DE102005005066A1 - Method and device for fluoroscopic observation of catheter position, comprising creation of twin images - Google Patents

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Abstract

The device (1) comprises an x-ray unit (2), a control device and an image processing unit (10). The x-ray generator (6) and the receiving unit (4) are designed in order to facilitate the creation of two two-dimensional images of the position of a catheter (12) and to combine those images, forming a three-dimensional projection using an appropriate algorithm. The sources of radiation (7, 8) are attached to the lower end of the c-bow (3).

Description

Verfahren zur fluoroskopischen Röntgenbeobachtung eines in einem Untersuchungsobjekt befindlichen Gegenstands, insbesondere eines Katheters, sowie Röntgenpositionserfassungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrensmethod for fluoroscopic X-ray observation of an object in an examination object, in particular a catheter, as well as X-ray position detection device for execution of the procedure

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur fluoroskopischen Röntgenbeobachtung eines in einem Untersuchungsobjekt befindlichen Gegenstands, insbesondere eines Katheters, mittels einer Röntgeneinrichtung.The The invention relates to a method for fluoroscopic X-ray observation of an object in an examination object, in particular a catheter, by means of an X-ray device.

Während diagnostischer oder interventioneller radiologischer Eingriffe werden in ein Untersuchungsobjekt eingebrachte Gegenstände wie beispielsweise Katheter und andere Geräte, die in Gefäße oder Hohlräume des Körpers eingeführt werden, mittels einer Röntgeneinrichtung fluoroskopisch beobachtet, das heißt, es erfolgt eine kontinuierliche Röntgenbildaufnahme, um das Gerät bzw. die Gerätebewegung "live" beobachten zu können. Die Kenntnis der Position der Geräte im Körper relativ zu Körperstrukturen oder in absoluten Koordinaten ist dabei von großer Wichtigkeit für den Arzt.While diagnostic or interventional radiological procedures become an examination subject introduced items such as catheters and other devices placed in vessels or cavities of the body introduced be, by means of an X-ray device observed fluoroscopically, that is, there is a continuous X-ray image, around the device or to observe the device movement "live". The Knowledge of the position of the devices in the body relative to body structures or in absolute coordinates is of great importance to the doctor.

Die Röntgen-Fluoroskopie ist ein zweidimensionales Abbildungsverfahren, das heißt, es werden kontinuierlich zweidimensionale Projektionsbilder aus einer Projektionsrichtung aufgenommen. Abgebildet jedoch wird ein dreidimensionaler Gegenstand innerhalb der Bildebene, also beispielsweise in x- und y-Richtung im Fluoroskopie-Bild, nicht aber die Position des Gegenstands in z-Richtung, die beispielsweise mit der Richtung des Röntgenstrahlenbündels zusammenfällt.The X-ray fluoroscopy is a two-dimensional imaging process, that is, it will be continuous two-dimensional projection images from a projection direction added. Depicted, however, is a three-dimensional object within the image plane, for example in the x and y direction in the fluoroscopic image, but not the position of the object in z-direction, for example coincides with the direction of the X-ray beam.

Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine Möglichkeit anzugeben, dem Arzt auch während der fluoroskopischen Röntgenüberwachung den Gegenstand in seiner dreidimensionalen Raumlage erfassen zu können.Of the The invention is therefore based on the problem, a possibility to indicate to the doctor also during fluoroscopic X-ray monitoring To be able to capture the object in its three-dimensional spatial position.

Zur Lösung dieses Problems ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass zur dreidimensionalen Ortung des Gegenstands zwei den Gegenstand zeigende zweidimensionale Röntgenprojektionsbilder aus unterschiedlichen, in fester Lagebeziehungen zueinander stehenden Projektionsrichtungen aufgenommen werden, anhand welcher die dreidimensionalen Koordinaten des Gegenstands in dem Koordinatensystem der Röntgeneinrichtung ermittelt werden.to solution This problem is in a method of the type mentioned provided according to the invention, that for the three-dimensional location of the object two the object showing two-dimensional X-ray projection images from different, in fixed relationship to each other Projection directions are taken, based on which the three-dimensional Coordinates of the object in the coordinate system of the X-ray device be determined.

