DE102022207155A1 - Verfahren und System zur Überwachung einer Ausrichtung eines medizinischen Objekts - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung einer Ausrichtung eines medizinischen Objekts, umfassend:- Identifizieren einer Planungsinformation, aufweisend eine Planungsausrichtung für das medizinische Objekt bezüglich eines Referenzpunkts an einem anatomischen Objekt, welches anatomische Objekt innerhalb eines Untersuchungsobjekts angeordnet ist,- Erfassen der Ausrichtung des medizinischen Objekts bezüglich des Referenzpunkts mittels einer Erfassungseinheit, wobei die Erfassungseinheit ein medizinisches Bildgebungsgerät und/oder einen akustischen und/oder optischen und/ oder elektromagnetischen Sensor umfasst,- Identifizieren einer Abweichung zwischen der Planungsausrichtung und der Ausrichtung des medizinischen Objekts bezüglich des Referenzpunkts,- Bereitstellen eines Signals in Abhängigkeit der identifizierten Abweichung.Die Erfindung betrifft weiterhin ein System zur Überwachung einer Ausrichtung eines medizinischen Objekts und ein Computerprogrammprodukt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Überwachung einer Ausrichtung eines medizinischen Objekts sowie ein Computerprogrammprodukt.
  • Bei minimalinvasiven Interventionen werden Therapien, beispielsweise Platzierungen von Stents, oder Diagnosen, zum Beispiel eine Detektion von Stenosen, häufig mittels in den Körper eingeführter medizinischer Objekte durchgeführt. Diese medizinischen Objekte werden üblicherweise durch einen Zugang in der Leiste, insbesondere der Arteria femoralis, oder der linken Achsel, insbesondere radiale Zugänge über die Arteria subclavia, über Führungsdrähte und Katheter bis an ihren Einsatzort vorgeschoben. Die Navigation in die einzelnen Gefäßabgänge erfolgt häufig durch Drehen und Vorschieben des Führungsdrahts oder Katheters am Eintrittspunkt.
  • Ein erster kritischer Schritt ist häufig die Punktion als Zugang für die medizinischen Objekte. In der Leiste ist dies üblicherweise die Arteria femoralis communis, welche ca. 2-5 cm unter einer Haut des Untersuchungsobjekts als oberflächennächster Punkt ca. 1 cm bis 2 cm distal eines Leistenbandes und neben einem Femurkopf, der vorderen Spitze des Hüftknochens, angeordnet ist. Zwar ist diese Arterie häufig gut ertastbar, eine falsche, insbesondere zu steile, Punktion kann jedoch nachteilig zu Komplikationen, beispielsweise einer Gefäßperforation, führen. Diese sollten unbedingt vermieden werden, da Blutungen potenziell gefährlich sein und eine längere Liegezeit Untersuchungsobjekts verursachen können.
  • Insbesondere bei ferngesteuerten Prozeduren, insbesondere robotischen Remote-Prozeduren, werden die vaskularen Punktionen, insbesondere das Einführen des medizinischen Objekts, häufig vor Ort durchgeführt. Ein medizinisches Bedienpersonal, welches die robotische Remote-Prozedur fernsteuert, kann diesen Vorgang nachteilig nur eingeschränkt überwachen, wodurch unter Umständen drohende Komplikationen zu spät erkannt werden können.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine sichere Überwachung einer Punktion eines anatomischen Objekts mittels eines medizinischen Objekts 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 zur Überwachung einer Ausrichtung eines medizinischen Objekts. Dabei wird eine Planungsinformation identifiziert, welche eine Planungsausrichtung für das medizinische Objekt bezüglich eines Referenzpunkts an einem anatomischen Objekt aufweist. Dabei ist das anatomische Objekt innerhalb eines Untersuchungsobjekts angeordnet. Ferner wird die Ausrichtung des medizinischen Objekts bezüglich des Referenzpunkts mittels einer Erfassungseinheit erfasst. Dabei umfasst die Erfassungseinheit ein medizinisches Bildgebungsgerät und/oder einen akustischen und/oder optischen und/oder elektromagnetischen Sensor. Des Weiteren wird eine Abweichung zwischen der Planungsausrichtung und der Ausrichtung des medizinischen Objekts bezüglich des Referenzpunkts identifiziert. Ferner wird ein Signal in Abhängigkeit der identifizierten Abweichung bereitgestellt.
  • Das Untersuchungsobjekt kann beispielsweise eine menschliche und/oder tierische Patientin und/oder ein menschlicher und/oder tierischer Patient und/oder ein Untersuchungsphantom, insbesondere ein Gefäßphantom, umfassen. Das anatomische Objekt kann ein Hohlorgan, insbesondere einen Gefäßabschnitt, beispielsweise eine Arterie und/oder Vene, und/oder eine Lunge und/oder ein Herz, und/oder ein Organ, beispielsweise eine Leber, und/oder ein Gewebe, beispielsweise ein Tumorgewebe, des Untersuchungsobjekts umfassen. Dabei kann das anatomische Objekt zumindest teilweise, insbesondere vollständig, innerhalb des Untersuchungsobjekts, insbesondere unterhalb einer Hautoberfläche des Untersuchungsobjekts, angeordnet sein.
  • Das medizinische Objekt kann beispielsweise als, insbesondere langgestrecktes, chirurgisches und/oder diagnostisches Instrument ausgebildet sein. Insbesondere kann das medizinische Objekt zumindest abschnittsweise flexibel und/oder starr ausgebildet sein. Das medizinische Objekt kann beispielsweise als Nadel, insbesondere Punktionsnadel, und/oder Katheter und/oder Endoskop und/oder Führungsdraht (engl. guide wire) ausgebildet sein.
  • Das Identifizieren der Planungsinformation kann ein Empfangen und/oder ein Bestimmen der Planungsinformation, insbesondere der Planungsausrichtung bezüglich des Referenzpunkts, umfassen. Das Empfangen der Planungsinformation kann ein Erfassen und/oder Auslesen eines computerlesbaren Datenspeichers und/oder ein Empfangen aus einer Datenspeichereinheit, beispielsweise einer Datenbank, umfassen. Ferner kann die Planungsinformation von einer Bereitstellungseinheit eines medizinischen Geräts, beispielsweise des medizinischen Bildgebungsgeräts und/oder eines weiteren medizinischen Bildgebungsgeräts, bereitgestellt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Planungsinformation anhand einer Nutzereingabe eines medizinischen Bedienpersonals erfasst werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Planungsinformation, insbesondere die Planungsausrichtung bezüglich des Referenzpunkts, bestimmt werden, beispielsweise basierend auf einer Nutzereingabe und/oder durch Anwenden einer, insbesondere trainierten, Funktion auf eine Planungsabbildung des Untersuchungsobjekts mit dem darin angeordneten anatomischen Objekt.
  • Die Planungsinformation kann vorteilhafterweise die Planungsausrichtung für das medizinische Objekt, insbesondere zumindest einen distalen Abschnitt des medizinischen Objekts, bezüglich des Referenzpunkts an dem anatomischen Objekt aufweisen. Der distale Abschnitt des medizinischen Objekts kann beispielsweise einen, dem Untersuchungsobjekt zugewandten, Endabschnitt und/oder eine Spitze des medizinischen Objekts umfassen. Dabei kann die Planungsinformation eine Vorgabe zu der Positionierung, insbesondere einer räumlichen Position, des Referenzpunkts an dem anatomischen Objekt, insbesondere bezüglich des anatomischen Objekts, aufweisen. Insbesondere kann der Referenzpunkt bezüglich einer Planungsabbildung des Untersuchungsobjekts mit dem darin angeordneten anatomischen Objekt vorgegeben, insbesondere identifiziert, werden. Dabei kann die Planungsabbildung eine Abbildung, insbesondere Bilddaten, und/oder eine Repräsentation, insbesondere ein Modell, des anatomischen Objekts aufweisen. Vorteilhafterweise kann der Referenzpunkt an einer Oberfläche des anatomischen Objekts, beispielsweise einer Gefäßwand und/oder einer Gewebegrenze, vorgegeben sein.
  • Die Planungsausrichtung kann eine Vorgabe zu einer geplanten Ausrichtung, insbesondere einer räumlichen Lagebeziehung und/oder Pose und/oder Orientierung, des medizinischen Objekts bezüglich des Referenzpunkts, insbesondere in dem Referenzpunkt, an dem anatomischen Objekt aufweisen. Insbesondere kann die Planungsausrichtung die geplante Ausrichtung bezüglich einer vorbestimmten Ebene, beispielsweise einer Tangentialebene und/oder einer Normalenebene, durch den Referenzpunkt und bezüglich der Oberfläche des anatomischen Objekts vorgeben. Dabei kann die Planungsinformation zusätzlich eine Information zu der vorbestimmten Ebene aufweisen. Insbesondere kann die Planungsinformation die Planungsausrichtung für das medizinische Objekt bezüglich des Referenzpunkts an dem anatomischen Objekt in einem Koordinatensystem des Untersuchungsobjekts vorgeben. Ferner kann die Planungsausrichtung einen Planungswinkel einer geplanten Anordnung des medizinischen Objekts in dem Referenzpunkt bezüglich der vorbestimmten Ebene aufweisen.
  • Vorteilhafterweise kann die, insbesondere momentane und/oder tatsächliche, Ausrichtung, insbesondere räumliche Lagebeziehung und/oder Pose und/oder Orientierung, des medizinischen Objekts bezüglich des Referenzpunkts mittels der Erfassungseinheit erfasst werden. Hierfür kann die Erfassungseinheit den Referenzpunkt an dem anatomischen Objekt identifizieren, beispielsweise anhand der Planungsinformation. Vorzugsweise kann die Erfassungseinheit eine, insbesondere momentane, Relativpositionierung zwischen dem medizinischen Objekt und dem Referenzpunkt an dem anatomischen Objekt zu erfassen. Ferner kann die erfasste Ausrichtung eine Information zu einem erfassten Winkel der, insbesondere momentanen, Anordnung des medizinischen Objekts in dem Referenzpunkt bezüglich der vorbestimmten Ebene aufweisen.
