NL1023485C2 - Inrichting en werkwijze voor navigatie van een instrument. - Google Patents

Description

- *1 4.' +

Inrichting en werkwijze voor navigatie van een instrument

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en inrichting voor navigatie van een instrument in een vaatboom van een patiënt waarbij in een instelbare doorlichtingsrich-ting eerste doorlichtingsbeelden van de patiënt worden ver-5 kregen waarop het instrument zichtbaar is, en waarbij deze eerste doorlichtingsbeelden worden gecombineerd met tweede beeldgegevens welke betrekking hebben op tenminste een deel van de vaatboom van de patiënt.

Een dergelijke werkwijze en inrichting zijn bekend 10 uit de praktijk van neurovasculaire interventies.

Bij neurovasculaire interventies wordt een lang flexibel instrument(katheter/voerdraad) in de bloedvaten van een patiënt gebracht. De tip van het instrument moet via vertakkingen in de vaatboom naar de doellocatie van behandeling 15 worden gestuurd. Om navigatie van het instrument te ondersteunen worden met röntgendoorlichting verkregen projectie-beelden gebruikt, waarop het instrument in het lichaam van de patiënt zichtbaar is. De röntgenbron en beeldversterker zijn gemonteerd op een zogeheten C-arm die om de patiënt heen kan 20 worden geroteerd om beelden vanuit verschillende hoeken te kunnen maken. Verder kan de patiënttafel verschoven worden om een ander deel van het lichaam in beeld te krijgen. Op de doorlichtingsbeelden zijn de bloedvaten zelf niet zichtbaar.

De interventionist die het instrument inbrengt ori-25 enteert zich bij het navigeren van het instrument dóórgaans op doorlichtingsbeelden waarop de actuele positie van de ka-theter/voerdraad zichtbaar is. Deze beelden zijn een tweedimensionale projectie waardoor slechts een beperkt inzicht verkregen wordt in de werkelijke driedimensionale ligging van 30 het instrument. Omdat op deze beelden de vaten zelf niet zichtbaar zijn wordt het navigeren bemoeilijkt. De interventionist moet mentaal de relatie leggen tussen het doorlich-tingsbeeld en eventueel eerder gemaakte afbeeldingen van de vaten zoals een angiogram. Het leggen van deze relatie wordt 35 bemoeilijkt doordat de eerder gemaakte afbeeldingen niet noodzakelijkerwijs vanuit hetzelfde gezichtspunt en met de- I zelfde projectiegeometrie zijn gemaakt als de doorlichting die het instrument in beeld brengt.

Om de vaten en de katheter/voerdraad gelijktijdig te visualiseren in één enkel beeld is bekend om een zogenaamde 5 "roadmap" te maken. Hiertoe worden eerst contrastopnamen met betrekking tot de bloedvaten gemaakt. Daarna worden tijdens het doorlichten deze eerder gemaakte contrastopnamen van het doorlichtingsbeeld afgetrokken. Het resultaat is een beeld waarin de vaten in negatief (wit) zichtbaar zijn met daarin 10 de katheter/voerdraad zichtbaar in positief (zwart). Een zware restrictie is wel dat de C-arm, de patiënttafel en de patiënt tijdens het maken en het gebruik van de roadmap niet mogen bewegen. Hierdoor is het tijdens het gebruik van de roadmap niet mogelijk om van gezichtspunt te veranderen. Boven-15 dien vergt het maken van de roadmap extra handelingen en wordt zowel straling als contrastvloeistof gebruikt. Deze nadelen zorgen voor een beperkte bruikbaarheid van de roadmap.

De genoemde beperkingen vormen niet alleen een extra belasting voor de interventionist, maar het beperkt ook de 20 nauwkeurigheid en efficiëntie van de navigatie. Verder leiden genoemde beperkingen tot een verhoogde straling- en contrast-middelbelasting voor de patiënt en worden de variabele kosten van de procedure verhoogd door het hogere contrastmiddelver-bruik.

