DE10359431A1 - Verfahren und Vorrichtung zur vaskulären Navigation - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur vaskulären Navigation Download PDF

Info

Publication number
DE10359431A1
DE10359431A1 DE10359431A DE10359431A DE10359431A1 DE 10359431 A1 DE10359431 A1 DE 10359431A1 DE 10359431 A DE10359431 A DE 10359431A DE 10359431 A DE10359431 A DE 10359431A DE 10359431 A1 DE10359431 A1 DE 10359431A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
mask
image
images
series
intensity
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.)
Withdrawn
Application number
DE10359431A
Other languages
English (en)
Other versions
DE10359431A8 (de
Inventor
Jean Lienard
Daniel Gannat
Julien Leger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Original Assignee
GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GE Medical Systems Global Technology Co LLC filed Critical GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Publication of DE10359431A1 publication Critical patent/DE10359431A1/de
Publication of DE10359431A8 publication Critical patent/DE10359431A8/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/30—Transforming light or analogous information into electric information
    • H04N5/32—Transforming X-rays
    • H04N5/321—Transforming X-rays with video transmission of fluoroscopic images
    • H04N5/325—Image enhancement, e.g. by subtraction techniques using polyenergetic X-rays
    • 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
    • A61B6/48—Diagnostic techniques
    • A61B6/481—Diagnostic techniques involving the use of contrast agents
    • 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
    • A61B6/50—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications
    • A61B6/504—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications for diagnosis of blood vessels, e.g. by angiography
    • 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
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B90/37—Surgical systems with images on a monitor during operation
    • 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
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B90/37—Surgical systems with images on a monitor during operation
    • A61B2090/376—Surgical systems with images on a monitor during operation using X-rays, e.g. fluoroscopy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S128/00—Surgery
    • Y10S128/92—Computer assisted medical diagnostics
    • Y10S128/922—Computer assisted medical diagnostics including image analysis

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Gynecology & Obstetrics (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
  • Image Processing (AREA)

Abstract

Ein Verfahren und eine röntgenographische Vorrichtung zum Erleichtern einer vaskulären Navigation, geeignet für einen interessierenden Bereich, in dem eine Serie von aufeinanderfolgenden Bildern I¶n¶ des interessierenden Bereichs mittels einer Bildaufzeichnung akquiriert wurden. Anhand der auf diese Weise akquirierten Serie von Bildern I¶n¶ werden eine erste Maske PO, die Hintergrundstrukturen (10) und Blutgefäße (20) des interessierenden Bereichs zeigt, und eine zweite Maske M, die lediglich die Hintergrundstrukturen zeigt, ermittelt. Ein Bild I¶L¶ wird akquiriert, das mindestens ein Instrument (30) zeigt, das in eines der Gefäße des interessierenden Bereichs eingeführt ist. Durch Kombination der ersten und zweiten Maske mit dem Bild wird ein Bild I¶V¶ zur Visualisierung ermittelt (3). Das auf diese Weise ermittelte zu visualisierende Bild wird auf einem Display wiedergegeben (4).

