DE102021202753A1

DE102021202753A1 - Bereitstellen eines korrigierten Datensatzes

Info

Publication number: DE102021202753A1
Application number: DE102021202753.9A
Authority: DE
Inventors: Marcus Pfister
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2021-03-22
Filing date: 2021-03-22
Publication date: 2022-09-22
Also published as: CN115188446A; US20220301100A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen eines korrigierten Datensatzes, umfassend:- Empfangen eines präoperativen Datensatzes aufweisend eine Abbildung und/oder ein Modell eines Untersuchungsbereichs eines Untersuchungsobjekts,- Empfangen einer Längeninformation,wobei intraoperativ zumindest ein Teil eines medizinischen Objekts in dem Untersuchungsbereich angeordnet ist,wobei die Längeninformation eine Information zu einer Länge des im Untersuchungsbereich angeordneten Teils des medizinischen Objekts aufweist,- Bestimmen einer ersten Positionierungsinformation zu einer virtuellen Positionierung eines vordefinierten Abschnitts des im Untersuchungsbereich angeordneten Teils des medizinischen Objekts basierend auf dem präoperativen Datensatz und der Längeninformation,- Empfangen und/oder Bestimmen einer zweiten Positionierungsinformation zu einer realen Positionierung des vordefinierten Abschnitts,- Bestimmen einer Transformationsvorschrift zur Minimierung einer Abweichung zwischen der ersten und der zweiten Positionierungsinformation,- Erzeugen des korrigierten Datensatzes durch Anwenden der Transformationsvorschrift auf den präoperativen Datensatz,- Bereitstellen des korrigierten Datensatzes.Die Erfindung betrifft ferner ein System und ein Computerprogrammprodukt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen eines korrigierten Datensatzes, ein System und ein Computerprogrammprodukt.
Bei der Behandlung und/oder Untersuchung von Veränderungen an Gefäßen eines Untersuchungsobjekts werden häufig medizinische Objekte, beispielsweise ein Führungsdraht und/oder ein Katheter, in ein Gefäß eingebracht. Für die bildgebende Echtzeitüberwachung des medizinischen Objekts in dem Gefäß werden häufig Röntgenprojektionsabbildungen unter Applikation, insbesondere jodhaltiger, Kontrastmittel aufgenommen. Häufig werden beispielsweise endovaskuläre Reparaturen von Aorten (engl. endovascular aortic repair, EVAR) auf Angiographiesystemen unter Durchleuchtungskontrolle durchgeführt. Durch eine Registrierung und anschließende Überlagerung eines präoperativ aufgenommenen Bilddatensatzes mit einer der Röntgenprojektionsabbildungen kann oftmals eine Einsparung des zu applizierenden Kontrastmittels erreicht werden.
Nachteilig ist dabei jedoch häufig, dass durch die Anordnung des medizinischen Objekts in dem Gefäß eine Deformation bzw. Verformung des Gefäßes und/oder umliegender Gewebe auftreten kann, welche Deformation in dem präoperativen Bilddatensatz nicht abgebildet ist. Zur Korrektur der Deformation in dem präoperativen Bilddatensatz wird häufig ein Deformationsmodell verwendet, welches auf einem Materialparameter des medizinischen Objekts basiert, und/oder eine zeitaufwändige manuelle Anpassung basierend auf den mehreren Röntgenprojektionsabbildungen, welche unter Applikation von Kontrastmittel aufgenommen wurden. Dabei ist die Korrektur des präoperativen Bilddatensatzes häufig insbesondere an Ostien und/oder Gefäßbifurkationen unzureichend genau.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine verbesserte intraoperative Erfassung und/oder Abbildung einer anatomischen Struktur mit einem darin angeordneten medizinischen Objekt zu ermöglichen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch den jeweiligen Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen mit zweckmäßigen Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung betrifft in einem ersten Aspekt ein Verfahren zum Bereitstellen eines korrigierten Datensatzes. Dabei wird ein präoperativer Datensatz aufweisend eine Abbildung und/oder ein Modell eines Untersuchungsbereichs eines Untersuchungsobjekts empfangen. Ferner wird eine Längeninformation empfangen. Dabei ist intraoperativ zumindest ein Teil eines medizinischen Objekts in dem Untersuchungsbereich angeordnet. Ferner weist die Längeninformation eine Information zu einer Länge des im Untersuchungsbereich angeordneten Teils des medizinischen Objekts auf. Des Weiteren wird eine erste Positionierungsinformation zu einer virtuellen Positionierung eines vordefinierten Abschnitts des im Untersuchungsbereich angeordneten Teils des medizinischen Objekts basierend auf dem präoperativen Datensatz und der Längeninformation bestimmt. Zudem wird eine zweite Positionierungsinformation zu einer realen Positionierung des vordefinierten Abschnitts empfangen und/oder bestimmt. Ferner wird eine Transformationsvorschrift zur Minimierung einer Abweichung zwischen der ersten und der zweiten Positionierungsinformation bestimmt. Hiernach wird der korrigierte Datensatz durch Anwenden der Transformationsvorschrift auf den präoperativen Datensatz erzeugt. Ferner wird der korrigierte Datensatz bereitgestellt.
Dabei können die vorstehend beschriebenen Schritte vorteilhafterweise nacheinander und/oder zumindest teilweise gleichzeitig ausgeführt werden. Ferner können vorstehend beschriebenen Schritte bei einer geänderten Anordnung des im Untersuchungsbereich angeordneten Teils des medizinischen Objekts, insbesondere einer geänderten Längeninformation, vorteilhafterweise wiederholt ausgeführt werden.
Das Untersuchungsobjekt kann beispielsweise ein menschlicher Patient und/oder ein tierischer Patient und/oder ein Untersuchungsphantom, insbesondere ein Gefäßphantom, sein. Ferner kann der Untersuchungsbereich einen räumlichen Abschnitt des Untersuchungsobjekts beschreiben, welcher beispielsweise eine anatomische Struktur des Untersuchungsobjekts, insbesondere ein Hohlorgan, umfassen kann. Dabei kann das Hohlorgan beispielsweise als ein Gefäßabschnitt, insbesondere eine Arterie und/oder Vene, und/oder ein Gefäßbaum und/oder ein Herz und/ oder eine Lunge und/oder Leber ausgebildet sein.
Das medizinische Objekt kann beispielsweise als, insbesondere langgestrecktes, chirurgisches und/oder diagnostisches Instrument ausgebildet sein. Insbesondere kann das medizinische Objekt zumindest abschnittsweise biegsam und/oder rigide sein. Das medizinische Objekt kann beispielsweise als Katheter und/oder Endoskop und/oder Führungsdraht (engl. guide wire) ausgebildet sein. Zudem kann das medizinische Objekt intraoperativ, insbesondere mittels einer Einführschleuse, zumindest teilweise derart in das Untersuchungsobjekt eingeführt sein, dass der vordefinierte Abschnitt des medizinischen Objekts innerhalb des Untersuchungsobjekts, insbesondere in dem Hohlorgan, angeordnet ist. Der in dem Untersuchungsbereich angeordnete Teil des medizinischen Objekts kann insbesondere den räumlichen Abschnitt des medizinischen Objekts zwischen einem distalen Endbereich, insbesondere einer Spitze, des medizinischen Objekts und der Einführschleuse beschreiben. Ferner kann der vordefinierte Abschnitt einen, insbesondere distalen, Abschnitt des medizinischen Objekts beschreiben. Der vordefinierte Abschnitt kann vorteilhafterweise in Abhängigkeit des medizinischen Objekts und/oder des Untersuchungsbereichs vorbestimmt sein und/oder durch ein Bedienpersonal definiert werden, beispielsweise durch eine entsprechende Nutzereingabe.
Das Empfangen des präoperativen Datensatzes und/oder der Längeninformation und/oder der zweiten Positionierungsinformation kann insbesondere ein Erfassen und/oder Auslesen eines computerlesbaren Datenspeichers und/oder ein Empfangen aus einer Datenspeichereinheit, beispielsweise einer Datenbank, umfassen.
Der präoperative Datensatz kann insbesondere von einer Bereitstellungseinheit eines medizinischen Bildgebungsgeräts bereitgestellt werden. Dabei kann das medizinische Bildgebungsgerät zur Aufnahme des präoperativen Datensatzes beispielsweise als Computertomographieanlage (CT) und/oder Magnetresonanzanlage (MRT) und/oder medizinisches Röntgengerät und/oder Sonographieanlage und/oder Positronenemissionstomographieanlage (PET) ausgebildet sein. Insbesondere kann der präoperative Datensatz mittels einer CT-Angiographie aufgenommen sein.
Vorteilhafterweise kann der präoperative Datensatz eine, insbesondere zeitaufgelöste, zweidimensionale (2D) und/oder dreidimensionale (3D) Abbildung des Untersuchungsbereichs, insbesondere des Hohlorgans, aufweisen. Dabei kann der präoperative Datensatz den Untersuchungsbereich präoperativ abbilden, insbesondere zeitlich bevor das medizinische Objekt in den Untersuchungsbereich eingebracht und/oder darin angeordnet worden ist. Insbesondere kann der präoperative Datensatz eine kontrastierte und/oder segmentierte Abbildung des Untersuchungsbereichs, insbesondere des Hohlorgans, aufweisen.
Alternativ oder zusätzlich kann der präoperative Datensatz ein 2D- und/oder 3D-Modell, insbesondere ein Zentrallinienmodell und/oder ein Volumenmodell, beispielsweise ein Volumennetzmodell (engl. volume mesh model), des Untersuchungsbereichs, insbesondere des Hohlorgans, aufweisen. Der präoperative Datensatz kann vorteilhafterweise mit einem Koordinatensystem des Untersuchungsobjekts und/oder des medizinischen Bildgebungsgeräts zur Aufnahme des präoperativen Datensatzes registriert sein. Vorteilhafterweise kann der präoperative Datensatz eine Abbildung und/oder ein Modell eines räumlichen Verlaufs des Hohlorgans in dem Untersuchungsbereich aufweisen. Des Weiteren kann der präoperative Datensatz Metadaten aufweisen, wobei die Metadaten beispielsweise eine Information zu einem Aufnahmeparameter und/oder Betriebsparameter des medizinischen Bildgebungsgeräts zur Aufnahme des präoperativen Datensatzes umfassen können.
