DE10141406A1 - Verfahren zum Detektieren der dreidimensionalen Position eines in einen Körperbereich eingeführten Untersuchungsinstruments - Google Patents
Verfahren zum Detektieren der dreidimensionalen Position eines in einen Körperbereich eingeführten UntersuchungsinstrumentsInfo
- Publication number
- DE10141406A1 DE10141406A1 DE10141406A DE10141406A DE10141406A1 DE 10141406 A1 DE10141406 A1 DE 10141406A1 DE 10141406 A DE10141406 A DE 10141406A DE 10141406 A DE10141406 A DE 10141406A DE 10141406 A1 DE10141406 A1 DE 10141406A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- markings
- image
- projection
- recording
- dimensional
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 31
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 210000000746 body region Anatomy 0.000 claims description 3
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 2
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000002996 emotional effect Effects 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/46—Arrangements for interfacing with the operator or the patient
- A61B6/461—Displaying means of special interest
- A61B6/466—Displaying means of special interest adapted to display 3D data
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/12—Arrangements for detecting or locating foreign bodies
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/42—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
- A61B6/4208—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector
- A61B6/4233—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector using matrix detectors
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/44—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis
- A61B6/4429—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to the mounting of source units and detector units
- A61B6/4435—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to the mounting of source units and detector units the source unit and the detector unit being coupled by a rigid structure
- A61B6/4441—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to the mounting of source units and detector units the source unit and the detector unit being coupled by a rigid structure the rigid structure being a C-arm or U-arm
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
- A61B90/39—Markers, e.g. radio-opaque or breast lesions markers
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Abstract
Verfahren zum Detektieren der dreidimensionalen Position eines in einen Körperbereich eingeführten Untersuchungsinstruments, an dem wenigstens drei in ihrer geometrischen Anordnung zueinander bekannte Markierungen vorgesehen sind, unter Verwendung einer Vorrichtung zur Aufnahme von Strahlungsbildern mit einer Strahlungsquelle und einem Strahlungsempfänger, mit folgenden Schritten: DOLLAR A - Aufnahme wenigstens eines zweidimensionalen Projektionsbildes des Körperbereichs, DOLLAR A - Ermittlung der Positionen (u¶i¶, v¶i¶) wenigstens dreier in einem Projektionsbild gezeigten strahlungsopaken Markierungen, DOLLAR A - Ermittlung der Raumkoordinaten (x¶i¶, y¶i¶, z¶i¶) der wenigstens drei Markierungen im Koordinatensystem der Aufnahmevorrichtung anhand der Positionen (u¶i¶, v¶i¶) und der zu dem Projektionsbild gehörigen Projektionsmatrix unter Berücksichtigung der bekannten geometrischen Anordnung der Markierungen zueinander.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Detektieren der dreidimensionalen Position eines in einen Körperbereich eingeführten medizinischen Untersuchungsinstruments, unter Verwendung einer Vorrichtung zur Aufnahme von Strahlungsbildern mit einer Strahlungsquelle und einem Strahlungsempfänger.
- Damit der Arzt, der z. B. ein Endoskop oder ein ähnliches starres Instrument führt, dieses in das gewünschte Zielgebiet schieben kann, ist es erforderlich, dass er Informationen über die jeweilige Position bzw. Lage des Instruments während des Verschiebens erhält. Bis dato erhält der Arzt die relevanten Informationen anhand von mittels eines Röntgensystems aufgenommenen Durchleuchtungsbildern des Untersuchungs- oder Körperbereichs. Zumeist werden kontinuierliche Durchleuchtungsbilder aus zwei verschiedenen Richtungen bzw. mit zwei unter einem Winkel zueinander stehenden Bildebene aufgenommen. Diese werden dem Arzt nebeneinander an einem gemeinsamen oder zwei nebeneinander stehenden Monitoren dargestellt. Anhand dieser beiden Bilder, deren Bildebenen zumeist senkrecht aufeinander stehen, kann der Arzt die Position des Instruments bestimmen und erkennen, wie sich das Instrument im Raum bewegt. Nachteilig hierbei ist jedoch, dass der Arzt gleichzeitig auf zwei Monitore bzw. zwei Bilder blicken muss, um die benötigte Information zu erhalten. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die beiden Bilder lediglich Projektionsbilder sind. D. h. alle Körperteile in der Projektionsrichtung sind einander überlagert. Im Ergebnis ist es für den Arzt mithin kompliziert, die tatsächlich gegebene dreidimensionale Geometrie anhand dieser beiden zweidimensionalen Projektionsbilder zu erkennen und zu erfassen, wie das Instrument nun tatsächlich im Körperbereich positioniert ist und wie und in welcher Richtung er es weiter verschieben muss, um in das gewünschte Zielgebiet zu gelangen.
