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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Darstellung eines Gefäßes einschließlich eines thrombosierten Gefäßabschnitts eines Patienten.
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Eine Thrombose ist eine Gefäßerkrankung, bei der sich ein Blutgerinnsel (Thrombus) in einem Gefäß bildet und dieses teilweise oder vollständig verstopft. Thromben können in allen Gefäßen auftreten. Beim ischämischen Schlaganfall, welcher die häufigste Form eines Schlaganfalls ist, verstopft ein Thrombus eine Arterie. Der Thrombus führt zu einer Minderperfusion des distal dazu gelegenen Stromgebietes.
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Zur Behandlung von Gefäßerkrankungen, insbesondere Thrombosen, ist es bekannt, einen Minikatheter in das Gefäßsystem des Patienten einzuführen, um den Thrombus zu lösen beziehungsweise zu entfernen. Eine aktuell präferierte Methode ist die sogenannte mechanische Thrombektomie mittels eines sogenannten Stent-Retrievers. Dabei wird der Stent-Retriever durch den Thrombus geführt und entlang der Länge des Thrombus ein Maschengeflecht (ähnlich eines Stents) eingebracht. Nach einer kurzen Zeitdauer (beispielsweise etwa 5 Minuten) haben sich die Maschen des Stent-Retrievers in dem Thrombus verfangen, und der Stent-Retriever kann zusammen mit dem sich darin verfangenen Thrombus aus dem Gefäß herausgezogen werden.
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Bei dem beschriebenen Vorgehen besteht eine Herausforderung darin, den vollständigen Thrombus mit den Maschen des Stent-Retrievers zu erfassen. Gelingt dies nicht und wird nur ein Teil des Thrombus entfernt, können Fragmente des Thrombus in andere Äste des Gefäßsystems distal zur ursprünglichen Thrombusposition verschleppt werden, was zu erheblichen negativen Auswirkungen führen kann (beispielsweise eine weitere Verstopfung im distal gelegenen Gefäßgebiet). Für den behandelnden Arzt ist es daher wichtig, die Position und die Länge des Thrombus zu kennen, damit er
- a) sicher und zuverlässig (ohne Perforationen des Gefäßes) durch den Thrombus navigieren kann und
- b) das distale Ende des Stent-Retrievers so weit vorschieben kann, dass der Stent-Retriever zuverlässig den gesamten Thrombus erfasst.
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Ein bekanntes Verfahren zur Visualisierung der Gefäßstruktur ist die sogenannte digitale Subtraktionsangiographie (DSA), bei welcher ein kontrastiertes Röntgenbild (Röntgenaufnahme nach Gabe eines Kontrastmittels) von einem nativen Bild (Maskenbild, Aufnahme ohne Kontrastmittelgabe) subtrahiert wird. Auf diese Weise enthält das resultierende Bild im Wesentlichen nur noch die durch das Kontrastmittel markierten Gefäße, unter zumindest weitgehender Ausblendung des Hintergrunds (Weichteilgewebe, Knochen). Wenn sich der Thrombus in einer Arterie befindet, wird das Kontrastmittel beispielsweise arteriell zugeführt. Aufgrund des Gefäßverschlusses durch den Thrombus stoppt das Kontrastmittel jedoch am proximalen Ende des Thrombus, so dass es kaum möglich ist, die Position und Länge des Thrombus zu erkennen. Somit fehlt dem Arzt sowohl die Information über den Gefäßverlauf der Arterie im Bereich des Thrombus als auch die Gesamtlänge des Thrombus.
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Eine teilweise Abhilfe dieses Problems kann dadurch erreicht werden, dass sogenannte 3D-Scans (Volumenscans) mit einer intravenösen Kontrastmittelgabe angefertigt werden. Ist die Wartezeit zwischen Kontrastmittelgabe und Akquisition des 3D-Scans ausreichend lang (und die Kollateralversorgung des verschlossenen Gefäßsegments mindestens ausreichend), füllt sich das thrombosierte Gefäß retrograd (rückwärts) und zeigt dem Arzt somit das distale Ende des Thrombus an. Dem Arzt sind auf diese Weise also die Positionen des proximalen und distalen Endes des Thrombus bekannt. Dieses Verfahren ist jedoch vergleichsweise aufwendig und zeitintensiv.