  • Die Erfassungseinheit kann vorteilhafterweise ein medizinisches Bildgebungsgerät umfassen. Das medizinische Bildgebungsgerät kann beispielsweise ein medizinisches Röntgengerät, insbesondere ein medizinisches C-Bogen-Röntgengerät, und/oder eine Computertomographieanlage (CT-Anlage) und/oder eine Magnetresonanztomographieanlage (MRT-Anlage) und/oder eine Positronenemissionstomographieanlage (PET-Anlage) und/oder ein Ultraschallgerät umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann die Erfassungseinheit einen akustischen, insbesondere ultraschallbasierten, Sensor umfassen. Der akustische Sensor kann dazu ausgebildet sein, das medizinische Objekt, insbesondere die Ausrichtung des medizinischen Objekts bezüglich des Referenzpunkts, mittels akustischer Ortung zu erfassen. Alternativ oder zusätzlich kann die Erfassungseinheit einen optischen Sensor, beispielsweise eine Kamera, insbesondere eine Monokamera und/oder eine Stereokamera und/oder Tiefenkamera, umfassen. Der optische Sensor kann dazu ausgebildet sein, die Ausrichtung des medizinischen Objekts bezüglich des Referenzpunkts optisch zu erfassen, beispielsweise anhand von Bilddaten. Alternativ oder zusätzlich kann die Erfassungseinheit einen elektromagnetischen Sensor, beispielsweise ein elektromagnetisches Ortungssystem, umfassen. Der elektromagnetische Sensor kann dazu ausgebildet sein, die Ausrichtung des medizinischen Objekts bezüglich des Referenzpunkts mittels elektromagnetischer Ortung zu erfassen.
  • Das Identifizieren der Abweichung zwischen der Planungsausrichtung und der Ausrichtung des medizinischen Objekts bezüglich des Referenzpunkts kann ein Registrieren der Planungsausrichtung mit der erfassten Ausrichtung des medizinischen Objekts, insbesondere anhand des Referenzpunkts, umfassen. Die Abweichung kann als Distanz zwischen dem distalen Abschnitt, beispielsweise einem Endabschnitt und/oder einer Spitze, des medizinischen Objekts und dem Referenzpunkt und/oder als Winkeldifferenz zwischen dem durch die Planungsausrichtung vorgegebenen Planungswinkel und dem erfassten Winkel des medizinischen Objekts bezüglich des Referenzpunkts identifiziert werden.
  • Vorteilhafterweise kann das Signal in Abhängigkeit der identifizierten Abweichung, insbesondere in Abhängigkeit eines Vorhandenseins der Abweichung und/oder einer Quantität der Abweichung, bereitgestellt werden. Dabei kann das Signal vorzugsweise eine, insbesondere qualitative und/oder quantitative, Information zu der identifizierten Abweichung aufweisend bereitgestellt werden.
  • Das Bereitstellen des Signals kann beispielsweise ein Speichern auf einem computerlesbaren Speichermedium und/oder eine, insbesondere optische und/oder akustische und/oder haptische, Ausgabe des Signals und/oder ein Übertragen an eine Bereitstellungseinheit umfassen.
  • Die vorgeschlagene Ausführungsform kann vorteilhaft eine sichere Überwachung der Ausrichtung des anatomischen Objekts bezüglich des Referenzpunkts an dem anatomischen Objekt, beispielsweise im Rahmen einer Punktion, ermöglichen. Insbesondere kann ein medizinisches Bedienpersonal mittels des Signals bei der Ausrichtung des medizinischen Objekts, insbesondere bei der Einhaltung der Planungsausrichtung, bezüglich des Referenzpunkts unterstützt werden. Insbesondere kann das Signal an ein Bedienpersonal bereitgestellt werden, welches das medizinische Objekt, insbesondere einen Roboter zur Führung des medizinischen Objekts, fernsteuert, beispielsweise einen Katheterroboter.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens kann die Planungsinformation eine Planungsabbildung des Untersuchungsobjekts mit dem darin angeordneten anatomischen Objekt aufweisen. Dabei kann ein geplanter Eintrittspunkt des medizinischen Objekts in das anatomische Objekt als der Referenzpunkt bestimmt werden. Ferner kann die Planungsausrichtung in Abhängigkeit eines Verlaufs und/oder einer Anordnung des anatomischen Objekts bestimmt werden, welche in der Planungsabbildung abgebildet sind.
  • Die Planungsabbildung kann eine zweidimensional (2D) und/oder dreidimensional (3D) räumlich aufgelöste Abbildung, insbesondere medizinische Bilddaten, des Untersuchungsobjekts mit dem darin angeordneten anatomischen Objekt aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die Planungsabbildung eine 2D und/oder 3D räumlich aufgelöste Repräsentation, insbesondere ein Modell, beispielsweise ein Volumennetzmodell (engl. volume mesh model), des Untersuchungsobjekts mit dem darin angeordneten anatomischen Objekt aufweisen. Zudem kann die Planungsabbildung zeitaufgelöst sein. Dabei kann die Planungsabbildung den Verlauf, beispielsweise eine räumliche Position und/oder Ausrichtung und/oder Pose des anatomischen Objekts und/oder einer Kavität des anatomischen Objekts, abbilden. Alternativ oder zusätzlich kann die Planungsabbildung die, insbesondere räumliche, Anordnung des anatomischen Objekts, insbesondere eine Relativpositionierung des anatomischen Objekts bezüglich daran angrenzender anatomischer Objekte und/oder eine Lage des Referenzpunkts an dem anatomischen Objekt, abbilden.
  • Der geplante Eintrittspunkt, insbesondere eine Einstichstelle und/oder eine Punktionsstelle, kann manuell, halbautomatisch oder vollautomatisch anhand der Planungsabbildung identifiziert werden. Beispielsweise kann mittels einer Eingabeeinheit eine weitere Nutzereingabe erfasst werden, welche den geplanten Eintrittspunkt bezüglich der Planungsabbildung vorgibt. Alternativ oder zusätzlich kann der geplante Eintrittspunkt halbautomatisch, beispielsweise innerhalb eines vorgegebenen räumlichen Bereichs, und/oder vollautomatisch bestimmt werden, beispielsweise anhand von geometrischen und/oder anatomischen Merkmalen des anatomischen Objekts, welche in der Planungsabbildung abgebildet sind. Das halbautomatische und/oder vollautomatische Bestimmen des Eintrittspunkts kann beispielsweise auf maschinellem Lernen und/oder künstlicher Intelligenz basieren.
  • Vorteilhafterweise kann der geplante Eintrittspunkt als der Referenzpunkt an dem anatomischen Objekt bestimmt werden. Ferner kann die Planungsausrichtung in Abhängigkeit des Verlaufs, beispielsweise einer räumlichen Position und/oder Ausrichtung und/oder Pose des anatomischen Objekts und/oder einer Kavität des anatomischen Objekts, bestimmt werden. Beispielsweise kann die Planungsausrichtung tangential zu einem Verlauf des anatomischen Objekts, insbesondere einem Gefäßabschnitt des anatomischen Objekts, in dem Referenzpunkt bestimmt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Planungsausrichtung in Abhängigkeit einer, insbesondere räumlichen, Anordnung des anatomischen Objekts, insbesondere einer Relativpositionierung des anatomischen Objekts bezüglich daran angrenzender anatomischer Objekte und/oder einer Lage des Referenzpunkts an dem anatomischen Objekt, bestimmt werden.
  • Durch Berücksichtigung des Verlaufs und/oder der Anordnung des anatomischen Objekts bei dem Bestimmen der Planungsausrichtung kann ein Verletzungsrisiko für das Untersuchungsobjekt vorteilhaft minimiert werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens kann eine Abbildung zumindest einer anatomischen Landmarke und/oder zumindest einer Markerstruktur in der Planungsabbildung identifiziert werden. Dabei kann der Referenzpunkt und/oder die Planungsausrichtung in Abhängigkeit einer Anordnung der zumindest einen anatomischen Landmarke und/oder zumindest einer Markerstruktur bestimmt werden.
  • Vorteilhafterweise kann die Abbildung der zumindest einen anatomischen Landmarke, insbesondere mehrerer anatomischer Landmarken, und/oder zumindest einer Markerstruktur, insbesondere mehrerer Markerstrukturen, in der Planungsabbildung identifiziert werden. Das Identifizieren der Abbildung der zumindest einen anatomischen Landmarke und/oder der zumindest einen Markerstruktur kann manuell oder automatisch erfolgen. Beispielsweise kann die Abbildung der zumindest einen anatomischen Landmarke und/oder der zumindest einen Markerstruktur anhand einer Nutzereingabe eines medizinischen Bedienpersonals identifiziert, insbesondere annotiert, werden. Alternativ kann die Abbildung der zumindest einen anatomischen Landmarke und/oder der zumindest einen Markerstruktur automatisch identifiziert werden, beispielsweise durch Anwenden eines Algorithmus zur Mustererkennung und/oder einer, insbesondere schwellwertbasierten und/oder konturbasierten, Segmentierung der Planungsabbildung. Die zumindest eine anatomische Landmarke kann beispielsweise einen Femurkopf und/oder eine Pelviskante umfassen. Die Markerstruktur kann beispielsweise ein Kontrastmittel und/oder ein bildgebungssichtbares, insbesondere gegenständliches, Markerobjekt und/oder eine räumliche, insbesondere definierte, Anordnung mehrerer Markerobjekte umfassen. Das Identifizieren der Abbildung der zumindest einen anatomischen Landmarke und/oder der zumindest einen Markerstruktur in der Planungsabbildung kann ferner ein Identifizieren einer Anordnung, insbesondere einer räumlichen Position und/oder Ausrichtung und/oder Pose, der zumindest einen anatomischen Landmarke und/oder der zumindest einen Markerstruktur, beispielsweise in dem Koordinatensystem des Untersuchungsobjekts, umfassen.
  • Vorteilhafterweise können der Referenzpunkt und/oder die Planungsausrichtung in Abhängigkeit der identifizierten Anordnung der zumindest einen anatomischen Landmarke und/oder der zumindest einen Markerstruktur bestimmt werden. Das Bestimmen des Referenzpunkts und/oder der Planungsausrichtung kann manuell, beispielsweise anhand einer Nutzereingabe, und/oder automatisch erfolgen. Das automatische Bestimmen des Referenzpunkts und/oder der Planungsausrichtung kann beispielsweise auf einer vordefinierten Lagebeziehung, beispielsweise einem Abstand, insbesondere einem Mindestabstand, zwischen dem Referenzpunkt und der zumindest einen anatomischen Landmarke und/oder der Markerstruktur und/oder einer Anordnung der Planungsausrichtung in einem vorbestimmten Winkel und/oder Winkelbereich bezüglich der zumindest einen Landmarke und/oder der Markerstruktur, und/oder einer Risikoabschätzung, beispielsweise zu einem Perforations- und/oder Blutungsrisiko, basieren. Die zumindest eine anatomische Landmarke, insbesondere mehrere anatomische Landmarken, und/oder die Markerstruktur können ein geometrisches Objekt, beispielsweise eine Ebene und/oder ein Polygon und/oder eine Strecke und/oder Gerade definieren. Dabei kann der Referenzpunkt und/oder die Planungsrichtung in einer definierten Lagebeziehung, beispielsweise in einem vorgegebenen Abstand und/oder in einer definierten Anordnung und/oder einem vorgegebenen Winkel und/oder tangential und/oder parallel, zu dem geometrischen Objekt bestimmt werden.