Description

  • HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur vaskulären Navigation, bestimmt für eine radiologische Bildgebungsvorrichtung und insbesondere ein Röntgendurchleuchtungsgerät.
  • Verfahren zur vaskulären Navigation ermöglichen es, vor der Operation eines Patienten eine Abbildung des Verlaufs der Blutgefäße eines interessierenden Bereichs zu erstellen. Während einer Gefäßchirurgie führt der Chirurg Vorrichtungen und Werkzeuge (Führungselement, Katheter, Stents, usw.) in die Blutgefäße ein und bewegt diese an die Stelle, an der eine Schädigung zu behandeln ist. Zu diesem Zweck verwendet der Chirurg die zuvor erzeugte Abbildung des Verlaufs der Gefäße als Führungshilfe, wobei er Kontrastmittel in die zu durchleuchtenden Gefäße injiziert und gleichzeitig eine Folge von Bildern aufzeichnet, die, wie in 1 veranschaulicht, eine zunehmende Kontrastfüllung der Gefäße aufweisen. Die gesamte Bildfolge wird anschließend hinlänglich bekannten Bildbearbeitungstechniken unterworfen, beispielsweise der Technik der maximalen Kontrastfüllung. Der Nachteil dieser Technik ist, dass die Abbildung der Gefäße immer (Hintergrundstrukturen bildende) Knochen und Weichteile zeigt, die gegebenenfalls aufgrund ihres möglichen hohen Röntgenabsorptionsvermögens Teile der Blutgefäße mehr oder weniger stark verbergen. Falls diese spezielle Abbildung eines Gefäßverlaufs von einem während des Eingriffs aufgenommenen Röntgenbild subtrahiert wird, werden die Gefäße und Hintergrundstrukturen in derselben Weise behandelt, und der Anwender oder der Arzt kann sich auf die durch die Instrumente zu verfolgende Route oder deren Position nicht verlassen. Dies ist für Patienten aufgrund der hierdurch vermehrten Fehlerquellen und verlängerten Operationszeit von Nachteil.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dient dazu, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur vaskulären Navigation zu schaffen, um eine Beseitigung der oben erwähnten Probleme zu ermöglichen. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und äquivalenter Ausprägungen schafft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur vaskulären Navigation für den Einsatz in einer Röntgenographie/Durchleuchtungsvorrichtung. Zu der Vorrichtung können gehören: Mittel zum Aussenden von Strahlung, beispielsweise eine Röntgenquelle; Mittel zum Aufzeichnen oder Akquirieren eines der Quelle gegenüberliegend angeordneten Bildes und ein zwischen der Quelle und dem Mittel zum Aufzeichnen angeordnetes Trägermittel, auf dem ein Patient mit einem abzubildenden interessierenden Gebiet oder Bereich zu plazieren ist. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Akquirieren einer Serie von aufeinanderfolgenden Bildern des interessierenden Bereichs mittels der Aufzeichnungsmittel; auf der Grundlage der auf diese Weise akquirierten Serie von Bildern, Ermitteln einer ersten Maske, die Hintergrundstrukturen und Blutgefäße eines interessierenden Bereichs zeigt; Darstellen einer zweiten Maske, die lediglich die Hintergrundstruktur enthält; Akquirieren eines Bildes, das mindestens ein Instrument zeigt, das in eines der Gefäße in dem interessierenden Bereich eingeführt ist, wobei ein Bild zur Visualisierung ermittelt wird, indem die erste und zweite Maske mit dem Bild überlagert werden; und Wiedergeben des auf diese Weise ermittelten zu visualisierenden Bildes auf einem Displaymittel.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beschreibung verständlicher, wenn diese in Verbindung mit den beigefügten Figuren gelesen wird:
  • 1 zeigt eine während der Injektion eines Kontrastmittels eakquirierte Serie von Bildern, die als Eingabedaten für ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens dienen;
  • 2 zeigt ein Diagramm, das eine erste Maske in einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens veranschaulicht;
  • 3 zeigt ein Diagramm, das eine zweite Maske in einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens veranschaulicht;
  • 4 zeigt ein Diagramm, das ein zu visualisierendes Bild in einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens veranschaulicht;
  • 5 zeigt ein Diagramm, das eine Rauschkorrektur an Bildern eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens veranschaulicht; und