Die Längeninformation kann vorteilhafterweise eine Information zu einer, insbesondere momentanen, Länge des im Untersuchungsbereich angeordneten Teils des medizinischen Objekts aufweisen. Dabei kann die Längeninformation insbesondere ein Längenmaß beginnend an einem Eintrittspunkt des medizinischen Objekts in das Untersuchungsobjekt, insbesondere der Einführschleuse, entlang einer Längserstreckungsrichtung des medizinischen Objekts aufweisen. Ferner kann die Längeninformation eine Information zu einer virtuellen Positionierung des Eintrittspunkts des medizinischen Objekts, insbesondere der Einführschleuse, in dem präoperativen Datensatz umfassen.
Vorteilhafterweise kann das Bestimmen der ersten Positionierungsinformation ein Anordnen einer virtuellen Repräsentation, insbesondere eines 2D- und/oder 3D-Modells, des medizinischen Objekts in dem präoperativen Datensatz umfassen, insbesondere ausgehend von der virtuellen Positionierung des Eintrittspunkts des medizinischen Objekts in dem präoperativen Datensatz. Dabei kann die erste Positionierungsinformation zur virtuellen Positionierung des vordefinierten Abschnitts des medizinischen Objekts zumindest bezüglich des präoperativen Datensatzes bestimmt werden. Sofern der präoperative Datensatz mit einem Koordinatensystem des Untersuchungsobjekts und/oder des medizinischen Bildgebungsgeräts zur Aufnahme des präoperativen Datensatzes registriert ist, kann die virtuelle Positionierung des vordefinierten Abschnitts ferner bezüglich des jeweiligen Koordinatensystems bestimmt werden. Die virtuelle Positionierung des vordefinierten Abschnitts kann dabei eine modellbasierte und/oder rechnerisch bestimmte Positionierung bezeichnen. Dabei kann die erste Positionierungsinformation vorteilhafterweise eine Information zu einer, insbesondere momentanen, virtuellen Position und/oder Ausrichtung und/oder Pose des vordefinierten Abschnitts in dem präoperativen Datensatz umfassen.
Die zweite Positionierungsinformation kann vorteilhafterweise eine Information zu einer, insbesondere momentanen, räumlichen Position und/oder Ausrichtung und/oder Pose des vordefinierten Abschnitts in dem Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjekts umfassen. Insbesondere kann die Positionierungsinformation die, insbesondere momentane, räumliche Positionierung des vordefinierten Abschnitts in dem Koordinatensystem des Untersuchungsobjekts beschreiben. Dabei kann die zweite Positionierungsinformation von einer Erfassungseinheit zur Erfassung der realen Positionierung des vordefinierten Abschnitts empfangen werden. Alternativ oder zusätzlich kann die zweite Positionierungsinformation anhand eines intraoperativen Datensatzes bestimmt werden. Die reale Positionierung des vordefinierten Abschnitts kann dabei eine gemessene und/ oder durch Bildgebung bestimmte Positionierung bezeichnen.
Die Transformationsvorschrift kann vorteilhafterweise eine Information zu einer rigiden und/oder nicht-rigiden und/oder globalen und/oder lokalen und/oder regionalen Transformation, insbesondere Deformation, des präoperativen Datensatzes aufweisen. Vorteilhafterweise kann das Ermitteln der Transformationsvorschrift eine, insbesondere kostenminimierende, Optimierung umfassen, wobei die Abweichung zwischen der ersten und der zweiten Positionierungsinformation durch Anwenden der Deformationsvorschrift auf den präoperativen Datensatz minimiert wird. Die Optimierung kann dabei ein, insbesondere iteratives Anpassen der Transformationsvorschrift umfassen. Dabei kann die erste Positionierungsinformation vorteilhafterweise wiederholt, insbesondere basierend auf der Längeninformation und einem Zwischendatensatz, bestimmt werden, wobei der Zwischendatensatz durch Anwenden der jeweils aktuellen Transformationsvorschrift auf den präoperativen Datensatz erzeugt wird. Ferner kann die Optimierung beispielsweise auf einer, insbesondere zu minimierenden, Kostenfunktion basieren, wobei die Kostenfunktion in Abhängigkeit der Abweichung zwischen der ersten und zweiten Positionierungsinformation bestimmt ist.
Das Erzeugen des korrigierten Datensatzes kann vorteilhafterweise das Anwenden der, insbesondere zuletzt, bestimmten Transformationsvorschrift auf den präoperativen Datensatz umfassen. Dabei kann vorteilhafterweise der korrigierte Datensatz bereitgestellt werden. Des Weiteren kann das Bereitstellen des korrigierten Datensatzes beispielsweise ein Speichern auf einem computerlesbaren Speichermedium und/oder ein Anzeigen auf der Darstellungseinheit und/oder ein Übertragen an eine Bereitstellungseinheit umfassen. Insbesondere kann eine graphische Darstellung des korrigierten Datensatzes auf der Darstellungseinheit angezeigt werden.
Die vorgeschlagene Ausführungsform kann vorteilhaft eine präzise und zugleich röntgendosiseffiziente Deformationskorrektur des präoperativen Datensatzes ermöglichen. Das hier vorgeschlagene Verfahren beschreibt zwar das Bereitstellen eines korrigierten Datensatzes für ein zumindest teilweise in dem Untersuchungsbereich angeordnetes medizinisches Objekt, kann jedoch auch erfindungsgemäß auf das Bereitstellen eines korrigierten Datensatzes für mehrere, insbesondere gleiche oder verschiedene, zumindest teilweise in dem Untersuchungsbereich, insbesondere gleichzeitig, angeordnete medizinische Objekte übertragen werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens kann der präoperative Datensatz eine Planungsinformation zu einer geplanten Bewegungstrajektorie des medizinischen Objekts in dem Untersuchungsbereich aufweisen. Ferner kann die erste Positionierungsinformation zusätzlich basierend auf der Planungsinformation bestimmt werden.
Die Planungsinformation kann beispielsweise eine Information zu einem räumlichen Verlauf einer geplanten Bewegungstrajektorie, insbesondere eine Pfadplanung, des medizinischen Objekts, insbesondere des vordefinierten Abschnitts, in dem Untersuchungsbereich, insbesondere dem Hohlorgan, umfassen. Dabei kann die Planungsinformation vorteilhafterweise den räumlichen Verlauf der geplanten Bewegungstrajektorie ausgehend von der virtuellen Positionierung des Eintrittspunkts des medizinischen Objekts in dem präoperativen Datensatz beschreiben. Vorteilhafterweise kann das Bestimmen der ersten Positionierungsinformation ein Anordnen der virtuellen Repräsentation des medizinischen Objekts gemäß dem Längenmaß entlang der geplanten Bewegungstrajektorie in dem präoperativen Datensatz umfassen. Dabei kann die virtuelle Positionierung des vordefinierten Abschnitts eine Position und/oder Ausrichtung und/oder Pose des vordefinierten Abschnitts des medizinischen Objekts auf der geplanten Bewegungstrajektorie ausgehend von der virtuellen Positionierung des Eintrittspunkts gemäß dem Längenmaß beschreiben.
Hierdurch kann ein recheneffizientes Bestimmen der Transformationsvorschrift und/oder Erzeugen des korrigierten Datensatzes ermöglicht werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens kann vor Beginn des Verfahrens ein Positionieren des vordefinierten Abschnitts des medizinischen Objekts in dem Untersuchungsbereich mittels einer Bewegungsvorrichtung stattgefunden haben. Ferner kann die Bewegungsvorrichtung dazu ausgebildet sein, das zumindest teilweise in der Bewegungsvorrichtung angeordnete medizinische Objekt zu halten und/oder zu bewegen. Dabei kann die Längeninformation von der Bewegungsvorrichtung bereitgestellt werden.
Vorteilhafterweise kann die Bewegungsvorrichtung eine robotische Vorrichtung sein, die zur Fernmanipulation des medizinischen Objekts ausgebildet ist, beispielsweise ein Katheterroboter. Vorteilhafterweise ist die Bewegungsvorrichtung außerhalb des Untersuchungsobjekts angeordnet. Ferner kann die Bewegungsvorrichtung ein, insbesondere bewegbares und/oder verfahrbares, Befestigungselement aufweisen. Zudem kann die Bewegungsvorrichtung ein Kassettenelement aufweisen, welches zur Aufnahme zumindest eines Teils des medizinischen Objekts ausgebildet ist. Des Weiteren kann die Bewegungsvorrichtung ein Bewegungselement aufweisen, welches an dem Befestigungselement, beispielsweise einem Stativ und/oder Roboterarm, befestigt ist. Zudem kann das Befestigungselement dazu ausgebildet sein, das Bewegungselement an einer Patientenlagerungsvorrichtung zu befestigen. Ferner kann das Bewegungselement vorteilhafterweise zumindest ein Aktuatorelement aufweisen, beispielsweise einen Elektromotor, welches durch eine Bereitstellungseinheit steuerbar ist. Vorteilhafterweise kann das Kassettenelement, insbesondere mechanisch und/oder elektromagnetisch und/oder pneumatisch, an das Bewegungselement, insbesondere das zumindest eine Aktuatorelement, koppelbar sein. Dabei kann das Kassettenelement ferner zumindest ein Übertragungselement aufweisen, welches durch die Kopplung zwischen dem Kassettenelement und dem Bewegungselement, insbesondere dem zumindest einen Aktuatorelement, bewegbar ist. Insbesondere kann das zumindest eine Übertragungselement an das zumindest eine Aktuatorelement bewegungsgekoppelt sein. Vorteilhafterweise ist das Übertragungselement dazu ausgebildet, eine Bewegung des Aktuatorelements auf das medizinische Objekt derart zu übertragen, dass das medizinische Objekt entlang einer Längserstreckungsrichtung des medizinischen Objekts bewegt wird und/oder dass das medizinische Objekt um seine Längserstreckungsrichtung herum rotiert wird. Das zumindest eine Übertragungselement kann beispielsweise eine Rolle und/oder Walze und/oder Blende und/oder Scherplatte aufweisen. Ferner kann das Übertragungselement dazu ausgebildet sein, das medizinische Objekt durch Übertragen einer Kraft, insbesondere stabil, zu halten. Das Halten des medizinischen Objekts kann insbesondere ein bezüglich der Bewegungsvorrichtung ortsfestes Positionieren des medizinischen Objekts umfassen.