Anders als bisher üblich werden beim erfindungsgemäßen Verfahren laufend und mit sehr kurzer zeitlicher Abfolge nacheinander zwei Röntgenprojektionsbilder aufgenommen, die in unterschiedlichen Projektionsrichtungen liegen. Das heißt, die beiden Projektionsbilder haben einen Winkelversatz zueinander, zeigen also den Katheter jeweils in etwas anderer Darstellung bzw. in einer anderen Bildposition. Nachdem die Aufnahmegeometrie, also die Lage des Strahlungserzeugungsmittels relativ zum Strahlungsempfangsmittel und damit auch die beiden Projektionsrichtungen zueinander bekannt sind, kann nun über die Bildverarbeitungseinrichtung der jeweils gezeigte Gegenstand, also beispielsweise der im Bild gezeigte Katheter ermittelt werden, und hieraus aufgrund der bekannten Geometrie der Projektionsbilder zueinander seine dreidimensionale Lage bestimmt werden, mithin also die x-, y- und z-Koordinaten im Koordinatensystem der Röntgeneinrichtung, beispielsweise einem C-Bogen-Gerät. Bei entsprechender simultaner und laufender Aufnahme erhält man also laufend aktuelle x-, y- und z-Koordinaten des Gegenstands, die eine kontinuierliche Raumlagenermittlung des Gegenstands zulassen. Diese Rauminformation kann dem Arzt an einem geeigneten Monitor ausgegeben werden, beispielsweise in Verbindung mit einem mit einer anderen Untersuchungsmodalität aufgenommenen dreidimensionalen Datensatz des Untersuchungsobjekts, beispielsweise einem MR- oder CT-Datensatz, wie auch natürlich ein 3D-Röntgendatensatz verwendet werden kann, in welchem die dreidimensionalen Koordinaten des Gegenstands und mithin der Gegenstand selbst lagegenau eingeblendet werden kann.Different as usual be in the process of the invention running and with a very short time succession two X-ray projection images recorded, which lie in different directions of projection. This means, the two projection images have an angular offset from each other, So show the catheter in each case in a slightly different representation or in a different picture position. After the recording geometry, so the position of the radiation generating means relative to the radiation receiving means and thus also the two projection directions known to each other are, can now over the image processing device the object shown in each case, So for example, the catheter shown in the picture can be determined and from this due to the known geometry of the projection images to each other determine its three-dimensional position, hence the x-, y and z coordinates in the coordinate system of the X-ray device, for example a C-arm device. With appropriate simultaneous and ongoing recording you get so running current x-, y- and z-coordinates of the object, which is a continuous space location of the object. This room information can be sent to the doctor a suitable monitor are output, for example in connection with a three-dimensional recorded with a different examination modality Record of the examination object, for example, an MR or CT record, as well of course a 3D X-ray data set can be used in which the three-dimensional coordinates of the object and thus the object itself is shown in the correct position can be.

Anhand lediglich einer weiteren, sehr schnell vornehmbaren Röntgenaufnahme aus einer zweiten Projektionsrichtung und einer entsprechend schnellen Bildanalyse erhält der Arzt folglich sofort eine dreidimensionale Information zur Lage des Gegenstands im Körper. Es ist folglich möglich, die üblichen beispielsweise elektromagnetischen Positionierungssysteme zu ersetzen und die dreidimensionale Ortung allein anhand der ohnehin zur Fluoroskopie vorgesehenen Röntgeneinrichtung vorzunehmen. Der Vorteil gegenüber einem Positionierungssystem liegt des Weiteren darin, dass jedes röntgendichte Instrument geortet und lagegenau erfasst werden kann. Es müssen keine Sende- oder Empfangsspulen ohne ähnliche Sensoren an dem Gegenstand angebracht werden. Der Benutzer erhält größere Flexibilität in der Anwendung des Positionierungssystems. Mit einem einzigen System ist es folglich möglich, sowohl eine Fluoroskopie als auch eine 3D-Ortung vorzunehmen.Based just another, very fast vornehmbaren X-ray from a second projection direction and a correspondingly fast Image analysis receives The doctor therefore immediately has a three-dimensional information on the situation of the object in the body. It is therefore possible the usual example to replace electromagnetic positioning systems and the three-dimensional positioning solely on the basis of the X-ray device, which is already provided for fluoroscopy make. The advantage over Furthermore, a positioning system is that each radiopaque Instrument can be located and accurately recorded. There is no need Transmit or receive coils without similar Sensors are attached to the object. The user gets greater flexibility in the Application of the positioning system. With a single system is it therefore possible perform both a fluoroscopy and a 3D location.