  • Die vorgeschlagene Ausführungsform kann vorteilhaft ein verbessertes Bestimmen des Referenzpunkts und/oder der Planungsausrichtung ermöglichen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens können intraoperative Bilddaten mittels des medizinischen Bildgebungsgeräts aufgenommen werden. Dabei können die intraoperativen Bilddaten eine Abbildung eines distalen Abschnitts des medizinischen Objekts aufweisen, welcher intraoperativ in dem Untersuchungsobjekt angeordnet ist. Dabei kann die Ausrichtung des medizinischen Objekts bezüglich des Referenzpunkts anhand der Abbildung des distalen Abschnitts des medizinischen Objekts erfasst werden.
  • Vorteilhafterweise können die intraoperativen Bilddaten mittels des medizinischen Bildgebungsgeräts intraoperativ, insbesondere während der distale Abschnitt des medizinischen Objekts innerhalb des Untersuchungsobjekts angeordnet ist, aufgenommen werden. Die intraoperativen Bilddaten können eine 2D und/oder 3D räumlich aufgelöste Abbildung des distalen Abschnitts des medizinischen Objekts aufweisen. Zudem können die intraoperativen Bilddaten zeitaufgelöst sein. Der distale Abschnitt des medizinischen Objekts kann beispielsweise einen, dem Untersuchungsobjekt zugewandten, Endabschnitt und/oder eine Spitze des medizinischen Objekts umfassen. Vorteilhafterweise kann der distale Abschnitt des medizinischen Objekts intraoperativ an dem Referenzpunkt angeordnet sein. Vorteilhafterweise können die intraoperativen Bilddaten zusätzlich eine Abbildung des anatomischen Objekts, insbesondere des Referenzpunkts, aufweisen. Zudem kann die Planungsinformation mit den intraoperativen Bilddaten registriert werden, insbesondere in dem Koordinatensystem des Untersuchungsobjekts und/oder in einem Koordinatensystem des medizinischen Bildgebungsgeräts.
  • Das Erfassen der Ausrichtung des medizinischen Objekts bezüglich des Referenzpunkts kann ein Identifizieren der Abbildung des distalen Abschnitts des medizinischen Objekts in den intraoperativen Bilddaten umfassen. Dabei können Bildpunkte, insbesondere Pixel und/oder Voxel, der intraoperativen Bilddaten identifiziert werden, welche Bildpunkte den distalen Abschnitt des medizinischen Objekts abbilden, beispielsweise mittels einer Muster- und/oder Objekterkennung und/oder einer, insbesondere schwellwertbasierten, Segmentierung. Vorteilhafterweise kann zusätzlich eine Objektinformation empfangen werden, welche geometrische Merkmale, beispielsweise eine Form und/oder Krümmung, und/oder einen Betriebsparameter zu dem medizinischen Objekt aufweist. Insbesondere kann die Planungsinformation die Objektinformation aufweisen. Vorteilhafterweise kann die Ausrichtung des medizinischen Objekts, insbesondere einer vorgegebenen Achse, beispielsweise einer Längsachse, des medizinischen Objekts, anhand der Abbildung des distalen Abschnitts des medizinischen Objekts und der Objektinformation erfasst werden. Dabei kann die Objektinformation beispielsweise eine Information zu einer Lagebeziehung der vorgegebenen Achse bezüglich des distalen Abschnitts des medizinischen Objekts aufweisen.
  • Vorteilhafterweise können die intraoperativen Bilddaten wiederholt, insbesondere bis zum Eintreten einer Abbruchbedingung, mittels des medizinischen Bildgebungsgeräts aufgenommen werden. Dabei kann die Ausrichtung des medizinischen Objekts bezüglich des Referenzpunkts wiederholt anhand der, insbesondere zuletzt aufgenommenen, Abbildung des distalen Abschnitts des medizinischen Objekts erfasst werden. Ferner können wiederholt die Abweichung zwischen der Planungsausrichtung und der Ausrichtung des medizinischen Objekts bezüglich des Referenzpunkts identifiziert und das Signal in Abhängigkeit der identifizierten Abweichung bereitgestellt werden.
  • Die vorgeschlagene Ausführungsform kann, basierend auf den intraoperativen Bilddaten, vorteilhaft eine sichere Überwachung der Ausrichtung des medizinischen Objekts bezüglich des Referenzpunkts ermöglichen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens kann das medizinische Bildgebungsgerät eine Röntgenquelle und einen Detektor umfassen, welche in definierter Anordnung zueinander angeordnet sind. Dabei kann das medizinische Bildgebungsgerät ferner eine Lichtführungseinrichtung aufweisen, welche an der Röntgenquelle angeordnet ist. Ferner kann mittels der Lichtführungseinrichtung ein Lichtmuster, aufweisend zumindest eine gerade Linie zur Anzeige eines Detektorreferenzpunkts auf eine Oberfläche des Detektors projiziert werden. Dabei kann die definierte Anordnung von Röntgenquelle und Detektor derart basierend auf der Planungsinformation repositioniert werden, dass der Referenzpunkt des anatomischen Objekts auf einem Strahl von der Röntgenquelle zu dem Detektorreferenzpunkt angeordnet ist und eine Projektion der Planungsausrichtung auf die Oberfläche des Detektors mit der zumindest einen projizierten geraden Linie übereinstimmt.
  • Die Röntgenquelle kann zum Aussenden von Röntgenstrahlen, insbesondere zum Aussenden eines Röntgenstrahlenbündels, ausgebildet sein. Ferner kann der Detektor, insbesondere ein Röntgendetektor, zum Empfangen der Röntgenstrahlen, insbesondere des Röntgenstrahlenbündels, nach einer Wechselwirkung mit dem Untersuchungsobjekt ausgebildet sein. Vorteilhafterweise können die Röntgenquelle und der Detektor in definierter Anordnung zueinander angeordnet sein, insbesondere an einem C-Arm und/oder zumindest einem Roboterarm und/oder einem Stativ. Die Röntgenquelle kann das Untersuchungsobjekt mit Röntgenstrahlen beleuchten, welche nach der Wechselwirkung mit dem Untersuchungsobjekt von dem Detektor empfangen werden. Anhand der empfangenen Röntgenstrahlen können beispielsweise die intraoperativen Bilddaten bereitgestellt werden.
  • Das medizinische Bildgebungsgerät kann ferner die Lichtführungseinrichtung aufweisen, welche an der Röntgenquelle angeordnet ist. Insbesondere kann die Lichtführungseinrichtung in definierter Anordnung, insbesondere ortsfest und/oder definiert bewegbar, an der Röntgenquelle angeordnet, beispielsweise befestigt und/oder zumindest teilweise in die Röntgenquelle integriert, sein. Die Lichtführungseinrichtung kann eine Lichtquelle, beispielsweise eine Laserlichtquelle, umfassen, welche das, insbesondere vorbestimmte, Lichtmuster auf die Oberfläche des Detektors projiziert. Hierfür kann die Lichtführungseinrichtung, insbesondere die Lichtquelle, eine vorbestimmte Lichtverteilung aussenden, beispielsweise eine vorbestimmte Verteilung von Laserlicht. Dabei kann die vorbestimmte Lichtverteilung das Lichtmuster, aufweisend die zumindest eine gerade Linie, auf den Detektor projizieren.
  • Vorteilhafterweise kann der Detektorreferenzpunkt auf einer durch die Röntgenstrahlen beleuchtbaren Oberfläche des Detektors angeordnet sein. Dabei kann der Detektorreferenzpunkt eine definierte Positionierung bezüglich der Oberfläche des Detektors, insbesondere bezüglich eines Randbereichs der Oberfläche des Detektors aufweisen. Beispielsweise kann der Detektorreferenzpunkt einen geometrischen Mittelpunkt der, insbesondere röntgenstrahlensensitiven, Oberfläche des Detektors markieren. Vorteilhafterweise kann das Lichtmuster den Detektorreferenzpunkt auf der Oberfläche des Detektors anzeigen. Beispielsweise kann ein Endpunkt der zumindest einen geraden Linie den Detektorreferenzpunkt markieren, insbesondere anzeigen.
  • Vorteilhafterweise kann die definierte Anordnung von Röntgenquelle und Detektor derart basierend auf der Planungsinformation repositioniert, insbesondere translatorisch und/oder rotatorisch bewegt, werden, dass der Referenzpunkt des anatomischen Objekts auf dem Strahl von der Röntgenquelle zu dem Detektorreferenzpunkt angeordnet ist. Hierdurch kann vorteilhaft sichergestellt werden, dass der Referenzpunkt an dem anatomischen Objekt in intraoperativen Bilddaten, welche mittels des medizinischen Bildgebungsgeräts, insbesondere der definierten Anordnung von Röntgenquelle und Detektor, aufnehmbar sind, abgebildet wird.
  • Zudem kann die definierte Anordnung von Röntgenquelle und Detektor derart basierend auf der Planungsinformation repositioniert, insbesondere translatorisch und/oder rotatorisch bewegt, werden, dass die von der Lichtführungseinrichtung projizierte zumindest eine gerade Linie, insbesondere eine von mehreren projizierten geraden Linien, mit der, insbesondere virtuellen, Projektion der Planungsausrichtung auf die Oberfläche des Detektors übereinstimmt, insbesondere zusammenfällt. Vorteilhafterweise kann die Planungsausrichtung entlang einer Projektionsrichtung der Lichtverteilung virtuell auf die Oberfläche des Detektors projiziert werden, beispielsweise als Schattenwurf.
  • Dadurch, dass der Referenzpunkt des anatomischen Objekts auf dem Strahl von der Röntgenquelle zu dem Detektorreferenzpunkt angeordnet ist und die Projektion der Planungsausrichtung auf die Oberfläche des Detektors mit der zumindest einen projizierten Linie übereinstimmt, können sowohl der Eintrittspunkt als auch die Planungsausrichtung für das medizinische Objekt mittels des Lichtmusters angezeigt werden.