Vorteilhafterweise kann das Bewegungselement mehrere, insbesondere unabhängig steuerbare, Aktuatorelemente aufweisen. Ferner kann das Kassettenelement mehrere Übertragungselemente, insbesondere zu jedem der Aktuatorelemente wenigstens ein bewegungsgekoppeltes Übertragungselement, aufweisen. Hierdurch kann eine, insbesondere unabhängige und/oder gleichzeitige, Bewegung des medizinischen Objekts entlang verschiedener Bewegungsfreiheitsgrade ermöglicht werden.
Des Weiteren kann die Bewegungsvorrichtung vorteilhafterweise eine Sensoreinheit aufweisen, welche zur Erfassung einer Relativbewegung des medizinischen Objekts relativ zur Bewegungsvorrichtung ausgebildet ist. Dabei kann die Sensoreinheit insbesondere einen Encoder, beispielsweise einen Radencoder und/oder einen Walzenencoder, und/oder einen optischen Sensor, beispielsweise ein Barcodescanner und/oder ein Laserscanner und/oder eine Kamera, und/oder einen elektromagnetischen Sensor aufweisen. Beispielsweise kann die Sensoreinheit in das Bewegungselement, insbesondere das zumindest eine Aktuatorelement, und/oder das Kassettenelement, insbesondere das zumindest eine Übertragungselement, zumindest teilweise integriert angeordnet sein. Die Sensoreinheit kann insbesondere zur Erfassung der Relativbewegung des medizinischen Objekts durch eine Erfassung des medizinischen Objekts relativ zur Bewegungsvorrichtung ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Sensoreinheit zur Erfassung einer Bewegung und/oder Lageänderung von Komponenten der Bewegungsvorrichtung ausgebildet sein, welche Komponenten mit dem medizinischen Objekt bewegungsgekoppelt sind, beispielsweise das zumindest eine Aktuatorelement und/oder das zumindest eine Übertragungselement.
Vorteilhafterweise kann die Bewegungsvorrichtung, insbesondere die Sensoreinheit, dazu ausgebildet sein, anhand der erfassten Relativbewegung des medizinischen Objekts relativ zur Bewegungsvorrichtung die Länge des im Untersuchungsbereich angeordneten Teils des medizinischen Objekts zu bestimmen. Dabei kann die erfasste Relativbewegung einen Bereich zwischen einer initialen Positionierung des vordefinierten Abschnitts an dem Eintrittspunkt, insbesondere an der Einführschleuse, hin zur, insbesondere momentanen, räumlichen Positionierung des vordefinierten Abschnitts in dem Untersuchungsbereich, insbesondere dem Hohlorgan, umfassen. Insbesondere kann vor Beginn des Verfahrens ein Positionieren, insbesondere ein Bewegen, des vordefinierten Abschnitts des medizinischen Objekts von der initialen Positionierung in die, insbesondere momentane, räumliche Positionierung in dem Untersuchungsbereich stattgefunden haben. Vorteilhaferweise kann die Bewegungsvorrichtung ferner dazu ausgebildet sein, die Längeninformation aufweisend die Information zur Länge des im Untersuchungsbereich angeordneten Teils des medizinischen Objekts bereitzustellen.
Die vorgeschlagene Ausführungsform kann vorteilhafterweise ein präzises Erfassen und Bereitstellen der Längeninformation ermöglichen. Hierdurch kann ferner eine verbesserte Korrektur des präoperativen Datensatzes durch das Anwenden der Transformationsvorschrift ermöglicht werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens kann der präoperative Datensatz ein Zentrallinienmodell zumindest eines Hohlorgans des Untersuchungsobjekts aufweisen. Dabei kann der zumindest eine Teil des medizinischen Objekts, insbesondere der vordefinierte Abschnitt, vorteilhafterweise intraoperativ in dem zumindest einen Hohlorgan angeordnet sein. Ferner kann die Transformationsvorschrift eine Vorschrift zur Deformation zumindest einer Zentrallinie des Zentrallinienmodells umfassen.
Vorteilhafterweise kann das Zentrallinienmodell des zumindest einen Hohlorgans mittels einer halbautomatischen und/oder automatischen Segmentierung einer präoperativen Abbildung des Hohlorgans bestimmt worden sein. Ferner kann das Bestimmen der ersten Positionierungsinformation ein Anordnen der virtuellen Repräsentation des medizinischen Objekts gemäß dem Längenmaß entlang der zumindest einen Zentrallinie des Zentrallinienmodells umfassen. Ferner kann die Transformationsvorschrift vorteilhafterweise eine Information zu einer rigiden und/oder nicht-rigiden und/oder globalen und/oder lokalen und/oder regionalen Transformation, insbesondere Deformation, der zumindest einen Zentrallinie des Zentrallinienmodells zur Minimierung der Abweichung umfassen. Insbesondere kann die Transformationsvorschrift dazu ausgebildet sein, bei dem Anwenden der Transformationsvorschrift auf den präoperativen Datensatz die zumindest eine Zentrallinie des Zentrallinienmodells zu deformieren. Hierdurch kann ein räumlicher Verlauf der zumindest einen Zentrallinie vorteilhafterweise anatomisch korrekt angepasst werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens kann ein intraoperativer Datensatz empfangen werden. Dabei kann das Bestimmen der zweiten Positionierungsinformation ein Lokalisieren des vordefinierten Abschnitts in dem intraoperativen Datensatz umfassen.
Das Empfangen des intraoperativen Datensatzes kann insbesondere ein Erfassen und/oder Auslesen eines computerlesbaren Datenspeichers und/oder ein Empfangen aus einer Datenspeichereinheit, beispielsweise einer Datenbank, umfassen. Vorteilhafterweise kann der intraoperative Datensatz medizinische Bilddaten umfassen. Dabei kann der intraoperative Datensatz von einer Bereitstellungseinheit des medizinischen Bildgebungsgeräts zur Aufnahme des präoperativen Datensatzes und/oder eines weiteren, insbesondere verschiedenen, medizinischen Bildgebungsgeräts bereitgestellt werden.
Vorteilhafterweise kann der intraoperative Datensatz eine, insbesondere zeitaufgelöste, zweidimensionale (2D) und/oder dreidimensionale (3D) Abbildung des Untersuchungsbereichs, insbesondere des Hohlorgans, und des darin angeordneten vordefinierten Abschnitts des medizinischen Objekts aufweisen. Dabei kann der intraoperative Datensatz den Untersuchungsbereich intraoperativ abbilden, insbesondere während das medizinische Objekt zumindest teilweise in dem Untersuchungsbereich angeordnet ist. Der intraoperative Datensatz kann vorteilhafterweise mit dem Koordinatensystem des Untersuchungsobjekts und/oder des medizinischen Bildgebungsgeräts zur Aufnahme des intraoperativen Datensatzes registriert sein. Ferner können der intraoperative Datensatz und der präoperative Datensatz vorteilhafterweise registriert sein. Dabei kann das Lokalisieren des vordefinierten Abschnitts in dem intraoperativen Datensatz ein Identifizieren, beispielsweise ein Segmentieren und/oder Annotieren, von Bildpunkten des intraoperativen Datensatzes umfassen, welche Bildpunkte den vordefinierten Abschnitt abbilden. Insbesondere kann der vordefinierte Abschnitt in dem intraoperativen Datensatz anhand einer Kontur und/oder Markerstruktur des vordefinierten Abschnitts identifiziert werden. Das Lokalisieren des vordefinierten Abschnitts in dem intraoperativen Datensatz kann vorteilhafterweise manuell, beispielsweise durch Annotation, und/oder halbautomatisch und/oder automatisch erfolgen. Zudem kann der vordefinierte Abschnitt bezüglich des Koordinatensystems des Untersuchungsobjekts und/oder des medizinischen Bildgebungsgeräts zur Aufnahme des intraoperativen Datensatzes lokalisiert werden. Zudem kann, insbesondere zusätzlich zur räumlichen Position des vordefinierten Abschnitts, eine Ausrichtung und/oder Pose des vordefinierten Abschnitts anhand des intraoperativen Datensatzes bestimmt werden. Hierfür kann ein räumlicher Verlauf des vordefinierten Abschnitts anhand des intraoperativen Datensatzes bestimmt werden. Vorteilhafterweise kann hierdurch die zweite Positionierungsinformation aufweisend eine Information zur, insbesondere momentanen, räumlichen Position und/oder Ausrichtung und/oder Pose des vordefinierten Abschnitts in dem Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjekts bestimmt werden.
Die vorgeschlagene Ausführungsform kann vorteilhaft ein besonders präzises Bestimmen der zweiten Positionierungsinformation ermöglichen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens kann ein räumlicher Verlauf des vordefinierten Abschnitts in dem intraoperativen Datensatz identifiziert werden. Zudem kann das Bestimmen der Transformationsvorschrift ein Minimieren einer weiteren Abweichung zwischen der zumindest einen Zentrallinie und dem räumlichen Verlauf des vordefinierten Abschnitts umfassen.
Dabei kann das Identifizieren des räumlichen Verlaufs des vordefinierten Abschnitts in dem intraoperativen Datensatz ein Identifizieren, beispielsweise ein Segmentieren, von Bildpunkten des intraoperativen Datensatzes umfassen, welche Bildpunkte den vordefinierten Abschnitt abbilden. Zudem kann der räumliche Verlauf des vordefinierten Abschnitts in dem intraoperativen Datensatz anhand eines räumlichen Verlaufs und/oder einer räumlichen Anordnung einer Kontur und/oder einer Markerstruktur des vordefinierten Abschnitts identifiziert werden, welche in dem intraoperativen Datensatz abgebildet ist.