- Alternativ dazu ist es insbesondere bei starren Untersuchungsinstrumenten, um die es im vorliegenden Fall geht, auch bekannt, Navigationssysteme zu verwenden. Hierzu wird eine oder werden mehrere Navigationsmarkierungen an unbewegten Positionen des Untersuchungspatienten, z. B. der Haut, einem Knochen oder dergleichen und an dem in seiner Position zu erfassenden Untersuchungsinstrument befestigt. Die bekannten Navigationssysteme verwenden optische Kameras und Infrarotlicht emittierende Dioden in den Markierungen. Andere Techniken verwenden akustische oder magnetische Sensoren. Normalerweise werden sämtliche Positionen bezüglich des Koordinatensystems des Navigationssystems erfasst und anschließend in das Koordinatensystem des C-Bogens, in dem die Bildaufnahme erfolgt, überführt. Auch dieses Verfahren ist sehr aufwendig.
- Der Erfindung liegt das Problem zugrunde ein Verfahren anzugeben, das auf einfache Weise die Ermittlung der dreidimensionalen Position eines Untersuchungsinstruments zulässt.
- Zur Lösung dieses Problems ist ein Verfahren der eingangs genannten Art mit folgenden Schritten vorgesehen:
- - Aufnahme wenigstens eines zweidimensionalen Projektionsbildes des Körperbereichs,
- - Ermittlung der Positionen (ui, vi) wenigstens dreier in einem Projektionsbild gezeigten strahlungsopaken Markierungen,
- - Ermittlung der Raumkoordinaten (xi, yi, zi) der Markierungen im Koordinatensystem der Aufnahmevorrichtung anhand der Positionen (ui, vi) und der zu dem Projektionsbild gehörigen Projektionsmatrix unter Berücksichtigung der bekannten geometrischen Anordnung der Markierungen zueinander.
- Die Erfindung bietet die Möglichkeit, anhand lediglich eines Projektionsbilds die dreidimensionale Position eines Untersuchungsinstruments im Koordinatensystem des C-Bogens erfassen zu können. Anhand eines zweidimensionalen Projektionsbildes, in dem die wenigstens drei am Untersuchungsinstrument angeordneten strahlungsopaken Markierungen zu sehen sind, werden zunächst ihre zweidimensionalen Positionen ui, vi im Projektionsbild und damit in der Ebene des Strahlungsdetektors ermittelt. Die geometrische Anordnung der Markierungen zueinander ist dabei bekannt, d. h. es ist bekannt, wie die Markierungen räumlich zueinander stehen und am Instrument angeordnet sind. Anhand der Projektionsmatrix, die zu dem bearbeiteten Projektionsbild bekannt sein muss und die sämtliche relevanten geometrischen Daten hinsichtlich der Röhren- und Detektorpositionen etc. zu der im jeweiligen Projektionsbild enthält, kann nun anhand der ermittelten Markierungspositionen im Projektionsbild sowie den bekannten geometrischen Verhältnissen hinsichtlich der Anordnung der Markierungen ermittelt werden, wo diese im Raum sind. Denn die Positionen der Abbildungen der Markierungen im Projektionsbild hängen naturgemäß von ihrer Stellung im Raum ab, während sie sich im Strahlengang zwischen dem Fokus der Strahlungsquelle und der Detektorebene befinden.