  • 6 zeigt ein Diagramm einer röntgenographischen Vorrichtung, die sich für die Durchführung eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens eignet.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer röntgenographischen Vorrichtung 100. Die Vorrichtung umfasst Mittel zum Aufzeichnen oder Akquirieren von Bildern, beispielsweise Röntgenplatten 102, und Mittel zum Aussenden von Strahlung 103 in Form einer Röntgenquelle. Das Mittel zum Aufzeichnen oder Akquirieren von Bildern 102 kann eine ebene Sonde oder ein Helligkeitsverstärker sein, die an eine Kamera angeschlossen sind. Das Mittel zum Aussenden von Strahlung 103 und das Mittel zum Aufzeichnen oder Akquirieren von Bildern 102 sind an den Enden eines Tragarms 107 befestigt, der als Waagebalken dient und im vorliegenden Beispiel halbkreisförmig ausgebildet ist. Der halbkreisförmige Arm 107 ist gleitend an einem zweiten Arm 108 gelagert. Der zweite Arm 108 ist wiederum drehfest an einer Basis 109 der Vorrichtung 100 befestigt. Die Basis 109 ist gegenüber dem Boden um eine Achse 112 drehbar gelagert.
  • Der Arm 108 ist im Wesentlichen konstruiert, um Drehbewegungen 106 um seine eigene Achse ausführen. Der halbkreisförmige Arm 107 ist geeignet konstruiert, um bezüglich des Arms 108 zu gleiten, so dass der halbkreisförmige Arm 107 eine Drehbewegung um den Mittelpunkt des den Arm 107 bildenden Halbkreises beschreibt.
  • In der Praxis wird ein Körper, beispielsweise ein Patient 200, auf einem (nicht gezeigten) Träger zwischen der Quelle 103 und dem Mittel zum Aufzeichnen oder Akquirieren von Bildern 102 so plaziert, dass ein interessierender Bereich 104 des Patienten 200 in einem Feld 110 der Vorrichtung zu liegen kommt.
  • 1 zeigt einen ersten Schritt des Verfahrens zur Navigationshilfe, bei dem, nachdem in die Blutgefäße des interessierenden Bereichs ein Kontrastmittel injiziert wurde, eine Serie von aufeinanderfolgenden Bildern In des interessierenden Bereichs 104 des Patienten 200 akquiriert wird. In 1 veranschaulicht ein Satz von fünf aufeinanderfolgenden Bildern, die mit I0 bis I4 numeriert sind, wie das Kontrastmittel aufgrund der Blutzirkulation des Patienten 200 in dem Kreislaufsystem 20 des interessierenden Bereichs vordringt. Darüber hinaus zeigen die unterschiedlichen Bilder der Folge einen Satz von sogenannten Hintergrundstrukturen 10, die sämtlichen nicht zu den Blutgefäßen gehörenden Geweben des interessierenden Bereichs des Patienten 200 entsprechen. In 1 sind von dem Satz der sogenannten Hintergrundstrukturen lediglich die Knochen 10 gezeigt.
  • In einem zweiten Schritt des Navigationshilfeverfahrens werden eine erste Maske PO und eine zweite Maske M ermittelt. Der zweite Schritt kann gleichzeitig mit dem Akquirieren der zuvor beschriebenen Serie von aufeinanderfolgenden Bildern durchgeführt werden. In diesem Falle wird die Bildserie nicht in dem Bildspeicherungsmittel der Vorrichtung gespeichert. Lediglich die erste und die zweite Maske werden in dem Mittel zum Speichern aufgezeichnet.
  • In 2 wird die erste Maske PO nach der Methode der maximalen Kontrastfüllung 1 ermittelt. Zunächst wird die erste Maske PO mit dem Inhalt des ersten Bildes I0 der zuvor akquirierten Bilderfolge initialisiert. Anschließend wird jeder Punkt (i, j) des Bildes In mit dem entsprechenden Punkt (i, j) der ersten Maske PO verglichen, indem der Satz der restlichen In-Bilder der Bilderfolge durchlaufen wird. Falls die Intensität eines in Frage kommenden Punktes des In-Bildes geringer ist als diejenige des entsprechenden Punktes auf der Maske PO, wird der Punkt der Maske PO durch den Punkt des Bildes In ersetzt. Dieser Schritt wird für sämtliche Punkte, aus denen das Bild In aufgebaut ist, und für sämtliche Bilder der Serie von dem zweiten Bild an ausgeführt. Ein in 2 gezeigter Komparator C1 führt sämtliche dieser Operationen durch.
  • In 3 wird das Ermitteln 2 der zweiten Maske M in einer dem Ermitteln der ersten Maske PO weitgehend ähnelnden Weise durchgeführt. Zunächst wird die zweite Maske M mit dem ersten Bild In der zuvor akquirierten Serie von Bildern initialisiert. Anschließend wird für jedes nachfolgende In-Bild der Serie die Intensität des Punktes (i, j) des Bildes In mit der Intensität des entsprechenden Punktes (i, j) der zweiten Maske M verglichen, wobei der Punkt, der die größte Intensität aufweist, der neue Punkt (i, j) der zweiten Maske M wird. Wie zuvor wird diese Operation für sämtliche Punkte des In-Bildes und für sämtliche Bilder der Serie von dem zweiten Bild an ausgeführt.
  • Mit Vollendung des zweiten Schritts des Verfahrens ist die Ermittlung einer ersten sogenannten Maximalkontrastfüllungsmaske PO verwirklicht, die gleichzeitig die von den Kontrastmitteln durchflossenen Blutgefäße und die Hintergrundstrukturen zeigt, wobei ein Beispiel eines auf diese Weise erlangten Ergebnisses in 4 veranschaulicht ist. In ähnlicher Weise ermittelt das Navigationshilfeverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung eine mit M bezeichnete zweite Maximalintensitätsmaske, die (wie in einem Beispiel in 4 veranschaulicht) lediglich die Hintergrundstrukturen zeigt.
