DE19843408A1 - Verfahren zum Positionieren eines in ein Gefäß eingeführten Katheters und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Positionieren eines in ein Gefäß (8) eingeführten Katheters (9) sowie entsprechende Vorrichtung. Es wird die sogenannte Roadmaptechnik angewendet, wobei als Maskenbild eine dreidimensionale Maskenbildaufnahme des Gefäßes (8) durchgeführt wird, die sich aus einer Vielzahl von Einzelmaskenbildern zusammensetzt. Aus diesen Einzelmaskenbildern wird dasjenige Einzelmaskenbild ausgewählt, dessen Aufnahmerichtung bestmöglich der Aufnahmerichtung eines augenblicklich aufgenommenen Einzelbildes entspricht, um dieses ausgewählte Einzelmaskenbild mit dem augenblicklich aufgenommenen Maskenbild zu kombinieren und darzustellen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Posi­ tionieren eines in ein Gefäß eingeführten Katheters sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die insbe­ sondere zur angiographischen Untersuchung einer zu untersu­ chenden Person verwendet wird.

Bei angiographischen Untersuchungen, d. h. bei Röntgenunter­ suchungen von Blut- oder Lymphgefäßen, wird ein Katheter in das zu untersuchende Gefäß eingeführt, mit dessen Hilfe ein bestimmtes Kontrastmittel in das Gefäß injiziert werden kann, um den Kontrast des aufzunehmenden Röntgenbildes an der Un­ tersuchungsstelle zu verbessern, da durch die Kontrastmittel­ injektion das entsprechende Gefäß in dem Röntgenbild hervor­ gehoben wird. Dazu muß jedoch der. Katheter zunächst zu dem jeweiligen Zielort, d. h. zu der gewünschten Untersuchungs­ stelle, geführt werden. Dabei kommt dem Positionieren des Katheters bei angiographischen Untersuchungen eine besondere Bedeutung zu, da es beim Positionieren des Katheters ins­ besondere darauf ankommt, den Gefäßabzweigungen sicher zu folgen und zügig und präzise zu dem gewünschten Zielort (wo beispielsweise eine zu untersuchende Stenose oder ein Anorysma vorhanden ist) zu gelangen.

Aus diesem Grunde wird seit Jahren die sogenannte Roadmap­ technik (Pfadfindertechnik) angewendet, die das Positionieren des Katheters in einem zu untersuchenden Gefäß erleichtert. Dabei wird unter Durchleuchtung des entsprechenden Gefäßes über den Katheter eine kleine Menge Kontrastmittel in das Gefäß injiziert und, sobald sich das Gefäß abbildet, die Durchleuchtung unterbrochen und das letzte Durchleuchtungs­ bild als Maske abgespeichert. Nach Wiedereinschalten der Durchleuchtung werden Einzelbilder des in dem zu unter­ suchenden Gefäß geführten Katheters aufgenommen und mit dem abgespeicherten Maskenbild überlagert bzw. subtrahiert, so daß ein Untersucher durch Betrachten des; überlagerten Gesamt­ bildes den Katheter unter Sicht im kontrastierten Gefäß loka­ lisieren und plazieren kann.

Die oben beschriebe Roadmaptechnik erfordert jedoch, daß die von dem in dem Gefäß geführten Katheter aufgenommenen Augen­ blicksbilder von dem gleichen Aufnahme- bzw. Projektions­ winkel des Röntgengeräts wie das zuvor abgespeicherte Masken­ bild aufgenommen werden, da ansonsten diese Bilder nicht mit dem abgespeicherten Maskenbild verglichen bzw. überlagert werden können. Dies hat zur Folge, daß zum Markieren der ein­ zelnen Gefäße für jede Projektionsrichtung bzw. für jeden Aufnahmewinkel Kontrastmittelinjektionen erneut durchgeführt werden müssen, so daß es gerade bei schwierigen Interven­ tionen, wie z. B. im Bereich der Neuroradiologie, relativ häufig zu Kontrastmittelinjektionen kommt, was ein möglichst rasches Positionieren und Lokalisieren des Katheters in dem zu untersuchenden Gefäß erschwert und die Behandlungsdauer für die jeweilige Untersuchungsperson verlängert.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Positionieren eines in ein Gefäß eingeführten Katheters sowie eine entsprechende Vor­ richtung vorzuschlagen, wobei der Katheter in dem jeweils zu untersuchenden Gefäß schneller und einfacher positioniert werden kann und insbesondere häufige Kontrastmittel­ infektionen vermieden werden.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 bzw. eine Vor­ richtung mit den Merkmalen des Anspruches 13 gelöst. Die Unteransprüche beschreiben jeweils bevorzugte und vorteil­ hafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die ihrerseits zu einer möglichst raschen und präzisen Positionie­ rung des Katheters in dem Gefäß beitragen.