  • Die vorgeschlagene Ausführungsform kann ein medizinisches Bedienpersonal bei dem Anordnen des medizinischen Objekts an dem Referenzpunkt und entlang der Planungsausrichtung vorteilhaft unterstützen, insbesondere visuell führen. Zudem kann durch die Anordnung des Referenzpunkts auf dem Strahl von der Röntgenquelle zu dem Detektorreferenzpunkt die bildgebungsbasierte Überwachung der Ausrichtung des medizinischen Objekts sichergestellt werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens kann das Lichtmuster ein weiteres geometrisches Objekt aufweisen, welches an der zumindest einen geraden Linie angeordnet ist. Dabei kann ein Schnittpunkt der zumindest einen geraden Linie mit dem weiteren geometrischen Objekt den Detektorreferenzpunkt anzeigen.
  • Das weitere geometrische Objekt kann beispielsweise einen Punkt und/oder ein Muster und/oder ein Kreuz und/oder einen Pfeil und/oder eine weitere, insbesondere gerade, Linie umfassen. Vorteilhafterweise kann eine Kombination der zumindest einen geraden Linie und des Weiteren geometrischen Objekts als das Lichtmuster auf die Oberfläche des Detektors projiziert werden. Vorteilhafterweise kann das weitere geometrische Objekt an der zumindest einen geraden Linie angeordnet sein, insbesondere die zumindest eine gerade Linie in dem Schnittpunkt schneiden. Dabei kann der projizierte Schnittpunkt der zumindest eine geraden Linie und des weiteren Objekts den Detektorreferenzpunkt anzeigen, insbesondere den Strahl von der Röntgenquelle zu dem Detektorreferenzpunkt.
  • Hierdurch kann vorteilhaft der Referenzpunkt des anatomischen Objekts, welcher auf einem Strahl von der Röntgenquelle zu dem Detektorreferenzpunkt angeordnet ist, mittels des Schnittpunkts angezeigt werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens kann mittels der Erfassungseinheit eine Positionierung zumindest eines proximalen Abschnitts des medizinischen Objekts erfasst werden, welcher intraoperativ außerhalb des Untersuchungsobjekts angeordnet ist. Dabei kann die Ausrichtung des medizinischen Objekts bezüglich des Referenzpunkts anhand der Positionierung des proximalen Abschnitts erfasst werden.
  • Der proximale Abschnitt des medizinischen Objekts kann einen, von dem Untersuchungsobjekt abgewandten, insbesondere einem medizinischen Bedienpersonal zugewandten, Abschnitt des medizinischen Objekts umfassen. Ferner kann der proximale Abschnitt intraoperativ außerhalb, insbesondere extrakorporal, des Untersuchungsobjekts angeordnet sein. Vorteilhafterweise kann der Sensor die Positionierung, insbesondere die räumliche Position und/oder Ausrichtung und/oder Pose, zumindest des proximalen Abschnitts, insbesondere zusätzlich des distalen Abschnitts und/oder des gesamten medizinischen Objekts, erfasst werden.
  • Vorteilhafterweise kann die Positionierung des proximalen Abschnitts des medizinischen Objekts mittels des Sensors und/ oder des medizinischen Bildgebungsgeräts erfasst werden. Bei einer Ausbildung des Sensors als akustischer, insbesondere ultraschallbasierter, Sensor kann die Ausrichtung des proximalen Abschnitts des medizinischen Objekts mittels akustischer Ortung erfasst werden. Bei einer Ausbildung des Sensors als optischer Sensor kann die Positionierung des proximalen Abschnitts des medizinischen Objekts optisch erfasst werden, beispielsweise anhand von Bilddaten. Bei einer Ausbildung des Sensors als elektromagnetischer Sensor kann die Ausrichtung des proximalen Abschnitts des medizinischen Objekts mittels elektromagnetischer Ortung erfasst werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Positionierung des proximalen Abschnitts anhand von mittels des medizinischen Bildgebungsgeräts intraoperativ aufgenommenen Bilddaten, insbesondere den intraoperativen Bilddaten, erfasst werden.
  • Vorteilhafterweise kann zusätzlich die Objektinformation empfangen werden, welche geometrische Merkmale, beispielsweise eine Form und/oder Krümmung, und/oder einen Betriebsparameter zu dem medizinischen Objekt aufweist. Insbesondere kann die Planungsinformation die Objektinformation aufweisen. Vorteilhafterweise kann die Objektinformation eine Lagebeziehung zwischen dem proximalen und dem distalen Abschnitt des medizinischen Objekts beschreiben, beispielsweise eine geradlinige Anordnung. Dabei kann die Ausrichtung des medizinischen Objekts bezüglich des Referenzpunkts anhand der erfassten Positionierung des proximalen Abschnitts und der Objektinformation, insbesondere der Lagebeziehung zwischen dem proximalen und dem distalen Abschnitt des medizinischen Objekts, erfasst werden.
  • Die vorgeschlagene Ausführungsform kann eine extrakorporale Erfassung der, insbesondere momentanen, Ausrichtung des medizinischen Objekts bezüglich des Referenzpunkts ermöglichen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens kann ferner eine Positionierung des Untersuchungsobjekts und/oder des anatomischen Objekts mittels der Erfassungseinheit erfasst werden. Dabei kann die Planungsinformation mit der erfassten Positionierung des Untersuchungsobjekts und/oder des anatomischen Objekts registriert werden.
  • Die, insbesondere momentane, Positionierung, insbesondere eine räumliche Position und/oder Ausrichtung und/oder Pose, des anatomischen Objekts kann mittels der Erfassungseinheit erfasst werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Positionierung des Untersuchungsobjekts mittels der Erfassungseinheit erfasst werden. Dabei kann die Positionierung des anatomischen Objekts anhand der erfassten Positionierung des Untersuchungsobjekts und basierend auf einer Information zu einer Relativpositionierung des anatomischen Objekts bezüglich des Untersuchungsobjekts bestimmt werden. Die Relativpositionierung kann beispielsweise anhand von präprozeduralen Daten, insbesondere Bilddaten und/oder einem Modell, des Untersuchungsobjekts und/oder eines, insbesondere generischen, Patientenmodells vorgegeben sein.
  • Das Erfassen der Positionierung des Untersuchungsobjekts und/oder des anatomischen Objekts kann mittels des medizinischen Bildgebungsgerätsund/oder des Sensors zur Erfassung der Ausrichtung des medizinischen Objekts und/oder eines weiteren, insbesondere akustischen und/oder optischen und/oder elektromagnetischen und/oder mechanischen, Sensors erfasst werden.
  • Vorteilhafterweise kann die Planungsinformation, insbesondere die Planungsausrichtung und/oder der Referenzpunkt, mit der erfassten Positionierung des Untersuchungsobjekts und/oder des anatomischen Objekts registriert werden. Das Registrieren der Planungsinformation mit der erfassten Positionierung des Untersuchungsobjekts und/oder des anatomischen Objekts kann beispielsweise auf geometrischen und/oder anatomischen Merkmalen basieren, deren Positionierung sowohl in der Planungsinformation identifiziert und anhand der erfassten Positionierung bestimmt ist. Die geometrischen Merkmale können beispielsweise eine Kontur und/oder eine Kante und/oder Oberfläche und/oder Form des Untersuchungsobjekts und/oder des anatomischen Objekts und/oder eine Markerstruktur umfassen. Ferner können die anatomischen Merkmale beispielsweise eine anatomische Landmarke und/oder eine Gewebegrenze umfassen.
  • Zudem kann anhand der erfassten Positionierung des Untersuchungsobjekts und/oder des anatomischen Objekts eine, insbesondere momentane, Positionierung des Referenzpunkts an dem anatomischen Objekt erfasst werden. Vorteilhafterweise kann die registrierte Planungsinformation, insbesondere die registrierte Planungsausrichtung, bereitgestellt werden. Insbesondere kann die registrierte Planungsausrichtung bezüglich der erfassten, insbesondere momentanen, Positionierung des Referenzpunkts bereitgestellt werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens kann das Bereitstellen des Signals ein Ausgeben eines optischen und/oder akustischen und/oder haptischen Warnsignal umfassen.
  • Vorteilhafterweise kann in Abhängigkeit der identifizierten Abweichung, insbesondere bei Erreichen oder Überschreiten eines vorgegebenen Schwellwerts bezüglich der Abweichung, das optische und/oder akustische und/oder haptische Warnsignal ausgegeben werden, beispielsweise mittels einer Ausgabeeinheit. Das optische Warnsignal kann beispielsweise ein Lichtsignal und/oder eine graphische Darstellung umfassen. Ferner kann das akustische Warnsignal eine Tonausgabe, insbesondere eine Sprachausgabe, und/oder eine Ausgabe einer Tonfolge umfassen. Zudem kann das haptische Warnsignal eine Vibration umfassen. Vorteilhafterweise kann die Abweichung, insbesondere das Erreichen oder Überschreiten des vorgegebenen Schwellwerts bezüglich der Abweichung, mittels des optischen und/oder akustischen und/oder haptischen Warnsignals angezeigt werden. Das Warnsignal kann dabei die Abweichung qualitativ und/oder quantitativ anzeigen. Beispielsweise kann das Warnsignal in Abhängigkeit der Abweichung angepasst, insbesondere moduliert, sein.
  • Durch das Bereitstellen des Warnsignals kann das medizinische Bedienpersonal vorteilhaft bei dem Anordnen des medizinischen Objekts entlang der Planungsausrichtung bezüglich des Referenzpunkts unterstützt, insbesondere bei Identifikation einer Abweichung gewarnt, werden. Insbesondere kann das Warnsignal an ein Bedienpersonal bereitgestellt werden, welches das medizinische Objekt, insbesondere einen Roboter zur Führung des medizinischen Objekts, fernsteuert, beispielsweise einen Katheterroboter.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens kann das Bereitstellen des Signals ein Ausgeben eines Workflow-Hinweises zur Minimierung der Abweichung umfassen.
  • Vorteilhafterweise kann das Bereitstellen des Signals ein Ausgeben eines, insbesondere optischen und/oder akustischen und/oder haptischen, Workflow-Hinweises umfassen. Der optische Workflow-Hinweis kann beispielsweise ein Lichtsignal und/oder eine graphische Darstellung umfassen. Ferner kann der akustische Workflow-Hinweis eine Tonausgabe, insbesondere Sprachausgabe, und/oder eine Ausgabe einer Tonfolge umfassen. Zudem kann der haptische Workflow-Hinweis eine Vibration umfassen. Dabei kann der Workflow-Hinweis eine, insbesondere quantitative und/oder qualitative, Vorgabe zur Minimierung der Abweichung umfassen. Beispielsweise kann die Vorgabe eine Richtung von einer momentanen Ausrichtung des medizinischen Objekts zu der Planungsausrichtung und/oder eine Distanz zwischen der momentanen Ausrichtung des medizinischen Objekts und der Planungsausrichtung anzeigen. Zudem kann der Workflow-Hinweis in Abhängigkeit der Abweichung angepasst sein.