- Dabei kann zur Ermittlung der Raumkoordinaten (xi, yi, zi) zunächst ein Satz linearer Gleichungen zur Beschreibung der direkten Verbindungslinien zwischen dem Fokus der Strahlungsquelle und der jeweiligen Position (ui, vi) im Projektionsbild aufgestellt werden, wonach aus dem Gleichungssatz unter Berücksichtigung der geometrischen Anordnung die Raumkoordinaten ermittelt werden.
- Die geometrische oder räumliche Anordnung der Markierungen am Untersuchungsinstrument kann beliebig sein, beispielsweise können die Markierungen in einer Linie mit einem definierten Längenabstand positioniert sein. Auch sind andere Positionierungen denkbar. Wichtig ist nur, dass ihre Anordnung zueinander, also der Abstand sowie der Winkel, den sie miteinander bilden, bekannt ist. Auch können mehr als drei Markierungen verwendet werden. Es ist dann nur darauf zu achten, dass im Projektionsbild erkennbar ist, welche drei Markierungen - und zur Ermittlung der Raumkoordinaten müssen mindestens drei Markierungen im Projektionsbild zu sehen sein - konkret dargestellt sind, damit die entsprechenden geometrischen Daten diesbezüglich herangezogen werden können.
- Um für den Arzt die erfassten Informationen aussagekräftig ausbreiten und darstellen zu können ist es zweckmäßig, wenn anhand mehrerer zweidimensionalen Projektionen, die vor der Einführung des Untersuchungsinstruments aufgenommen wurden, zuerst ein dreidimensionales Volumenbild des Körperbereichs erstellt wird, in dem die Markierungen dargestellt werden. D. h., dass dem Arzt während der in situ-Erfassung der Markierungskoordinaten diese nach ihrer Ermittlung sofort im erstellten dreidimensionalen Volumenbild dargestellt werden, so dass er genau weiß, wie das Instrument liegt. Die Darstellung der Markierungen ist insbesondere dann bereits ausreichend, wenn diese längs einer Linie am Instrument angeordnet sind. Daneben ist es natürlich auch denkbar, in dem Volumenbild das Untersuchungsinstrument selbst darzustellen. Dieses kann, nachdem die Raumkoordinaten der Markierungen, die fest an dem starren Untersuchungsinstrument befestigt sind, bekannt sind, ohne Probleme in der richtigen Lage ins Volumenbild eingeblendet werden.
- Neben dem erfindungsgemäßen Verfahren betrifft die Erfindung ferner eine Vorrichtung zur Aufnahme von Strahlungsbildern, umfassend eine Strahlungsquelle und einen Strahlungsempfänger, sowie Bildaufnahme- und -rechenmittel. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist ausgebildet
- - zum Aufnehmen wenigstens eines zweidimensionalen Projektionsbildes eines Körperbereichs, in den ein Untersuchungsinstrument mit wenigstens drei in ihrer geometrischen Anordnung zueinander bekannten Markierungen eingeführt ist,
- - zum Ermitteln der Positionen (ui, vi) der wenigstens drei in einem Projektionsbild gezeigten strahlungsopaken Markierungen, und
- - zum Ermitteln der Raumkoordinaten (xi, yi, zi) der wenigstens drei Markierungen im Koordinatensystem der Aufnahmevorrichtung anhand der Positionen (ui, vi) und der zu dem Projektionsbild gehörigen Projektionsmatrix unter Berücksichtigung der bekannten geometrischen Anordnung der Markierungen zueinander.