  • In einem dritten Schritt, der im Allgemeinen während eines chirurgischen Eingriffs bei dem Patienten 200 in dem interessierenden Bereich 104 durchgeführt wird, wird eine Folge von Echtzeitbildern IL röntgenologisch aufgenommen, während der Chirurg ein Instrument 30 in ein Blutgefäß des interessierenden Bereichs 104 einführt. Ein solches Bild aus dieser Folge ist in 4 veranschaulicht.
  • Wenn die zweite Maske M von dem Echtzeitbild IL subtrahiert wird, ergibt sich ein Bild, das lediglich das Instrument 30 zeigt; die zweite Maske M macht es möglich, die Hintergrundstrukturen des in Echtzeit gewonnenen IL-Bildes auszublenden. Falls andererseits die erste Maske PO von der zweiten Maske M subtrahiert wird, ist das Ergebnis eine vaskuläre Kartographie/Gefäßverlaufsabbildung, die lediglich den von dem Kontrastmittel durchflossenen Ast von Blutgefäßen zeigt; die beiden Masken gemeinsamen Elemente, d.h. die Hintergrundstrukturen, sind eliminiert.
  • Um in der Lage zu sein, das Instrument 30 zu situieren, gibt der Chirurg drei Koeffizienten α,γ,λ an, die aktuelle Positivwerte für das Verfahren darstellen. Diese Koeffizienten stellen jeweils Gewichtungskoeffizienten zwischen dem lediglich Instrumente aufweisenden Bild (IL – M), dem lediglich die vaskuläre Kartographie/Gefäßverlaufsabbildung enthaltenden Bild (M – PO) und der zweiten Maske M dar. Die auf die drei Bilder angewandten Gewichtungskoeffizienten ermöglichen ein zu visualisierendes Bild IV, das sich der Chirurg durch die Vorrichtung auf dem Displaymittel 4 in einem Sub-Schritt 3 anzeigen lassen kann. Das zu visualisierende Bild IV setzt sich zusammen aus der Summe des α-Fachen des lediglich Instrumente wiedergebenden Bildes plus dem γ-Fachen des nur die Gefäße abbildenden Bildes plus dem λ-Fachen der zweiten Maske M. In einem abgewandelten Ausführungsbeispiel sind die Koeffizienten α,γ,λ Werte zwischen 0 und 1.
  • In einem anderen abgewandelten Ausführungsbeispiel kann der Wert dieser Koeffizienten größer als 1 sein falls der Chirurg auf einem oder mehreren der drei Bilder eine Hervorhebung bewirken möchte. Diese Operation einer Addition mit Anwendung von Gewichtungskoeffizienten wird Punkt für Punkt ausgeführt.
  • In einem abgewandelten Ausführungsbeispiel berechnet das Verfahren weder das lediglich Instrumente aufweisende Bild, noch das lediglich die Blutgefäßekartographie aufweisende Bild tatsächlich. Das Verfahren berechnet vielmehr unmittelbar: IV = α(IL – M) + γ(M – PO) + λM = aIL + (γ + λ – α)M – γPO.
  • 5 veranschaulicht einen Korrekturschritt für Bilder der zu einem abgewandelten Ausführungsbeispiel des Verfahrens gehört. Der Satz von Bildern In der Serie zuvor akquirierter Bilder ist nicht einwandfrei und weist ein Rauschen auf, das zu korrigieren ist. Wenn das Verfahren die erste und die zweite Maske (PO, M) gemäß dem oben beschriebenen Verfahren ermittelt hat, sind die erste und zweite Maske noch unverarbeitet und berücksichtigen das gesamte Rauschen, das von der Serie von Bildern an den schwächsten Amplituden für die erste Maske und an den stärksten Amplituden für die zweite Maske ausgeht. Der Mittelwertpegel der auf diese Weise berechneten Masken kann sich von einer Maske zur anderen stark unter scheiden. Um diese Streuung zu korrigieren berechnet das Verfahren unmittelbar aus dem Satz von Bildern In der Serie von Bildern eine mittlere Intensität m ⎯ L, die der mittleren Intensität in dem gesamten interessierenden Bereich über die Serie von Bildern hinweg entspricht. Anschließend führt das Verfahren eine ähnliche Berechnung an den zuvor beschriebenen, aus dem zweiten Schritt hervorgehenden ersten und zweiten unverarbeiteten Masken durch. Auf diese Weise ermittelt das Verfahren eine die erste Maske PO betreffende mittlere Intensität m ⎯ PO und eine mittlere Intensität m ⎯ M für die zweite Maske PO. Anschließend korrigiert das Verfahren mittels der drei berechneten mittleren Intensitätswerte die oben erwähnten, aus den Sub-Schritten 1 und 2 hervorgehenden ersten und zweiten unbearbeiteten Masken PO, M. In einem Sub-Schritt 5 reevaluiert das Verfahren die Intensität all derjenigen die erste unverarbeitete Maske P bildenden Punkte, die einen Wert von angenähert gleich (m ⎯ L – m ⎯ PO) aufweisen, bezüglich der ersten Maske PO neu. Das Ergebnis ist eine korrigierte erste Maske PO. In ähnlicher Weise devaluiert das Verfahren in einem Sub-Schritt 6 die Intensität all derjenigen die zweite unverarbeitete Maske M bildenden Punkte, die einen Wert von angenähert gleich ( m⎯⎯M – m ⎯ L) aufweisen. Das Ergebnis ist eine korrigierte zweite Maske M.
  • Die beiden auf diese Weise korrigierten Masken dienen als Eingabedaten für den dritten oben erwähnten Schritt des Verfahrens und ermöglichen es ein zu visualisierendes Bild IV zu ermitteln.