  • Die vorgeschlagene Ausführungsform kann mittels des ausgegebenen Workflow-Hinweises vorteilhaft das medizinische Bedienpersonal bei der Korrektur der identifizierten Abweichung bezüglich der Planungsausrichtung unterstützen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens kann die identifizierte Abweichung mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen werden. Dabei kann das Signal bei Erreichen und/oder Überschreiten des Schwellwerts bereitgestellt werden.
  • Vorteilhafterweise kann die Planungsinformation den vorgegebenen Schwellwert aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann der Schwellwert anhand einer Nutzereingabe eines medizinischen Bedienpersonals erfasst werden, beispielsweise mittels einer Eingabeeinheit. Vorteilhafterweise kann die identifizierte Abweichung zwischen Planungsausrichtung und der Ausrichtung des medizinischen Objekts bezüglich des Referenzpunkts mit dem vorgegebenen Schwellwert verglichen werden. Der Vergleich der identifizierten Abweichung mit dem vorgegebenen Schwellwert kann ein Bestimmen einer Differenz und/oder eines Quotienten umfassen. Dabei kann das Signal, insbesondere nur, bei Erreichen und/oder Überschreiten des Schwellwerts durch die Abweichung bereitgestellt werden.
  • Die Erfindung betrifft in einem zweiten Aspekt ein System zur Überwachung einer Ausrichtung eines medizinischen Objekts. Dabei umfasst das System eine Erfassungseinheit und eine Bereitstellungseinheit. Die Bereitstellungseinheit ist zum Identifizieren einer Planungsinformation, aufweisend eine Planungsausrichtung für das medizinische Objekt bezüglich eines Referenzpunkts an einem anatomischen Objekt, welches anatomische Objekt innerhalb eines Untersuchungsobjekts angeordnet ist, ausgebildet. Die Erfassungseinheit ist zum Erfassen der Ausrichtung des medizinischen Objekts bezüglich des Referenzpunkts ausgebildet. Die Erfassungseinheit umfasst ein medizinisches Bildgebungsgerät und/oder einen akustischen und/ oder optischen und/oder elektromagnetischen Sensor. Die Bereitstellungseinheit ist zum Identifizieren einer Abweichung zwischen der Planungsausrichtung und der Ausrichtung des medizinischen Objekts bezüglich des Referenzpunkts ausgebildet. Die Bereitstellungseinheit ist ferner zum Bereitstellen eines Signals in Abhängigkeit der identifizierten Abweichung ausgebildet.
  • Die Vorteile des vorgeschlagenen Systems entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen des vorgeschlagenen Verfahrens zum Überwachen eine Ausrichtung eines medizinischen Objekts. 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 das medizinische Bildgebungsgerät zur Aufnahme intraoperativer Bilddaten ausgebildet sein. Dabei können die intraoperativen Bilddaten eine Abbildung eines distalen Abschnitts des medizinischen Objekts aufweisen, welcher in einem Betriebszustand des Systems in dem Untersuchungsobjekt angeordnet ist. Die Bereitstellungseinheit kann ferner dazu ausgebildet sein, die Ausrichtung des medizinischen Objekts bezüglich des Referenzpunkts anhand der Abbildung des distalen Abschnitts des medizinischen Objekts zu erfassen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Systems kann das medizinische Bildgebungsgerät eine Röntgenquelle und einen Detektor umfassen, welche in definierter Anordnung zueinander angeordnet sind. Dabei kann das medizinische Bildgebungsgerät ferner eine Lichtführungseinrichtung aufweisen, welche an der Röntgenquelle angeordnet und dazu ausgebildet ist, ein Lichtmuster, aufweisend zumindest eine gerade Linie, zur Anzeige eines Detektorreferenzpunkts auf eine Oberfläche des Detektors zu projizieren. Zudem kann die definierte Anordnung von Röntgenquelle und Detektor in dem Betriebszustand derart basierend auf der Planungsinformation repositioniert sein, dass der Referenzpunkt des anatomischen Objekts auf einem Strahl von der Röntgenquelle zu den Detektorreferenzpunkt angeordnet ist und eine Projektion der Planungsausrichtung auf die Oberfläche des Detektors mit der zumindest einen projizierten Linie übereinstimmt.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Systems kann das System ferner eine Vorrichtung zur robotischen Fernmanipulation des medizinischen Objekts, beispielsweise einen Katheterroboter, umfassen. Dabei kann die Bereitstellungseinheit dazu ausgebildet sein, das Signal an die Vorrichtung bereitzustellen.
  • Vorteilhafterweise ist die Vorrichtung in dem Betriebszustand außerhalb des Untersuchungsobjekts angeordnet. Ferner kann die Vorrichtung ein, insbesondere bewegbares und/oder verfahrbares, Befestigungselement aufweisen. Zudem kann die Vorrichtung ein Kassettenelement aufweisen, welches zur Aufnahme des proximalen Abschnitts des medizinischen Objekts ausgebildet ist. Des Weiteren kann die Vorrichtung 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 die 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 Vorrichtung ortsfestes Positionieren zumindest 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.
  • Die Vorrichtung kann vorteilhafterweise ferner den akustischen und/oder optischen und/oder elektromagnetischen Sensor umfassen, welcher dazu ausgebildet ist, die Ausrichtung des medizinischen Objekts, insbesondere eine räumliche Positionierung des proximalen Abschnitts des medizinischen Objekts, zu erfassen. Vorteilhafterweise kann das System, insbesondere die Vorrichtung, ferner eine Eingabeeinheit umfassen, welche zur Erfassung einer Nutzereingabe eines die Vorrichtung fernsteuernden Bedienpersonals ausgebildet ist. Dabei kann die Vorrichtung dazu ausgebildet sein, die Positionierung und/ oder Bewegung des medizinischen Objekts in Abhängigkeit der Nutzereingabe anzupassen. Zudem kann das System, insbesondere die Vorrichtung, die Ausgabeeinheit umfassen, welche zur Ausgabe des Warnsignals an das Bedienpersonal ausgebildet sein kann.
  • Die vorgeschlagene Ausführungsform kann eine sichere Überwachung der Ausrichtung des medizinischen Objekts auch bei einer ferngesteuerten Prozedur mittels der Vorrichtung ermöglichen.
  • 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 eines vorgeschlagenen Verfahrens zum Überwachen einer Ausrichtung eines medizinischen Objekts auszuführen, wenn die Programmabschnitte von der Bereitstellungseinheit ausgeführt werden.
  • Die Erfindung kann ferner ein computerlesbares Speichermedium betreffen, auf welchem von einer Bereitstellungseinheit lesbare und ausführbare Programmabschnitte gespeichert sind, um alle Schritte des Verfahrens zum Überwachen einer Ausrichtung eines medizinischen Objekts auszuführen, wenn die Programmabschnitte von der Bereitstellungseinheit ausgeführt werden.
  • Eine weitgehend softwaremäßige Realisierung hat den Vorteil, dass 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 zum Beispiel eine Dokumentation und/oder zusätzliche Komponenten, sowie Hardware-Komponenten, wie zum Beispiel 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 vorteilhafter Ausführungsformen eines vorgeschlagenen Verfahrens zur Überwachung einer Ausrichtung eines medizinischen Objekts,
    • 3 bis 5 schematische Darstellungen jeweils einer Planungsabbildung,
    • 6 bis 8 schematische Darstellungen weiterer vorteilhafter Ausführungsformen eines vorgeschlagenen Verfahrens zur Überwachung einer Ausrichtung eines medizinischen Objekts,
    • 9 bis 11 schematische Darstellungen verschiedener vorteilhafter Ausführungsformen eines vorgeschlagenen Systems zur Überwachung einer Ausrichtung eines medizinischen Objekts,
    • 12 eine schematische Darstellung eines projizierten Lichtmusters in einem Betriebszustand des Systems.
  • In 1 ist eine vorteilhafte Ausführungsform eines vorgeschlagenen Verfahrens zur Überwachung einer Ausrichtung A eines medizinischen Objekts schematisch dargestellt. Dabei kann eine Planungsinformation PI, aufweisend eine Planungsausrichtung PA für das medizinische Objekt bezüglich eines Referenzpunkts an einem anatomischen Objekt, welches anatomische Objekt innerhalb eines Untersuchungsobjekts angeordnet ist, identifiziert werden ID-PI. Ferner kann die Ausrichtung A des medizinischen Objekts bezüglich des Referenzpunkts mittels einer Erfassungseinheit erfasst werden CAP-A. Dabei kann die Erfassungseinheit ein medizinisches Bildgebungsgerät und/oder einen akustischen und/oder optischen und/oder elektromagnetischen Sensor umfassen. Zudem kann eine Abweichung zwischen der Planungsausrichtung PA und der Ausrichtung A des medizinischen Objekts bezüglich des Referenzpunkts identifiziert werden ID-ABW. Dabei kann die identifizierte Abweichung mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen werden. Hiernach kann ein Signal in Abhängigkeit der identifizierten Abweichung, insbesondere bei Erreichen und/oder Überschreiten des Schwellwerts, bereitgestellt werden PROV-SIG.
  • Dabei kann mittels der Erfassungseinheit zumindest eine Positionierung eines proximalen Abschnitts des medizinischen Objekts erfasst werden, welcher intraoperativ außerhalb des Untersuchungsobjekts angeordnet ist. Ferner kann die Ausrichtung A des medizinischen Objekts bezüglich des Referenzpunkts anhand der Positionierung des proximalen Abschnitts erfasst werden CAP-A.
  • Vorteilhafterweise kann das Bereitstellen des Signals PROV-SIG ein Ausgeben eines optischen und/oder akustischen und/ oder haptischen Warnsignals umfassen. Ferner kann das Bereitstellen des Signals PROV-SIG ein Ausgeben eines Workflow-Hinweises zur Minimierung der Abweichung umfassen.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens zur Überwachung einer Ausrichtung A eines medizinischen Objekts. Dabei kann die Planungsinformation PI eine Planungsabbildung PABB des Untersuchungsobjekts mit dem darin angeordneten anatomischen Objekt aufweisen. Vorteilhafterweise kann ein geplanter Eintrittspunkt des medizinischen Objekts in das anatomische Objekt als der Referenzpunkt bestimmt werden. Dabei kann die Planungsausrichtung PA in Abhängigkeit eines Verlaufs und/oder einer Anordnung des anatomischen Objekts bestimmt werden DET-PA, welche in der Planungsabbildung PABB abgebildet sind. Ferner kann eine Abbildung zumindest einer anatomischen Landmarke und/oder zumindest einer Markerstruktur in der Planungsabbildung PABB identifiziert werden ID-LM. Dabei kann der Referenzpunkt und/oder die Planungsausrichtung PA in Abhängigkeit einer Anordnung der zumindest einen anatomischen Landmarke und/oder der zumindest einen Markerstruktur bestimmt werden DET-PA.