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Selbst wenn alle Parameter dieses sowohl technisch als auch “handwerklich“ komplexen Scans (Kontrastmittelprotokoll, Timing, Kollateralversorgung, Art der Rekonstruktion) erfolgreich waren, sind folgende Angaben nach wie vor lückenhaft beziehungsweise nicht vorhanden:
- a) Gefäßverlauf des thrombosierten Gefäßes: Es ist lediglich das proximale und distale Ende des Thrombus bekannt. Innerhalb des Thrombus muss der Arzt jedoch “blind“ navigieren, so dass die Gefahr einer Gefäßverletzung (zum Beispiel Perforation) hoch ist.
- b) Länge des Thrombus: Je nach Gefäßverlauf (gerade oder gebogen) zwischen den bekannten Fixpunkten (proximales und distales Ende des Thrombus) ergeben sich unterschiedliche Thrombuslängen. Da sich das zu verwendende Thrombektomie-Gerät (Stent-Retriever) möglichst nach der Länge des Thrombus richten sollte, kennt der Arzt aufgrund der Darstellung nicht die optimale Länge des zu verwendenden Geräts. Dabei ist zu berücksichtigen, dass ein zu kurzer Stent-Retriever zu den oben genannten Problemen führt. Ein unnötig langer Stent-Retriever führt hingegen zu erhöhten Schwierigkeiten bei der Navigation durch das Gefäßsystem und erhöht somit das Risiko einer Gefäßverletzung.
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Darstellung eines Gefäßes anzugeben, welche möglichst einfach und mit möglichst geringer Strahlenbelastung die Darstellung eines verstopften Gefäßabschnitts ermöglichen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Das erfindungsgemäße Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
- – Aufnahme eines ersten, kontrastierten Volumendatensatzes (Aufnahme nach Gabe eines Kontrastmittels),
- – Lokalisierung eines proximalen und/oder distalen Endes des thrombosierten Gefäßabschnitts anhand des ersten Volumendatensatzes,
- – Definition eines Aufnahmebereichs für einen zweiten Volumendatensatz auf Basis des lokalisierten proximalen und/oder distalen Endes des thrombosierten Gefäßabschnitts,
- – Aufnahme des zweiten Volumendatensatzes,
- – Segmentierung des thrombosierten Gefäßabschnitts aus dem zweiten Volumendatensatz,
- – Aufnahme von Fluoroskopiebildern und
- – Überlagerung des segmentierten, thrombosierten Gefäßabschnitts mit den Fluoroskopiebildern.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet und eingerichtet und umfasst eine Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme von Volumendatensätzen und von Fluoroskopiebildern, und eine Steuer- und Recheneinrichtung, welche eingerichtet ist, die Aufnahmeeinrichtung zu steuern, einen thrombosierten Gefäßabschnitt aus einem Volumendatensatz zu segmentieren und den segmentierten, thrombosierten Gefäßabschnitt mit den Fluoroskopiebildern zu überlagern.