25 Met de uitvinding is beoogd de hiervoor genoemde na delen en problemen te bestrijden.

Volgens de uitvinding wordt daartoe een inrichting en een werkwijze voorgesteld die gekenmerkt is door één of meer van de aangehechte conclusies.

30 De werkwijze volgens de uitvinding is erdoor geken merkt dat de tweede beeldgegevens verkregen worden door in een projectierichting die correspondeert met de doorlich-tingsrichting van de patiënt een projectiebeeld af te leiden uit driedimensionale beeldinformatie van de vaatboom van de 35 patiënt, en door dit projectiebeeld te combineren met de eerste doorlichtingsbeelden.

In overeenstemming hiermee is de inrichting volgens de uitvinding erdoor gekenmerkt dat de verwerkingsinrichting 3 is ingericht voor het met betrekking tot een instelbare pro-jectierichting afleiden van een tweedimensionaal projectie-beeld uit driedimensionale beeldinformatie van de vaatboom van de patiënt waarbij de projectierichting afhankelijk is 5 van stand en/of positiegegevens van de patiënttafel en/of de C-arm.

Het is daarbij wenselijk dat het projectiebeeld wordt afgeleid uit de driedimensionale beeldinformatie met een beeldvergroting die gelijk is aan de beeldvergroting van 10 de eerste doorlichtingsbeelden.

Met de uitvinding wordt een werkwijze en inrichting verschaft waarin een projectiebeeld van de vaten, dat is afgeleid uit vooraf gemaakte driedimensionale door bijvoorbeeld rotatieangiografie verkregen beeldinformatie, en het actuele 15 doorlichtingsbeeld waarop de katheter/voerdraad zichtbaar is, gecombineerd worden tot één enkel beeld. Op dit beeld zijn dus zowel de katheter/voerdraad als de vaten gelijktijdig en in de juiste positie ten opzichte van elkaar zichtbaar. De uitvinding biedt onder meer het voordeel dat tijdens de door-20 lichting de C-arm en de patiënttafel mogen bewegen waardoor het gezichtspunt voor de visualisatie vrij te kiezen is. De interventionist kan met de werkwijze en inrichting volgens de uitvinding tijdens het navigeren direct en doorlopend zien waar de katheter/voerdraad zich in de bloedvaten bevindt.

25 Hierdoor is contrast inspuiten om te achterhalen waar de katheter/voerdraad zich bevindt overbodig waardoor ook de patient minder belast wordt. Doordat er bovendien geen anatomische herkenningspunten in het doorlichtingsbeeld hoeven te zitten, kan de beeldhoek voor de doorlichting kleiner worden 30 gekozen waardoor een aanzienlijke stralingsreductie optreedt. De interventionist kan vrijelijk de C-arm roteren en de pati-enttafel verplaatsen om zijn driedimensionale inzicht in de situatie te vergroten en om een optimaal gezichtspunt te kiezen.

35 De uitvinding is tevens belichaamd in een computer programma die nadat deze is geladen in de computer van de verwerkingsinrichting voor de beeldgegevens, met deze kan samenwerken zodat de werkwijze volgens de uitvinding kan worden H uitgevoerd. Tevens is de uitvinding belichaamd in een data- carrier waarop het computerprogramma is aangebracht.

De uitvinding zal in het navolgende verder worden toegelicht aan de hand van een niet beperkend uitvoerings- I 5 voorbeeld en onder verwijzing naar de tekening.

In de tekening toont een enkele figuur de inrichting volgens de uitvinding. De inrichting is in het algemeen met verwijzingscijfer 1 aangeduid en omvat een patiënttafel 2 waarop een te onderzoeken patiënt 3 kan plaatsnemen, alsmede 10 een C-arm 4 met een daarop gemonteerde röntgenbron en een beeldopnemer voor registratie van onder toepassing van de I röntgenbron verkregen doorlichtingsbeelden van de patiënt 3.