Auch gemäß der vorliegenden Erfindung wird zum Positionieren des Katheters in einem zu untersuchenden Gefäß die Grundidee der zuvor beschriebenen Roadmaptechnik eingewendet, d. h. es wird nach einer Kontrastmittelinjektion ein Kontrastmittel­ bild als Maske des jeweiligen Gefäßes aufgenommen und abge­ speichert, wobei die Maske mit einem nachfolgend aufgenom­ menen Einzelbild des Gefäßes mit eingeführtem Katheter über­ lagert wird, um anhand des somit erhaltenen Gesamtbildes den Katheter in dem kontrastierten Gefäß lokalisieren und pla­ zieren zu können. Die Besonderheit der vorliegenden Erfindung besteht jedoch darin, daß als Maske eine dreidimensionale Aufnahme des jeweiligen Gefäßes erzeugt und abgespeichert wird, wobei sich die dreidimensionale Aufnahme insbesondere aus einer Vielzahl von Einzelbildern berechnet wird, die aus unterschiedlichen Projektion- bzw. Aufnahmewinkeln mit Hilfe eines Röntgengeräts unter Durchleuchtung des kontrastierten Gefäßes aufgenommen worden sind. Diese Vorgehensweise ermög­ licht, daß abhängig von der Projektionsrichtung der nachfol­ genden Augenblicksaufnahme des untersuchten Gefäßes mit darin geführtem Katheter dasjenige Einzelbild des dreidimensionalen Maskenbildes ausgewählt werden kann, dessen Projektions­ richtung bzw. dessen Aufnahmewinkel bestmöglich dem augen­ blicklichen Aufnahmewinkel der Augenblicksaufnahme ent­ spricht, wobei dieses ausgewählte Einzelbild anschließend mit den einzelnen Augenblicksbildern überlagert dargestellt wird, um den Katheter unter Sicht im kontrastierten Gefäß lokali­ sieren und plazieren zu können.

Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung ist somit lediglich eine einmalige Kontrastmittelinjektion zur Erzeugung eines drei­ dimensionalen Maskenbilds erforderlich. Die Einzelbilder, die rekonstruiert das dreidimensionale Maskenbild des kontra­ stierten Gefäßes ergeben, können beispielsweise mit Hilfe einer Rotation der Aufnahmeeinrichtung des Röntgengeräts um die entsprechende Untersuchungsstelle herum aufgenommen wer­ den. Die vorliegende Erfindung gewährleistet somit, daß trotz einer lediglich einmaligen Kontrastmittelinjektion unabhängig von der tatsächlichen Projektionsrichtung bei der Aufnahme der Augenblicksbilder des zu untersuchenden Gefäßes stets das geeignete Maskenbild ausgewählt und mit den Augenblicksbil­ dern überlagert werden kann, so daß für neue Positionsrich­ tungen keine neuen Kontrastmittelinjektionen erforderlich sind. Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung kann somit der Katheter rasch und präzise in dem jeweiligen Gefäß lokali­ siert und positioniert werden, so daß der Katheter ebenso rasch und präzise zu dem gewünschten Ziel- bzw. Untersu­ chungsort in dem Gefäß geführt werden kann.

Des weiteren ermöglicht die vorliegende Erfindung, daß nach der Aufnahme des dreidimensionalen Maskenbilds des jeweiligen Gefäßes die für die Katheterführung optimale Projektions­ richtung- bzw. der optimale Aufnahmewinkel für die Aufnahme der Augenblicksbilder ausgewählt und das Röntgengerät ent­ sprechend eingestellt werden kann. Zu diesem Zweck muß ledig­ lich das der eingestellten Projektionsrichtung entsprechende Einzelbild des dreidimensionalen Maskenbilds ausgewählt wer­ den, um dieses anschließend mit den Augenblicksbildern über­ lagern zu können.

Die vorliegende Erfindung läßt sich sowohl auf eine Mono- als auch auf eine Biplandurchleuchtung der jeweiligen Untersu­ chungsstelle anwenden, bei der die Augenblicksbilder ledig­ lich von einer Projektionsrichtung bzw. von zwei unterschied­ lichen Projektionsrichtungen aufgenommen werden. Durch ge­ eignete Anpassungen kann sichergestellt werden, daß das aus­ gewählte Maskenbild stets deckungsgleich mit dem aufgenom­ menen Augenblicksbild dargestellt wird, wobei beispielsweise als geeignete Verfahren das sogenannte Pixelshifting (Bild­ punktverschiebung) angewendet werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die bei­ gefügte Zeichnung anhand eines bevorzugten Ausführungsbei­ spiels näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Vor­ richtung zur angiographischen Untersuchung einer Untersu­ chungsperson, bei der die vorliegende Erfindung zur Anwendung kommt, und

Fig. 2a und 2b zeigen Darstellungen, die eine Maßnahme ver­ deutlichen, um das Maskenbild deckungsgleich mit einem auf­ genommenen Augenblicksbild zu machen.

Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung entspricht einer Vor­ richtung zur angiographischen Untersuchung einer Untersu­ chungsperson 1, wobei mit Hilfe eines Röntgengeräts Durch­ leuchtungsaufnahmen von Gefäßen der Untersuchungsperson 1 aufgenommen werden um beispielsweise Gefäßverengungen oder dergleichen feststellen zu können. Das Röntgengerät umfaßt dabei eine in Fig. 1 dargestellte Bestrahlungseinrichtung 2 sowie eine Bildaufnahmeeinrichtung 3, die insbesondere einen Röntgenbildverstärker und einen Monitor umfaßt. Die Bildauf­ nahmeeinrichtung 3 dieses Röntgengeräts ist mit einer Bild­ verarbeitungseinrichtung 10 verbunden, die die von dem Rönt­ gengerät aufgenommenen Durchleuchtungsbilder auswertet bzw.. kombiniert und auf einer Anzeige 7 darstellt, so daß ein Un­ tersucher den zur angiographischen Untersuchung in ein Gefäß der Untersuchungsperson 1 eingeführten Katheter unter Sicht durch Betrachten der Anzeige 7 in dem jeweiligen Gefäß loka­ lisieren und plazieren kann, um beispielsweise Gefäßabzwei­ gungen sicher folgen und den Katheter zügig und präzise zu dem gewünschten Zielort führen zu können.

Die Untersuchung kann dabei beispielsweise wie folgt ablau­ fen.

Zunächst wird in das Gefäß, in dem der Katheter geführt wer­ den soll, ein Kontrastmittel injiziert, um die Gefäßbahn stärker hervorzuheben, und ein Maskenbild des entsprechenden Gefäßes mit Hilfe des Röntgengeräts aufgenommen, wobei es sich bei diesem Maskenbild um eine dreidimensionale Aufnahme des Gefäßes handelt. Diese dreidimensionale Maskenbildauf­ nahme des kontrastierten Gefäßes setzt sich aus einer Viel­ zahl von Maskeneinzelbildern zusammen, die unter Durchleuch­ tung von dem Gefäß aus verschiedenen Projektions- bzw. Auf­ nahmewinkeln des Röntgengeräts aufgenommen werden. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß die Bestrahlungsein­ richtung 2 sowie die Bildaufnahmeeinrichtung 3 des Röntgen­ geräts, die an einem sogenannten C-Bogen befestigt sind, ein­ mal um die entsprechende Körperpartie der Untersuchungsperson 1 herumbewegt werden, wobei aus unterschiedlichen Pro­ jektionsrichtungen mehrere Einzelmaskenbilder des kontra­ stierten Gefäßes aufgenommen werden. Die Bilddaten dieser Einzelmaskenbilder werden von der Bildaufnahmeeinrichtung 3 einer Rechnereinheit 4 zugeführt, welche die Bilddaten ver­ arbeitet und zu dem dreidimensionalen Maskenbild der Unter­ suchungsstelle mit dem entsprechenden Gefäß zusammensetzt, d. h. die Rechnereinheit 4 erzeugt einen dreidimensionalen Bilddatensatz, welcher durch Kombination der Bilddaten der aus unterschiedlichen Projektionsrichtungen aufgenommenen Einzelmaskenbilder gewonnen wird. Diese dreidimensionale Bilddatensatz wird in der Rechnereinheit 4 gespeichert.

Der zuvor beschriebene Vorgang wird lediglich einmal durch­ geführt, d. h. es ist lediglich eine einmalige Kontrastmit­ telinjektion in das zu untersuchende Gefäß bzw. die ent­ sprechende Untersuchungsstelle erforderlich, um das dreidi­ mensionale Maskenbild zu gewinnen.

Anschließend wird durch den Untersucher die für die Katheter­ führung optimale Projektionsrichtung des Röntgengeräts aus­ gewählt und die Bestrahlungseinrichtung 2 sowie die Bildauf­ nahmeeinrichtung 3 entsprechend positioniert. Die Positionie­ rung des Röntgengeräts kann dabei sowohl manuell als auch automatisch erfolgen, d. h. der Untersucher gibt dem Gerät die gewünschte Projektionsrichtung vor und die Bestrahlungs­ einrichtung 2 sowie die Bildaufnahmeeinrichtung 3 werden entsprechend der gewünschten Projektionsrichtung durch einen geeigneten Antrieb positioniert, um nachfolgend die für die Roadmaptechnik erforderlichen Augenblicksaufnahmen des ent­ sprechenden Gefäßes durchführen zu können.