- Die Bildaufnahme- und -rechenmittel können dabei zur Ermittlung der Raumkoordinaten (xi, yi, zi) anhand eines Satzes linearer Gleichungen zur Beschreibung der direkten Verbindungslinien zwischen dem Fokus der Strahlungsquelle und der jeweiligen Position (ui, vi) im Projektionsbild unter Berücksichtigung der geometrischen Anordnung ausgebildet sein. Ferner können über die Bildaufnahme- und -rechenmittel entweder allein die Markierungen oder aber das Untersuchungsinstrument selbst in das Volumenbild, das anhand der zweidimensionalen Projektionen errechnet werden kann, eingeblendet werden. Wird das Untersuchungsinstrument eingeblendet so ist es zweckmäßig, wenn im Bildaufnahme- und -rechenmittel eine Darstellung des Untersuchungsinstruments abgelegt ist, das in Abhängigkeit der ermittelten Raumkoordinaten in das Volumenbild eingezeichnet wird. Da natürlich unterschiedlichste Untersuchungsinstrumente in den Körper eingeführt werden können ist es zweckmäßig, wenn zu den unterschiedlichen Typen jeweils entsprechende, benutzerseitig vorher auswähl- oder bestimmbare Bilder abgelegt sind, die dann lagegenau eingezeichnet werden können.
- Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
- Fig. 1 eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, und
- Fig. 2 eine Prinzipskizze zur Erläuterung der Ermittlung der Raumkoordinaten.
- Fig. 1 zeigt in Form einer Prinzipskizze eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Diese Vorrichtung 1 umfasst ein C-Bogensystem 2 mit einem C-Bogen 3, an dem eine Strahlungsquelle 4 sowie ein Strahlungsdetektor 5 angeordnet sind. Die Strahlungsquelle 4 ist als Röntgenstrahler, der Strahlungsdetektor 5 als Röntgenbildverstärker oder als Flachbilddetektor ausgebildet.
- Zur Steuerung des Bildaufnahmebetriebs sowie zur Ermittlung der auszugebenden Bilder ist ein Bildaufnahme- und -rechenmittel 6 vorgesehen, mit dem sämtliche relevanten Funktionen, sei es die Bewegung des C-Bogens oder die Steuerung der Strahlungsquelle und des Strahlungsdetektors sowie die Koordinatenermittlung und die eigentliche Bildermittelung und Ausgabe gesteuert wird. Die Bildausgabe selbst erfolgt an einem Monitor 7.
- In den Patienten 8 soll unter ständiger Beobachtung ein medizinisches, starres Instrument 9 eingeführt werden, das also einen starren Instrumentenkörper besitzt. An dem Instrument 9 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel drei strahlungsopake Markierungen 10 lagestabil angeordnet. Die geometrische Anordnung der Markierungen 10 am Instrumentenkörper ist bekannt. Im gezeigten Beispiel sind die Markierungen 10 in einer Linie angeordnet und jeweils um eine vorbestimmte, bekannte Länge 1 voneinander beabstandet. Es sei angenommen, dass die Markierungen 10 der Reihe nach mit "a, b, c" benannt sind. Dann definiert sich der Abstand von Markierung zu Markierung zu 1ab, 1ac und 1bc.
- Zur ständigen Kontrolle der Position des Untersuchungsinstruments 9 wird nun mittels des feststehenden C-Bogensystems 2 kontinuierlich der Körperbereich, in den das Untersuchungsinstrument 9 einzuführen ist, aufgenommen. Das C-Bogensystem liefert einen Satz zeitlich abfolgender zweidimensionaler Projektionsbilder. Zur Ermittlung der Ist-Position des Untersuchungsinstruments 9 wird nun ein Projektionsbild P aus der Serie der Projektionsbilder genommen und analysiert. Dies ist in Fig. 2 im Detail dargestellt.
- Gezeigt ist das Projektionsbild P, also das Detektorbild, wie es zu einer bestimmten Stellung der Strahlungsquelle 4 und des Strahlungsdetektors 5 vom Körperbereich aufgenommen wurde. In dem Projektionsbild P sind die drei Markierungen 10, die dort mit a, b, c gekennzeichnet sind, sichtbar. Die Position der Markierungen a, b, c im Projektionsbild P kann anhand der Positionsdaten (ua, va), (ub, vb) und (uc, vc) in der zweidimensionalen Bildebene beschrieben werden, wie in Fig. 2 gezeigt.