  • Es versteht sich, dass im Zusammenhang mit dem Durchführen des gesamten Verfahrens in dem Zeitraum zwischen dem Akquirieren sämtlicher Bilder In, die die Serie von Bildern bilden, und den nach dem Ermessen des Chirurgen vorgenommenen aufeinanderfolgenden Aufzeichnungen von Echtzeitbildern IL sich weder der Patient 200 noch der Arm 107 bewegen sollten. Allerdings kann das Verfahren, falls eine Bewegung des Patienten 200 und/oder des Arms 107 stattgefunden hat, automatisch γ = 0 und λ = 1 festlegen.
  • In einem abgewandelten Ausführungsbeispiel des Verfahrens wird der Wert der drei Koeffizienten α, γ, λ in Echtzeit vor einer Verschiebung in dem in der röntgenographischen Vorrichtung vorhandenen Speichermittel gespeichert. Dementsprechend ist das Verfahren in der Lage, sobald die Vorrichtung die, vorhergehende Verschiebungsposition entdeckt, dieselben Koeffizientenwerte wieder aufzunehmen, um das zu visualisierende Bild dieser Position entsprechend auf dem Schirm wiederzugeben. Dieses Zurückkehren in die vorhergehende Verschiebungsposition kann durch die röntgenographische Vorrichtung automatisch durchgeführt werden, wobei auf diese Weise ein perfektes Repositionieren sichergestellt ist, so dass die Echtzeitbilder IL genau dem Satz von Bildern In der anfänglich gewonnenen Serie von Bildern entsprechen. Falls der Chirurg diese Rückkehr durchführt, kann dies allerdings lediglich approximativ geschehen, und das Verfahren führt an dem Satz von Masken PO und M eine Anpassung mittels bekannter Bildverifizierungstechniken durch Punktverschieben durch.
  • Der Vorgang der Berechnung einer lediglich die Hintergrundstrukturen aufweisenden zweiten Maske ermöglicht daher die Hintergrundstrukturen von dem zu visualisierenden Bild zu subtrahieren und lediglich die Kartographie/Abbildung des Verlaufs der Blutgefäße für den Anwender ablesbar zu machen, während die Instrumente bewegt werden.
  • Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen umfasst das Verfahren mindestens eines der folgenden Charakteristiken: Die erste Maske wird ermittelt, indem: die Maske mit dem ersten Bild der Serie von akquirierten Bildern initialisiert wird; für jedes folgende Bild der Serie von Bildern die Intensität eines jeden Punktes (i, j) des Bildes der Serie mit der Intensität des entsprechenden Punktes (i, j) der ersten Maske verglichen wird, wobei der Punkt mit der geringsten Intensität (i, j) der Punkt (i, j) der ersten Maske wird.
  • Die zweite Maske wird ermittelt, indem: die zweite Maske mit dem ersten Bild der Serie initialisiert wird; für jedes folgende Bild der Serie die Intensität des Punktes (i, j) des Bildes der Serie mit der Intensität des entsprechenden Punktes (i, j) der zweiten Maske verglichen wird, wobei der Punkt mit der geringsten Intensität (i, j) der Punkt (i, j) der zweiten Maske wird.
  • Das Bild durch eine in Echtzeit vorgenommene Kombination der ersten und der zweiten Masken mit dem Echtzeitbild zu ermitteln ist.
  • Das zu visualisierende Bild wird anhand einer Formel des Typs Iv = α(IL – M) + γ(M – PO) + λM ermittelt, mit α, γ und λ positive aktuelle Werte; IL das Röntgenbild, PO die erste Maske, M die zweite Maske, (IL – M) das lediglich das eine Instrument repräsentierende Bild und (M – PO) das lediglich den Verlauf der Gefäße wiedergebende Bild.
  • Während die Masken ermittelt werden, umfasst das Verfahren ein Verfahren zum Korrigieren des in den Masken vorhandenen Rauschens.
  • Zu dem Korrekturverfahren gehören die folgenden Schritte.
  • Ermitteln einer mittleren Intensität mL in einem interessierenden Bereich auf der Grundlage der zuvor akquirierten Serie von Bildern;
  • Ermitteln der ersten von unbearbeiteten zweiten Masken auf der Grundlage der zuvor akquirierten Serie von Bildern; Ermitteln einer mittleren Intensität der ersten und der zweiten unbearbeiteten Masken, mPO bzw. mM in entsprechenden interessierenden Bereichen, die jener der zuvor akquirierten Serie von Bildern entspricht;
  • Korrektur der ersten und zweiten unverarbeiteten Masken anhand von zuvor berechneten mittleren Intensitäten mL, mPO, mM.
  • Eine Intensität eines jeden Punktes der ersten unverarbeiteten Maske wird approximativ durch einen Wert (mL – mPO) reevaluiert, und eine Intensität eines jeden Punktes der zweiten unverarbeiteten Maske wird approximativ durch einen Wert (mM – mL) devaluiert.