  • In 3 und 4 ist eine Planungsabbildung PABB schematisch dargestellt, welche jeweils eine Abbildung des anatomischen Objekts AO aus verschiedenen Abbildungsrichtungen aufweist. Das anatomische Objekt kann dabei einen Gefäßabschnitt umfassen, beispielsweise eine Arterie oder Vene. Vorteilhafterweise kann der geplante Eintrittspunkt des medizinischen Objekts in das anatomische Objekt AO als der Referenzpunkt RP bestimmt werden. Dabei kann die Planungsausrichtung PA in Abhängigkeit des Verlaufs und/oder der Anordnung des anatomischen Objekts AO bestimmt werden DET-PA, welche in der Planungsabbildung PABB abgebildet sind.
  • 5 zeigt eine weitere schematische Darstellung einer Planungsabbildung PABB, welche eine Abbildung von zwei anatomischen Landmarken LM1 und LM2 aufweist. Dabei kann die erste Landmarke LM1 eine Pelviskante und die zweite Landmarke LM2 einen Femurkopf des Untersuchungsobjekts 31 umfassen. Vorteilhafterweise können der Referenzpunkt RP und die Planungsausrichtung PA in Abhängigkeit der Anordnung, insbesondere der Relativpositionierung, der zwei anatomischen Landmarken LM1 und LM2 bestimmt werden DET-PA. Die Relativpositionierung der zwei anatomischen Landmarken LM1 und LM2 kann beispielsweise durch eine Verbindungsstrecke LMD gekennzeichnet sein. Dabei kann die Planungsausrichtung PA in einem vorbestimmten Winkel α bezüglich der Verbindungsstrecke LMD bestimmt werden DET-PA.
  • In 6 ist eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens zur Überwachung einer Ausrichtung A eines medizinischen Objekts schematisch dargestellt. Dabei können intraoperative Bilddaten BD mittels des medizinischen Bildgebungsgeräts aufgenommen werden ACQ-BD. Die intraoperativen Bilddaten BD können eine Abbildung eines distalen Abschnitts des medizinischen Objekts aufweisen, welcher intraoperativ in dem Untersuchungsobjekt angeordnet ist. Zudem kann die Ausrichtung A des medizinischen Objekts bezüglich des Referenzpunkts anhand der Abbildung des distalen Abschnitts des medizinischen Objekts erfasst werden CAP-A.
  • 7 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform eines vorgeschlagenen Verfahrens zur Überwachung einer Ausrichtung A eines medizinischen Objekts. Dabei kann das medizinische Bildgebungsgerät eine Röntgenquelle und einen Detektor umfassen, welche in definierter Anordnung zueinander angeordnet sind. Ferner kann das medizinische Bildgebungsgerät eine Lichtführungseinrichtung aufweisen, welche an der Röntgenquelle angeordnet ist. Dabei kann mittels der Lichtführungseinrichtung ein Lichtmuster, aufweisend zumindest eine gerade Linie, zur Anzeige eines Detektorreferenzpunkts auf eine Oberfläche des Detektors projiziert werden PROJ. Vorteilhafterweise kann die definierte Anordnung von Röntgenquelle und Detektor derart basierend auf der Planungsinformation PI repositioniert werden, dass der Referenzpunkt des anatomischen Objekts auf einem Strahl von der Röntgenquelle zu dem Detektorreferenzpunkt angeordnet ist und eine Projektion der Planungsausrichtung auf die Oberfläche des Detektors mit der zumindest einen projizierten geraden Linie übereinstimmt. Vorteilhafterweise kann das Lichtmuster ein weiteres geometrisches Objekt aufweisen, welches an der zumindest einen geraden Linie angeordnet ist. Dabei kann ein Schnittpunkt der zumindest einen geraden Linie mit dem weiteren geometrischen Objekt den Detektorreferenzpunkt anzeigen.
  • In 8 ist eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens zur Überwachung einer Ausrichtung A eines medizinischen Objekts schematisch dargestellt. Vorteilhafterweise kann eine Positionierung POS des Untersuchungsobjekts und/oder des anatomischen Objekts mittels der Erfassungseinheit erfasst werden CAP-POS. Dabei kann die Planungsinformation PI mit der erfassten Positionierung POS des Untersuchungsobjekts und/oder des anatomischen Objekts registriert werden REG.
  • 9 zeigt eine schematische Darstellung einer vorteilhaften Ausführungsform eines vorgeschlagenen Systems zur Überwachung einer Ausrichtung A eines medizinischen Objekts MO. Dabei kann das System die Erfassungseinheit EU und eine Bereitstellungseinheit PRVS umfassen. Die Bereitstellungseinheit PRVS kann zum Identifizieren ID-PI der Planungsinformation PI, aufweisend die Planungsausrichtung PA für das medizinische Objekt MO bezüglich des Referenzpunkts RP an dem anatomischen Objekt AO, welches anatomische Objekt AO über einen Eintrittspunkt IP innerhalb des Untersuchungsobjekts 31 angeordnet ist, ausgebildet sein. Ferner kann die Erfassungseinheit EU zum Erfassen der Ausrichtung A des medizinischen Objekts MO bezüglich des Referenzpunkts RP ausgebildet sein. Die Erfassungseinheit EU kann einen akustischen und/oder optischen und/oder elektromagnetischen Sensor umfassen. Vorteilhafterweise kann die Bereitstellungseinheit PRVS zum Identifizieren der Abweichung ID-ABW zwischen der Planungsausrichtung PA und der Ausrichtung A des medizinischen Objekts bezüglich des Referenzpunkts RP ausgebildet sein. Zudem kann die Bereitstellungseinheit PRVS zum Bereitstellen PROV-SIG des Signals SIG in Abhängigkeit der identifizierten Abweichung ausgebildet sein. Beispielsweise kann mittels einer Ausgabeeinheit AU, beispielsweise einem Lautsprecher und/oder einer Darstellungseinheit und/oder eines haptischen Signalgebers, ein optisches und/oder akustisches und/oder haptisches Warnsignal in Abhängigkeit des Signals SIG ausgegeben werden.
  • In 10 ist eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des vorgeschlagenen Systems zur Überwachung einer Ausrichtung A eines medizinischen Objekts MO schematisch dargestellt. Dabei kann die Erfassungseinheit EU ein medizinisches Bildgebungsgerät, beispielsweise ein medizinisches C-Bogen-Röntgengerät 37, umfassen. Das medizinische C-Bogen-Röntgengerät 37 kann vorteilhafterweise einen Detektor 34, insbesondere einen Röntgendetektor, und eine Röntgenquelle 33 aufweisen, welche an dem C-Arm 38 in definierter Anordnung zueinander angeordnet sind. Zur Aufnahme ACQ-BD von intraoperativen Bilddaten BD des Untersuchungsobjekts 31 kann die Bereitstellungseinheit PRVS ein Signal 24 an die Röntgenquelle 33 senden. Daraufhin kann die Röntgenquelle 33 ein Röntgenstrahlenbündel aussenden. Beim Auftreffen des Röntgenstrahlenbündels auf der Oberfläche des Detektors 34, nach einer Wechselwirkung mit dem Untersuchungsobjekt 31, kann der Detektor 34 ein Signal 21 an die Bereitstellungseinheit PRVS senden. Die Bereitstellungseinheit PRVS kann anhand des Signals 21 die intraoperativen Bilddaten BD empfangen. Die Bereitstellungseinheit PRVS kann dazu ausgebildet sein, die Ausrichtung A des medizinischen Objekts MO bezüglich des Referenzpunkts RP anhand der Abbildung des distalen Abschnitts des medizinischen Objekts MO in den intraoperativen Bilddaten BD zu erfassen CAP-A.
  • Vorteilhafterweise kann das medizinische Bildgebungsgerät, insbesondere das medizinische C-Bogen-Röntgengerät 37, ferner eine Lichtführungseinrichtung LFE aufweisen, welche an der Röntgenquelle 33 angeordnet ist. Dabei kann die Lichtführungseinrichtung LFE dazu ausgebildet sein, ein Lichtmuster, aufweisend zumindest eine gerade Linie, zur Anzeige eines Detektorreferenzpunkts auf eine Oberfläche des Detektors 34 zu projizieren PROJ. Zudem kann die definierte Anordnung von Röntgenquelle 33 und Detektor 34 in dem Betriebszustand des Systems derart basierend auf der Planungsinformation PI repositioniert sein RPOS-XR, dass der Referenzpunkt RP des anatomischen Objekts AO auf einem Strahl von der Röntgenquelle 33 zu dem Detektorreferenzpunkt angeordnet ist und die Projektion der Planungsausrichtung PA auf die Oberfläche des Detektors 34 mit der zumindest einen projizierten geraden Linie übereinstimmt. Die Bereitstellungseinheit PRVS kann die Lichtführungseinrichtung LFE mittels eines Signals CS zum Projizieren PROJ des Lichtmusters steuern.
  • Das System kann ferner eine Darstellungseinheit 41 und eine Eingabeeinheit 42 aufweisen. Die Darstellungseinheit 41 kann beispielsweise einen Monitor und/oder ein Display und/oder einen Projektor aufweisen. Die Eingabeeinheit 42 kann beispielsweise eine Tastatur und/oder ein Zeigegerät umfassen. Die Eingabeeinheit 42 kann vorzugsweise in die Darstellungseinheit 41 integriert sein, beispielsweise bei einem kapazitiven und/oder resistiven Eingabedisplay. Die Eingabeeinheit 42 kann vorteilhafterweise zur Erfassung einer Nutzereingabe ausgebildet sein. Ferner kann die Eingabeeinheit 42 ein Signal 26 an die Bereitstellungseinheit PRVS senden. Die Bereitstellungseinheit PRVS kann dazu ausgebildet sein, das medizinische C-Bogen-Röntgengerät 37 und/oder die Lichtführungseinrichtung LFE in Abhängigkeit der Nutzereingabe, insbesondere in Abhängigkeit des Signals 26, zu steuern. Zudem kann die Bereitstellungseinheit PRVS das Signal SIG an die Darstellungseinheit 41 bereitstellen PROV-SIG. Dabei kann die Darstellungseinheit 41 zur Anzeige einer graphischen Darstellung der Abweichung und/oder des Warnsignals, insbesondere basierend auf dem Signal SIG, ausgebildet sein. Ferner kann die Bereitstellungseinheit dazu ausgebildet sein, ein weiteres Signal 25 an die Darstellungseinheit 41 zu senden, wobei die Darstellungseinheit 41 dazu ausgebildet sein kann, basierend auf dem Signal 25 eine graphische Darstellung der Planungsinformation PI, insbesondere der Planungsabbildung PABB, und/oder der intraoperativen Bilddaten BD anzuzeigen.