- Weiterhin ist zu dem bekannten Projektionsbild P die Projektionsmatrix bekannt, in der die näheren Informationen hinsichtlich der Stellung der Strahlungsquelle sowie des Strahlungsdetektors im C-Bogensystem-Koordinatensystem und sonstige relevante Bildaufnahmeinformationen enthalten sind. Die drei Markierungen, wie sie am Untersuchungsinstrument angeordnet sind, sind in Fig. 2 mit 10a, 10b und 10c gekennzeichnet. Damit sie im Projektionsbild P abgebildet werden können, müssen sie zwangsläufig im Strahlengang zwischen dem Fokus der Strahlungsquelle 4 und der Detektorebene liegen. Anhand der Projektionsmatrix, die u. a. die Position des Fokus der Strahlungsquelle 4 zur gegebenen Projektion P enthält (der Fokus ist mit F in Fig. 2 gekennzeichnet) sowie der bekannten geometrischen Randbedingungen aufgrund der relativen Lage der Markierungen 10a, 10b und 10c zueinander ist es nun möglich, die tatsächlichen Raumkoordinaten Xa = (xa, ya, za) für die Markierung 10a, Xb = (xb, yb, zb) für die Markierung 10b und Xc = (xc, yc, zc) für die Markierung 10c zu berechnen, wobei die Markierungen 10a, b, c auf einer direkten Linie vom Fokus F zum jeweiligen Punkt a, b, c im Projektionsbild P liegen müssen. Die Bestimmung der Raumkoordinaten Xa, Xb und Xc erfolgt im Koordinatensystem (x, y, z) des C-Bogensystems 2.
- Sind nun die Koordinaten Xa, Xb und Xc bekannt, so kann hieraus, da die Markierungen fest am Untersuchungsinstrument 9 angeordnet sind, zwangsläufig die genaue Lage des Untersuchungsinstruments 9 im Koordinatensystem (x, y, z) ermittelt werden.
- Zur für den Arzt auswertbaren Darstellung kann nun anhand von vor der Intervention aufgenommenen 2-D-Projektionsbildern mit rotierendem C-Bogen ein dreidimensionales Volumen rekonstruiert, wozu bekannte Rekonstruktionsverfahren eingesetzt werden. Die Darstellung des dreidimensionalen Volumenbilds erfolgt am Monitor 7. Ferner wird nun nach Bestimmung der Raumkoordinaten des Untersuchungsinstruments 9 dieses lagerichtig in das am Monitor 7 gezeigte dreidimensionale Volumen eingezeichnet. Zweckmäßigerweise ist hierzu im Bildaufnahme- und -rechenmittel ein Satz unterschiedlicher Untersuchungsinstrumente abgelegt, so dass auch das von seiner Konstruktion und seinen Abmessungen her richtige Untersuchungsinstrument lage- und dimensionsrichtig in das Volumenbild eingeblendet werden kann.
Claims (10)
1. Verfahren zum Detektieren der dreidimensionalen Position
eines in einen Körperbereich eingeführten
Untersuchungsinstruments, an dem wenigstens drei in ihrer geometrischen
Anordnung zueinander bekannte Markierungen vorgesehen sind,
unter Verwendung einer Vorrichtung zur Aufnahme von
Strahlungsbildern mit einer Strahlungsquelle und einem
Strahlungsempfänger, mit folgenden Schritten:
- Aufnahme wenigstens eines zweidimensionalen
Projektionsbildes des Körperbereichs,
- Ermittlung der Positionen (ui, vi) wenigstens dreier in
einem Projektionsbild gezeigten strahlungsopaken Markierungen,
- Ermittlung der Raumkoordinaten (xi, yi, zi) der wenigstens
drei Markierungen im Koordinatensystem der
Aufnahmevorrichtung anhand der Positionen (ui, vi) und der zu dem
Projektionsbild gehörigen Projektionsmatrix unter Berücksichtigung
der bekannten geometrischen Anordnung der Markierungen
zueinander.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der
Raumkoordinaten (xi, yi, zi) ein Satz linearer Gleichungen zur
Beschreibung der direkten Verbindungslinien zwischen dem Fokus
der Strahlungsquelle und der jeweiligen Position (ui, vi) im
Projektionsbild aufgestellt wird, wonach aus dem
Gleichungssatz unter Berücksichtigung der geometrischen Anordnung die
Raumkoordinaten ermittelt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass ein
Untersuchungsinstrument mit wenigstens drei in einer Linie angeordneten
Markierungen verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
anhand mehrerer zweidimensionalen Projektionen ein
dreidimensionales Volumenbild des Körperbereichs erstellt wird, in dem
die Markierungen dargestellt werden.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass in
dem Volumenbild das Untersuchungsinstrument dargestellt wird.