  • Der Fachmann kann vielfältige Abwandlungen an dem Aufbau/Weg und/oder der Funktion und/oder dem Ergebnis der offenbarten Ausführungsbeispiele und deren äquivalenten Ausprägungen vornehmen oder vorschlagen, ohne dass der Schutzumfang der Erfindung berührt ist.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Erleichtern einer vaskulären Navigation mit den Schritten: a. Akquirieren einer Serie aufeinanderfolgender Bilder (In) eines interessierenden Bereichs; b. auf der Grundlage der auf diese Weise akquirierten Serie von Bildern (In), Ermitteln (1, 2) einer ersten Maske (PO), die Hintergrundstrukturen (10) und Blutgefäße (20) des interessierenden Bereichs zeigt; c. Akquirieren (1, 2) einer zweiten Maske (M), die lediglich die Hintergrundstrukturen zeigt; d. Akquirieren eines Bildes (IL), das mindestens ein Instrument (30) zeigt, das in eines der Gefäße des interessierenden Bereichs eingeführt ist; e. Ermitteln (3) eines Bildes (IV) zur Visualisierung durch Kombination der ersten und der zweiten Masken mit dem Bild, das das mindestens eine Instrument zeigt; und f. Wiedergeben des auf diese Weise ermittelten, zu visualisierenden Bildes auf einem Display.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Kombinieren durch eine Subtraktion durchgeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die erste Maske (PO) ermittelte wird, indem: die erste Maske PO mit einem ersten Bild (I0) der akquirierten Serie von Bildern initialisiert wird; und für jedes folgende Bild (In) der Serie von Bildern die Intensität eines jeden Punktes (i, j) des folgenden Bildes (In) der Serien mit der Intensität eines entsprechenden Punktes (i, j) der ersten Maske (PO) verglichen wird, wobei ein Punkt mit der geringsten Intensität (i, j) der Punkt (i, j) der ersten Maske (PO) wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 oder 3, bei dem die zweite Maske (M) ermittelt wird, indem: die zweite Maske (M) mit dem ersten Bild (I0) der auf diese Weise akquirierten Serie von Bildern initialisiert wird; für jedes folgende Bild (In) der Serie von Bildern die Intensität des Punktes (i, j) des folgenden Bildes (In) der Serie mit der Intensität des entsprechenden Punktes (i, j) der zweiten Maske (M) verglichen wird, wobei der Punkt mit der geringsten Intensität (i, j) der Punkt (i, j) der zweiten Maske (M) wird.
  5. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das zu visualisierende Bild durch eine gewichtete Kombination der ersten und der zweiten Maske mit einem Echtzeitbild ermittelt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem das zu visualisierende Bild durch eine Formel des Typs Iv = α(IL – M) + γ(M – PO) + λM ermittelt wird, mit α, γ und λ positive aktuelle Werte, IL das (Echtzeitbild), PO die erste Maske, M die zweite Maske, (IL – M) das Bild, das lediglich das Instrument darstellt und (M – PO) das Bild, das lediglich den Verlauf der Gefäße darstellt.
  7. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Verfahren während des Ermittelns der Masken einen Schritt zum Korrigieren des in den Masken vorhandenen Rauschens umfasst.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der Korrekturschritt folgendes umfasst: Ermitteln einer mittleren Intensität (mL) des interessierenden Bereichs auf der Grundlage der zuvor akquirierten Serie von Bildern (In); Ermitteln der ersten und zweiten unverarbeiteten Masken (PO, M) auf der Grundlage der zuvor akquirierten Serie von Bildern; Ermitteln einer mittleren Intensität der ersten und der zweiten unverarbeiteten Masken (mPO bzw. mM); und Korrigieren der ersten und zweiten unverarbeiteten Masken anhand der zuvor berechneten mittleren Intensitäten (mL, mPO, mM)
  9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem während der Korrektur die Intensität eines jeden Punktes der ersten unverarbeiteten Maske (PO) um einen Wert korrigiert wird, der approximativ äquivalent zu mL – mPO ist, und die Intensität eines jeden Punktes der zweiten unverarbeiteten Maske M um einen Wert vermindert wird, der approximativ äquivalent zu mM – mL ist.
  10. Röntgenographische Vorrichtung zu der gehören Mittel zum Aussenden von Strahlung; Mittel zum Aufzeichnen oder Akquirieren von Bildern, die gegenüber den Mitteln zum Aussenden von Strahlung angeordnet sind; zwischen dem Mittel zum Aussenden von Strahlung und dem Mittel zum Aufzeichnen oder Erfassen angeordnete Trägermittel, auf denen ein Objekt mit einem abzubildenden interessierenden Bereich anzuordnen ist, wobei die Vorrichtung Mittel zum Durchführen eines Verfahrens nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 9 umfasst.
DE10359431A 2002-12-20 2003-12-17 Verfahren und Vorrichtung zur vaskulären Navigation Withdrawn DE10359431A1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0216286A FR2848809B1 (fr) 2002-12-20 2002-12-20 Procede d'aide a la navigation vasculaie destine a un dispositif de fluoroscopie a rayons x
FR0216286 2002-12-20
FR0216296 2002-12-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10359431A1 true DE10359431A1 (de) 2004-07-01
DE10359431A8 DE10359431A8 (de) 2005-04-07