Das Bestimmen der Transformationsvorschrift kann vorteilhafterweise zusätzlich ein Minimieren der weiteren Abweichung zwischen der zumindest einen Zentrallinie, insbesondere der virtuellen Repräsentation des vordefinierten Abschnitts, und dem identifizierten räumlichen Verlauf des vordefinierten Abschnitts umfassen. Dabei kann die Transformationsvorschrift vorteilhafterweise eine Information zu einer rigiden und/oder nicht-rigiden und/oder globalen und/oder lokalen und/oder regionalen Transformation, insbesondere Deformation, der zumindest einen Zentrallinie umfassen. Insbesondere kann die Transformationsvorschrift dazu ausgebildet sein, bei dem Anwenden der Transformationsvorschrift auf den präoperativen Datensatz einen räumlichen Verlauf der zumindest einen Zentrallinie an den räumlichen Verlauf des vordefinierten Abschnitts anzupassen. Hierdurch kann eine genaue und zugleich realitätsnahe Deformationskorrektur ermöglicht werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens kann der intraoperative Datensatz eine Projektionsabbildung des Untersuchungsobjekts aufweisen.
Ferner kann der räumliche Verlauf des vordefinierten Abschnitts in der Projektionsabbildung mittels eines Deformationsmodells des medizinischen Objekts identifiziert werden.
Die Projektionsabbildung kann vorteilhafterweise eine, insbesondere zweidimensionale, Abbildung des zumindest teilweise im Untersuchungsbereich angeordneten medizinischen Objekts, insbesondere des vordefinierten Abschnitts, entlang zumindest einer Projektionsrichtung, insbesondere Angulation, aufweisen. Insbesondere kann die Projektionsabbildung eine Röntgenprojektionsabbildung sein.
Das Deformationsmodell des medizinischen Objekts kann vorteilhafterweise eine Information, insbesondere physikalische Randbedingung, zur, insbesondere abschnittsweisen, Deformierbarkeit und/oder Steifigkeit und/oder Elastizität und/oder Torsionsfestigkeit des medizinischen Objekts, insbesondere des vordefinierten Abschnitts, aufweisen. Dabei kann das Deformationsmodell vorteilhafterweise zumindest entlang der Längserstreckungsrichtung des medizinischen Objekts, insbesondere dreidimensional, räumlich aufgelöst sein.
Das Identifizieren des räumlichen Verlaufs des vordefinierten Abschnitts kann vorteilhafterweise ein virtuelles Anordnen der virtuellen Repräsentation des vordefinierten Abschnitts entlang des in dem intraoperativen Datensatz, insbesondere der Projektionsabbildung, abgebildeten 2D-Verlaufs des vordefinierten Abschnitts umfassen. Dabei kann der räumliche Verlauf der virtuellen Repräsentation des vordefinierten Abschnitts vorteilhafterweise durch das Deformationsmodell, insbesondere als Randbedingung einer Optimierung, beschränkt sein. Hierdurch kann vorteilhafterweise eine Tiefeninformation zum räumlichen Verlauf des vordefinierten Abschnitts in 3D, insbesondere physikalisch konsistent, geschätzt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens kann das Deformationsmodell auf einem Materialparameter und/oder einem Betriebsparameter des medizinischen Objekts basieren.
Der Materialparameter kann vorteilhafterweise eine Information zu einer Verformbarkeit, insbesondere einer Deformierbarkeit und/oder Steifigkeit und/oder Dehnbarkeit und/oder Torsionsfestigkeit und/oder Biegsamkeit und/oder Elastizität, des medizinischen Objekts aufweisen. Ferner kann der Betriebsparameter eine Information zu einem, insbesondere momentanen, Betriebszustand des medizinischen Objekts beschreiben. Insbesondere kann der Betriebsparameter eine Information zu einer räumlichen Pose des medizinischen Objekts, insbesondere des vordefinierten Abschnitts, umfassen.
Die vorgeschlagene Ausführungsform kann vorteilhafterweise ein verbessertes Identifizieren des räumlichen Verlaufs des vordefinierten Abschnitts mittels des Deformationsmodells ermöglichen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens kann die zweite Positionierungsinformation von einer Erfassungseinheit zur Erfassung der realen Positionierung des vordefinierten Abschnitts bereitgestellt werden.
Die Erfassungseinheit kann beispielsweise einen elektromagnetischen und/oder ultraschallbasierten und/oder optischen Sensor aufweisen, welcher zur Erfassung, insbesondere Ortung, des vordefinierten Abschnitts ausgebildet ist. Vorteilhafterweise kann die Erfassungseinheit dazu ausgebildet sein, die reale Positionierung des vordefinierten Abschnitts, insbesondere die räumliche Position und/oder Ausrichtung und/oder Pose, in einem Koordinatensystem der Erfassungseinheit zu erfassen. Ferner kann das Koordinatensystem der Erfassungseinheit vorteilhafterweise mit einem Koordinatensystem des Untersuchungsobjekts und/oder des medizinischen Bildgebungsgeräts zur Aufnahme des präoperativen Datensatzes registriert sein. Zudem kann die Erfassungseinheit dazu ausgebildet sein, die zweite Positionierungsinformation zur realen Positionierung des vordefinierten Abschnitts bereitzustellen.
Die vorgeschlagene Ausführungsform kann eine besonders präzise, insbesondere hochaufgelöste, Erfassung der realen Positionierung des vordefinierten Abschnitts ermöglichen.
Die Erfindung betrifft in einem zweiten Aspekt ein System umfassend eine Bewegungsvorrichtung, eine Erfassungseinheit und eine Bereitstellungseinheit. Dabei ist die Bewegungsvorrichtung dazu ausgebildet, ein, in einem Betriebszustand des Systems zumindest teilweise in der Bewegungsvorrichtung angeordnetes, medizinisches Objekt zu halten und/oder zu bewegen. Ferner ist in dem Betriebszustand des Systems zumindest ein Teil des medizinischen Objekts in einem Untersuchungsbereich eines Untersuchungsobjekts angeordnet. Zudem ist die Bewegungsvorrichtung zum Bereitstellen einer Längeninformation aufweisend eine Information zu einer Länge des im Untersuchungsbereich angeordneten Teils des medizinischen Objekts ausgebildet. Des Weiteren ist die Bereitstellungseinheit dazu ausgebildet, einen präoperativen Datensatz aufweisend eine Abbildung und/oder ein Modell des Untersuchungsbereichs des Untersuchungsobjekts zu empfangen. Ferner ist die Bereitstellungseinheit dazu ausgebildet, eine erste Positionierungsinformation zu einer virtuellen Positionierung eines vordefinierten Abschnitts des im Untersuchungsbereich angeordneten Teils des medizinischen Objekts basierend auf dem präoperativen Datensatz und der Längeninformation zu bestimmen. Ferner ist die Erfassungseinheit zum Erfassen einer realen Positionierung des vordefinierten Abschnitts ausgebildet. Zudem ist die Erfassungseinheit dazu ausgebildet, eine zweite Positionierungsinformation zur realen Positionierung des vordefinierten Abschnitts bereitzustellen. Zudem ist die Bereitstellungseinheit dazu ausgebildet, eine Transformationsvorschrift zur Minimierung einer Abweichung zwischen der ersten und der zweiten Positionierungsinformation zu bestimmen. Ferner ist die Bereitstellungseinheit dazu ausgebildet, einen korrigierten Datensatz durch Anwenden der Transformationsvorschrift auf den präoperativen Datensatz zu erzeugen und bereitzustellen.
Die Vorteile des vorgeschlagenen Systems entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen des vorgeschlagenen Verfahrens zum Bereitstellen eines korrigierten Datensatzes. Hierbei erwähnte Merkmale, Vorteile oder alternative Ausführungsformen können ebenso auch auf die anderen beanspruchten Gegenstände übertragen werden und umgekehrt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Systems kann die Erfassungseinheit als medizinisches Bildgebungsgerät ausgebildet sein. Dabei kann das medizinische Bildgebungsgerät zum Aufnehmen eines intraoperativen Datensatzes des Untersuchungsbereichs ausgebildet sein. Ferner kann die Bereitstellungseinheit dazu ausgebildet sein, die zweite Positionierungsinformation durch ein Lokalisieren des vordefinierten Abschnitts in dem intraoperativen Datensatz zu bestimmen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Systems kann die Bereitstellungseinheit ferner dazu ausgebildet sein, eine Nutzereingabe aufweisend eine Vorgabe zu einer Zielpositionierung und/oder Bewegung des vordefinierten Abschnitts zu empfangen. Des Weiteren kann die Bereitstellungseinheit dazu ausgebildet sein, eine Steuerungsvorgabe basierend auf dem korrigierten Datensatz und der Nutzereingabe zu bestimmen. Zudem kann die Bereitstellungseinheit dazu ausgebildet sein, die Steuerungsvorgabe an die Bewegungsvorrichtung bereitzustellen. Des Weiteren kann die Bewegungsvorrichtung dazu ausgebildet sein, das medizinische Objekt gemäß der Steuerungsvorgabe zu bewegen.
Das System kann vorteilhafterweise eine Eingabeeinheit zum Erfassen der Nutzereingabe aufweisen, beispielsweise eine Tastatur und/oder ein Zeigegerät und/oder ein Eingabedisplay und/oder ein Steuerhebel. Dabei kann die Eingabeeinheit zum Bereitstellen der Nutzereingabe an die Bereitstellungseinheit ausgebildet sein. Die Zielpositionierung kann eine räumliche Position und/oder Ausrichtung und/oder Pose vorgeben, insbesondere bezüglich des präoperativen Datensatzes und/oder bezüglich des korrigierten Datensatzes, welche der vordefinierte Abschnitt des medizinischen Objekts einnehmen soll. Ferner kann die Nutzereingabe zumindest einen Bewegungsparameter für die Bewegung des vordefinierten Abschnitts vorgeben. Der Bewegungsparameter beispielsweise eine Bewegungsrichtung und/oder eine Geschwindigkeit für den vordefinierten Abschnitt vorgeben.