Des weiteren wird entsprechend der ausgewählten Projektions­ richtung aus dem dreidimensionalen Bilddatensatz der Rechner­ einheit 4 die Bilddaten desjenigen Einzelmaskenbildes ausge­ wählt, dessen Projektionsrichtung der ausgewählten Projek­ tionsrichtung entspricht. Ist dies nicht möglich, wird vor­ zugsweise dasjenige Einzelmaskenbild ausgewählt, dessen Pro­ jektionsrichtung bestmöglich der eingestellten Projektions­ richtung des Röntgengeräts entspricht. Die Auswahl der Bild­ daten des auszuwählenden Einzelmaskenbilds kann manuell er­ folgen. Vorteilhaft ist jedoch eine automatische Auswahl, d. h., die Rechnereinheit 4 wählt automatisch in Abhängigkeit von der gewünschten Projektionsrichtung die Bilddaten desjenigen Einzelmaskenbilds aus dem dreidimensionalen Bilddatensatz der zuvor aufgenommenen dreidimensionalen Maskenbildaufnahme des kontrastierten Gefäßes aus, dessen Projektionsrichtung best­ möglich der gewünschten Projektionsrichtung entspricht, und führt diese Bilddaten einem Rechenwerk 6 zu, dessen Aufgabe es ist, die nachfolgend aufgenommenen Augenblicksbilder des Gefäßes bzw. der Untersuchungsstelle mit dem ausgewählten Einzelmaskenbild zu überlagern und auf der Anzeige 7 darzu­ stellen.

Anschließend wird die entsprechende Körperpartie der Unter­ suchungsperson 1 erneut durchleuchtet und ein Augenblicksbild des Gefäßes mit darin geführtem Katheter aufgenommen, welches einer weiteren Rechnereinheit bzw. einem weiteren Bildspei­ cher 5 zugeführt wird. Diese Rechnereinheit 5 verarbeitet die Bilddaten des aus der zuvor eingestellten Projektionsrichtung aufgenommenen Augenblicksbilds und führt die Bilddaten dem Rechenwerk 6 zu, so daß das Rechenwerk 6 die Bilddaten des Augenblicksbilds mit den Bilddaten des von der Rechnereinheit 4 zugeführten und zuvor ausgewählten Einzelmaskenbilds der dreidimensionalen Maskenbildaufnahme überlagern und auf dei Anzeige 7 darstellen kann. Das Rechenwerk 6 überlagert somit stets ein augenblicklich aufgenommenes Einzelbild mit einem zuvor entsprechend der gewünschten Projektionsrichtung aus­ gewähltem Einzelmaskenbilds der dreidimensionalen Maskenbild­ aufnahme des kontrastierten Gefäßes. Anhand der Darstellung auf der Anzeige 7 kann somit ein Untersucher den Katheter unter Sicht im kontrastierten Gefäß lokalisieren und pla­ zieren.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung handelt es sich um eine Vorrichtung zur angiographischen Untersuchung der Untersuchungsperson 1, wobei eine Monoplandurchleuchtung durchgeführt wird, d. h. es erfolgt eine Augenblicksaufnahme des jeweiligen Gefäßes stets nur aus einer zuvor eingestell­ ten Projektionsrichtung. Die vorliegende Erfindung kann je­ doch genauso auf Biplandurchleuchtungen angewendet werden, bei der Augenblicksaufnahmen aus zwei unterschiedlichen Pro­ jektionsrichtungen durchgeführt werden. Zu diesem Zweck ist die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung durch eine weitere Rech­ nereinheit 5 in Kombination mit einem weiteren Rechenwerk 6 zu ergänzen, wobei dieser weiteren Rechnereinheit 5 das Au­ genblicksbild der gewünschten Untersuchungsstelle aus einen anderen Projektionsrichtung zugeführt wird. Das weitere Re­ chenwerk 6 würde in diesem Fall die entsprechenden Bilddaten der weiteren Rechnereinheit 5 empfangen und auf die gemeinsam genutzte Rechnereinheit 4 zugreifen, um das der Projektion­ richtung bestmöglich entsprechende Einzelmaskenbild der zuvor aufgenommenen dreidimensionalen Maskenbildaufnahme auszuwäh­ len und mit dem Einzelmaskenbild überlagern zu können. Auf diese Weise wird ein zweites überlagertes Gesamtbild der Untersuchungsstelle der Untersuchungsperson 1 erzeugt, wel­ ches auf einer separaten Anzeige oder zusammen mit dem zuvor beschriebenen ersten überlagerten Gesamtbild auf ein und derselben Anzeige 7 dargestellt werden kann, so daß der Un­ tersucher die Katheterführung in dem Gefäß aus unterschiedli­ chen Blickwinkeln betrachten kann.

Durch den in der Bildaufnahmeeinrichtung 3 enthaltenen Rönt­ genbildverstärker wird das jeweils aufgenommene Augenblicks­ bild, welches in der Rechnereinheit 5 gespeichert wird, in einem gewissen Maß verzerrt. Um dennoch dieses Augenblicks­ bild mit dem entsprechenden Einzelmaskenbild der Rechnerein­ heit 4 vergleichen bzw. überlagern zu können, ist es daher erforderlich, entweder das Augenblicksbild gemäß der Röntgen­ bildverstärker-Verzerrung zu entzerren oder aber entsprechend das ausgewählte Einzelmaskenbild der Rechnereinheit 4 gemäß der Röntgenbildverstärker-Verzerrung zu verzerren, so daß gleichermaßen entzerrte oder aber verzerrte Einzelbilder von dem Rechenwerk 6 überlagert und auf der Anzeige 7 dargestellt werden. Die Entzerrung des Augenblicksbilds bzw. die Verzerrung des Einzelmaskenbilds kann jeweils durch eine ent­ sprechende Bildverarbeitung durch das Rechenwerk 6 durch­ geführt werden.