Wie beschrieben sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, im Rahmen der Fluoroskopie zeitlich nacheinander zwei Aufnahmen aus verschiedenen Projektionsrichtungen vorzunehmen. Dies kann nach einer ersten Erfindungsausgestaltung unter Verwendung zweier separater, in fester Lagebeziehung zueinander angeordneten Röntgenstrahlungsquellen erfolgen. Die beiden Strahlungsquellen sind bewegungsgekoppelt, so dass sie stets die gleiche geometrische Lagebeziehung zueinander und zum Empfänger aufweisen, mithin also stets die Geometrie der Projektionsbilder bezüglich einander bekannt ist. Dabei ist es zweckmäßig, die beiden Röntgenstrahlungsquellen benachbart zueinander an einem C-Bogen anzuordnen, das heißt, der übliche C-Bogen trägt zwei Röntgenstrahlungsquellen anstatt der sonst vorgesehenen einen Röntgenstrahlungsquelle.As described, the method according to the invention provides, in the context of the fluoroscopy, to take temporally consecutive two images from different projection directions. This can be done according to a first embodiment of the invention Use of two separate, arranged in fixed position relative to each other X-ray sources. The two radiation sources are motion-coupled, so that they always have the same geometric positional relationship to one another and to the receiver, and therefore the geometry of the projection images is always known with respect to each other. It is expedient to arrange the two X-ray sources adjacent to each other on a C-arm, that is, the usual C-arm carries two X-ray sources instead of the otherwise provided an X-ray source.

Alternativ zur Verwendung zweier separater Röntgenstrahlungsquellen, die zusammen ein Strahlungsaufnahmemittel bilden, ist es auch möglich, zur Aufnahme der verschiedenen Projektionsbilder eine Röntgenstrahlungsquelle mit einem steuerbaren Fokus zur Veränderung der Projektionsrichtung zu verwenden. Bei einer solchen Röntgenstrahlungsquelle ist der auf den Anodenteller treffende Elektronenstrahl in seinem Auftreffpunkt am Anodenteller variierbar, so dass sich die Richtung der abgestrahlten Röntgenstrahlung einstellen lässt. Auf diese Weise ist es ebenfalls möglich, die beiden unter einem Winkel zueinander stehenden Projektionsbilder aufzunehmen, wobei sich eine solche Röntgenstrahlungsquelle auch sehr schnell umschalten lässt.alternative for using two separate X-ray sources, the Together form a radiation receiving means, it is also possible to record the different projection images with an X-ray source controllable focus to change to use the projection direction. In such an X-ray source is the electron beam striking the anode plate at its point of impact variable at the anode plate, so that the direction of the radiated X-radiation can be set. In this way it is also possible the two under one Angle mutually projecting images record, where such an X-ray source also switch very quickly.

Die Projektionsbilder können, nachdem im Rahmen der Fluoroskopie die Röntgeneinrichtung nicht anguliert werden muss, sehr schnell nacheinander aufgenommen werden, bevorzugt mit einem zeitlichen Abstand ≤ 50 ms, insbesondere ≤ 30 ms, wobei selbstverständlich die Bildauswertung zur Erfassung des Gegenstands und zur Berechnung seiner 3D-Koordinaten und die Bildausgabe entsprechend schnell erfolgt.The Projection images can, after fluoroscopy does not angulate the X-ray device must be recorded very quickly in succession, preferred with a time interval ≤ 50 ms, in particular ≤ 30 ms, of course the image analysis to capture the object and to calculate its 3D coordinates and the image output is done accordingly fast.

Wie beschrieben ist es zweckmäßig, nach Ermittlung der dreidimensionalen Raumlage des Gegenstands eine entsprechende Bilddarstellung am Monitor auszugeben, bevorzugt unter Verwendung eines mit einer beliebigen Untersuchungsmodalität aufgenommenen 3D-Bilddatensatzes des Untersuchungsbereichs, also beispielsweise einer Herzkammer, in die ein Katheter eingeführt ist, so dass der Arzt über die 3D-Darstellung eine optimale Bildinformation hinsichtlich der lokalen Gegebenheiten im Untersuchungsbereich erhält.As described, it is expedient, after investigation the three-dimensional spatial position of the object a corresponding Output image display on the monitor, preferably using a 3D image data record taken with any examination modality the examination area, for example a ventricle, into which a catheter is inserted is, so the doctor over the 3D representation of an optimal image information in terms of local conditions in the study area.