6. Vorrichtung zur Aufnahme von Strahlungsbildern umfassend
eine Strahlungsquelle (4) und einen Strahlungsempfänger (5),
sowie Bildaufnahme- und -rechenmittel (6), ausgebildet
zum Aufnehmen wenigstens eines zweidimensionalen Projektionsbildes (P) eines Körperbereichs, in den ein Untersuchungsinstrument (9) mit wenigstens drei in ihrer geometrischen Anordnung zueinander bekannten Markierungen (10, 10a, 10b, 10c) eingeführt ist,
zum Ermitteln der Positionen (ui, vi) der wenigstens drei in einem Projektionsbild (P) gezeigten strahlungsopaken Markierungen, und
zum Ermitteln der Raumkoordinaten (xi, yi, zi) der wenigstens drei Markierungen im Koordinatensystem der Aufnahmevorrichtung anhand der Positionen (ui, vi) und der zu dem Projektionsbild (P) gehörigen Projektionsmatrix unter Berücksichtigung der bekannten geometrischen Anordnung der Markierungen (10a, 10b, 10c) zueinander.
zum Aufnehmen wenigstens eines zweidimensionalen Projektionsbildes (P) eines Körperbereichs, in den ein Untersuchungsinstrument (9) mit wenigstens drei in ihrer geometrischen Anordnung zueinander bekannten Markierungen (10, 10a, 10b, 10c) eingeführt ist,
zum Ermitteln der Positionen (ui, vi) der wenigstens drei in einem Projektionsbild (P) gezeigten strahlungsopaken Markierungen, und
zum Ermitteln der Raumkoordinaten (xi, yi, zi) der wenigstens drei Markierungen im Koordinatensystem der Aufnahmevorrichtung anhand der Positionen (ui, vi) und der zu dem Projektionsbild (P) gehörigen Projektionsmatrix unter Berücksichtigung der bekannten geometrischen Anordnung der Markierungen (10a, 10b, 10c) zueinander.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, dass die Bildaufnahme- und
-rechenmittel (6) zur Ermittlung der Raumkoordinaten (xi, yi,
zi) anhand eines Satzes linearer Gleichungen zur Beschreibung
der direkten Verbindungslinien zwischen dem Fokus (F) der
Strahlungsquelle (4) und der jeweiligen Position (ui, vi) im
Projektionsbild (P) unter Berücksichtigung der geometrischen
Anordnung ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch
gekennzeichnet, dass die Bildaufnahme- und
-rechenmittel (6) zur Ermittlung eines dreidimensionalen
Volumenbilds anhand der zweidimensionalen Projektionen (P) und
zur Darstellung der Markierungen (10, 10a, 10b, 10c) im
Volumenbild ausgebildet ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass die
Bildaufnahme- und -rechenmittel (6) zur Ermittlung eines
dreidimensionalen Volumenbilds anhand der zweidimensionalen
Projektionen und zur Darstellung des Untersuchungsinstruments
(9) im Volumenbild ausgebildet sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, dass im Bildaufnahme- und
-rechenmittel (6) eine Darstellung des Untersuchungsinstruments
(9) abgelegt ist, das in Abhängigkeit der ermittelten
Raumkoordinaten in das Volumenbild eingezeichnet wird.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10141406A DE10141406B4 (de) | 2001-08-23 | 2001-08-23 | Verfahren und Vorrichtung zum Detektieren der dreidimensionalen Position eines in einem Körperbereich eingeführten Untersuchungsinstruments |
JP2002239105A JP4290398B2 (ja) | 2001-08-23 | 2002-08-20 | 身体部位に挿入された検査器具の3次元位置の検出装置および放射線画像作成装置 |
US10/226,261 US6810280B2 (en) | 2001-08-23 | 2002-08-23 | Method and apparatus for detecting the three-dimensional position of an examination instrument inserted into a body region |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10141406A DE10141406B4 (de) | 2001-08-23 | 2001-08-23 | Verfahren und Vorrichtung zum Detektieren der dreidimensionalen Position eines in einem Körperbereich eingeführten Untersuchungsinstruments |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10141406A1 true DE10141406A1 (de) | 2003-03-13 |