Wird das Augenblicksbild der Rechnereinheit 5 mit dem aus­ gewählten Einzelmaskenbild der Rechnereinheit 4 überlagert, ist jedoch auf der Anzeige 7 noch der Bildhintergrund, d. h. beispielsweise Knochen u. ä. zu sehen. Um auf der Anzeige 7 lediglich den Katheter mit dem Einzelmaskenbild der drei­ dimensionalen Maskenbildaufnahme der Rechnereinrichtung 4 darstellen zu können, kann vor der eigentlichen Durchleuch­ tung mit der zuvor eingestellten Projektionsrichtung des Röntgengeräts eine zusätzliche Augenblicksaufnahme der Unter­ suchungsstelle ohne Kontrastmittelinjektion und ohne Kathe­ ter, d. h. bei rückgezogenem Katheter, durchgeführt werden, wobei die entsprechenden Bilddaten beispielsweise in der Rechnereinheit 5 gespeichert werden. Die Rechnereinheit 5 subtrahiert dann jeweils die Bilddaten dieses Leerbilds von den Bilddaten der nachfolgend unter Durchleuchtung mit vor­ geschobenem Katheter aufgenommenen Augenblicksbildern und führt die entsprechenden Bilddaten dem Rechenwerk 6 zu, wel­ ches das ihm von der Rechnereinheit 5 zugeführte überarbei­ tete Augenblicksbild mit dem von der Rechnereinheit 4 zuge­ führten Einzelmaskenbild der dreidimensionalen Maskenbild­ aufnahme überlagert oder das Einzelmaskenbild davon subtra­ hiert, um ein entsprechendes Gesamtbild auf der Anzeige 7 darzustellen. Statt dessen ist auch denkbar, eine Serie von Leerbildern zu erzeugen, die von den unter Durchleuchtung erhaltenen Augenblicksbildern subtrahiert werden, so daß das dreidimensionale Maskenbild als eine Serie von Subtraktions­ bildern erhalten wird, welche sich jeweils durch die Subtrak­ tion eines unter Durchleuchtung aufgenommenen Augenblicksbild von einem entsprechenden Leerbild ergeben.

Das Röntgengerät kann bestimmte mechanische Gerätetoleranzen aufweisen, die zu Ungenauigkeiten bei der Bildaufnahme und demzufolge bei der Positionierung des Katheters führen kön­ nen. Zu diesem Zweck kann vor der eigentlichen Inbetriebnahme des Röntgengeräts ein Probelauf des C-Bogens mit der Bestrahlungseinrichtung 2 und der Bildaufnahmeeinrichtung 3 durchgeführt werden, bei der ein sogenanntes Kalibrierphantom eingelegt wird und während des Probelaufs erfaßt wird, um anschließend die Gerätetoleranzen bzw. Geräteabweichungen zu erfassen und bei der Bildverarbeitung der aufgenommenen Bil­ der berücksichtigen zu können. Mit Hilfe dieses Kalibrier­ laufs können jedoch die Gerätetoleranzen nur für eine vor­ definierte Gerätestellung, d. h. für die bestimmte Ablauf­ ebene des C-Bogens des Röntgengeräts, ermittelt und berück­ sichtigt werden. Eine Kalibrierung für jede beliebige Geräte­ stellung, die einer dreidimensionalen Kalibrierung gleich­ kommt, ist jedoch aus Aufwands- und Komplexitätsgründen nicht durchführbar. Wird nun für die Durchleuchtung der Untersu­ chungsperson 1 eine andere Gerätegrundeinstellung gewählt, kann zwar - wie oben beschrieben worden ist - dasjenige Ein­ zelmaskenbild aus dem dreidimensionalen Bilddatensatz der Rechnereinheit 4 ausgewählt werden, dessen Projektionsrich­ tung bestmöglich der augenblicklichen Projektionsrichtung entspricht; es sind jedoch aufgrund der in dieser Geräte­ stellung nicht kalibrierten Gerätetoleranzen Deckungsfehler zwischen dem ausgewählten Einzelmaskenbild und dem in der eingestellten Projektionsrichtung aufgenommenen Augenblicks­ bild, welches in der Rechnereinheit 5 gespeichert wird, vor­ handen. Zu diesem Zweck ist eine Nachbearbeitung der Bilder erforderlich, um das Augenblicksbild mit dem Einzelmaskenbild deckungsgleich zu machen. Diese Nachbearbeitung kann insbe­ sondere in Form einer zwei- oder dreidimensionalen Anpas­ sungsmaßnahme ("Matchen") automatisch oder halbautomatisch durch das Rechenwerk 6 durchgeführt werden, wobei hierzu vorzugsweise Bildstrukturen verwendet werden, die entweder in dem ausgewählten Einzelmaskenbild der dreidimensionalen Mas­ kenbildaufnahme der Rechnereinheit 4 und dem Augenblicksbild der Rechnereinheit 5 gleich sind oder zwischen denen zwangs­ läufig eine Korrelation bestehen muß. Dies soll nachfolgend näher erläutert werden.