De wijze van werken en uitvoeren van een dergelijke inrich- ting 1 die bruikbaar is en gebruikt wordt voor navigatie van I 15 een instrument in een vaatboom van de patiënt 3, is aan de I vakman geheel bekend zodat een nadere toelichting achterwege I kan blijven.

Op eveneens aan de vakman bekende wijze is op de I (niet getoonde) beeldopnemer een verwerkingsinrichting 5 aan- I 20 gesloten. De beeldopnemer verschaft de desbetreffende beeld- I signalen via een met verwijzingscijfer 6 aangeduide beeldsig- naalleiding. Op de verwerkingsinrichting 5 is in de regel een I beeldmonitor 7 aangesloten waarmee de verkregen doorlich- I tingsbeelden zichtbaar kunnen worden gemaakt. Verder beschikt I 25 de verwerkingsinrichting 5 doorgaans over een geheugenorgaan 8 waarop de beeldinformatie kan worden opgeslagen en in de computer van de verwerkingsinrichting 5 weer worden inge- I haald.

I Voordat de katheter en/of voerdraad de patiënt 3 I 30 wordt ingebracht wordt de patiënt 3 ten opzichte van de pati- enttafel 2 gefixeerd. Bij voorkeur zowel de patiënttafel 2 als de C-arm 4 beschikken over sensoren waarmee via signaallijnen 9 en 10 positie- en standinformatie van de patiënttafel 2 en de C-arm 4 aan de verwerkingsinrichting 5 kan worden 35 verschaft.

Voorafgaand aan de navigatieprocedure wordt in de regel met een op zichzelf bekende driedimensionale rotatiean-giografie-methode driedimensionale beeldinformatie van de 5 vaatboom van de patiënt 3 verkregen.

Ter gelegenheid van de navigatie van het instrument door de vaatboom van de patiënt 3 wordt door de verwerkings-inrichting 5 een tweedimensionaal beeld van deze driedimensi-5 onale beeldinformatie afgeleid waarbij dit tweedimensionale beeld een virtueel projectiebeeld van de vaatstructuur van de patiënt 3 vormt in een projectierichting die correspondeert met de actuele doorlichtingsrichting van de patiënt 3. De hiervoor nodige gegevens worden aan de verwerkingsinrichting 10 5 verschaft met behulp van de eerder genoemde sensoren die de stand- en positieinformatie van de patiënttafel 2 en de C-arm 4 via de signaallijnen 9 en 10 aan de verwerkingsinrichting 5 doorgeven.

Op de hiervoor toegelichte wijze is gerealiseerd dat 15 het verkregen tweedimensionale projectiebeeld met betrekking tot de vaatstructuur van de patiënt 3, en het actuele door-lichtingsbeeld waarop het in de vaatboom ingebrachte instrument, dat wil zeggen de katheter en/of voerdraad is te zien, in een enkel beeld gecombineerd kan worden getoond. Dit kan 20 bijvoorbeeld worden uitgevoerd door de met elkaar corresponderende pixels van beide beelden te middelen. Het volgens de uitvinding verkregen enkele beeld kan vervolgens op de monitor 7 worden weergegeven.

Wanneer de interventionist die het ingebrachte in-25 strument navigeert het nodig of wenselijk vind om de patiënttafel 2 of de C-arm 4 in stand of positie te variëren vindt automatisch en doorlopend de vorming van een nieuw tweedimensionaal projectiebeeld plaats uit de eerder verkregen driedimensionale beeldinformatie met betrekking tot de vaatstruc-30 tuur van de patiënt 3. Op deze wijze kan het actuele door-lichtingsbeeld continu met deze aangepaste tweedimensionale beeldgegevens met betrekking tot de vaatstructuur gecombineerd worden teneinde het navigeren van het ingebrachte instrument te vereenvoudigen.

35 Naast de hierboven genoemde voordelen biedt de in richting en werkwijze volgens de uitvinding verder nog het voordeel dat ook wanneer niet doorlicht wordt, de afbeelding van de vaatstructuur op de monitor 7 zichtbaar gemaakt kan 6 . * worden. Dit maakt het de interventionist mogelijk om een optimaal gezichtspunt en kijkrichting te kiezen door rotatie van de C-arm 4 of verplaatsing van de patiënttafel 2, zonder dat daarbij doorlichting nodig is.

5

Claims (9)

1. Inrichting (1) te gebruiken bij navigatie van een instrument in een vaatboom van een patiënt (3), omvattende een patiënttafel (2), een C-arm (4) met een daarop gemonteer- 5 de röntgenbron en een beelopnemer voor registratie van onder toepassing van de röntgenbron verkregen eerste doorlichtings-beelden van de patiënt, en een op de beeldopnemer aangesloten verwerkingsinrichting (5) voor beeldverwerking van de met de beeldopnemer geregistreerde eerste beelden, alsmede optioneel 10 een op de verwerkingsinrichting (5) aansluitbare monitor (7) voor beeldweergave, waarbij de verwerkingsinrichting (5) is ingericht voor het combineren van de eerste doorlichtings-beelden van de patiënt (3) met tweede beeldgegevens welke betrekking hebben op tenminste een deel van de vaatboom van de 15 patiënt (3), met het kenmerk, dat de verwerkingsinrichting (5) is ingericht voor het met betrekking tot een instelbare projectierichting afleiden van een tweedimensionaal projec-tiebeeld uit driedimensionale beeldinformatie van de vaatboom van de patiënt (3) waarbij de projectierichting afhankelijk 20 is van stand en/of positiegegevens van de patiënttafel (2) en/of de C-arm (4).

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerkt dat de driedimensionale beeldinformatie van de vaatboom van de patiënt (3) is opgenomen in een geheugenorgaan (8) van de 25 verwerkingsinrichting (5).

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de patiënttafel (2) en/of de C-arm (4) zijn uitgerust met positie- en/of standsensoren die signaalgevend gekoppeld zijn met de verwerkingsinrichting (5).

4. Werkwijze voor navigatie van een instrument in een vaatboom van een patiënt (3) waarbij in een instelbare doorlichtingsrichting eerste doorlichtingsbeelden van de patiënt (3) worden verkregen waarop het instrument zichtbaar is, en waarbij deze eerste doorlichtingsbeelden worden gecom-35 bineerd met tweede beeldgegevens welke betrekking hebben op tenminste een deel van de vaatboom van de patiënt (3), met Η Η Η het kenmerk/ dat de tweede beeldgegevens verkregen worden door in een projectierichting die correspondeert met de door- lichtingsrichting van de patiënt (3) een projectiebeeld af te leiden uit driedimensionale beeldinformatie van de vaatboom H 5 van de patiënt (3), en dat dit projectiebeeld gecombineerd wordt met de eerste doorlichtingsbeelden.

5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, I dat het projectiebeeld wordt afgeleid uit de driedimensionale beeldinformatie met een beeldvergroting die gelijk is aan de 10 beeldvergroting van de eerste doorlichtingsbeelden.

6. Werkwijze volgens conclusie 4 of 5, met het ken- I merk, dat de driedimensionale beeldinformatie voorafgaand aan de verkrijging van de eerste doorlichtingsbeelden is opgeno- men.

7. Werkwijze volgens één der conclusies 4-6, net het I kenmerk, dat de doorlichtingsrichting tijdens het navigeren van het instrument gevarieerd wordt, en dat de projectierich- I ting op overeenkomstige wijze meevarieert.

8. Computerprogramma voor samenwerking met de ver- I 20 werkingsinrichting (5) die deel vormt van de inrichting (11) I volgens één der conclusies 1-3, voor het uitvoeren van de I werkwijze volgens één der conclusies 4-7.

9. Data-carrier geladen met een computerprogramma volgens conclusie 8.