Family

ID=32406255

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10359431A Withdrawn DE10359431A1 (de) 2002-12-20 2003-12-17 Verfahren und Vorrichtung zur vaskulären Navigation

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7343029B2 (de)
JP (1) JP4424654B2 (de)
DE (1) DE10359431A1 (de)
FR (1) FR2848809B1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014201559A1 (de) * 2014-01-29 2015-07-30 Siemens Aktiengesellschaft Angiographisches Untersuchungsverfahren eines Gefäßsystems in einer interessierenden Körperregion eines Patienten

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8406845B2 (en) * 2004-09-01 2013-03-26 University Of Tennessee Research Foundation Method and apparatus for imaging tracking
US7532748B2 (en) * 2004-11-24 2009-05-12 General Electric Company Methods and apparatus for selecting and/or labeling vessel branches
DE102005044338A1 (de) * 2005-09-16 2007-03-22 Siemens Ag Verfahren und Anordnung zur Lokalisation eines in ein Untersuchungsobjekt mindestens teilweise eingeführten, medizinischen Instruments
US8111895B2 (en) * 2006-12-06 2012-02-07 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Locally adaptive image enhancement for digital subtraction X-ray imaging
JP4936929B2 (ja) * 2007-02-28 2012-05-23 株式会社東芝 Ｘ線診断装置及び画像表示方法
US9375164B2 (en) 2007-03-08 2016-06-28 Sync-Rx, Ltd. Co-use of endoluminal data and extraluminal imaging
US8542900B2 (en) 2007-03-08 2013-09-24 Sync-Rx Ltd. Automatic reduction of interfering elements from an image stream of a moving organ
US9968256B2 (en) 2007-03-08 2018-05-15 Sync-Rx Ltd. Automatic identification of a tool
US9629571B2 (en) 2007-03-08 2017-04-25 Sync-Rx, Ltd. Co-use of endoluminal data and extraluminal imaging
US10716528B2 (en) 2007-03-08 2020-07-21 Sync-Rx, Ltd. Automatic display of previously-acquired endoluminal images
US11064964B2 (en) 2007-03-08 2021-07-20 Sync-Rx, Ltd Determining a characteristic of a lumen by measuring velocity of a contrast agent
JP5639764B2 (ja) 2007-03-08 2014-12-10 シンク−アールエックス，リミティド 運動する器官と共に使用するイメージング及びツール
US11197651B2 (en) 2007-03-08 2021-12-14 Sync-Rx, Ltd. Identification and presentation of device-to-vessel relative motion
FR2924255A1 (fr) * 2007-11-27 2009-05-29 Gen Electric Procede de traitement d'images cardiaques radiographiques en vue d'obtenir une image soustraite et recalee
US9101286B2 (en) 2008-11-18 2015-08-11 Sync-Rx, Ltd. Apparatus and methods for determining a dimension of a portion of a stack of endoluminal data points
US10362962B2 (en) 2008-11-18 2019-07-30 Synx-Rx, Ltd. Accounting for skipped imaging locations during movement of an endoluminal imaging probe
US9974509B2 (en) 2008-11-18 2018-05-22 Sync-Rx Ltd. Image super enhancement
US11064903B2 (en) 2008-11-18 2021-07-20 Sync-Rx, Ltd Apparatus and methods for mapping a sequence of images to a roadmap image
US9144394B2 (en) 2008-11-18 2015-09-29 Sync-Rx, Ltd. Apparatus and methods for determining a plurality of local calibration factors for an image
US9095313B2 (en) 2008-11-18 2015-08-04 Sync-Rx, Ltd. Accounting for non-uniform longitudinal motion during movement of an endoluminal imaging probe
FR2942124B1 (fr) * 2009-02-17 2017-05-12 Gen Electric Procede et dispositif d'imagerie radiologique
JP5707087B2 (ja) 2010-10-14 2015-04-22 株式会社東芝 医用画像診断装置
JP6099640B2 (ja) * 2011-06-23 2017-03-22 シンク−アールエックス，リミティド 管腔の背景の鮮明化
EP2863802B1 (de) 2012-06-26 2020-11-04 Sync-RX, Ltd. Strömungsassoziierte bildverarbeitung in lumenorganen
JP5444422B2 (ja) * 2012-07-17 2014-03-19 株式会社東芝 術中医用画像撮影システム
WO2019165430A1 (en) * 2018-02-26 2019-08-29 Cornell University Augmented reality guided system for cardiac interventional surgery

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0463533A1 (de) * 1990-06-29 1992-01-02 Siemens Aktiengesellschaft Hilfsgerät für Röntgenologe während perkutaner transluminaler Koronarangiolplastie
FR2676870B1 (fr) 1991-05-24 1994-12-23 Sgs Thomson Microelectronics Structure de protection dans un circuit cmos contre le verrouillage.
JPH04364677A (ja) * 1991-06-12 1992-12-17 Toshiba Corp 放射線診断のための画像処理装置
JPH09149902A (ja) * 1995-12-01 1997-06-10 Hitachi Medical Corp Ｘ線断層撮影方法および装置
DE19843408C2 (de) * 1998-09-22 2000-10-26 Siemens Ag Verfahren zur Wiedergabe von Röntgenbildern beim Positionieren eines in ein Gefäß eingeführten Katheters und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
US6711433B1 (en) * 1999-09-30 2004-03-23 Siemens Corporate Research, Inc. Method for providing a virtual contrast agent for augmented angioscopy
AU4311901A (en) * 1999-12-10 2001-06-18 Michael I. Miller Method and apparatus for cross modality image registration
US6643533B2 (en) * 2000-11-28 2003-11-04 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc Method and apparatus for displaying images of tubular structures
WO2002097735A1 (en) * 2001-05-31 2002-12-05 Kent Ridge Digital Labs System and method of anatomical modeling
US6842638B1 (en) * 2001-11-13 2005-01-11 Koninklijke Philips Electronics N.V. Angiography method and apparatus
US6993374B2 (en) * 2002-04-17 2006-01-31 Ricardo Sasso Instrumentation and method for mounting a surgical navigation reference device to a patient