So kann das Augenblicksbild mit dem ausgewählten Einzelmas­ kenbild der dreidimensionalen Maskenbildaufnahme beispiels­ weise dadurch in Deckung gebracht werden, daß durch x- und y-Verschiebung die einzelnen Bildpunkte in Deckung gebracht werden. Dieses Verfahren wird als Pixelshifting (Bildpunkt­ verschiebung) bezeichnet und kann automatisch beispielsweise durch das Rechenwerk 6 durchgeführt werden. Bei einer Biplan­ durchleuchtung kann der Abgleich zwischen den beiden Augen­ blicksbildern der unterschiedlichen Projektionsrichtungen und einem entsprechenden Einzelmaskenbild der dreidimensionalen Maskenbildaufnahme nacheinander oder abwechselnd dreidimen­ sional interaktiv erfolgen, d. h. die beiden Augenblicks­ bilder der Untersuchungsstelle, die aus unterschiedlichen Projektionsrichtungen aufgenommen werden, werden getrennt voneinander in Deckung mit dem entsprechend ausgewählten Einzelmaskenbild der zuvor aufgenommenen und abgespeicherten dreidimensionalen Maskenbildaufnahme gebracht.

Liegt der Katheter bereits in der, Nähe des Zielgebiets bzw. der gewünschten Untersuchungsstelle, kann ein direktes "Matchen" des Katheters mit den Gefäßdarstellungen des Mas­ kenbilds der dreidimensionalen Maskenbildaufnahme durchge­ führt werden. Zu diesem Zweck wird die Erkenntnis ausgenützt, daß der Katheter in dem entsprechenden Gefäß liegen muß. Fig. 2a zeigt die Darstellung der Anzeige 7 für den Fall, daß die Darstellung eines Gefäßes 8, welche durch ein ausgewähl­ tes Einzelmaskenbild der dreidimensionalen Maskenbildaufnahme der Rechnereinheit 4 gewonnen wird, nicht deckungsgleich mit der Darstellung des Katheters 9 ist, wobei diese Darstellung durch die Augenblicksaufnahme mit Hilfe der Rechnereinheit 5 gewonnen wird. Da der Katheter 9 zwangsläufig in dem Gefäß 8 liegen muß, kann das Einzelmaskenbild der dreidimensionalen Maskenbildaufnahme oder alternativ das Augenblicksbild der Durchleuchtung derart verschoben werden, daß der Katheter 9 in dem Gefäß 8 zu liegen kommt, wie es in Fig. 2b dargestellt ist.

Liegt der Katheter bereits in der Nähe des Zielgebiets, kann alternativ auch eine Probeinjektion des Kontrastmittels unter Durchleuchtung erfolgen und das dabei aufgenommene bzw. ge­ speicherte Einzelbild der Gefäße mit den identischen Gefäßen des zuvor aufgenommenen Maskenbilds der dreidimensionalen Maskenbildaufnahme in Deckung gebracht werden, um somit si­ cherzustellen, daß stets das in der entsprechenden Geräte­ stellung aufgenommene Augenblicksbild der Rechnereinheit 5 deckungsgleich mit dem Einzelmaskenbild der dreidimensionalen Maskenbildaufnahme der Rechnereinheit 4 ist.

Die zuvor beschriebenen "Matchmaßnahmen" führen jeweils dazu, daß das unter Durchleuchtung aufgenommene Augenblicksbild der Untersuchungsstelle bzw. des entsprechenden Gefäßes genau in Deckung mit dem zuvor aufgenommenen Gefäßbild der dreidimen­ sionalen Maskenbildaufnahme ist, so daß die gemäß der vorlie­ genden Erfindung durchgeführte Roadmaptechnik zu dem ge­ wünschten Erfolg führt und eine zuverlässige und sichere Lokalisierung und Plazierung des Katheters in dem entspre­ chenden Gefäß möglich ist.

Claims (18)