Vorteilhafterweise kann die Bereitstellungseinheit dazu ausgebildet sein, die Steuerungsvorgabe basierend auf dem korrigierten Datensatz und der Nutzereingabe zu bestimmen. Dabei kann die Steuerungsvorgabe zumindest einen Befehl für eine, insbesondere schrittweise und/oder kontinuierliche, Steuerung der Bewegungsvorrichtung umfassen. Insbesondere kann die Steuerungsvorgabe zumindest einen Befehl, insbesondere eine zeitliche Abfolge von Befehlen, zur Vorgabe einer, insbesondere gleichzeitigen, Translation und/oder Rotation des medizinischen Objekts, insbesondere des vordefinierten Abschnitts, mittels der Bewegungsvorrichtung umfassen. Insbesondere kann die Bereitstellungseinheit dazu ausgebildet sein, bei Vorgabe einer Zielpositionierung bezüglich des präoperativen Datensatzes, die Steuerungsvorgabe anhand des korrigierten Datensatzes und der Nutzereingabe derart zu bestimmen und/oder anzupassen, dass der vordefinierte Abschnitt die Zielpositionierung erreicht, insbesondere bezüglich des korrigierten Datensatzes.
Des Weiteren kann das Bereitstellen der Steuerungsvorgabe an die Bewegungsvorrichtung beispielsweise ein Speichern auf einem computerlesbaren Speichermedium und/oder ein Anzeigen auf der Darstellungseinheit und/oder ein Übertragen an die Bewegungsvorrichtung umfassen. Vorteilhafterweise kann die Bereitstellungseinheit dazu ausgebildet sein, die Steuerungsvorgabe zu übersetzen und die Bewegungsvorrichtung basierend darauf zu steuern. Zudem kann die Bewegungsvorrichtung ausgebildet sein, das medizinische Objekt basierend auf der Steuerungsvorgabe, insbesondere translatorisch und/oder rotatorisch, zu bewegen. Des Weiteren kann die Bewegungsvorrichtung dazu ausgebildet sein, den vordefinierten Abschnitt des medizinischen Objekts definiert zu verformen, beispielsweise mittels eines Seilzugs innerhalb des medizinischen Objekts.
Die Erfindung betrifft in einem dritten Aspekt ein Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm, welches direkt in einen Speicher einer Bereitstellungseinheit ladbar ist, mit Programmabschnitten, um alle Schritte des vorgeschlagenen Verfahrens zum Bereitstellen eines korrigierten Datensatzes auszuführen, wenn die Programmabschnitte von der Bereitstellungseinheit ausgeführt werden. Das Computerprogrammprodukt kann dabei eine Software mit einem Quellcode, der noch kompiliert und gebunden oder der nur interpretiert werden muss, oder einen ausführbaren Softwarecode umfassen, der zur Ausführung nur noch in die Bereitstellungseinheit zu laden ist. Durch das Computerprogrammprodukt kann das Verfahren zum Bereitstellen eines korrigierten Datensatzes mittels einer Bereitstellungseinheit schnell, identisch wiederholbar und robust ausgeführt werden. Das Computerprogrammprodukt ist so konfiguriert, dass es mittels der Bereitstellungseinheit die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte ausführen kann.
Das Computerprogrammprodukt ist beispielsweise auf einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert oder auf einem Netzwerk oder Server hinterlegt, von wo es in den Prozessor einer Bereitstellungseinheit geladen werden kann, der mit der Bereitstellungseinheit direkt verbunden oder als Teil der Bereitstellungseinheit ausgebildet sein kann. Weiterhin können Steuerinformationen des Computerprogrammprodukts auf einem elektronisch lesbaren Datenträger gespeichert sein. Die Steuerinformationen des elektronisch lesbaren Datenträgers können derart ausgestaltet sein, dass sie bei Verwendung des Datenträgers in einer Bereitstellungseinheit ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführen. Beispiele für elektronisch lesbare Datenträger sind eine DVD, ein Magnetband oder ein USB-Stick, auf welchem elektronisch lesbare Steuerinformationen, insbesondere Software, gespeichert ist. Wenn diese Steuerinformationen von dem Datenträger gelesen und in eine Bereitstellungseinheit gespeichert werden, können alle erfindungsgemäßen Ausführungsformen der vorab beschriebenen Verfahren durchgeführt werden.
Die Erfindung kann ferner von einem computerlesbaren Speichermedium und/oder elektronisch lesbaren Datenträger ausgehen, auf welchem von einer Bereitstellungseinheit lesbare und ausführbare Programmabschnitte gespeichert sind, um alle Schritte des Verfahrens zum Bereitstellen eines korrigierten Datensatzes auszuführen, wenn die Programmabschnitte von der Bereitstellungseinheit ausgeführt werden.
Eine weitgehend softwaremäßige Realisierung hat den Vorteil, dass auch schon bisher verwendete Bereitstellungseinheiten auf einfache Weise durch ein Software-Update nachgerüstet werden können, um auf die erfindungsgemäße Weise zu arbeiten. Ein solches Computerprogrammprodukt kann neben dem Computerprogramm gegebenenfalls zusätzliche Bestandteile wie z.B. eine Dokumentation und/oder zusätzliche Komponenten, sowie Hardware-Komponenten, wie z.B. Hardware-Schlüssel (Dongles etc.) zur Nutzung der Software, umfassen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. In unterschiedlichen Figuren werden für gleiche Merkmale die gleichen Bezugszeichen verwendet. Es zeigen:

1 und 2 schematische Darstellungen verschiedener Ausführungsformen eines Verfahrens zum Bereitstellen eines korrigierten Datensatzes,
3 eine schematische Darstellung einer Abweichung zwischen einer virtuellen und realen Positionierung eines vordefinierten Abschnitts eines medizinischen Objekts,
4 und 5 schematische Darstellungen verschiedener Ausführungsformen eines vorgeschlagenen Systems,
6 eine schematische Darstellung einer Bewegungsvorrichtung.

In 1 ist eine vorteilhafte Ausführungsform eines vorgeschlagenen Verfahrens zum Bereitstellen eines korrigierten Datensatzes PROV-DS.corr schematisch dargestellt. Dabei kann ein präoperativer Datensatz DS.p aufweisend eine Abbildung und/oder ein Modell eines Untersuchungsbereichs eines Untersuchungsobjekts empfangen werden REC-DS.p. Ferner kann eine Längeninformation LI empfangen werden REC-LI. Dabei kann intraoperativ zumindest ein Teil eines medizinischen Objekts in dem Untersuchungsbereich angeordnet sein. Das medizinische Objekt kann als, insbesondere langgestrecktes, chirurgisches Instrument und/oder diagnostisches Instrument ausgebildet sein. Insbesondere kann das medizinische Objekt biegsam und/oder mechanisch verformbar sein. Das medizinische Objekt kann beispielsweise als Katheter und/oder Endoskop und/oder Führungsdraht und/oder Stent ausgebildet sein. Ferner kann das medizinische Objekt MD einen vordefinierten Abschnitt aufweisen. Dabei kann der vordefinierte Abschnitt beispielsweise eine Spitze und/oder einen, insbesondere distalen, Abschnitt aufweisend eine Markerstruktur an dem medizinischen Objekt beschreiben.
Ferner kann die Längeninformation LI eine Information zu einer Länge des im Untersuchungsbereich angeordneten Teils des medizinischen Objekts aufweisen. Zudem kann eine erste Positionierungsinformation POS1 zu einer virtuellen Positionierung eines vordefinierten Abschnitts des im Untersuchungsbereich angeordneten Teils des medizinischen Objekts basierend auf dem präoperativen Datensatz DS.p und der Längeninformation LU bestimmt werden DET-POS1. Des Weiteren kann eine zweite Positionierungsinformation POS2 zu einer realen Positionierung des vordefinierten Abschnitts empfangen werden REC-POS2. Insbesondere kann die zweite Positionierungsinformation POS2 von einer Erfassungseinheit zur Erfassung der realen Positionierung des vordefinierten Abschnitts bereitgestellt werden. Zudem kann eine Transformationsvorschrift TF zur Minimierung einer Abweichung zwischen der ersten POS1 und der zweiten Positionierungsinformation POS2 bestimmt werden DET-TF. Ferner kann der korrigierte Datensatz DS.corr durch Anwenden der Transformationsvorschrift TF auf den präoperativen Datensatz DS.p erzeugt werden. Hiernach kann der korrigierte Datensatz DS.corr bereitgestellt werden PROV-DS.corr.
Vorteilhafterweise kann ein medizinisches Bedienpersonal mittels des korrigierten Datensatzes bei medizinischen Prozeduren, beispielsweise einem Austausch von Aortenklappen und/ oder Interventionen in Herzkranzgefäßen, vorteilhaft unterstützt werden.
Vorteilhafterweise kann der präoperative Datensatz DS.p eine Planungsinformation zu einer geplanten Bewegungstrajektorie des medizinischen Objekts in dem Untersuchungsbereich aufweisen. Dabei kann die erste Positionierungsinformation POS1 zusätzlich basierend auf der Planungsinformation bestimmt werden DET-POS1.
2 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens zum Bereitstellen eines korrigierten Datensatzes PROV-DS.corr. Dabei kann ein intraoperativer Datensatz DS.i empfangen werden REC-DS.i. Ferner kann das Bestimmen DET-POS2 der zweiten Positionierungsinformation POS2 ein Lokalisieren des vordefinierten Abschnitts in dem intraoperativen Datensatz DS.i umfassen.
Ferner kann der präoperative Datensatz DS.p ein Zentrallinienmodell zumindest eines Hohlorgans des Untersuchungsobjekts aufweisen. Dabei kann intraoperativ der zumindest eine Teil des medizinischen Objekts, insbesondere der vordefinierte Abschnitt, in dem zumindest einen Hohlorgan angeordnet sein.