Neben dem Verfahren betrifft die Erfindung ferner eine Röntgenpositionserfassungseinrichtung, geeignet zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend eine Röntgeneinrichtung mit Strahlungserzeugungsmitteln und Strahlungsempfangsmitteln, eine Steuerungseinrichtung sowie eine Bildverarbeitungseinrichtung, welches System sich dadurch auszeichnet, dass die Strahlungserzeugungsmittel und die Strahlungsempfangsmittel zur Aufnahme unmittelbar nacheinander abfolgender Aufnahmen zweier zweidimensionaler Pro jektionsbilder aus zwei unterschiedlichen, in fester Lagebeziehung zueinander stehenden Projektionsrichtungen, welche Projektionsbilder einen in einem Untersuchungsobjekt befindlichen Gegenstand, insbesondere einen Katheter zeigen, und die Bildverarbeitungseinrichtung zur Erfassung des Gegenstands in den Projektionsbildern und zur Bestimmung der Position des Gegenstands anhand der Projektionsbilder ausgebildet ist.Next The method further relates to an X-ray position detection device to carry out the method according to any one of the preceding claims, comprising an X-ray device with radiation generating means and radiation receiving means, a Control device and an image processing device, which System is characterized in that the radiation generating means and the radiation receiving means for receiving immediately one after the other consecutive pictures of two two-dimensional projection pictures from two different, in fixed relationship to each other Projection directions, which projection images in a study object located subject, in particular a catheter show, and the image processing device for detecting the object in the projection images and to determine the position of the object the projection images is formed.

Dabei kann die Röntgeneinrichtung einen C-Bogen aufweisen, an dem in einer ersten Erfindungsausgestaltung zwei in fester Lagebeziehung zueinander positionierte Röntgenstrahlungsquellen, die das Strahlungserzeugungsmittel bilden, vorgesehen sind. Diese über die Steuerungseinrichtung sehr schnell schaltbaren Röntgenstrahlungsquellen (gleichermaßen schnell ist natürlich auch das Strahlungsempfangsmittel, bevorzugt ein digitaler Festkörperdetektor, auslesbar) können dabei nebeneinander und quer zur Bogenlängsachse angeordnet sein, alternativ ist auch eine Positionierung der beiden Strahlungsquellen längs des C-Bogens und vorzugsweise benachbart zueinander möglich. Die Röntgenstrahlungsquellen müssen in diesem Fall nicht unmittelbar nebeneinander angeordnet sein, sie können auch um einen bestimmten Winkel, beispielsweise 20°, 30°, 40° etc. versetzt zueinander liegen.there can the x-ray device a C-arm, to which in a first embodiment of the invention two X-ray sources positioned in fixed relationship to each other, the form the radiation generating means are provided. These over the Control device very quickly switchable X-ray sources (equally fast is natural also the radiation receiving means, preferably a digital solid state detector, readable) be arranged side by side and across the arc longitudinal axis, alternatively is also a positioning of the two radiation sources along the C-bow and preferably adjacent to each other possible. The X-ray sources have to in this case, not be arranged directly next to each other, You can also by a certain angle, for example, 20 °, 30 °, 40 °, etc. offset from each other.

Alternativ dazu kann das Strahlungserzeugungsmittel eine Röntgenstrahlungsquelle mit einem steuerbaren Fokus zur Veränderung der Projektionsrichtung sein.alternative For this purpose, the radiation-generating means can be an X-ray source with a controllable Focus on change be the projection direction.

In jedem Fall ist die Steuerungseinrichtung wie auch das jeweils vorgesehene Strahlungserzeugungsmittel und das Strahlungserfassungsmittel derart ausgebildet, dass die beiden Projektionsbilder mit einem zeitlichen Abstand ≤ 50 ms, insbesondere ≤ 30 ms, aufnehmbar sind, um eine kontinuierliche Online- oder Live-Fluoroskopie zu ermöglichen.In In any case, the control device as well as the respectively provided Radiation generating means and the radiation detecting means such trained that the two projection images with a temporal Distance ≤ 50 ms, in particular ≤ 30 ms, are receptive to continuous online or live fluoroscopy to enable.

Weiterhin ist die Bildverarbeitungseinrichtung zweckmäßigerweise zum lagegenauen Darstellen des Gegenstands anhand seiner ermittelten dreidimensionalen Koordinaten in einem 3D-Bilddatensatz des Untersuchungsobjekts ausgebildet.Farther is the image processing device expediently to the position accurate Representing the object based on its determined three-dimensional Coordinates in a 3D image data set trained the object under investigation.