  • Am Beispiel einer Punktion einer Leiste, insbesondere über die Arteria femoralis, als das anatomische Objekt, kann im Folgenden eine Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens, insbesondere unter Verwendung eines vorgeschlagenen Systems, illustriert werden. Das vorgeschlagene Verfahren kann ein medizinisches Bedienpersonal auf analoge Weise auch bei einer Punktion radialer Zugänge unterstützen. Anhand von der Planungsabbildung PABB, insbesondere präoperativen 3D-Bilddaten und/oder intraoperativen 2D-Bilddaten, des Untersuchungsobjekts 31 mit dem anatomischen Objekt AO kann die Punktion der Leiste, insbesondere automatisch, geplant und die Planungsinformation PI aufweisend die Planungsausrichtung PA identifiziert werden ID-PI. Dabei kann der Referenzpunkt, insbesondere der Eintrittspunkt IP, beispielsweise eine Punktionsstelle und/oder ein Einstichpunkt, des medizinischen Objekts MO in das anatomische Objekt AO, entweder anhand der präoperativen 3D-Bilddaten und/oder anhand der intraoperativen 2D-Bilddaten, insbesondere 2D-Durchleuchtungsbildern, bestimmt werden. Bei einer Planung anhand der präoperativen 3D-Bilddaten kann zunächst die Einstichstelle als der Referenzpunkt RP anhand eines Verlaufs des anatomischen Objekts AO, insbesondere eines Gefäßverlaufs, und anschließend eine optimale Punktionsrichtung, beispielsweise tangential zu einem lokalen Gefäßverlauf, als die Planungsausrichtung PA bestimmt werden. Zur besseren Orientierung kann hier die Planungsausrichtung PA, insbesondere ein 3D-Punktionspfad, separiert in zwei Raumwinkel parallel und senkrecht zu einer Längsachse der Patientenlagerungsvorrichtung 32 identifiziert werden. Bei einer Identifikation der Planungsinformation PI anhand von intraoperativen 2D-Bilddaten können der Referenzpunkt, insbesondere die Einstichstelle, und die Planungsausrichtung PA, insbesondere ein Einstichwinkel, beispielsweise anhand der zumindest einen anatomischen Landmarke und/oder der zumindest einen Markerstruktur bestimmt werden, insbesondere dem Femur-Kopf und/oder der Pelviskante. In diesem Fall könnte beispielsweise nur eine graphische Darstellung des optimalen Punktionswinkels parallel zu einer Längsachse der Patientenlagerungsvorrichtung 32 mittels der Darstellungseinheit 41 angezeigt werden.
  • Des Weiteren kann die Abweichung zwischen der, insbesondere tatsächlichen Ausrichtung A des medizinischen Objekts MO bei der Punktion und der Planungsausrichtung PA identifiziert werden. Während des Punktionsvorganges kann eine Abbildung des medizinische Objekts MO, beispielsweise einer Nadel, in den intraoperativen Bilddaten BD, insbesondere einem 2D-Durchleuchtungsbild, identifiziert werden und die Ausrichtung A mit der Planungsausrichtung PA verglichen werden. Dabei kann die Planungsausrichtung PA entweder ein aus den intraoperativen 2D-Bilddaten errechneter Pfad und/oder ein aus den präoperativen 3D-Bilddaten vorwärtsprojizierter 3D-Pfad sein, wobei hierfür die präoperativen 3D-Bilddaten mit einem Koordinatensystem des medizinischen C-Bogen-Röntgengeräts 37 registriert werden. Bei einer zu großen Abweichung zwischen der erfassten Ausrichtung A des medizinischen Objekts MO und der Planungsausrichtung PA, insbesondere bei Erreichen oder Überschreiten des vorgegebenen Schwellwerts, kann das medizinische Bedienpersonal durch Bereitstellen eines Warnsignals gewarnt werden. Bei einer ferngesteuerten Prozedur kann zusätzlich zum lokalen Bedienpersonal auch ein fernsteuerndes Bedienpersonal, insbesondere ein „Remotebedienpersonal“, gewarnt werden. Das Bedienpersonal kann beispielsweise durch die Ausgabe des akustischen und/oder optischen und/oder haptischen Warnsignals auf die Abweichung hingewiesen werden. Alternativ oder zusätzlich kann dem Bedienpersonal mittels der Darstellungseinheit 41 eine graphische Darstellung der identifizierten Abweichung, insbesondere eines ermitteln Abweichungswerts, angezeigt werden. Zudem kann das Bereitstellen des Signals PROV-SIG das Ausgaben des Workflow-Hinweises, beispielsweise einer graphischen Darstellung des Workflow-Hinweises, insbesondere eines Korrekturvorschlags, zur Minimierung der Abweichung umfassen.
  • In 11 ist eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des vorgeschlagenen Systems schematisch dargestellt. Dabei kann das System ferner eine Vorrichtung CR zur robotischen Fernmanipulation des medizinischen Objekts MO umfassen. Der distale Abschnitt des medizinischen Objekts MO kann in dem Betriebszustand des Systems vorteilhafterweise zumindest teilweise in dem Untersuchungsobjekt 31 angeordnet sein. Ferner kann die Vorrichtung CR mittels eines Befestigungselements, beispielsweise einem Stativ und/oder Roboterarm, an der Patientenlagerungsvorrichtung 32, insbesondere bewegbar, befestigt sein. Hierdurch kann eine räumliche Positionierung des in der Vorrichtung CR zumindest teilweise angeordneten proximalen Abschnitts des medizinischen Objekts MO bezüglich des Untersuchungsobjekts 31 vorgebbar sein. Vorteilhafterweise kann die Vorrichtung CR dazu ausgebildet sein, das medizinische Objekt MO, welches in dem Betriebszustand des Systems zumindest teilweise in der Vorrichtung CR angeordnet ist, zumindest entlang einer Längserstreckungsrichtung des medizinischen Objekts MO translatorisch zu bewegen. Ferner kann die Vorrichtung CR dazu ausgebildet sein, das medizinische Objekt MO um die Längserstreckungsrichtung des medizinischen Objekts MO herum zu rotieren.
  • Das System kann zudem eine Fernsteuereinheit CU umfassen, welche eine weitere Darstellungseinheit 412 und eine weitere Eingabeeinheit 422 aufweist. Die weitere Darstellungseinheit 412 kann beispielsweise einen Monitor und/oder ein Display und/oder einen Projektor aufweisen. Die weitere Eingabeeinheit 422 kann beispielsweise eine Tastatur und/oder ein Zeigegerät umfassen. Die weitere Eingabeeinheit 422 kann vorzugsweise in die weitere Darstellungseinheit 412 integriert sein, beispielsweise bei einem kapazitiven und/oder resistiven Eingabedisplay. Die weitere Eingabeeinheit 422 kann vorteilhafterweise zur Erfassung einer Nutzereingabe eines fernsteuernden Bedienpersonals ausgebildet sein. Vorteilhafterweise kann die Fernsteuereinheit CU dazu ausgebildet sein, die Vorrichtung anhand der erfassten Nutzereingabe zu steuern, beispielsweise mittels eines Signals CS2. Die Vorrichtung kann dazu ausgebildet sein, eine Positionierung, insbesondere Position und/oder Ausrichtung und/oder Pose, und/oder eine Bewegung, insbesondere eine Translation und/oder Rotation, des medizinischen Objekts MO in Abhängigkeit der Nutzereingabe, insbesondere des Signals CS2, anzupassen. Die Bereitstellungseinheit PRVS kann ferner dazu ausgebildet sein, das Signal SIG an die Vorrichtung CR und/oder die Fernsteuereinheit CU bereitzustellen PROV-SIG. Zudem kann die Bereitstellungseinheit PRVS das Signal SIG an die weitere Darstellungseinheit 412 bereitstellen PROV-SIG. Dabei kann die weitere Darstellungseinheit 412 zur Anzeige einer graphischen Darstellung der Abweichung und/oder des Warnsignals, insbesondere basierend auf dem Signal SIG, ausgebildet sein. Ferner kann die Bereitstellungseinheit dazu ausgebildet sein, ein weiteres Signal 252 an die weitere Darstellungseinheit 412 zu senden, wobei die weitere Darstellungseinheit 412 dazu ausgebildet sein kann, basierend auf dem weiteren Signal 252 eine graphische Darstellung der Planungsinformation PI, insbesondere der Planungsabbildung PABB, und/oder der intraoperativen Bilddaten BD anzuzeigen.
  • 12 zeigt eine schematische Darstellung eines projizierten Lichtmusters, aufweisend zwei gerade Linien L1 und L2, welche sich, insbesondere bei Abwesenheit des Untersuchungsobjekts 31 im Strahlengang zwischen Röntgenquelle 33 und Detektor 34, in dem Detektorreferenzpunkt DRP auf der Oberfläche des Detektors 34 schneiden würden. In dem in 12 dargestellten Betriebszustand des Systems ist die definierte Anordnung von Röntgenquelle 33 (hier nicht gezeigt) und Detektor 34 derart basierend auf der Planungsinformation PI repositioniert RPOS-XR, dass der Referenzpunkt RP des anatomischen Objekts AO auf dem Strahl von der Röntgenquelle 33 zu dem Detektorreferenzpunkt DRP angeordnet ist. Dabei zeigt 10 eine Blickrichtung entlang des Strahls von der Röntgenquelle 33 zu dem Detektorreferenzpunkt DRP. Der Schnittpunkt zwischen den beiden projizierten geraden Linien L1 und L2 kann somit den Referenzpunkt RP auf einer Oberfläche des Untersuchungsobjekts 31 anzeigen. Zudem kann die erste gerade Linie L1 eine Projektion der Planungsausrichtung PA auf der Oberfläche des Untersuchungsobjekts 31 anzeigen.