Zudem kann die Transformationsvorschrift TF eine Vorschrift zur Deformation zumindest einer Zentrallinie des Zentrallinienmodells umfassen. Zudem kann vorteilhafterweise ein räumlicher Verlauf des vordefinierten Abschnitts in dem intraoperativen Datensatz DS.i identifiziert werden. Dabei kann das Bestimmen DET-TF der Transformationsvorschrift TF ein Minimieren einer weiteren Abweichung zwischen der zumindest einen Zentrallinie und dem räumlichen Verlauf des vordefinierten Abschnitts umfassen.
In 3 eine beispielhafte Abweichung zwischen einer virtuellen und einer realen Positionierung des vordefinierten Abschnitts VD des medizinischen Objekts MD schematisch dargestellt. Dabei kann der präoperative Datensatz DS.p eine Abbildung und/oder ein Modell eines Hohlorgans HO.p des Untersuchungsobjekts aufweisen. Ferner kann das Bestimmen DET-POS1 der ersten Positionierungsinformation POS1 ein Anordnen einer virtuellen Repräsentation des medizinischen Objekts MD.v in dem präoperativen Datensatz DS.p umfassen. Sofern der präoperative Datensatz DS.p ein Zentrallinienmodell umfasst (hier nicht gezeigt), kann die virtuelle Repräsentation des medizinischen Objekts MD.v vorteilhafterweise entlang zumindest einer Zentrallinie des Zentrallinienmodells angeordnet werden. Ferner kann die erste Positionierungsinformation POS1 zur virtuellen Positionierung des vordefinierten Abschnitts des medizinischen Objekts MD zumindest bezüglich des präoperativen Datensatzes bestimmt werden.
Des Weiteren kann der intraoperative Datensatz DS.i eine Projektionsabbildung des Untersuchungsbereichs, insbesondere des Hohlorgans, aufweisen. Die Projektionsabbildung kann vorteilhafterweise eine 2D-Abbildung des intraoperativ zumindest teilweise im Untersuchungsbereich angeordneten medizinischen Objekts MD, insbesondere des vordefinierten Abschnitts VD, entlang zumindest einer Projektionsrichtung, insbesondere Angulation, aufweisen. In 3 ist eine graphische Überlagerung des präoperativen Datensatzes DS.p mit dem intraoperativen Datensatz DS.i schematisch dargestellt. Die überlagerte Darstellung kann eine Abweichung zwischen einer virtuellen Endposition VD.v der virtuellen Repräsentation des vordefinierten Abschnitts VD und der realen Endposition VD.r des vordefinierten Abschnitts VD aufweisen. Zudem kann die überlagerte Darstellung eine Abweichung zwischen dem präoperativ abgebildeten 2D-Verlauf des Hohlorgans HO.p und dem intraoperativ abgebildeten 2D-Verlauf des Hohlorgans HO.i aufweisen.
Zur Veranschaulichung des Identifizierens des räumlichen Verlaufs des vordefinierten Abschnitts VD, sind in 3 für jeweils einen Abschnitt der virtuellen Repräsentation des medizinischen Objekts und der intraoperativen Abbildung des medizinischen Objekts jeweils der 2D-Verlauf SEC.v bzw. SEC.r und der 3D-Verlauf SEC.v.D bzw. SEC.r.D schematisch dargestellt.
Dabei kann die Differenz zwischen der virtuellen Endposition VD.v der virtuellen Repräsentation des vordefinierten Abschnitts VD und der realen Endposition VD.r des vordefinierten Abschnitts VD durch eine Deformation des medizinischen Objekts MD in der Tiefe, insbesondere bezüglich der Projektionsrichtung, hervorgerufen werden. Vorteilhafterweise kann der räumliche Verlauf des vordefinierten Abschnitts VD in dem intraoperativen Datensatz DS.i mittels eines Deformationsmodells des medizinischen Objekts MD identifiziert werden. Vorteilhafterweise kann das Deformationsmodell auf einem Materialparameter und/oder einem Betriebsparameter des medizinischen Objekts MD basieren. Insbesondere kann das Deformationsmodell des medizinischen Objekts vorteilhafterweise eine Information, insbesondere physikalische Randbedingung, zur, insbesondere abschnittsweisen, Deformierbarkeit und/oder Steifigkeit und/oder Elastizität und/oder Torsionsfestigkeit des medizinischen Objekts MD, insbesondere des vordefinierten Abschnitts VD, aufweisen. Dabei kann das Deformationsmodell vorteilhafterweise zumindest entlang der Längserstreckungsrichtung des medizinischen Objekts MD, insbesondere dreidimensional, aufgelöst sein.
Das Identifizierten des räumlichen Verlaufs des vordefinierten Abschnitts VD kann vorteilhafterweise ein virtuelles Anordnen der virtuellen Repräsentation des medizinischen Objekts MD.v entlang des in dem intraoperativen Datensatz DS.i abgebildeten 2D-Verlaufs des medizinischen Objekts MD.r umfassen. Zudem kann der räumliche Verlauf der zumindest einen Zentrallinie des Hohlorgans HO.p, entlang welcher die virtuelle Repräsentation des medizinischen Objekts MD.v angeordnet ist, in dem betrachteten Abschnitts SEC.v.D des Hohlorgans HO.p gemäß einer Krümmungsvorschrift, insbesondere als symmetrische Parabel, beschrieben werden: $y_{1} = A_{1} \cdot x^{2}$
Dabei kann der betrachtete Abschnitt SEC.v.D des Hohlorgans auf ein Intervall [-1,1] normiert und A ein Parameter der Parabel sein. Zudem kann die Parabel eine Bogenlänge L₁ aufweisen, mit $L_{1} = \sqrt{1 + 4 A_{1}^{2}} + \frac{ln (2 A_{1} + \sqrt{1 + 4 A_{1}^{2}})}{4 A_{1}}$
Zur Minimierung der Abweichung zwischen der zumindest einen Zentrallinie und dem realen räumlichen Verlauf des vordefinierten Abschnitts SEC.r.D, kann ein Parameter A₂ für eine weitere Parabel $y_{2} = A_{2} \cdot x^{2}$
aufweisend eine verkürzte Bogenlänge $L_{2} = L_{1} - D$
bestimmt werden, wobei D eine Differenz zwischen der virtuellen Endposition VD.v der virtuellen Repräsentation des vordefinierten Abschnitts VD und der realen Endposition VD.r des vordefinierten Abschnitts VD beschreibt: $D = | V D . v - V D . r |$
Vorteilhafterweise kann die Transformationsvorschrift TF derart bestimmt werden, dass in dem korrigierten Datensatz DS.corr der virtuelle räumliche Verlauf der zumindest einen Zentrallinie des Hohlorgans HO.p, entlang welcher die virtuelle Repräsentation des medizinischen Objekts MD.v angeordnet ist, in dem betrachteten Abschnitt SEC.v.D der weiteren Parabel y₂ folgt.
Alternativ oder zusätzlich kann der räumliche Verlauf der zumindest einen Zentrallinie des Hohlorgans HO.p, entlang welcher die virtuelle Repräsentation des medizinischen Objekts MD.v angeordnet ist, in dem betrachteten Abschnitts SEC.v.D des Hohlorgans HO.p durch ein Polynom beschrieben werden, wobei das Polynom vorteilhafterweise einen Polynomgrad größer oder gleich 2, insbesondere 5, aufweist.
In 4 ist ein vorgeschlagenes System umfassend eine Bewegungsvorrichtung CR, eine Erfassungseinheit (hier nicht gezeigt) und eine Bereitstellungseinheit PRVS schematisch dargestellt.
Die Bewegungsvorrichtung CR kann beispielsweise als Katheterroboter, insbesondere zur Fernmanipulation des medizinischen Objekts MD, ausgebildet sein. Der vordefinierte Abschnitt VD des medizinischen Objekts MD kann in einem Betriebszustand des Systems vorteilhafterweise zumindest teilweise in einem Untersuchungsbereich eines Untersuchungsobjekts 31, insbesondere einem Hohlorgan, angeordnet sein. Insbesondere kann das medizinische Objekt MD in dem Betriebszustand des Systems über eine Einführschleuse an einem Eintrittspunkt IP in das auf der Patientenlagerungsvorrichtung 32 angeordnete Untersuchungsobjekt 31 eingeführt sein, insbesondere in ein Hohlorgan des Untersuchungsobjekts 31. Dabei kann das Hohlorgan beispielsweise einen Gefäßabschnitt aufweisen, in dem der vordefinierte Abschnitt VD in dem Betriebszustand des Systems zumindest teilweise angeordnet ist. Zudem kann die Patientenlagerungsvorrichtung 32 zumindest teilweise beweglich sein. Hierfür kann die Patientenlagerungsvorrichtung 32 vorteilhafterweise eine Bewegungseinheit BV aufweisen, welche Bewegungseinheit BV mittels eines Signals 28 von der Bereitstellungseinheit PRVS steuerbar ist.
Ferner kann die Bewegungsvorrichtung CR mittels eines Befestigungselements 71, beispielsweise einem Stativ und/oder Roboterarm, an der Patientenlagerungsvorrichtung 32, insbesondere bewegbar, befestigt sein. Vorteilhafterweise kann die Bewegungsvorrichtung CR dazu ausgebildet sein, das medizinische Objekt MD, welches in dem Betriebszustand des Systems zumindest teilweise in der Bewegungsvorrichtung CR angeordnet ist, zumindest entlang einer Längserstreckungsrichtung des medizinischen Objekts MD translatorisch zu bewegen. Ferner kann die Bewegungsvorrichtung CR dazu ausgebildet sein, das medizinische Objekt MD um die Längserstreckungsrichtung herum zu rotieren. Alternativ oder zusätzlich kann die Bewegungsvorrichtung CR zum Steuern einer Bewegung zumindest eines Teils des medizinischen Objekts MD, beispielsweise einem distalen Abschnitt und/oder einer Spitze des medizinischen Objekts MD, insbesondere dem vordefinierten Abschnitt VD, ausgebildet sein. Des Weiteren kann die Bewegungsvorrichtung CR dazu ausgebildet sein, den vordefinierten Abschnitt VD des medizinischen Objekts MD definiert zu verformen, beispielsweise über einen Seilzug innerhalb des medizinischen Objekts MD.