DE10141406B4 DE10141406B4 (de) | 2008-01-17 |
Family
ID=7696411
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10141406A Expired - Fee Related DE10141406B4 (de) | 2001-08-23 | 2001-08-23 | Verfahren und Vorrichtung zum Detektieren der dreidimensionalen Position eines in einem Körperbereich eingeführten Untersuchungsinstruments |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6810280B2 (de) |
JP (1) | JP4290398B2 (de) |
DE (1) | DE10141406B4 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009021311A1 (de) | 2009-05-14 | 2010-11-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum Erzeugen eines Röntgenbildes eines in einen Patienten eingebrachten medizinischen Hilfsmittels |
WO2011138172A1 (de) * | 2010-05-06 | 2011-11-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum erzeugen von medizinischen 3d-bilddaten |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8265731B2 (en) | 2007-02-13 | 2012-09-11 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | Apparatus and method for aligning a light pointer with a medical interventional device trajectory |
CN101126725B (zh) * | 2007-09-24 | 2010-12-15 | 舒嘉 | 采用x射线容积摄影实现图像重建的方法 |
US10105168B2 (en) * | 2008-01-09 | 2018-10-23 | Stryker European Holdings I, Llc | Stereotactic computer assisted surgery based on three-dimensional visualization |
US10588647B2 (en) * | 2010-03-01 | 2020-03-17 | Stryker European Holdings I, Llc | Computer assisted surgery system |
ES2702370T3 (es) | 2010-07-16 | 2019-02-28 | Stryker European Holdings I Llc | Sistema y método de focalización quirúrgica |
ES2641310T3 (es) | 2012-09-27 | 2017-11-08 | Stryker European Holdings I, Llc | Determinación de la posición de rotación |
JP7170631B2 (ja) | 2016-10-05 | 2022-11-14 | ニューヴェイジヴ,インコーポレイテッド | 外科ナビゲーションシステム及び関連する方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69419134T2 (de) * | 1993-01-25 | 2000-01-20 | Cardiac Mariners Inc., Los Gatos | Katheter mit röntgen-empfindlicher, optischer positionier-vorrichtung |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5951475A (en) * | 1997-09-25 | 1999-09-14 | International Business Machines Corporation | Methods and apparatus for registering CT-scan data to multiple fluoroscopic images |
US6484049B1 (en) * | 2000-04-28 | 2002-11-19 | Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc | Fluoroscopic tracking and visualization system |
-
2001
- 2001-08-23 DE DE10141406A patent/DE10141406B4/de not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-08-20 JP JP2002239105A patent/JP4290398B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 2002-08-23 US US10/226,261 patent/US6810280B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69419134T2 (de) * | 1993-01-25 | 2000-01-20 | Cardiac Mariners Inc., Los Gatos | Katheter mit röntgen-empfindlicher, optischer positionier-vorrichtung |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009021311A1 (de) | 2009-05-14 | 2010-11-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum Erzeugen eines Röntgenbildes eines in einen Patienten eingebrachten medizinischen Hilfsmittels |
DE102009021311B4 (de) * | 2009-05-14 | 2011-02-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum Erzeugen eines Röntgenbildes eines in einen Patienten eingebrachten medizinischen Hilfsmittels |
WO2011138172A1 (de) * | 2010-05-06 | 2011-11-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum erzeugen von medizinischen 3d-bilddaten |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE10141406B4 (de) | 2008-01-17 |
US20030128800A1 (en) | 2003-07-10 |
JP4290398B2 (ja) | 2009-07-01 |
JP2003079616A (ja) | 2003-03-18 |
