen;
- – eine Darstellung des zumindest einen medizinischen Bildes zu berechnen, wobei in die Berechnung der Darstellung die Aufnahmegeometrien der bildgebenden Einrichtung und die Lagedaten des wenigstens einen Teils des Untersuchungsobjektes derart eingehen, dass das zumindest eine medizinische Bild relativ lagerichtig zu den Aufnahmegeometrien der bildgebenden Einrichtung und den Lagedaten des wenigstens einen Teils des Untersuchungsobjektes in der Darstellung dargestellt ist;
- – die Darstellung auf dem Darstellungsmittel darzustellen.
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Das Rechenmittel kann beispielsweise durch einen Computer realisiert sein, auf dem ein Computerprogramm abgearbeitet wird. Vorzugsweise umfasst das Rechenmittel Schnittstellen, die dazu ausgelegt sind, Daten entgegenzunehmen. Das Darstellungsmittel kann ein Monitor sein.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Vorrichtung dazu ausgelegt, eines der zuvor beschriebenen Verfahren auszuführen.
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Dazu kann zum Beispiel das Rechenmittel Eingabemittel umfassen, um einen Bedienerwunsch nach einer bestimmten Orientierung oder Ausrichtung der Darstellung des zumindest einen medizinischen Bildes entgegenzunehmen.
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Ein weiterer Grundgedanke der Erfindung ist ein medizinisches, bildgebendes System zur Darstellung zumindest eines medizinischen Bildes eines Untersuchungsobjektes. Das bildgebende System umfasst wenigstens eine bildgebende Einrichtung, ein Rechenmittel und ein Darstellungsmittel. Die bildgebende Einrichtung ist dazu ausgelegt:
- – zumindest ein medizinisches Bild von wenigstens einem Teil des Untersuchungsobjektes zu akquirieren und dieses dem Rechenmittel bereitzustellen;
- – Aufnahmegeometrien, die während der Akquisition des zumindest einen medizinischen Bildes vorlagen, dem Rechenmittel bereitzustellen;
- – Lagedaten des wenigstens einen Teils des Untersuchungsobjektes, die während der Akquisition des zumindest einen medizinischen Bildes vorlagen, dem Rechenmittel bereitzustellen.
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Das Rechenmittel und das Darstellungsmittel sind dazu ausgelegt:
- – das zumindest eine medizinische Bild wenigstens eines Teils des Untersuchungsobjektes entgegenzunehmen;
- – die Aufnahmegeometrien der bildgebenden Einrichtung entgegenzunehmen;
- – die Lagedaten des wenigstens einen Teils des Untersuchungsobjektes entgegenzunehmen;
- – eine Darstellung des zumindest einen medizinischen Bildes zu berechnen, wobei in die Berechnung der Darstellung die Aufnahmegeometrien der bildgebenden Einrichtung und die Lagedaten des wenigstens einen Teils des Untersuchungsobjektes derart eingehen, dass das zumindest eine medizinische Bild relativ lagerichtig zu den Aufnahmegeometrien der bildgebenden Einrichtung und den Lagedaten des wenigstens einen Teils des Untersuchungsobjektes in der Darstellung dargestellt ist;
- – die Darstellung darzustellen.
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Die bildgebende Einrichtung kann zum Beispiel ein Röntgengerät, das Rechenmittel kann ein Computer, auf dem ein Computerprogramm abgearbeitet wird, und das Darstellungsmittel kann ein Monitor sein.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung ist das bildgebende System dazu ausgelegt, eines der zuvor beschriebenen, erfindungsgemäßen Verfahren auszuführen.
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Dazu kann das bildgebende System beispielsweise Kameras umfassen, die das Untersuchungsobjekt aufnehmen, und die aufgenommenen Bilder an das Rechenmittel übertragen. Das Rechenmittel berechnet aus diesen Aufnahmen die Lagedaten des wenigstens einen Teils des Untersuchungsobjektes.
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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 schematisch ein Röntgensystem nach dem Stand der Technik;
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2 beispielhaft ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Darstellung zumindest eines medizinischen Bildes eines Untersuchungsobjektes;
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3 schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Grundgedankens eines erfindungsgemäßen, medizinischen, bildgebenden Systems zur Darstellung zumindest eines medizinischen Bildes eines Untersuchungsobjektes;
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4 beispielhaft ein erstes, von einer bildgebenden Einrichtung akquiriertes, medizinisches Bild;
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5 beispielhaft ein zweites, von einer bildgebenden Einrichtung akquiriertes, medizinisches Bild;
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6 beispielhaft eine Darstellung dreier medizinischer Bilder eines Untersuchungsobjektes.