Das System kann ferner eine Eingabeeinheit 42, beispielsweise eine Tastatur, und/oder eine Darstellungseinheit 41, beispielsweise einen Monitor und/oder Display, umfassen. Die Eingabeeinheit 42 kann vorzugsweise in die Darstellungseinheit 41 integriert sein, beispielsweise bei einem kapazitiven und/oder resistiven Eingabedisplay.
Die Darstellungseinheit 41 kann vorteilhafterweise dazu ausgebildet sein, Informationen und/oder graphische Darstellungen von Informationen der Vorrichtung und/oder des medizinischen C-Bogen-Röntgengeräts 37 und/oder der Bereitstellungseinheit PRVS und/oder weiterer Komponenten anzuzeigen. Hierfür kann die Bereitstellungseinheit PRVS beispielsweise ein Signal 25 an die Darstellungseinheit 41 senden. Die Eingabeeinheit 42 kann vorteilhafterweise zum Erfassen einer Nutzereingabe und zum Bereitstellen eines Signals 26 in Abhängigkeit der Nutzereingabe ausgebildet sein. Ferner kann die Darstellungseinheit 41 vorteilhafterweise dazu ausgebildet sein, Informationen und/oder graphische Darstellungen von Informationen des Systems und/oder der Bereitstellungseinheit PRVS und/oder weiterer Komponenten anzuzeigen, beispielsweise eine graphische Darstellung des präoperativen und/oder intraoperativen und/oder korrigierten Datensatzes. Hierfür kann die Bereitstellungseinheit PRVS beispielsweise ein Signal 25 an die Darstellungseinheit 41 senden.
Die Bereitstellungseinheit PRVS kann vorteilhafterweise dazu ausgebildet sein, die Nutzereingabe aufweisend eine Vorgabe zu einer Zielpositionierung und/oder Bewegung des vordefinierten Abschnitts VD zu empfangen, insbesondere anhand des Signals 26 von der Eingabeeinheit 42. Die Bereitstellungseinheit PRVS kann ferner dazu ausgebildet sein, eine Steuerungsvorgabe basierend auf dem korrigierten Datensatz DS.corr und der Nutzereingabe zu bestimmen. Ferner kann die Bereitstellungseinheit PRVS dazu ausgebildet sein, die Steuerungsvorgabe an die Bewegungsvorrichtung CR bereitzustellen, insbesondere mittels des Signals 35. Die Bewegungsvorrichtung CR ist vorteilhafterweise zum Empfangen der Steuerungsvorgabe anhand des Signals 35 ausgebildet. Ferner kann die Bewegungsvorrichtung CR dazu ausgebildet sein, das medizinische Objekt MD gemäß der Steuerungsvorgabe zu bewegen.
5 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines vorgeschlagenen Systems. Dabei kann die Erfassungseinheit als medizinisches Bildgebungsgerät, insbesondere als medizinisches C-Bogen-Röntgengerät 37, ausgebildet sein. Ferner kann das medizinische C-Bogen-Röntgengerät 37 dazu ausgebildet sein, den intraoperativen Datensatz DS.i des Untersuchungsbereichs aufzunehmen. Ferner kann die Bereitstellungseinheit PRVS dazu ausgebildet sein, die zweite Positionierungsinformation POS2 durch ein Lokalisieren des vordefinierten Abschnitts VD in dem intraoperativen Datensatz DS.i zu bestimmen.
Das medizinische Bildgebungsgerät in der beispielhaften Ausbildung als medizinisches C-Bogen-Röntgengerät 37 kann einen Detektor 34, insbesondere einen Röntgendetektor, und eine Röntgenquelle 33 aufweisen. Zur Aufnahme des intraoperativen Datensatzes DS.i, kann der Arm 38 des medizinischen C-Bogen-Röntgengeräts 37 beweglich um ein oder mehrere Achsen herum gelagert sein. Ferner kann das medizinische C-Bogen-Röntgengerät 37 eine weitere Bewegungseinheit 39 umfassen, beispielsweise ein Radsystem und/oder Schienensystem und/oder einen Roboterarm, welche eine Bewegung des medizinischen C-Bogen-Röntgengeräts 37 im Raum ermöglicht. Der Detektor 34 und die Röntgenquelle 34 können in definierter Anordnung beweglich an einem gemeinsamen C-Arm 38 befestigt sein.
Die Bereitstellungseinheit PRVS kann zudem dazu ausgebildet sein, eine Positionierung des medizinischen C-Bogen-Röntgengeräts 37 relativ zum Untersuchungsobjekt 31 derart zu steuern, dass der vordefinierte Abschnitt VD des medizinischen Objekts MD in dem mittels des medizinischen C-Bogen-Röntgengeräts 37 aufgenommenen intraoperativen Datensatz DS.i abgebildet ist. Das Positionieren des medizinischen C-Bogen-Röntgengeräts 37 relativ zum Untersuchungsobjekt 31 kann beispielsweise ein Positionieren der definierten Anordnung von Röntgenquelle 33 und Detektor 34, insbesondere des C-Arms 38, um eine oder mehrere Raumachsen umfassen.
Zur Aufnahme des intraoperativen Datensatzes DS.i des Untersuchungsobjekts 31 kann die Bereitstellungseinheit PRVS ein Signal 24 an die Röntgenquelle 33 senden. Daraufhin kann die Röntgenquelle 33 ein Röntgenstrahlenbündel, insbesondere einen Kegelstrahl und/oder Fächerstrahl und/oder Parallelstrahl, aussenden. Beim Auftreffen des Röntgenstrahlenbündels, nach einer Wechselwirkung mit dem abzubildenden Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjekts 31, auf einer Oberfläche des Detektors 34, kann der Detektor 34 ein Signal 21 an die Bereitstellungseinheit PRVS senden. Die Bereitstellungseinheit PRVS kann beispielsweise anhand des Signals 21 den intraoperativen Datensatz DS.i empfangen.
6 zeigt eine schematische Darstellung der Bewegungsvorrichtung CR zur robotischen Bewegung des medizinischen Objekts MD. Vorteilhafterweise kann die Bewegungsvorrichtung CR ein, insbesondere bewegbares und/oder verfahrbares, Befestigungselement 71 aufweisen. Ferner kann die Bewegungsvorrichtung CR ein Kassettenelement 74 aufweisen, welches zur Aufnahme zumindest eines Teils des medizinischen Objekts MD ausgebildet ist. Zudem kann die Bewegungsvorrichtung CR ein Bewegungselement 72 aufweisen, welches an dem Befestigungselement 71, beispielsweise einem Stativ und/oder Roboterarm, befestigt ist. Zudem kann das Befestigungselement 71 dazu ausgebildet sein, das Bewegungselement 72 an der Patientenlagerungsvorrichtung 32, insbesondere bewegbar, zu befestigen. Ferner kann das Bewegungselement 72 vorteilhafterweise zumindest ein, beispielsweise drei, Aktuatorelement 73 aufweisen, beispielsweise einen Elektromotor, wobei die Bereitstellungseinheit PRVS zum Steuern des zumindest einen Aktuatorelements 73 ausgebildet ist. Vorteilhafterweise kann das Kassettenelement 74, insbesondere mechanisch und/oder elektromagnetisch und/oder pneumatisch, an das Bewegungselement 72, insbesondere das zumindest eine Aktuatorelement 73, koppelbar sein. Dabei kann das Kassettenelement 74 ferner zumindest ein Übertragungselement 75 aufweisen, welches durch die Kopplung zwischen dem Kassettenelement 74 und dem Bewegungselement 72, insbesondere dem zumindest einen Aktuatorelement 73, bewegbar ist. Insbesondere kann das zumindest eine Übertragungselement 75 an das zumindest eine Aktuatorelement 73 bewegungsgekoppelt sein. Ferner kann das Übertragungselement 75 dazu ausgebildet sein, eine Bewegung des Aktuatorelements 73 auf das medizinische Objekt MD derart zu übertragen, dass das medizinische Objekt MD entlang einer Längserstreckungsrichtung des medizinischen Objekts MD bewegt wird und/oder dass das medizinische Objekt MD um die Längserstreckungsrichtung herum rotiert wird. Das zumindest eine Übertragungselement 75 kann beispielsweise eine Rolle und/oder Walze und/oder Blende und/oder Scherplatte aufweisen.
Vorteilhafterweise kann das Bewegungselement 72 mehrere, insbesondere unabhängig steuerbare, Aktuatorelemente 73 aufweisen. Ferner kann das Kassettenelement 74 mehrere Übertragungselemente 75, insbesondere zu jedem der Aktuatorelemente 73 wenigstens ein bewegungsgekoppeltes Übertragungselement 75, aufweisen. Hierdurch kann eine, insbesondere unabhängige und/oder gleichzeitige, Bewegung des medizinischen Objekts MD entlang verschiedener Bewegungsfreiheitsgrade ermöglicht werden.
Ferner kann die Bewegungsvorrichtung CR, insbesondere das zumindest eine Aktuatorelement 73, mittels des Signals 35 von der Bereitstellungseinheit PRVS steuerbar sein. Hierdurch kann die Bewegung des medizinischen Objekts MD von der Bereitstellungseinheit PRVS, insbesondere mittelbar, gesteuert werden. Zudem kann eine Ausrichtung und/oder Position der Bewegungsvorrichtung CR relativ zum Untersuchungsobjekt 31 durch eine Bewegung des Befestigungselements 71 anpassbar sein.