US6810280B2 (en) | 2004-10-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE10114099B4 (de) | Verfahren zum Detektieren der dreidimensionalen Position eines in einen Körperbereich eingeführten medizinischen Untersuchungsinstruments, insbesondere eines in ein Gefäß eingeführten Katheters | |
DE19950793B4 (de) | Röntgeneinrichtung und Verfahren zur Bestimmung von Abbildungsparametern | |
DE3717871C3 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum reproduzierbaren optischen Darstellen eines chirururgischen Eingriffes | |
DE10108547B4 (de) | Operationssystem zur Steuerung chirurgischer Instrumente auf Basis von intra-operativen Röngtenbildern | |
DE19843408C2 (de) | Verfahren zur Wiedergabe von Röntgenbildern beim Positionieren eines in ein Gefäß eingeführten Katheters und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens | |
EP0857461B1 (de) | Verfahren und Anordnung zur Positionsbestimmung bei der Röntgenbildgebung | |
EP0799434B1 (de) | Mikroskop, insbesondere stereomikroskop und verfahren zum überlagern zweier bilder | |
EP2082687B1 (de) | Überlagerte Darstellung von Aufnahmen | |
EP2840975B1 (de) | Röntgenquelle mit modul und detektor für optische strahlung | |
DE602004009861T2 (de) | Verfahren zur Erfassung Informationen um eine Schraube in einem Loch eines metallischen Gegenstands zu verriegeln | |
DE102010020781B4 (de) | Bestimmung und Überprüfung der Koordinatentransformation zwischen einem Röntgensystem und einem Operationsnavigationssystem | |
DE102014226756A1 (de) | Bildgebungsanordnung sowie Verfahren zum Positionieren eines Patienten in einer Bildgebungsmodalität | |
DE19807884C2 (de) | Verfahren zur Kalibrierung einer Aufnahmevorrichtung zur Bestimmung von räumlichen Koordinaten anatomischer Zielobjekte und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens | |
EP1382300A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Positionierung eines Patienten in einem medizinischen Diagnose- oder Therapiegerät | |
DE102005059804A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Bewegungskorrektur bei der Bildgebung während einer medizinischen Intervention | |
DE102006024242A1 (de) | Verfahren zur Detektierung einer Abweichung eines Röntgensystems in Bezug auf eine Soll-Position | |
WO2010012441A1 (de) | Röntgenbild-aufnahmesystem und röntgenbild-aufnahmeverfahren zur aufnahme von bilddaten mit röntgengeräten für eine volumenrekonstruktion | |
DE102009031165A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Aufnahme von Röntgenbildern für eine dreidimensionale Bildrekonstruktion | |
DE102011007796A1 (de) | Verfahren zur Ermittlung einer Zielposition für eine medizinische Maßnahme | |
DE212012000054U1 (de) | Geräte, Aufbau, Schaltungen und Systeme zum Beurteilen, Einschätzen und/oder Bestimmen relativer Positionen, Ausrichtungen, Orientierungen und Rotationswinkel eines Teils eines Knochens und zwischen zwei oder mehreren Teilen eines oder mehrerer Knochen | |
DE102013217476A1 (de) | Verfahren zur Repositionierung eines mobilen bildgebenden Geräts | |
DE102010015060A1 (de) | Vorrichtung zur Lagerung, Abtastung, tomographischen Darstellung eines Patienten und Durchführung einer Intervention und Verfahren zur Bestimmung der räumlichen Relation zwischen optischen Aufnahmen und tomographischen Darstellungen | |
DE10141406B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Detektieren der dreidimensionalen Position eines in einem Körperbereich eingeführten Untersuchungsinstruments | |
EP1629774B1 (de) | Registrierung von intraoperativen Scans | |
DE3803129A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum erzeugen eines durchstrahlungsbildes |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SIEMENS HEALTHCARE GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT, 80333 MUENCHEN, DE |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |