DE19843408C2 - Verfahren zur Wiedergabe von Röntgenbildern beim Positionieren eines in ein Gefäß eingeführten Katheters und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wieder­ gabe von Röntgenbildern mit Hilfe eines Röntgengerätes beim Positionieren 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 Ka­ theters bei angiographischen Untersuchungen eine besondere Bedeutung zu, da es beim Positionieren des Katheters insbe­ sondere darauf ankommt, den Gefäßabzweigungen sicher zu fol­ gen und zügig und präzise zu dem gewünschten Zielort (wo bei­ spielsweise eine zu untersuchende Stenose oder ein Anorysma vorhanden ist) zu gelangen.

Aus diesem Grunde wird seit Jahren die sogenannte Roadmap­ technik oder Pfadfindertechnik angewendet, wie sie beispiels­ weise in der EP 193 712 beschrieben ist, die das Positionie­ ren des Katheters in einem zu untersuchenden Gefäß erleich­ tert. Dabei wird unter Durchleuchtung des entsprechenden Ge­ fäßes 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 untersuchen­ den Gefäß geführten Katheters aufgenommen und mit dem abge­ speicherten Maskenbild überlagert bzw. subtrahiert, so dass ein Untersucher durch Betrachten des überlagerten Gesamtbil­ des den Katheter unter Sicht im kontrastierten Gefäß lokali­ sieren und platzieren kann.

Die oben beschriebene Roadmaptechnik erfordert jedoch, dass die von dem in dem Gefäß geführten Katheter aufgenommenen Au­ genblicksbilder 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 einzelnen Gefäße für jede Projektionsrichtung bzw. für jeden Aufnahmewinkel Kontrastmittelinjektionen erneut durchgeführt werden müssen, so dass es gerade bei schwierigen Interventio­ nen, wie z. B. im Bereich der Neuroradiologie, relativ häufig zu Kontrastmittelinjektionen kommt, was ein möglichst rasches Positionieren und Lokalisieren des Katheters in dem zu unter­ suchenden Gefäß erschwert und die Behandlungsdauer für die jeweilige Untersuchungsperson verlängert.

In der DE 42 25 112 C1 ist eine Einrichtung zum Messen der Position eines Instruments relativ zu einem Behandlungsobjekt beschrieben, bei dem ein elektronisches Bild vom Innern eines Objektes mit der äußeren Ansicht eines außerhalb des Objektes liegenden Gegenstandes über Marker gematched wird. Daraus wird ein künstliches Bild (Graphik) des äußeren Objektes nachgebildet und mit dem inneren Bild in Deckung gebracht. Die Lage des Instruments im Raum wird durch Erfassung des Schaftes, einem starren Gebilde mit bekannter Länge, mittels drei Kameras bestimmt, wobei von der Position des Schaftes auf die Position der Spitze umgerechnet wird.

Aus der US 5,713,946 ist die Ermittlung der Position der Spitze eines Katheters im 3D-Raum bekannt. Diese Position wird als Marke in ein 3D-Bild eingeblendet. Eine vollständige Wiedergabe des Katheters ist jedoch nicht möglich.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Positionieren eines in ein Ge­ fäß eingeführten Katheters sowie eine entsprechende Vorrich­ tung vorzuschlagen, wobei der Katheter in dem jeweils zu un­ tersuchenden Gefäß schneller und einfacher positioniert wer­ den kann und insbesondere häufige Kontrastmittelinjektionen 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 Un­ teransprüche beschreiben jeweils bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die ihrerseits zu einer möglichst raschen und präzisen Positionierung des Katheters in dem Gefäß beitragen.

Auch gemäß der vorliegenden Erfindung wird beim Positionieren des Katheters in einem zu untersuchenden Gefäß die Grundidee der zuvor beschriebenen Roadmaptechnik angewendet, 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 aufgenomme­ nen Einzelbild des Gefäßes mit eingeführtem Katheter überla­ gert wird, um anhand des somit erhaltenen Gesamtbildes den Katheter in dem kontrastierten Gefäß lokalisieren und plat­ 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 Projektions- 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 Projektionsrich­ tung bzw. dessen Aufnahmewinkel bestmöglich dem augenblickli­ chen Aufnahmewinkel der Augenblicksaufnahme entspricht, wobei dieses ausgewählte Einzelbild anschließend mit den einzelnen Augenblicksbildern überlagert dargestellt wird, um den Kathe­ ter unter Sicht im kontrastierten Gefäß lokalisieren und platzieren zu können.

Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung ist somit lediglich eine einmalige Kontrastmittelinjektion zur Erzeugung eines dreidi­ mensionalen Maskenbilds erforderlich. Die Einzelbilder, die rekonstruiert das dreidimensionale Maskenbild des kontras­ tierten Gefäßes ergeben, können beispielsweise mit Hilfe ei­ ner Rotation der Aufnahmeeinrichtung des Röntgengeräts um die entsprechende Untersuchungsstelle herum aufgenommen werden. Die vorliegende Erfindung gewährleistet somit, dass trotz ei­ ner 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 Ka­ theter rasch und präzise in dem jeweiligen Gefäß lokalisiert und positioniert werden, so dass der Katheter ebenso rasch und präzise zu dem gewünschten Ziel- bzw. Untersuchungsort 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 Projektionsrich­ tung bzw. der optimale Aufnahmewinkel für die Aufnahme der Augenblicksbilder ausgewählt und das Röntgengerät entspre­ chend eingestellt werden kann. Zu diesem Zweck muss lediglich das der eingestellten Projektionsrichtung entsprechende Ein­ zelbild des dreidimensionalen Maskenbilds ausgewählt werden, um dieses anschließend mit den Augenblicksbildern überlagern zu können.

Die vorliegende Erfindung lässt sich sowohl auf eine Mono- als auch auf eine Biplandurchleuchtung der jeweiligen Unter­ suchungsstelle anwenden, bei der die Augenblicksbilder ledig­ lich von einer Projektionsrichtung bzw. von zwei unterschied­ lichen Projektionsrichtungen aufgenommen werden. Durch geeig­ nete Anpassungen kann sichergestellt werden, dass das ausge­ wählte Maskenbild stets deckungsgleich mit dem aufgenommenen Augenblicksbild dargestellt wird, wobei beispielsweise als geeignete Verfahren das sogenannte Pixelshifting (Bildpunkt­ verschiebung) angewendet werden kann.

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 aufge­ nommenen Augenblicksbild zu machen.

Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung entspricht einer Vorrich­ tung zur angiographischen Untersuchung einer Untersuchungs­ person 1, wobei mit Hilfe eines Röntgengeräts Durchleuch­ tungsaufnahmen von Gefäßen der Untersuchungsperson 1 aufge­ nommen werden um beispielsweise Gefäßverengungen oder der­ gleichen feststellen zu können. Das Röntgengerät umfasst da­ bei 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 platzieren 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 Maskenbildaufnah­ me des kontrastierten Gefäßes setzt sich aus einer Vielzahl von Maskeneinzelbildern zusammen, die unter Durchleuchtung von dem Gefäß aus verschiedenen Projektions- bzw. Aufnahme­ winkeln des Röntgengeräts aufgenommen werden. Dies kann bei­ spielsweise dadurch geschehen, dass die Bestrahlungseinrich­ tung 2 sowie die Bildaufnahmeeinrichtung 3 des Röntgengeräts, die an einem sogenannten C-Bogen befestigt sind, einmal um die entsprechende Körperpartie der Untersuchungsperson 1 her­ umbewegt werden, wobei aus unterschiedlichen Projektionsrich­ tungen mehrere Einzelmaskenbilder des kontrastierten Gefäßes aufgenommen werden. Die Bilddaten dieser Einzelmaskenbilder werden von der Bildaufnahmeeinrichtung 3 einer Rechnereinheit 4 zugeführt, welche die Bilddaten verarbeitet und zu dem dreidimensionalen Maskenbild der Untersuchungsstelle 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 gewon­ nen wird. Dieser dreidimensionale Bilddatensatz wird in der Rechnereinheit 4 gespeichert.

Der zuvor beschriebene Vorgang wird lediglich einmal durchge­ führt, d. h. es ist lediglich eine einmalige Kontrastmittel­ injektion in das zu untersuchende Gefäß bzw. die entsprechen­ de Untersuchungsstelle erforderlich, um das dreidimensionale Maskenbild zu gewinnen.

Anschließend wird durch den Untersucher die für die Katheter­ führung optimale Projektionsrichtung des Röntgengeräts ausge­ wählt und die Bestrahlungseinrichtung 2 sowie die Bildaufnah­ meeinrichtung 3 entsprechend positioniert. Die Positionierung des Röntgengeräts kann dabei sowohl manuell als auch automa­ tisch erfolgen, d. h. der Untersucher gibt dem Gerät die ge­ wünschte Projektionsrichtung vor und die Bestrahlungseinrich­ tung 2 sowie die Bildaufnahmeeinrichtung 3 werden entspre­ chend der gewünschten Projektionsrichtung durch einen geeig­ neten Antrieb positioniert, um nachfolgend die für die Road­ maptechnik erforderlichen Augenblicksaufnahmen des entspre­ chenden Gefäßes durchführen zu können.

Des weiteren werden entsprechend der ausgewählten Projekti­ onsrichtung aus dem dreidimensionalen Bilddatensatz der Rech­ nereinheit 4 die Bilddaten desjenigen Einzelmaskenbildes aus­ gewählt, 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 Untersu­ chungsperson 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 der Anzeige 7 darstellen kann. Das Rechenwerk 6 überlagert somit stets ein augenblicklich aufgenommenes Einzelbild mit einem zuvor entsprechend der gewünschten Projektionsrichtung ausge­ wählten Einzelmaskenbild der dreidimensionalen Maskenbildauf­ nahme des kontrastierten Gefäßes. Anhand der Darstellung auf der Anzeige 7 kann somit ein Untersucher den Katheter unter Sicht im kontrastierten Gefäß lokalisieren und platzieren.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung handelt es sich um eine Vorrichtung zur angiographischen Untersuchung der Un­ tersuchungsperson 1, wobei eine Monoplandurchleuchtung durch­ geführt wird, d. h. es erfolgt eine Augenblicksaufnahme des jeweiligen Gefäßes stets nur aus einer zuvor eingestellten Projektionsrichtung. Die vorliegende Erfindung kann jedoch genauso auf Biplandurchleuchtungen angewendet werden, bei der Augenblicksaufnahmen aus zwei unterschiedlichen Projektions­ richtungen durchgeführt werden. Zu diesem Zweck ist die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung durch eine weitere Rechnerein­ heit 5 in Kombination mit einem weiteren Rechenwerk 6 zu er­ gänzen, wobei dieser weiteren Rechnereinheit 5 das Augen­ blicksbild der gewünschten Untersuchungsstelle aus einer an­ deren Projektionsrichtung zugeführt wird. Das weitere Rechen­ werk 6 würde in diesem Fall die entsprechenden Bilddaten der weiteren Rechnereinheit 5 empfangen und auf die gemeinsam ge­ nutzte Rechnereinheit 4 zugreifen, um das der Projektions­ 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 Un­ tersuchungsstelle der Untersuchungsperson 1 erzeugt, welches auf einer separaten Anzeige oder zusammen mit dem zuvor be­ schriebenen ersten überlagerten Gesamtbild auf ein und der­ selben Anzeige 7 dargestellt werden kann, so dass der Unter­ sucher die Katheterführung in dem Gefäß aus unterschiedlichen 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 Verzer­ rung des Einzelmaskenbilds kann jeweils durch eine entspre­ chende Bildverarbeitung durch das Rechenwerk 6 durchgeführt werden.

Wird das Augenblicksbild der Rechnereinheit 5 mit dem ausge­ wählten Einzelmaskenbild der Rechnereinheit 4 überlagert, ist jedoch auf der Anzeige 7 noch der Bildhintergrund, d. h. bei­ spielsweise Knochen zu sehen. Um auf der Anzeige 7 lediglich den Katheter mit dem Einzelmaskenbild der dreidimensionalen Maskenbildaufnahme der Rechnereinrichtung 4 darstellen zu können, kann vor der eigentlichen Durchleuchtung mit der zu­ vor eingestellten Projektionsrichtung des Röntgengeräts eine zusätzliche Augenblicksaufnahme der Untersuchungsstelle ohne Kontrastmittelinjektion und ohne Katheter, d. h. bei rückge­ zogenem Katheter, durchgeführt werden, wobei die entsprechen­ den Bilddaten beispielsweise in der Rechnereinheit 5 gespei­ chert werden. Die Rechnereinheit 5 subtrahiert dann jeweils die Bilddaten dieses Leerbilds von den Bilddaten der nachfol­ gend unter Durchleuchtung mit vorgeschobenem Katheter aufge­ nommenen Augenblicksbildern und führt die entsprechenden Bilddaten dem Rechenwerk 6 zu, welches das ihm von der Rech­ nereinheit 5 zugeführte überarbeitete Augenblicksbild mit dem von der Rechnereinheit 4 zugeführten Einzelmaskenbild der dreidimensionalen Maskenbildaufnahme überlagert oder das Ein­ zelmaskenbild davon subtrahiert, um ein entsprechendes Ge­ samtbild auf der Anzeige 7 darzustellen. Statt dessen ist auch denkbar, eine Serie von Leerbildern zu erzeugen, die von den unter Durchleuchtung erhaltenen Augenblicksbildern sub­ trahiert werden, so dass das dreidimensionale Maskenbild als eine Serie von Subtraktionsbildern erhalten wird, welche sich jeweils durch die Subtraktion eines unter Durchleuchtung auf­ genommenen 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 Bestrah­ lungseinrichtung 2 und der Bildaufnahmeeinrichtung 3 durchge­ führt werden, bei der ein sogenanntes Kalibrierphantom einge­ legt und während des Probelaufs erfasst wird, um anschließend die Gerätetoleranzen bzw. Geräteabweichungen zu erfassen und bei der Bildverarbeitung der aufgenommenen Bilder berücksich­ tigen zu können. Mit Hilfe dieses Kalibrierlaufs können je­ doch die Gerätetoleranzen nur für eine vordefinierte Geräte­ stellung, d. h. für die bestimmte Ablaufebene des C-Bogens des Röntgengeräts, ermittelt und berücksichtigt werden. Eine Kalibrierung für jede beliebige Gerätestellung, die einer dreidimensionalen Kalibrierung gleichkommt, ist jedoch aus Aufwands- und Komplexitätsgründen nicht durchführbar. Wird nun für die Durchleuchtung der Untersuchungsperson 1 eine an­ dere Gerätegrundeinstellung gewählt, kann zwar - wie es oben beschrieben worden ist - dasjenige Einzelmaskenbild aus dem dreidimensionalen Bilddatensatz der Rechnereinheit 4 ausge­ wählt werden, dessen Projektionsrichtung bestmöglich der au­ genblicklichen Projektionsrichtung entspricht; es sind jedoch aufgrund der in dieser Gerätestellung nicht kalibrierten Ge­ rätetoleranzen Deckungsfehler zwischen dem ausgewählten Ein­ zelmaskenbild und dem in der eingestellten Projektionsrich­ tung aufgenommenen Augenblicksbild, welches in der Rechner­ einheit 5 gespeichert wird, vorhanden. Zu diesem Zweck ist eine Nachbearbeitung der Bilder erforderlich, um das Augen­ blicksbild mit dem Einzelmaskenbild deckungsgleich zu machen. Diese Nachbearbeitung kann insbesondere in Form einer zwei- oder dreidimensionalen Anpassungsmaßnahme ("Matchen") automa­ tisch oder halbautomatisch durch das Rechenwerk 6 durchge­ führt werden, wobei hierzu vorzugsweise Bildstrukturen ver­ wendet werden, die entweder in dem ausgewählten Einzelmasken­ bild der dreidimensionalen Maskenbildaufnahme der Rechnerein­ heit 4 und dem Augenblicksbild der Rechnereinheit 5 gleich sind oder zwischen denen zwangsläufig eine Korrelation beste­ hen 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 dreidimensi­ onal interaktiv erfolgen, d. h. die beiden Augenblicksbilder der Untersuchungsstelle, die aus unterschiedlichen Projekti­ onsrichtungen 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 "Mat­ chen" des Katheters mit den Gefäßdarstellungen des Masken­ bilds der dreidimensionalen Maskenbildaufnahme durchgeführt 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 ausge­ wähltes Einzelmaskenbild der dreidimensionalen Maskenbildauf­ nahme der Rechnereinheit 4 gewonnen wird, nicht deckungs­ gleich mit der Darstellung des Katheters 9 ist, wobei diese Darstellung durch die Augenblicksaufnahme mit Hilfe der Rech­ nereinheit 5 gewonnen wird. Da der Katheter 9 zwangsläufig in dem Gefäß 8 liegen muss, kann das Einzelmaskenbild der drei­ dimensionalen Maskenbildaufnahme oder alternativ das Augen­ blicksbild 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 dreidi­ mensionalen Maskenbildaufnahme ist, so dass die gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführte Roadmaptechnik zu dem gewünschten Erfolg führt und eine zuverlässige und sichere Lokalisierung und Platzierung des Katheters in dem entspre­ chenden Gefäß möglich ist.

Claims (18)

1. Verfahren zur Wiedergabe von Röntgenbildern mit Hilfe ei­ nes Röntgengerätes (2, 3) beim Positionieren eines in ein Ge­ fäß (8) eingeführten Katheters (9), umfassend folgende Schritte:

• a) Aufnehmen einer Vielzahl von ersten zweidimensionalen Ein­ zelbildern des Gefäßes (8) nach Injektion eines Kontrast­ mittels, wobei die Einzelbilder mit Hilfe eines Röntgenge­ räts (2, 3) aus unterschiedlichen Aufnahmerichtungen auf­ genommen werden,
• b) Erzeugen eines dreidimensionalen Bilddatensatzes aus den Bilddaten der Einzelbilder des Gefäßes (8)
• c) Wiedergabe des Bilddatensatzes als dreidimensionales Bild,
• d) Aufnehmen eines zweiten zweidimensionalen Einzelbildes des Gefäßes (8) mit in das Gefäß (8) eingeführtem Katheter (9) mit Hilfe des Röntgengerätes (2, 3) aus einer bestimmten Aufnahmerichtung,
• e) Erzeugen eines zweidimensionalen Maskenbildes aus dem im Schritt b) erzeugten dreidimensionalen Bilddatensatz, des­ sen Aufnahmerichtung bestmöglich der Aufnahmerichtung des im Schritt d) aufgenommenen zweiten Einzelbildes ent­ spricht, und
• f) Kombinieren des im Schritt e) erzeugten Maskenbildes mit dem im Schritt d) aufgenommenen zweiten Einzelbild zu ei­ nem Kombinationsbild des Gefäßes (8) mit darin eingeführ­ tem 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, da durch ge­ kennzeichnet, dass im Schritt b) aus der Viel­ zahl der aus unterschiedlichen Aufnahmerichtungen aufgenomme­ nen ersten Einzelbilder ein dem dreidimensionalen Bild ent­ sprechender Bilddatensatz erzeugt wird, aus dem im Schritt e) die dem auszubildenden ersten Einzelbild entsprechenden Bild­ daten ausgewählt und im Schritt f) mit den Bilddaten des im Schritt d) aufgenommenen zweiten Einzelbildes kombiniert wer­ den.

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

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

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor der im Schritt f) durchgeführten Kombination das im Schritt d) aufgenommene zweite Einzelbild gemäß einer bestimmten Verzer­ rungseigenschaft des Röntgengeräts (2, 3) entzerrt oder das im Schritt e) ausgewählte erste Einzelbild des dreidimensio­ nalen Bildes gemäß der Verzerrungseigenschaft des Röntgenge­ räts (2, 3) verzerrt wird, so dass im Schritt f) zwei gleich­ mäßig entzerrte oder zwei gleichmäßig verzerrte Einzelbilder miteinander kombiniert werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Durchführung des Schrittes d) ein drittes Einzelbild des Ge­ fäßes (8) ohne den Katheter (9) aus der dem Schritt d) ent­ sprechenden bestimmten Aufnahmerichtung aufgenommen wird, welches nach der Durchführung des Schrittes d) von dem zwei­ ten Einzelbild subtrahiert wird, wobei im Schritt f) das so­ mit erhaltene Subtraktionsbild mit dem im Schritt e) ausge­ wählten ersten Einzelbild zu dem Kombinationsbild kombiniert wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei den Schritten a) und d) zur Durchführung des Verfahrens in einem Probelauf des Röntgengeräts (2, 3) vor dem Positionieren des Katheters (9) mit Hilfe eines Kalibrierphantoms ermittelte mechanische Gerätetoleranzen des Röntgengeräts (2, 3) berück­ sichtigt werden.

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

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das im Schritt e) ausge­ wählte Einzelbild mit dem im Schritt d) aufgenommen zweiten Einzelbild durch eine automatische Bildpunktverschiebung bei der Durchführung des Schrittes f) in Deckung gebracht wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, dass bei der Durchführung des Schrittes f) das im Schritt e) ausgewählte erste Einzelbild und das im Schritt d) aufgenommene zweite Einzelbild zueinan­ der derart verschoben werden, dass in dem daraus resultieren­ den Kombinationsbild der Katheter (9) in dem Gefäß (8) zu liegen kommt.

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

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte d) bis f) 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 einer Vielzahl von ersten zweidimensionalen Einzelbildern des Gefäßes (8) aus verschiedenen Aufnahmerichtungen nach Injektion eines Kontrastmittels,
mit einer ersten Bildspeichereinrichtung (4) zum Speichern von einer Vielzahl der 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 dreidi­ mensionales Bild des Gefäßes (8) ergeben,
mit einer zweiten Bildspeichereinrichtung (5) zum Speichern eines zweiten zweidimensionalen Einzelbildes des Gefäßes (8) mit darin eingeführtem Katheter (9), welches mit Hilfe des Röntgengeräts (2, 3) aus einer bestimmten Aufnahmerichtung aufgenommen worden ist,
mit einer Bildverarbeitungseinrichtung (6) zum Kombinieren eines bestimmten Einzelbildes der in der ersten Bildspei­ chereinrichtung (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) aufweisen­ de 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 gleichmäßig entzerrte oder zwei gleichmäßig verzerrte Einzel­ bilder zu dem Kombinationsbild kombinierbar und auf der An­ zeige (7) darstellbar sind.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, da­ durch gekennzeichnet, dass die Bild­ verarbeitungseinrichtung (6) derart ausgestaltet ist, dass sie durch eine entsprechende Bildverarbeitung Deckungsfehler zwischen dem mit dem zweiten Einzelbild zu kombinierenden be­ stimmten ersten Einzelbild eliminiert, um das bestimmte erste Einzelbild deckungsgleich mit dem zweiten Einzelbild zu ma­ chen.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Bildverarbeitungsein­ richtung (6) derart ausgestaltet ist, dass sie durch eine entsprechende Verschiebung der Bildpunkte des bestimmten ers­ ten Einzelbilds und/oder des zweiten Einzelbilds die De­ ckungsgleichheit des bestimmten ersten Einzelbilds und des zweiten Einzelbilds herbeiführt.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, da­ durch gekennzeichnet, dass die Vor­ richtung 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 Bildverarbei­ tungseinrichtung ein weiteres bestimmtes erstes Einzelbild der in der ersten Bildspeichereinrichtung (4) gespeicherten Vielzahl von ersten Einzelbildern, dessen Aufnahmerichtung bestmöglich der anderen bestimmten Aufnahmerichtung des wei­ teren zweiten Einzelbildes entspricht mit dem weiteren zwei­ ten Einzelbild zur Erzeugung eines weiteren Kombinationsbil­ des des Gefäßes (8) mit darin eingeführtem Katheter (9) kom­ biniert, wobei das weitere Kombinationsbild auf der Anzeige (7) darge­ stellt wird, um aus den unterschiedlichen Blickrichtungen, welche unterschiedlichen bestimmten Aufnahmerichtungen ent­ sprechen, die Position des Katheters (9) in dem Gefäß (8) be­ urteilen zu können.