  • Als Punktionsassistenz und zur besseren visuellen Orientierung kann der Detektor 34 anhand der Planungsausrichtung PA, insbesondere des errechneten Punktionswinkels, in einer Ebene der Patientenlagerungsvorrichtung 32, insbesondere einer Tischebene, automatisch ausgerichtet werden, so dass der Detektorreferenzpunkt DRP, insbesondere ein Detektorzentrum, über dem Eintrittspunkt IP angeordnet ist und der Detektor 34 um einen Winkel des Punktionspfades gedreht ist, welcher in der Tischebene liegt. Dann projiziert das Lichtmuster sowohl den Eintrittspunkt die Planungsausrichtung auf eine Oberfläche des Untersuchungsobjekts 31. Dies umgeht vorteilhaft das Problem, dass für eine „steile“ Angulation ein üblicher „Bulls-Eye-View“ für die Punktion aus Kollisionsgründen nicht anfahrbar ist.
  • Die in den beschriebenen Figuren enthaltenen schematischen Darstellungen bilden keinerlei Maßstab oder Größenverhältnisse ab.
  • Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorhergehenden detailliert beschriebenen Verfahren und 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 schlie-ßen die Begriffe „Einheit“ und „Element“ nicht aus, dass die betreffenden Komponenten aus mehreren zusammenwirkenden Teilkomponenten bestehen, die gegebenenfalls auch räumlich verteilt sein können.

Claims (16)

  1. Verfahren zur Überwachung einer Ausrichtung (A) eines medizinischen Objekts (MO), umfassend: - Identifizieren (ID-PI) einer Planungsinformation (PI), aufweisend eine Planungsausrichtung (PA) für das medizinische Objekt (MO) bezüglich eines Referenzpunkts (RP) an einem anatomischen Objekt (AO), welches anatomische Objekt (AO) innerhalb eines Untersuchungsobjekts (31) angeordnet ist, - Erfassen (CAP-A) der Ausrichtung (A) des medizinischen Objekts (MO) bezüglich des Referenzpunkts (RP) mittels einer Erfassungseinheit (EU), wobei die Erfassungseinheit (EU) ein medizinisches Bildgebungsgerät und/oder einen akustischen und/oder optischen und/oder elektromagnetischen Sensor umfasst, - Identifizieren einer Abweichung (ID-ABW) zwischen der Planungsausrichtung (PA) und der Ausrichtung (A) des medizinischen Objekts (MO) bezüglich des Referenzpunkts (RP), - Bereitstellen eines Signals (PROV-SIG) in Abhängigkeit der identifizierten Abweichung.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Planungsinformation (PI) eine Planungsabbildung (PABB) des Untersuchungsobjekts (31) mit dem darin angeordneten anatomischen Objekt (AO) aufweist, wobei ein geplanter Eintrittspunkt des medizinischen Objekts (MO) in das anatomische Objekt (AO) als der Referenzpunkt (RP) bestimmt wird, wobei die Planungsausrichtung (PI) in Abhängigkeit eines Verlaufs und/oder einer Anordnung des anatomischen Objekts (AO) bestimmt wird, welche in der Planungsabbildung (PABB) abgebildet sind.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei eine Abbildung zumindest einer anatomischen Landmarke (LM1, LM2) und/oder zumindest einer Markerstruktur in der Planungsabbildung (PABB) identifiziert wird (ID-LM), wobei der Referenzpunkt und/oder die Planungsausrichtung (PA) in Abhängigkeit einer Anordnung der zumindest einen anatomischen Landmarke (LM1, LM2) und/oder der zumindest einen Markerstruktur bestimmt werden.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei intraoperative Bilddaten (BD) mittels des medizinischen Bildgebungsgeräts aufgenommen werden (ACQ-BD), wobei die intraoperativen Bilddaten (BD) eine Abbildung eines distalen Abschnitts des medizinischen Objekts (MO) aufweisen, welcher intraoperativ in dem Untersuchungsobjekt (31) angeordnet ist, wobei die Ausrichtung (A) des medizinischen Objekts (MO) bezüglich des Referenzpunkts (RP) anhand der Abbildung des distalen Abschnitts des medizinischen Objekts (MO) erfasst wird (CAP-A).
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das medizinische Bildgebungsgerät eine Röntgenquelle (33) und einen Detektor (34) umfasst, welche in definierter Anordnung zueinander angeordnet sind, wobei das medizinische Bildgebungsgerät ferner eine Lichtführungseinrichtung (LFE) aufweist, welche an der Röntgenquelle (33) angeordnet ist, wobei mittels der Lichtführungseinrichtung (LFE) ein Lichtmuster, aufweisend zumindest eine gerade Linie, zur Anzeige eines Detektorreferenzpunkts (DRP) auf eine Oberfläche des Detektors (34) projiziert wird (PROJ), wobei die definierte Anordnung von Röntgenquelle (33) und Detektor (34) derart basierend auf der Planungsinformation (PI) repositioniert wird (RPOS-XR), dass: - der Referenzpunkt (RP) des anatomischen Objekts (AO) auf einem Strahl von der Röntgenquelle (33) zu dem Detektorreferenzpunkt (DRP) angeordnet ist und - eine Projektion der Planungsausrichtung (PA) auf die Oberfläche des Detektors (34) mit der zumindest einen projizierten geraden Linie übereinstimmt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Lichtmuster ein weiteres geometrisches Objekt aufweist, welches an der zumindest einen geraden Linie angeordnet ist, wobei ein Schnittpunkt der zumindest einen geraden Linie mit dem weiteren geometrischen Objekt den Detektorreferenzpunkt (DRP) anzeigt.
  7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei mittels der Erfassungseinheit (EU) zumindest eine Positionierung eines proximalen Abschnitts des medizinischen Objekts (MO) erfasst wird, welcher intraoperativ außerhalb des Untersuchungsobjekts (31) angeordnet ist, wobei die Ausrichtung (A) des medizinischen Objekts (MO) bezüglich des Referenzpunkts (RP) anhand der Positionierung des proximalen Abschnitts erfasst wird (CAP-A).
  8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ferner eine Positionierung des Untersuchungsobjekts (31) und/oder des anatomischen Objekts (AP) mittels der Erfassungseinheit (EU) erfasst wird (CAP-POS), wobei die Planungsinformation (PI) mit der erfassten Positionierung (POS) des Untersuchungsobjekts (31) und/oder des anatomischen Objekts (AO) registriert wird (REG).
  9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Bereitstellen des Signals (PROV-SIG) ein Ausgeben eines optischen und/oder akustischen und/oder haptischen Warnsignals umfasst.
  10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Bereitstellen des Signals (PROV-SIG) ein Ausgeben eines Workflow-Hinweises zur Minimierung der Abweichung umfasst.
  11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die identifizierte Abweichung mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen wird, wobei das Signal bei Erreichen und/oder Überschreiten des Schwellwerts bereitgestellt wird (PROV-SIG).
  12. System zur Überwachung einer Ausrichtung eines medizinischen Objekts (MO), umfassend eine Erfassungseinheit (EU) und eine Bereitstellungseinheit (PRVS), wobei die Bereitstellungseinheit (PRVS) zum Identifizieren (ID-PI) einer Planungsinformation (PI), aufweisend eine Planungsausrichtung (PA) für das medizinische Objekt (MO) bezüglich des Referenzpunkts (RP) an einem anatomischen Objekt, welches anatomische Objekt (AO) innerhalb eines Untersuchungsobjekts (31) angeordnet ist, ausgebildet ist, wobei die Erfassungseinheit (EU) zum Erfassen (CAP-A) der Ausrichtung (A) des medizinischen Objekts (MO) bezüglich des Referenzpunkts (RP) ausgebildet ist, wobei die Erfassungseinheit (EU) ein medizinisches Bildgebungsgerät und/oder einen akustischen und/oder optischen und/oder elektromagnetischen Sensor umfasst, wobei die Bereitstellungseinheit (PRVS) zum Identifizieren einer Abweichung (ID-ABW) zwischen der Planungsausrichtung (PA) und der Ausrichtung (A) des medizinischen Objekts (MO) bezüglich des Referenzpunkts ausgebildet ist, wobei die Bereitstellungseinheit (PRVS) zum Bereitstellen eines Signals (PROV-SIG) in Abhängigkeit der identifizierten Abweichung ausgebildet ist.
  13. System nach Anspruch 12, wobei das medizinische Bildgebungsgerät zur Aufnahme (ACQ-BD) intraoperative Bilddaten (BD) ausgebildet ist, wobei die intraoperativen Bilddaten (BD) eine Abbildung eines distalen Abschnitts des medizinischen Objekts (MO) aufweisen, welcher in einem Betriebszustand des Systems in dem Untersuchungsobjekt (31) angeordnet ist, wobei die Bereitstellungseinheit (PRVS) dazu ausgebildet ist, die Ausrichtung (A) des medizinischen Objekts (MO) bezüglich des Referenzpunkts (RP) anhand der Abbildung des distalen Abschnitts des medizinischen Objekts (MO) zu erfassen (CAP-A).
  14. System nach Anspruch 12 oder 13, wobei das medizinische Bildgebungsgerät eine Röntgenquelle (33) und einen Detektor (34) umfasst, welche in definierter Anordnung zueinander angeordnet sind, wobei das medizinische Bildgebungsgerät ferner eine Lichtführungseinrichtung (LFE) aufweist, welche an der Röntgenquelle (33) angeordnet und dazu ausgebildet ist, ein Lichtmuster, aufweisend zumindest eine gerade Linie, zur Anzeige eines Detektorreferenzpunkts (DRP) auf eine Oberfläche des Detektors (34) zu projizieren (PROJ), wobei die definierte Anordnung von Röntgenquelle (33) und Detektor (34) in dem Betriebszustand derart basierend auf der Planungsinformation (PI) repositioniert ist, dass: - der Referenzpunkt (RP) des anatomischen Objekts (AO) auf einem Strahl von der Röntgenquelle (33) zu dem Detektorreferenzpunkt (DRP) angeordnet ist und - eine Projektion der Planungsausrichtung (PA) auf die Oberfläche des Detektors (34) mit der zumindest einen projizierten geraden Linie übereinstimmt.
  15. System nach einem der Ansprüche 12 bis 14, weiterhin umfassend eine Vorrichtung (CR) zur robotischen Fernmanipulation des medizinischen Objekts (MO), wobei die Bereitstellungseinheit (PRVS) dazu ausgebildet ist, das Signal (SIG) an die Vorrichtung (CR) bereitzustellen.
  16. Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm, welches direkt in einen Speicher einer Bereitstellungseinheit (PRVS) ladbar ist, mit Programmabschnitten, um alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 auszuführen, wenn die Programmabschnitte von der Bereitstellungseinheit (PRVS) ausgeführt werden.
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