Des Weiteren kann die Bewegungsvorrichtung CR vorteilhafterweise eine Sensoreinheit 77 aufweisen, die zur Erfassung einer Relativbewegung des medizinischen Objekts MD relativ zur Bewegungsvorrichtung CR ausgebildet ist. Dabei kann die Sensoreinheit 77 insbesondere einen Encoder, beispielsweise einen Radencoder und/oder einen Walzenencoder, und/oder einen optischen Sensor, beispielsweise ein Barcodescanner und/oder ein Laserscanner und/oder eine Kamera, und/oder einen elektromagnetischen Sensor aufweisen. Beispielsweise kann die Sensoreinheit 77 in das Bewegungselement 72, insbesondere das zumindest eine Aktuatorelement 73, und/oder das Kassettenelement 74, insbesondere das zumindest eine Übertragungselement 75, zumindest teilweise integriert angeordnet sein. Die Sensoreinheit 77 kann insbesondere zur Erfassung der Relativbewegung des medizinischen Objekts MD durch eine Erfassung des medizinischen Objekts MD relativ zur Bewegungsvorrichtung CR ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Sensoreinheit 77 zur Erfassung einer Bewegung und/oder Lageänderung von Komponenten der Bewegungsvorrichtung CR ausgebildet sein, welche Komponenten mit dem medizinischen Objekt MD bewegungsgekoppelt sind, beispielsweise das zumindest eine Aktuatorelement 73 und/oder das zumindest eine Übertragungselement 75.
Die Bewegungsvorrichtung kann vorteilhafterweise dazu ausgebildet sein, die Längeninformation LI, insbesondere der erfassten Relativbewegung des medizinischen Objekts MD bezüglich der Bewegungsvorrichtung CR, mittels eines Signals C von der Sensoreinheit 77 an die Bereitstellungseinheit PRVS bereitzustellen.
Die in den beschriebenen Figuren enthaltenen schematischen Darstellungen bilden keinerlei Maßstab oder Größenverhältnis ab.
Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorhergehend detailliert beschriebenen Verfahren sowie bei den dargestellten Vorrichtungen lediglich um Ausführungsbeispiele handelt, welche vom Fachmann in verschiedenster Weise modifiziert werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Weiterhin schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein“ bzw. „eine“ nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Ebenso schließen die Begriffe „Einheit“ und „Element“ nicht aus, dass die betreffenden Komponenten aus mehreren zusammenwirkenden Teil-Komponenten bestehen, die gegebenenfalls auch räumlich verteilt sein können.

Claims

Verfahren zum Bereitstellen (PROV-DS.corr) eines korrigierten Datensatzes (DS.corr), umfassend: - Empfangen (REC-DS.p) eines präoperativen Datensatzes (DS.p) aufweisend eine Abbildung und/oder ein Modell eines Untersuchungsbereichs eines Untersuchungsobjekts (31), - Empfangen (REC-LI) einer Längeninformation (LI), wobei intraoperativ zumindest ein Teil eines medizinischen Objekts (MD) in dem Untersuchungsbereich angeordnet ist, wobei die Längeninformation (LI) eine Information zu einer Länge des im Untersuchungsbereich angeordneten Teils des medizinischen Objekts (MD) aufweist, - Bestimmen (DET-POS1) einer ersten Positionierungsinformation (POS1) zu einer virtuellen Positionierung eines vordefinierten Abschnitts (VD) des im Untersuchungsbereich angeordneten Teils des medizinischen Objekts (MD) basierend auf dem präoperativen Datensatz (DS.p) und der Längeninformation (LI), - Empfangen (REC-POS2) und/oder Bestimmen (DET-POS2) einer zweiten Positionierungsinformation (POS2) zu einer realen Positionierung des vordefinierten Abschnitts (VD), - Bestimmen einer Transformationsvorschrift (TF) zur Minimierung einer Abweichung zwischen der ersten (POS1) und der zweiten Positionierungsinformation (POS2), - Erzeugen des korrigierten Datensatzes (DS.corr) durch Anwenden der Transformationsvorschrift (TF) auf den präoperativen Datensatz (DS.p), - Bereitstellen (PROV-DS.corr) des korrigierten Datensatzes (DS.corr).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der präoperative Datensatz (DS.p) eine Planungsinformation zu einer geplanten Bewegungstrajektorie des medizinischen Objekts (MD) in dem Untersuchungsbereich aufweist, wobei die erste Positionierungsinformation (POS1) zusätzlich basierend auf der Planungsinformation bestimmt wird (DET-POS1) .
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei vor Beginn des Verfahrens ein Positionieren des vordefinierten Abschnitts (VD) des medizinischen Objekts (MD) in dem Untersuchungsbereich mittels einer Bewegungsvorrichtung (CR) stattgefunden hat, wobei die Bewegungsvorrichtung (CR) dazu ausgebildet ist, das zumindest teilweise in der Bewegungsvorrichtung (CR) angeordnete medizinische Objekt (MD) zu halten und/oder zu bewegen, wobei die Längeninformation (LI) von der Bewegungsvorrichtung (CR) bereitgestellt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der präoperative Datensatz (DS.p) ein Zentrallinienmodell zumindest eines Hohlorgans des Untersuchungsobjekts (31) aufweist, wobei intraoperativ der zumindest eine Teil des medizinischen Objekts (MD), insbesondere der vordefinierte Abschnitt (VD), in dem zumindest einen Hohlorgan angeordnet ist, wobei die Transformationsvorschrift (TF) eine Vorschrift zur Deformation zumindest einer Zentrallinie des Zentrallinienmodells umfasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein intraoperativer Datensatz (DS.i) empfangen wird (REC-DS.i), wobei das Bestimmen (DET-POS2) der zweiten Positionierungsinformation (POS2) ein Lokalisieren des vordefinierten Abschnitts (VD) in dem intraoperativen Datensatz (DS.i) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4 und 5, wobei ein räumlicher Verlauf des vordefinierten Abschnitts (VD) in dem intraoperativen Datensatz (DS.i) identifiziert wird, wobei das Bestimmen (DET-TF) der Transformationsvorschrift (TF) ein Minimieren einer weiteren Abweichung zwischen der zumindest einen Zentrallinie und dem räumlichen Verlauf des vordefinierten Abschnitts (VD) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der intraoperative Datensatz (DS.i) eine Projektionsabbildung des Untersuchungsbereichs aufweist, wobei der räumliche Verlauf des vordefinierten Abschnitts (VD) in der Projektionsabbildung mittels eines Deformationsmodells des medizinischen Objekts (MD) identifiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Deformationsmodell auf einem Materialparameter und/oder einem Betriebsparameter des medizinischen Objekts (MD) basiert.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die zweite Positionierungsinformation (POS2) von einer Erfassungseinheit zur Erfassung der realen Positionierung des vordefinierten Abschnitts (VD) bereitgestellt wird.
System umfassend eine Bewegungsvorrichtung (CR), eine Erfassungseinheit und eine Bereitstellungseinheit (PRVS), wobei die Bewegungsvorrichtung (CR) dazu ausgebildet ist, ein, in einem Betriebszustand des Systems zumindest teilweise in der Bewegungsvorrichtung (CR) angeordnetes, medizinisches Objekt (MD) zu halten und/oder zu bewegen, wobei in dem Betriebszustand des Systems zumindest ein Teil des medizinischen Objekts (MD) in einem Untersuchungsbereich eines Untersuchungsobjekts (31) angeordnet ist, wobei die Bewegungsvorrichtung (CR) zum Bereitstellen einer Längeninformation (LI) aufweisend eine Information zu einer Länge des im Untersuchungsbereich angeordneten Teils des medizinischen Objekts (MD) ausgebildet ist, wobei die Bereitstellungseinheit (PRVS) dazu ausgebildet ist: - einen präoperativen Datensatz (DS.p) aufweisend eine Abbildung und/oder ein Modell des Untersuchungsbereichs des Untersuchungsobjekts (31) zu empfangen (REC-DS.p), - eine erste Positionierungsinformation (POS1) zu einer virtuellen Positionierung eines vordefinierten Abschnitts (VD) des im Untersuchungsbereich angeordneten Teils des medizinischen Objekts (MD) basierend auf dem präoperativen Datensatz (DS.p) und der Längeninformation (LI) zu bestimmen (DET-POS1), wobei die Erfassungseinheit dazu ausgebildet ist: - eine reale Positionierung des vordefinierten Abschnitts (VD) zu erfassen, - eine zweite Positionierungsinformation (POS2) zur realen Positionierung des vordefinierten Abschnitts (VD) bereitzustellen, wobei die Bereitstellungseinheit (PRVS) ferner dazu ausgebildet ist: - eine Transformationsvorschrift (TF) zur Minimierung einer Abweichung zwischen der ersten (POS1) und der zweiten Positionierungsinformation (POS2) zu bestimmen (DET-TF), - einen korrigierten Datensatz (DS.corr) durch Anwenden der Transformationsvorschrift (TF) auf den präoperativen Datensatz (DS.p) zu erzeugen, - den korrigierten Datensatz (DS.corr) bereitzustellen (PROV-DS.corr).
System nach Anspruch 10, wobei Erfassungseinheit als medizinisches Bildgebungsgerät ausgebildet ist, wobei das medizinische Bildgebungsgerät zum Aufnehmen eines intraoperativen Datensatzes (DS.i) des Untersuchungsbereichs ausgebildet ist, wobei die Bereitstellungseinheit (PRVS) ferner dazu ausgebildet ist, die zweite Positionierungsinformation (POS2) durch ein Lokalisieren des vordefinierten Abschnitts (VD) in dem intraoperativen Datensatz (DS.i) zu bestimmen (DET-POS2).
System nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Bereitstellungseinheit (PRVS) ferner dazu ausgebildet ist: - eine Nutzereingabe aufweisend eine Vorgabe zu einer Zielpositionierung und/oder Bewegung des vordefinierten Abschnitts (VD) zu empfangen, - eine Steuerungsvorgabe basierend auf dem korrigierten Datensatz (DS.corr) und der Nutzereingabe zu bestimmen, - die Steuerungsvorgabe an die Bewegungsvorrichtung (CR) bereitzustellen, wobei die Bewegungsvorrichtung (CR) ferner dazu ausgebildet ist, das medizinische Objekt (MD) gemäß der Steuerungsvorgabe zu bewegen.
Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm, welches direkt in einen Speicher einer Bereitstellungseinheit (PRVS) ladbar ist, mit Programmabschnitten, um alle Schritte des computerimplementierten Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 auszuführen, wenn die Programmabschnitte von der Bereitstellungseinheit (PRVS) ausgeführt werden.