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014201559A1 (de) * 2014-01-29 2015-07-30 Siemens Aktiengesellschaft Angiographisches Untersuchungsverfahren eines Gefäßsystems in einer interessierenden Körperregion eines Patienten
US9805465B2 (en) 2014-01-29 2017-10-31 Siemens Aktiengesellschaft Angiographic examination for a vascular system in a body region of interest of a patient

Also Published As

Publication number Publication date
JP4424654B2 (ja) 2010-03-03
FR2848809A1 (fr) 2004-06-25
US20060241369A1 (en) 2006-10-26
FR2848809B1 (fr) 2005-10-28
DE10359431A8 (de) 2005-04-07
US7343029B2 (en) 2008-03-11
JP2004208306A (ja) 2004-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10359431A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur vaskulären Navigation
DE3426933C2 (de) Verfahren und Anordnung zum selbsttätigen Korrigieren von Artefakten aufgrund von Deckungsfehlern
DE102011004120B4 (de) Verfahren, Bilddatensatzbearbeitungseinrichtung, Röntgensystem und Computerprogramm zur Korrektur von Bilddaten eines Untersuchungsobjekts
DE19613342A1 (de) Automatisches Bildauswertungsverfahren
DE102004006188A1 (de) Verfahren zum Bestimmen physikalischer Parameter körperlicher Strukturen
DE102004004295A1 (de) Verfahren zur Bilddatenaufnahme und -auswertung mit einem Tomographiegerät
DE10047314A1 (de) Verfahren zur Erzielung eines virtuellen Kontrastmittels für erweiterte Angioskopie
DE102005023907A1 (de) Verfahren zur Ermittlung von Positronen-Emissions-Messinformationen im Rahmen der Positronen-Emissions-Tomographie
EP0860696B1 (de) Röntgenaufnahmeverfahren mit einer Aufnahmeserie aus unterschiedlichen Perspektiven
DE102004035980A1 (de) Verfahren zur Bildgebung bei einem interventionellen Eingriff
DE3523514C3 (de) Digitales Röntgen-Untersuchungsgerät
DE10317367A1 (de) Verfahren zur Durchführung der digitalen Subtraktionsangiographie unter Verwendung nativer Volumendatensätze
DE102006017097A1 (de) Verfahren und System zur Behandlung des Rauschens in einem erzeugten Bild
DE102011003857B4 (de) Verfahren zur Anpassung einer Grauwertfensterung, Recheneinheit, Röntgeneinrichtung und Datenträger
DE102007002417B4 (de) Verfahren zur Bestimmung einer Position für wenigstens eine halbtransparente Blende und zugehörige Einrichtung
DE102009031162B3 (de) Interventionelles Roadmap-Verfahren mit Optimierung der Maskenphase
EP3590428B1 (de) Verfahren und bildgebendes gerät zum erzeugen eines roadmap-bildes
DE102008045633B4 (de) Verfahren zur verbesserten Darstellung von Mehr-Energie-CT-Aufnahmen und zugehöriges Computersystem
DE102018211477A1 (de) Verfahren zum automatischen Bestimmen einer Gewichtung für ein Roadmap-Verfahren, Computerprogramm, Datenspeicher und entsprechendes bildgebendes Gerät
DE102005037019A1 (de) Verfahren für eine bildgebende Einrichtung zur anatomischen Zuordnung eines von der bildgebenden Einrichtung erzeugten Bildes und Computerprogrammprodukt, welches zur Ausführung eines derartigen Verfahrens eingerichtet ist
DE10210644B4 (de) Verfahren zum Erstellen einer Sequenz
DE102021210314A1 (de) Verfahren zur Aufnahme einer Wirbelsäulen-Röntgenaufnahme, insbesondere einer Skoliose-Röntgenaufnahme
DE102006019340A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bildverarbeitung
DE102021208272A1 (de) Optimale Gewichtung von DSA-Maskenbildern
EP1323379A2 (de) Verfahren zur Verbesserung der Auflösung einer nuklearmedizinischen Aufnahme

Legal Events

Date Code Title Description
8196 Reprint of faulty title page (publication) german patentblatt: part 1a6
8110 Request for examination paragraph 44
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20140701