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Erfindungsgemäß wird zunächst ein erster Bilddatensatz einer interessierenden Region des menschlichen oder tierischen Körpers aufgenommen, bei welchem es sich um einen Volumendatensatz handelt (3D-Scan). Dies kann beispielsweise mittels Computertomographie (CT), Magnetresonanztomographie (MRT) oder besonders bevorzugt durch C-Bogen-basierte Bildgebung erfolgen (Aufnahme eines C-Arm-CT-Datensatzes). Die Aufnahme erfolgt nach einer Kontrastmittelgabe, um eine gute Darstellung des Gefäßsystems zu erhalten. Vorzugsweise erfolgt die Aufnahme nach einer intraarteriellen Kontrastmittelgabe, wobei aber grundsätzlich auch eine intravenöse Kontrastmittelgabe möglich ist. Entscheidend ist, dass der erste Volumendatensatz eine Darstellung des interessierenden Gefäßes, welches den Thrombus aufweist, enthält. Das heißt, in dem ersten Volumendatensatz ist eine Darstellung des Gefäßes bis zum proximalen Ende des Thrombus und/oder ab dem distalen Ende des Thrombus enthalten. Der Thrombus selbst, also der verschlossene Gefäßabschnitt, ist üblicherweise in diesem ersten Volumendatensatz nicht durch das Kontrastmittel kontrastiert und daher nicht oder nur schlecht sichtbar.
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In einem zweiten Schritt wird der “Gefäßabbruch“, das heißt das proximale Ende des Thrombus, oder bei intravenöser Kontrastmittelgabe gegebenenfalls das distale Ende des Thrombus, lokalisiert. Es erfolgt also eine Bestimmung der Lage des proximalen und/oder distalen Endes des Thrombus. Dies kann manuell, beispielsweise durch Verwendung eines Eingabegerätes eines Computers, an einem Bildschirm erfolgen, oder automatisch von einem Bildverarbeitungssystem (Recheneinrichtung) durchgeführt werden.
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In einem dritten Verfahrensschritt wird ein Aufnahmebereich für die Akquisition eines weiteren Bilddatensatzes festgelegt, wobei dieser Aufnahmebereich jedenfalls kleiner ist als der Aufnahmebereich für den ersten Volumendatensatz. Der zweite Volumendatensatz enthält also lediglich einen Ausschnitt des räumlichen Bereichs des ersten Volumendatensatzes. Der Zweck dieses Vorgehens besteht darin, die Röntgenbelastung des Patienten durch diese zweite Aufnahme möglichst gering zu halten. Der Aufnahmebereich für den zweiten Volumendatensatz wird so gewählt, dass sichergestellt ist, dass der gesamte Bereich des thrombosierten Gefäßabschnitts (also der gesamte Thrombus) enthalten ist. Der Aufnahmebereich wird hierzu vorzugsweise derart gewählt, dass die Größe maßgeblich durch die Länge des zu erwartenden Thrombus bestimmt wird. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass eine Größendefinition (beispielsweise ein Durchmesser oder eine Länge) des Aufnahmebereichs derart gewählt wird, dass diese maßgeblich (zu mehr als 50 %) durch die Länge des zu erwartenden Thrombus bestimmt ist. Der Aufnahmebereich wird also gezielt in beziehungsweise um den Bereich des Thrombus gelegt.
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In einem vierten Verfahrensschritt erfolgt eine Akquisition des zweiten Volumendatensatzes. Dies kann beispielsweise mittels Computertomographie (CT), Magnetresonanztomographie (MRT) oder besonders bevorzugt durch C-Bogen-basierte Bildgebung (Aufnahme eines weiteren C-Arm-CT-Datensatzes) erfolgen. Die Aufnahme des zweiten Bilddatensatzes erfolgt gezielt in dem zuvor definierten Aufnahmebereich, welcher den Thrombus enthält. Die Aufnahme des zweiten Bilddatensatzes erfolgt also gezielt im Bereich des Thrombus, insbesondere innerhalb einer Volumenregion, welche kleiner ist als die Volumenregion des ersten Bilddatensatzes. Es wird also gezielt nur die Region des Thrombus bestrahlt beziehungsweise aufgenommen. Hierzu kann der Patient entsprechend rezentriert (im Isozentrum der Aufnahmeeinrichtung angeordnet) werden, wobei eine entsprechende Kollimierung erfolgt. Alternativ kann auch eine asymmetrische Kollimierung während der 3D-Akquisition erfolgen, wodurch eine Repositionierung des Patienten unnötig ist. In dem zweiten Volumendatensatz ist das gesamte Gefäß einschließlich des thrombosierten (verschlossenen) Gefäßabschnitts sichtbar. Der Bilddatensatz enthält also eine Darstellung des Gefäßverlaufs im Bereich des Thrombus. Hierzu erfolgt eine geeignete Wahl der Aufnahme- und/oder Darstellungsparameter, durch welche auch im Bereich des thrombosierten Gefäßabschnitts ein guter Kontrast erzielt werden kann. Die Aufnahme beruht hierbei vorzugsweise nicht auf einer Kontrastierung durch ein Kontrastmittel, welche gerade den verschlossenen Gefäßabschnitt nicht darstellen würde. Zur Darstellung des Thrombus kann beispielsweise eine sogenannte Dual-Energy-Bildaufnahme gewählt werden, welche grundsätzlich bekannt ist und die Unterscheidung unterschiedlicher Materialien ermöglicht. Hierbei werden die interessierenden Bereiche mit unterschiedlichen Energien (Röntgenstrahlenergien) bestrahlt. Aufgrund der Einschränkung des Aufnahmebereichs auf die unmittelbare Umgebung des thrombosierten Gefäßabschnitts können hierbei Strahlenbelastungen des Patienten minimiert werden.
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Der thrombosierte Gefäßabschnitt (gegebenenfalls einschließlich eines Übergangs zum gesunden Gefäßabschnitt) wird anschließend segmentiert, das heißt von den umgebenden Strukturen separiert. Die vorstehend beschriebenen Verfahrensschritte, insbesondere die Aufnahme des ersten und gegebenenfalls auch die Aufnahme des zweiten Bilddatensatzes, können prä-interventionell, das heißt zeitlich vor einer Behandlung des Patienten, durchgeführt werden.
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Während der Behandlung wird zeitlich aufeinanderfolgend eine Reihe von Bilddatensätzen aufgenommen, welche insbesondere dazu dienen, dem Arzt die Navigation innerhalb des Gefäßsystems durch eine visuelle Darstellung des Gefäßsystems zu erleichtern. Diese sogenannten interventionellen Fluoroskopiebilder können auch als Live-Bilder bezeichnet werden. Vorzugsweise handelt es sich hierbei um räumlich zweidimensionale Projektionen, wobei zur noch besseren Orientierung auch eine zeitliche Abfolge von Volumendatensätzen erzeugt werden kann. Die Fluoroskopiebilder werden vorzugsweise als nicht-kontrastierte Bilder (also ohne Kontrastierung durch ein Kontrastmittel) aufgenommen und zeigen insbesondere das Interventionswerkzeug (insbesondere den Stent-Retriever).
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Um eine geführte, zuverlässige und sichere Passage des Mikrokatheters beziehungsweise Stent-Retrievers durch den Thrombus zu ermöglichen, wird der segmentierte Thrombus den Live-Bildern überlagert. Es erfolgt eine Darstellung des Überlagerungsbildes an einer Anzeigeeinrichtung (Bildschirm, Monitor).
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Durch das erfindungsgemäße Darstellungsverfahren kann eine Thrombektomie besonders sicher und zuverlässig durchgeführt werden.
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Die Aufnahme des zweiten Volumendatensatzes und Segmentierung des thrombosierten Gefäßabschnitts kann grundsätzlich auch während einer Intervention erfolgen. Gegebenenfalls kann nach einer erfolgten Behandlung, insbesondere nach der Entfernung des Thrombus, ein weiterer Bilddatensatz aufgenommen werden, analog zur Aufnahme des zweiten Bilddatensatzes, um gegebenenfalls verbliebene Thrombusfragmente zu erkennen.
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Die Live-Bilder selbst können eine Darstellung des Gefäßes beziehungsweise Gefäßbaums enthalten und hierzu gegebenenfalls mit einem zuvor aufgenommenen Gefäßbaumbild, beispielsweise dem ersten Volumendatensatz, überlagert werden. Ein Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens kann somit in der Überlagerung des ersten Volumendatensatzes, des aus dem zweiten Volumendatensatz segmentierten Thrombus und der Fluoroskopiebilder gesehen werden, wobei der erste Volumendatensatz ein kontrastmittelkontrastiertes Gefäßsystem (insbesondere ohne Thrombus) darstellt und die Fluoroskopiebilder zeitlich aufgelöst das Interventionswerkzeug darstellen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird der zweite Volumendatensatz mit unterschiedlichen Energien (Röntgenenergien) aufgenommen (Dual-Energy-Verfahren). Dies kann beispielsweise durch eine Umschaltung einer Röntgenröhre oder auch durch den Einsatz unterschiedlicher Spannungen der beiden Ebenen einer Biplananlage erfolgen. Die unterschiedlichen Spannungen und/oder Energien werden auf die typische Zusammensetzung eines Thrombus hin angepasst beziehungsweise optimiert. Der Einsatz unterschiedlicher Röntgenenergien ermöglicht die Darstellung des thrombosierten Gefäßabschnitts, insbesondere ohne Einsatz eines Kontrastmittels. Dual-Energy-Verfahren sind im Stand der Technik grundsätzlich bekannt und werden daher nachfolgend nicht näher erläutert. Wichtig ist, dass durch die unterschiedlichen Röntgenenergien fließendes Blut von geronnenem Blut unterschieden werden kann, so dass der Thrombus sichtbar gemacht werden kann. Durch Analyse der aufgenommenen Daten kann der Thrombus von den umgebenden Strukturen separiert werden (3D-Segmentierung).
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Dementsprechend ist es bevorzugt, dass der zweite Volumendatensatz ein nichtkontrastierter Volumendatensatz ist. Auf diese Weise wird der Patient durch diesen zusätzlichen Scan nicht durch zusätzliches Kontrastmittel belastet, so dass das Verfahren insbesondere im Hinblick auf sogenannte multimorbide Patienten (Nierenprobleme etc.) vorteilhaft ist. Durch die Einschränkung auf den unmittelbaren Bereich beziehungsweise die unmittelbare Umgebung des Thrombus wird zudem die Strahlenbelastung reduziert. Die Lokalisierung des Thrombus im Gefäßsystem des Patienten erfolgt durch den vorherigen ersten Scan (erster Volumendatensatz), welcher zur Darstellung des Gefäßsystems im Allgemeinen ohnehin erforderlich ist.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird der Aufnahmebereich für den zweiten Volumendatensatz durch Definition eines Mittelpunktes des Aufnahmebereichs definiert. Mit anderen Worten wird ein Mittelpunkt festgelegt, der den Mittelpunkt des Aufnahmebereichs bildet. Dieser Mittelpunkt wird vorzugsweise in den Bereich des thrombosierten Gefäßabschnitts gelegt, beispielsweise an das proximale oder distale Ende des thrombosierten Gefäßabschnitts oder in einen Bereich zwischen dem proximalen und distalen Ende. Das proximale und/oder distale Ende des Thrombus wird anhand des ersten Bilddatensatzes ermittelt. In dem ersten Bilddatensatz ist das proximale und/oder distale Ende des Thrombus aufgrund der Kontrastierung mit Kontrastmittel besonders gut zu erkennen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird der Aufnahmebereich für den zweiten Volumendatensatz als ein kugelförmiges Volumen mit einem vorbestimmten Radius (oder Durchmesser) definiert. Hierzu wird vorzugsweise durch ein Bildverarbeitungssystem ein Mittelpunkt des kugelförmigen Volumens (virtueller Ball) definiert, beispielsweise am proximalen oder distalen Ende des Thrombus oder dazwischen. Es wird ein Radius des kugelförmigen Volumens definiert, der so gewählt ist, dass abhängig von der Lage des Mittelpunktes der gesamte Thrombus sicher innerhalb des kugelförmigen Volumens liegt. Hierzu wird eine maximale Thrombuslänge angenommen (basierend auf Erfahrungswerten) und ein vorbestimmter Sicherheitszuschlag addiert. Mit der Annahme einer maximalen Thrombuslänge von 16 mm und einem Sicherheitszuschlag von 4 mm ergibt sich beispielsweise ein Radius von 20 mm, wenn der Mittelpunkt an das proximale oder distale Ende des Thrombus gelegt wird.
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Wenn, beispielsweise aufgrund der intravenösen Kontrastmittelgabe, sowohl das proximale als auch das distale Ende des Thrombus bekannt sind, wird der Mittelpunkt des virtuellen Balles vorzugsweise in einen Bereich zwischen dem proximalen und dem distalen Ende des Thrombus, vorzugsweise in die Mitte, gelegt. Auf diese Weise lässt sich der Aufnahmebereich für den zweiten Volumendatensatz verkleinern. Beispielsweise könnte in diesem Fall der Radius des kugelförmigen Volumens als die halbe Strecke zwischen proximalem und distalem Ende des Thrombus zuzüglich Sicherheitspuffer gewählt werden.
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Die Aufnahme des zweiten Volumendatensatzes erfolgt vorzugsweise gezielt in dem definierten Aufnahmebereich. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass die Röntgenstrahlen gezielt auf den zweiten Aufnahmebereich gerichtet werden, so dass benachbarte Bereiche (entlang der Längsachse des Patienten) kaum oder nicht belastet werden. Vorzugsweise wird das Isozentrum der Aufnahmeeinrichtung (Bestrahlungseinrichtung, Röntgeneinrichtung) in den Mittelpunkt des Aufnahmebereichs gelegt. Durch die Einschränkung des Bestrahlungsbereichs bei der Akquisition des 3D-Scans auf den virtuellen Ball ist die Strahlenbelastung äußerst gering.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden aus dem zweiten Volumendatensatz die Länge und/oder der Verlauf des thrombosierten Gefäßabschnitts ermittelt. Es erfolgt also nicht nur eine Darstellung des thrombosierten Gefäßabschnitts, sondern eine Berechnung der Dimension beziehungsweise des räumlichen Verlaufs des Thrombus. Die Berechnung kann mit geeigneten Mitteln aus den Daten des zweiten Volumendatensatzes erfolgen.
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Vorzugsweise wird basierend auf der ermittelten Länge und/oder dem ermittelten Verlauf des thrombosierten Gefäßabschnitts ein Interventionsgerät zur Behandlung des thrombosierten Gefäßabschnitts bestimmt. Aus der Kenntnis der Länge und/oder des Verlaufs des Thrombus kann also vorzugsweise eine Länge eines zu verwendenden Interventionsgeräts zur Behandlung der Thrombose (insbesondere Stent-Retriever) bestimmt werden. Die Länge des Interventionsgeräts entspricht hierbei vorzugsweise der Länge des Thrombus zuzüglich eines vorbestimmten Zuschlags. Auf diese Weise lässt sich eine optimale Länge des Stent-Retrievers ermitteln.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird der segmentierte, thrombosierte Gefäßabschnitt mit dem ersten Volumendatensatz oder einem hieraus rekonstruierten Projektionsbild überlagert. Auf diese Weise wird der gesamte Verlauf des Gefäßes einschließlich des Thrombus sichtbar.
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Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können die im Zusammenhang mit dem Verfahren beschriebenen Vorteile erzielt werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, welches in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist, weiter beschrieben. Es zeigen:
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1 ein Flussdiagramm zur Darstellung von Verfahrensschritten eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens und
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2 eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Die einzelnen Verfahrensschritte gemäß einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nachfolgend anhand der 1 beschrieben.
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In einem ersten Schritt S1 (Aufnahme eines ersten Volumendatensatzes) wird zunächst, vorzugsweise prä-interventionell, ein erster Volumendatensatz (Bilddatensatz) akquiriert. Der erste Volumendatensatz dient zur Darstellung einer “Karte“ des Gefäßsystems. Hierzu kann ein medizinisches Akquisitionsgerät, beispielsweise ein Computertomograph, eine Magnetresonanzeinrichtung oder ein C-Bogen-Gerät verwendet werden. Es werden aus unterschiedlichen Projektionsrichtungen kontrastierte Projektionsbilder aufgenommen und in grundsätzlich bekannter Weise durch eine Bildrekonstruktion zu einem räumlich dreidimensionalen Volumendatensatz rekonstruiert. In dem Volumendatensatz sind die Gefäße aufgrund der Kontrastierung mit Kontrastmittel besonders gut zu erkennen. Vorzugsweise erfolgt die Aufnahme nach dem Prinzip der sogenannten digitalen Subtraktionsangiographie, das heißt von dem kontrastmittelkontrastierten Bild wird ein sogenanntes Nativbild subtrahiert.
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Anhand des ersten Volumendatensatzes mit den kontrastierten Gefäßen wird in einem zweiten Schritt S2 (Lokalisierung des thrombosierten Gefäßabschnitts), manuell oder durch einen Bilderkennungsalgorithmus, eine Gefäßverstopfung (Gefäßverschluss, Stenose, Thrombus) lokalisiert. Aufgrund der Kontrastierung durch Kontrastmittel ist dies zuverlässig und einfach durchführbar. Die Lokalisierung des thrombosierten Gefäßabschnitts bezieht sich insbesondere auf das proximale oder distale Ende der Verstopfung, also des Thrombus.
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Anhand der Lage des Thrombus wird in einem dritten Schritt S3 (Definition eines Aufnahmebereichs für einen zweiten Volumendatensatz) ein zweiter Aufnahmebereich, nämlich zur Aufnahme eines zweiten Volumendatensatzes, definiert. Der zweite Aufnahmebereich ist räumlich kleiner als der erste Aufnahmebereich zur Aufnahme des ersten Volumendatensatzes. Der zweite Aufnahmebereich beinhaltet den gesamten thrombosierten Gefäßabschnitt. Hierzu wird ein Mittelpunkt des zweiten Aufnahmebereichs in den Bereich des thrombosierten Gefäßabschnitts gelegt und basierend auf Erfahrungswerten hinsichtlich einer maximalen Größe des thrombosierten Gefäßabschnitts ein Radius (oder Durchmesser) des Aufnahmebereichs definiert.
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In einem vierten Schritt S4 (Aufnahme des zweiten Volumendatensatzes) erfolgt die Aufnahme des zweiten Volumendatensatzes. Dies kann beispielsweise vor, gegebenenfalls aber auch während der Intervention erfolgen. Die Aufnahme erfolgt mit unterschiedlichen Röntgenenergien, welche eine Darstellung des Thrombus, insbesondere ohne Kontrastierung durch Kontrastmittel, ermöglichen.
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Der in dem zweiten Volumendatensatz dargestellte thrombosierte Gefäßabschnitts wird in einem fünften Schritt S5 (Segmentierung des thrombosierten Gefäßabschnitts) aus diesem heraussegmentiert. Die Segmentierung kann mit grundsätzlich bekannten Methoden, beispielsweise schwellwertbasiert, erfolgen.
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Während der Intervention wird eine Serie von Fluoroskopiebildern (Schritt S6, Aufnahme von Fluoroskopiebildern) aufgenommen. Die Fluoroskopiebilder werden zeitlich schnell aufeinanderfolgend aufgenommen, so dass eine Art Film entsteht. Die Fluoroskopiebilder enthalten eine Darstellung des Interventionswerkzeugs und können zur Darstellung des Gefäßverlaufs mit entsprechenden Rückprojektionen aus dem ersten Volumendatensatz überlagert werden. Grundsätzlich sind aber auch andere Techniken möglich, um den Gefäßverlauf in den Fluoroskopiebildern darzustellen. Grundsätzlich wäre es auch denkbar, die Fluoroskopiebilder unter Kontrastmittelgabe aufzunehmen.