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2 zeigt beispielhaft ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens 1 zur Darstellung zumindest eines medizinischen Bildes eines Untersuchungsobjektes. Das Verfahren 1 umfasst die Verfahrensschritte S1 bis S5. Es beginnt, „Start”, mit Verfahrensschritt S1 und endet, „Ende”, nach Verfahrensschritt S5. Die einzelnen Verfahrensschritte lauten:
- S1) Entgegennahme des zumindest einen medizinischen Bildes wenigstens eines Teils des Untersuchungsobjektes, welches zumindest eine medizinische Bild von einer bildgebenden Einrichtung akquiriert ist;
- S2) Entgegennahme von Aufnahmegeometrien der bildgebenden Einrichtung, welche Aufnahmegeometrien während der Akquisition des zumindest einen medizinischen Bildes vorlagen;
- S3) Entgegennahme von Lagedaten des wenigstens einen Teils des Untersuchungsobjektes, welche Lagedaten während der Akquisition des zumindest einen medizinischen Bildes vorlagen;
- S4) Berechnen einer Darstellung des zumindest einen medizinischen Bildes, wobei in die Berechnung der Darstellung die Aufnahmegeometrien der bildgebenden Einrichtung und die Lagedaten des wenigstens einen Teils des Untersuchungsobjektes derart eingehen, dass das zumindest eine medizinische Bild relativ lagerichtig zu den Aufnahmegeometrien der bildgebenden Einrichtung und den Lagedaten des wenigstens einen Teils des Untersuchungsobjektes in der Darstellung dargestellt ist;
- S5) Darstellen der Darstellung auf einem Darstellungsmittel.
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In 3 ist schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Grundgedankens eines erfindungsgemäßen, medizinischen, bildgebenden Systems 100 zur Darstellung zumindest eines medizinischen Bildes eines Untersuchungsobjektes 114, hier ein menschlicher Patient, dargestellt. Das bildgebende System 100 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel eine bildgebende Einrichtung 40, ein Rechenmittel 12, hier ein Computer, und ein Darstellungsmittel 14, hier ein Monitor. Die bildgebende Einrichtung 40 ist als Röntgengerät mit einem, von einem Ständer 102 in Form eines sechsachsigen Industrie- oder Knickarmroboters gehaltenen, C-Bogen 104, an dessen Enden eine Röntgenstrahlungsquelle 106, beispielsweise ein Röntgenstrahler mit Röntgenröhre und Kollimator, und ein Röntgenbilddetektor 108 als Bildaufnahmeeinheit angebracht sind. Die Arme des Roboters sind in vielfacher Weise beweglich, so dass die Röntgenstrahlungsquelle 106 und der Röntgenbilddetektor 108 nahezu beliebig um das Untersuchungsobjekt 114, das auf einer Lagerungseinrichtung 112, hier einer Patientenliege liegt, verfahren werden können. So kann im Laufe einer Untersuchung eine Vielzahl an Röntgenbildern aus unterschiedlichen Perspektiven entstehen.
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Die bildgebende Einrichtung 40 ist dazu ausgelegt, medizinische Bilder von dem Untersuchungsobjekt 114 zu akquirieren und die Bilder dem Rechenmittel 12 bereitzustellen, Aufnahmegeometrien, die während der Akquisition der medizinischen Bilder vorlagen, dem Rechenmittel 12 bereitzustellen und Lagedaten des Untersuchungsobjektes 114, die während der Akquisition der medizinischen Bilder vorlagen, dem Rechenmittel 12 bereitzustellen. Die Aufnahmegeometrien und/oder Lagedaten können zum Beispiel in Bezug auf das kartesische Koordinatensystem 110 angegeben sein.
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Das Rechenmittel 12 ist dazu ausgelegt, die medizinischen Bilder des Untersuchungsobjektes 114 entgegenzunehmen, die Aufnahmegeometrien der bildgebenden Einrichtung 40, insbesondere die Lage der Röntgenstrahlungsquelle 106 und des Röntgenbilddetektor 108, zu den medizinischen Bildern entgegenzunehmen, die Lagedaten des Untersuchungsobjektes 114 zu den medizinischen Bildern entgegenzunehmen und eine Darstellung 30 der medizinischen Bilder zu berechnen, wobei in die Berechnung der Darstellung 30 die Aufnahmegeometrien der bildgebenden Einrichtung 40 und die Lagedaten des Untersuchungsobjektes 114 derart eingehen, dass die medizinischen Bilder relativ lagerichtig zu den Aufnahmegeometrien der bildgebenden Einrichtung 40 und den Lagedaten des Untersuchungsobjektes 114 in der Darstellung 30 dargestellt sind.
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Das Darstellungsmittel 14 ist dazu ausgelegt, die Darstellung 30 darzustellen. Das spezielle Rechenmittel 12 und das spezielle Darstellungsmittel 14 können als Vorrichtung 10 zur Darstellung zumindest eines medizinischen Bildes eines Untersuchungsobjektes 114 zusammengefasst werden.