1. Verfahren zum Positionieren eines in ein Gefäß (8) ein­ geführten Katheters (9), umfassend die Schritte

• a) Injizieren eines Kontrastmittels in das Gefäß (8) und Er­ zeugen eines dreidimensionalen Bildes des Gefäßes (8) mit dem Kontrastmittel, wobei das dreidimensionale Bild durch eine Vielzahl von ersten Einzelbildern des Gefäßes (8) gebildet ist, die mit Hilfe eines Röntgengeräts (2, 3) aus unter­ schiedlichen Aufnahmerichtungen aufgenommen werden,
• b) Aufnehmen eines zweiten Einzelbildes des Gefäßes (8) mit in das Gefäß (8) eingeführtem Katheter (9) mit Hilfe eines Röntgengeräts (2, 3) aus einer bestimmten Aufnahmerichtung,
• c) Auswählen eines bestimmten ersten Einzelbildes aus der Vielzahl von ersten Einzelbildern des im Schritt a) erzeugten dreidimensionalen Bildes, dessen Aufnahmerichtung bestmöglich der Aufnahmerichtung des im Schritt b) aufgenommen zweiten Einzelbildes entspricht, und
• d) Kombinieren des im Schritt c) ausgewählten ersten Einzel­ bildes mit dem im Schritt b) aufgenommenen zweiten Einzelbild zu einem Kombinationsbild des Gefäßes (8) mit darin ein­ geführtem Katheter (9), welches dargestellt wird, um anhand des Kombinationsbildes die Position des Katheters (9) in dem Gefäß (8) bestimmen zu können.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Schritt a) aus der Viel­ zahl der aus unterschiedlichen Aufnahmerichtungen aufgenom­ menen ersten Einzelbildern ein dem dreidimensionalen Bild entsprechender Bilddatensatz erzeugt wird, aus dem im Schritt c) die dem auszubildenden ersten Einzelbild entsprechenden Bilddaten ausgewählt und im Schritt d) mit den Bilddaten des im Schritt b) aufgenommenen zweiten Einzelbildes kombiniert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt a) die ersten Einzelbilder aus den unterschiedlichen Aufnahmerichtungen dadurch aufgenommen werden, daß eine Bildaufnahmeeinrichtung (2, 3) des Röntgengeräts um eine das Gefäß (8) aufweisende Untersuchungsstelle geschwenkt wird und in unterschiedlichen Schwenkpositionen jeweils ein erstes Einzelbild aufgenommen wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die im Schritt b) eingestellte Aufnahmerichtung für die Aufnahme des zweiten Einzelbildes derart gewählt wird, daß sie für die Führung des Katheters (9) in dem Gefäß (8) bestmöglich geeignet ist.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor der im Schritt d) durchgeführten Kombination das im Schritt b) aufgenommene zweite Einzelbild gemäß einer bestimmten Ver­ zerrungseigenschaft des Röntgengeräts (2, 3) entzerrt oder das im Schritt e) ausgewählte erste Einzelbild des dreidimen­ sionalen Bildes gemäß der Verzerrungseigenschaft des Rönt­ gengeräts (2, 3) verzerrt wird, so daß im Schritt d) zwei gleichmäßig entzerrte oder zwei gleichmäßig verzerrte Einzel­ bilder miteinander kombiniert werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Durchführung des Schritts b) ein drittes Einzelbild des Ge­ fäßes (8) ohne den Katheter (9) aus der dem Schritt b) ent­ sprechenden bestimmten Aufnahmerichtung aufgenommen wird, welches nach der Durchführung des Schritts b) von dem zweiten Einzelbild subtrahiert wird, wobei im Schritt d) das somit erhaltene Subtraktionsbild mit dem im Schritt c) ausgewählten ersten Einzelbild zu dem Kombinationsbild kombiniert wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor Inbetriebnahme des Röntgengeräts (2, 3) ein Probelauf des Röntgengeräts (2, 3) mit Hilfe eines Kalibrierphantoms durch­ geführt wird, um mechanische Gerätetoleranzen des Röntgen­ geräts (2, 3) bei der Durchführung des Verfahrens berück­ sichtigen zu können.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Durchführung des Schritts d) Deckungsfehler zwischen dem im Schritt c) ausgewählten ersten Einzelbild und dem im Schritt b) aufgenommenen zweiten Einzelbild durch eine entsprechende Bildanpassung der beiden Einzelbilder eliminiert werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das im Schritt c) ausgewähl­ te Einzelbild mit dem im Schritt b) aufgenommen zweiten Ein­ zelbild durch eine automatische Bildpunktverschiebung bei der Durchführung des Schritts d) in Deckung gebracht wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei der Durchführung des Schritts d) das im Schritt c) ausgewählte erste Einzelbild und das im Schritt b) aufgenommene zweite Einzelbild zuein­ ander derart verschoben werden, daß in dem daraus resultie­ renden Kombinationsbild der Katheter (9) in dem Gefäß (8) zu liegen kommt.

11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß aus der im Schritt b) ein­ gestellten bestimmten Aufnahmerichtung ein weiteres Einzel­ bild des Gefäßes (8) nach einer Kontrastmittelinjektion auf­ genommen wird, wobei das im Schritt b) aufgenommene zweite Einzelbild und das im Schritt c) ausgewählte erste Einzelbild zueinander derart verschoben werden, daß die Darstellung des Gefäßes (8) in dem im Schritt c) ausgewählten ersten Einzel­ bild deckungsgleich mit dem zusätzlich aufgenommenen weiteren Einzelbild ist.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte b)-d) für zwei unterschiedliche bestimmte Aufnahme­ richtungen durchgeführt werden, so daß zwei unterschiedliche Kombinationsbilder erhalten werden, die jeweils dargestellt werden, um aus unterschiedlichen Blickrichtungen, welche den unterschiedlichen bestimmten Aufnahmerichtungen entsprechen, die Position des Katheters (9) in dem Gefäß (8) bestimmen zu können.