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In einem siebten Schritt S7 (Überlagerung des segmentierten, thrombosierten Gefäßabschnitts mit den Fluoroskopiebildern) wird der segmentierte, thrombosierte Gefäßabschnitt mit den interventionellen Fluoroskopiebildern (Live-Bildern) überlagert. Auf diese Weise erfolgt in den Fluoroskopiebildern eine Darstellung des verschlossenen Gefäßabschnitts, welcher in den ursprünglichen Fluoroskopiebildern nicht enthalten war. Der Arzt kann folglich den Thrombus sicher passieren, da er die genaue Lage und Länge des Thrombus in den Überlagerungsbildern erkennen kann. Die Überlagerungsbilder werden hierzu vorzugsweise an einer Anzeigevorrichtung (Bildschirm) dargestellt. Die Fluoroskopiebilder werden vorzugsweise mittels eines C-Bogen-Geräts aufgenommen.
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2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10, mit welcher insbesondere das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann. Die Vorrichtung umfasst eine Aufnahmeeinrichtung 30, nämlich ein Röntgengerät, insbesondere ein C-Bogengerät. Die Aufnahmeeinrichtung 30 umfasst eine Röntgenquelle 32 und einen Röntgendetektor 33, welche an den Armen eines C-Bogens 31 befestigt sind. Der C-Bogen 31 ist um eine Patientenliege 38 verschwenkbar. Bei dem Röntgendetektor 33 handelt es sich bevorzugt um einen digitalen Detektor, welcher digitale Röntgenbilder eines auf der Patientenliege 38 gebetteten Patienten 40 erzeugen kann. Der C-Bogen ist beweglich an einem Ständer 34 aufgehängt.
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Die Bewegungen des C-Bogens und die Akquisition von Röntgenbildern werden durch eine Steuer- und Recheneinrichtung 35 gesteuert. Die durch den Röntgendetektor 33 akquirierten digitalen Röntgenbilder können an die Steuer- und Recheneinrichtung 35 übertragen und dort verarbeitet werden. Die Steuer- und Recheneinrichtung 35 greift auf einen Datenspeicher 36 zu, welcher zur Speicherung von Röntgenbildern geeignet bzw. konfiguriert ist. Die Steuer- und Recheneinheit 35 sowie der Datenspeicher 36 können Teil eines Rechners 37 sein, der beispielsweise ein PC, eine Workstation oder eine Konsole für die Aufnahmeeinrichtung 30 ist. Darüber hinaus können auch ein Bildschirm zur Darstellung von Röntgenbildern sowie Eingabegeräte wie Tastatur und/oder Maus vorhanden sein.
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Die Aufnahmeeinrichtung 30 ist zur Aufnahme von Volumendatensätzen und zur Aufnahme von Zeitreihenbildern (Fluoroskopiebildern) geeignet und eingerichtet. Auf diese Weise können mit ein und demselben Gerät (ohne Umbettung des Patienten) sämtliche Datensätze des erfindungsgemäßen Verfahrens (erster und zweiter Volumendatensatz und Fluoroskopiebilder) aufgenommen werden. Die Steuer- und Recheneinrichtung 35 ist eingerichtet, einen thrombosierten Gefäßabschnitt aus einem Volumendatensatz zu segmentieren und den segmentierten, thrombosierten Gefäßabschnitt mit den Fluoroskopiebildern zu überlagern. Vorzugsweise ist die Steuer- und Recheneinrichtung 35 ferner eingerichtet, den thrombosierten Gefäßabschnitt (Thrombus) in dem zweiten Volumendatensatz zu erkennen und das proximale und/oder distale Ende des Thrombus zu markieren.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt, und andere Varianten können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