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Zur Bestimmung beispielsweise der Lagedaten des Untersuchungsobjektes 114 oder eines Teils des Untersuchungsobjektes 114, können Sensoren, wie eine druckempfindliche Liegematte, die zwischen dem Untersuchungsobjekt 114 und der Lagerungseinrichtung 112 angeordnet ist, oder Kameras dienen. 3 zeigt beispielhaft drei, an sich bekannte, Realisierungsmöglichkeiten von Kameras: stereoskopische Kameras 16, eine sogenannte Time-of-Flight Kamera 18 und einen Laserscanner 20. Mit Hilfe dieser Aufnahmemittel kann ein räumliches Bild des Untersuchungsobjektes 114 gewonnen werden, aus dem das Rechenmittel 12 die Lagedaten des Untersuchungsobjektes 114 oder eines Teils des Untersuchungsobjektes 114 bestimmen kann.
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4 und 5 zeigen beispielhaft ein erstes medizinisches Bild 120 und ein zweites medizinisches Bild 120', die von einer bildgebenden Einrichtung akquiriert wurden. Diese beispielsweise intra-operativ aufgenommenen 2D-Röntgenbilder werden üblicherweise ohne einen geometrischen Bezug zueinander einzeln, zusammen oder mit weiteren 2D-Röntgenbildern dargestellt.
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In 6 schließlich ist beispielhaft eine Darstellung 30 dreier medizinischer Bilder eines Untersuchungsobjektes auf einem Darstellungsmittel 14, zum Beispiel einem Monitor, dargestellt. Die Darstellung 30 offenbart intuitiv den geometrischen Bezug der Aufnahmegeometrien zur Lage des Untersuchungsobjektes. Dies wird dadurch erreicht, dass in die Berechnung der Darstellung 30 der drei medizinischen Bilder, die jeweiligen Aufnahmegeometrien der bildgebenden Einrichtung und die jeweiligen Lagedaten des wenigstens einen Teils des Untersuchungsobjektes eingehen. Beispielhaft sind Bilder mit Bezugszeichen 32 und 32' gekennzeichnet, die in einer zweidimensionalen Darstellung mit den Röntgenbildern 120 und 120' der 4 und der 5 korrespondieren. Angedeutete Strahlengänge, d. h. Repräsentanten der Strahlengänge 34 und 34', zeigen die Ausrichtung der Strahlen beim Durchleuchten des Untersuchungsobjektes, das durch eine einfache Strichzeichnung, d. h. dessen Lage durch eine Repräsentation 22 des Untersuchungsobjektes, angedeutet ist. In der Darstellung 30 werden die medizinischen Bilder, wie die Bilder 32 und 32', senkrecht und entlang des Mittelstrahls oder der Mittellinie des Strahlenbündels, das zur Bildgewinnung beigetragen hat, dargestellt. Der Abstand der dargestellten Bilder von der Strahlenquelle ist zum Beispiel durch eine Bedienperson vorgebbar oder wird durch eine vorgebbare Liste von Abständen, deren Elemente nacheinander verwendet werden, bestimmt.
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Zusätzlich zur Repräsentation 22 des Untersuchungsobjektes ist eine Repräsentation 22' einer Komponenten der bildgebenden Einrichtung, hier einer Lagerungseinrichtung, dargestellt.
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Zusammenfassend werden weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung beschrieben. Die Erfindung schlägt vor, dass beispielsweise intra-operativ aufgenommene 2D-Röntgenbilder in einem geometrischen Bezug zueinander dargestellt werden. Die Ermittlung der Aufnahmegeometrien geschieht in Relation zum Operationsfeld des Patienten, wobei dies durch die Verwendung eines Positionserfassungssystems und/oder einer geeigneten Sensorik erfolgen kann. Dabei sind vorgebbare Toleranzen zulässig, d. h. eine exakte Bestimmung der Geometrien ist nicht wesentlich, vielmehr kommt es auf die relative Lage zueinander an. Berücksichtigt werden auch Bewegungen des C-Bogens, des OP-Tisches und des Patienten.
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Liegen sowohl Bilder, wie zum Beispiel Röntgenbilder, als auch die Relativpositionen vor, lassen sich diese Information wie beispielsweise zuvor beschrieben und wie in 6 skizziert, darstellen. Durch diese Darstellung ist ersichtlich, wie die Projektionsgeometrien der einzelnen Aufnahmen relativ zum Patienten sind. Vorstellbar ist, dass durch Auswahl eines der Einzelbilder, beispielsweise durch einen Klick mit einer Computermaus auf das entsprechende Bild oder durch das Antippen der entsprechenden Stelle auf einem berührungsempfindlichen Bildschirm, dieses in voller Auflösung dargestellt wird. Ein Vorteil dieses Verfahrens ist eine wesentliche Verbesserung der Orientierungsmöglichkeit bei Operationen, bei denen aus unterschiedlichen Richtungen Röntgenaufnahmen akquiriert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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