13. Vorrichtung zur angiographischen Untersuchung mit Hilfe eines in ein Gefäß (8) einzuführenden Katheters (9),
mit einem Röntgengerät (2, 3) zur Aufnahme von Einzelbildern des Gefäßes (8) aus verschiedenen Aufnahmerichtungen,
mit einer ersten Bildspeichereinrichtung (4) zum Speichern von einer Vielzahl von ersten Einzelbildern des Gefäßes (8), die mit Hilfe des Röntgengeräts (2, 3) nach Injektion eines Kontrastmittels in das Gefäß (8) aus verschiedenen Aufnahme­ richtungen aufgenommen worden sind und zusammen ein drei­ dimensionales Bild des Gefäßes (8) ergeben,
mit einer zweiten Bildspeichereinrichtung (5) zum Speichern eines zweiten Einzelbildes des Gefäßes (8) mit darin ein­ geführtem Katheter (9), welches mit Hilfe des Röntgengeräts (2, 3) aus einer bestimmten Aufnahmerichtung aufgenommen wor­ den ist,
mit einer Bildverarbeitungseinrichtung (6) zum Kombinieren eines bestimmten Einzelbildes der in der ersten Bildspeicher­ einrichtung (4) gespeicherten Vielzahl von ersten Einzel­ bildern, dessen Aufnahmerichtung bestmöglich der Aufnahme­ richtung des zweiten Einzelbildes entspricht, mit dem zweiten Einzelbild zur Erzeugung eines Kombinationsbildes des Gefäßes (8) mit darin eingeführtem Katheter (9), und
mit einer Anzeige (7) zur Darstellung des Kombinationsbildes.

14. Vorrichtung nach Anspruch. 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Röntgengerät (2, 3) derart ausgestaltet ist, daß eine Bildaufnahmeeinrichtung (3) des Röntgengeräts (2, 3) um eine das Gefäß (8) aufweisende Untersuchungsstelle geschwenkt werden kann, um in unter­ schiedlichen Schwenkpositionen aus entsprechenden Aufnahme­ richtungen die ersten Einzelbilder aufnehmen zu können, die zusammen das dreidimensionale Bild des Gefäßes (8) ergeben.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildverarbeitungs­ einrichtung (6) derart ausgestaltet ist, daß sie vor Kombi­ nation des bestimmten ersten Einzelbildes mit dem zweiten Einzelbild das zweite Einzelbild gemäß einer bestimmten Ver­ zerrungseigenschaft des Röntgengeräts (2, 3) entzerrt oder das bestimmte erste Einzelbild gemäß der Verzerrungseigen­ schaft des Röntgengeräts (2, 3) verzerrt, so daß zwei gleich­ mäßig entzerrte oder zwei gleichmäßig verzerrte Einzelbilder zu dem Kombinationsbild kombinierbar und auf der Anzeige (7) darstellbar sind.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, da­ durch gekennzeichnet, daß die Bildverarbeitungseinrichtung (6) derart ausgestaltet ist, daß sie durch eine entsprechende Bildverarbeitung Deckungsfehler zwischen dem mit dem zweiten Einzelbild zu kombinierenden bestimmten ersten Einzelbild eliminiert, um das bestimmte erste Einzelbild deckungsgleich mit dem zweiten Einzelbild zu machen.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildverarbeitungs­ einrichtung (6) derart ausgestaltet ist, daß sie durch eine entsprechende Verschiebung der Bildpunkte des bestimmten ersten Einzelbilds und/oder des zweiten Einzelbilds die Deckungsgleichheit des bestimmten ersten Einzelbilds und des zweiten Einzelbilds herbeiführt.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine weitere zweite Bildspeichereinrichtung zum Speichern eines weiteren zweiten Einzelbilds des Gefäßes (8) mit eingeführtem Katheter (9), welches mit Hilfe eines Rönt­ gengeräts (2, 3) aus einer anderen bestimmten Aufnahmerich­ tung aufgenommen worden ist, und eine weitere Bildverarbei­ tungseinrichtung umfaßt, wobei die weitere Bildverarbeitungs­ einrichtung ein weiteres bestimmtes erstes Einzelbild der in der ersten Bildspeichereinrichtung (4) gespeicherten Vielzahl von ersten Einzelbildern, dessen Aufnahmerichtung bestmöglich der anderen bestimmten Aufnahmerichtung des weiteren zweiten Einzelbildes entspricht mit dem weiteren zweiten Einzelbild zur Erzeugung eines weiteren Kombinationsbildes des Gefäßes (8) mit darin eingeführtem Katheter (9) kombiniert, wobei das weitere Kombinationsbild auf der Anzeige (7) dar­ gestellt wird, um aus den unterschiedlichen Blickrichtungen, welche unterschiedlichen bestimmten Aufnahmerichtungen entsprechen, die Position des Katheters (9) in dem Gefäß (8) beurteilen zu können.