Die Erfassung des Gegenstands in den zweidimensionalen Projektionsbildern kann über beliebige Detektionsalgorithmen wie Kantendetektionsalgorithmen oder Grauwertanalyse etc. erfolgen. Hier sind keinerlei Einschränkungen gegeben, so lange das jeweils verwendete Ermittlungsverfahren eine exakte Bestimmung des Verlaufs des Gegenstands im Bild ermöglicht. Entsprechend können auch beliebige Verfahren unter Verwendung entsprechender Algorithmen zur Bestimmung der dreidimensionalen Raumlage und damit der entsprechenden Koordinaten im dreidimensionalen Koordinatensystem der Röntgeneinrichtung verwendet werden, auch hier sind keinerlei Beschränkungen gegeben, so lange eine hinreichend exakte Orientierungsermittlung möglich ist.The detection of the object in the two-dimensional projection images can take place by means of any detection algorithms such as edge detection algorithms or gray scale analysis, etc. There are no restrictions whatsoever as long as the respective investigation method used allows an exact determination of the course of the object in the image. Accordingly, any method using appropriate algorithms for determining the three-dimensional Space position and thus the corresponding coordinates in the three-dimensional coordinate system of the X-ray device are used, here are no restrictions, as long as a sufficiently accurate orientation determination is possible.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:Further Advantages, features and details of the invention will become apparent the embodiments described below and with reference to the Drawings. Showing:

1 eine erfindungsgemäße Röntgenpositionserfassungseinrichtung unter Verwendung zweier separater Röntgenstrahlenquellen, und 1 an inventive X-ray position detection device using two separate X-ray sources, and

2 eine Darstellung zur Erläuterung der Funktionsweise unter Verwendung einer Röntgenstrahlenquelle mit einem schaltbaren Fokus. 2 a diagram for explaining the operation using an X-ray source with a switchable focus.

1 zeigt in Form einer Prinzipdarstellung eine Röntgenpositionserfassungseinrichtung 1, umfassend eine Röntgeneinrichtung 2 mit einem C-Bogen 3, an dem ein Strahlungserfassungsmittel 4 in Form eines Festkörperstrahlungsdetektors 5 sowie ein Strahlungserzeugungsmittel 6 in Form zweier Röntgenstrahlenquellen 7, 8 vorgesehen sind. Der gesamte Einrich tungsbetrieb wird über eine Steuerungseinrichtung 9 gesteuert, der eine Bildverarbeitungseinrichtung 10 mit einem Monitor 11 zur Bildausgabe zugeordnet ist. 1 shows in the form of a schematic representation of an X-ray position detection device 1 comprising an X-ray device 2 with a C-bow 3 to which a radiation detecting means 4 in the form of a solid state radiation detector 5 and a radiation generator 6 in the form of two X-ray sources 7 . 8th are provided. The entire device is operating mode via a control device 9 controlled, the an image processing device 10 with a monitor 11 assigned to image output.

Zur dreidimensionalen Ortung eines Gegenstands 12 in einem Untersuchungsobjekt 13, hier eines Patienten, muss neben dem normalen Projektionsröntgenbild im Rahmen der Fluoroskopie eine weitere Aufnahme erzeugt werden. Diese kann dem Benutzer sichtbar gemacht werden, muss aber nicht.For the three-dimensional location of an object 12 in a study object 13 , here a patient, in addition to the normal projection radiograph in the context of fluoroscopy another shot must be made. This can be made visible to the user, but does not have to.

Die beiden Röntgenstrahlenquellen 7, 8 sind im gezeigten Beispiel nebeneinander angeordnet und liegen quer zur Längsachse des C-Bogens, sie stehen also quer zum Bogen. Der jeweils emittierte Strahlenfächer 7a, 8a ist derart ausgerichtet, dass der Festkörperstrahlungsdetektor 5 hinreichend bestrahlt wird.The two X-ray sources 7 . 8th are arranged side by side in the example shown and are transverse to the longitudinal axis of the C-arm, so they are transverse to the arc. The respectively emitted fan beam 7a . 8a is oriented such that the solid state radiation detector 5 is sufficiently irradiated.

Wie 1 zeigt, nimmt der Gegenstand 12, beispielsweise ein Katheter, eine beliebige Raumform im Untersuchungsobjekt 13 und damit im Koordinatensystem, dargestellt durch das mit x, y und z gekennzeichnete Dreibein ein.As 1 shows, takes the object 12 , For example, a catheter, any spatial form in the examination object 13 and thus in the coordinate system, represented by the tripod identified by x, y and z.

Die Steuerungseinrichtung 9 steuert nun den Betrieb der Strahlungsquellen 7, 8 sowie den Auslesebetrieb des Festkörperstrahlungsdetektors 5. Es werden in fester zeitlicher Abfolge nacheinander mit jeweils einer Strahlungsquelle über den Festkörperstrahlungsdetektor 5 Projektionsbilder aufgenommen, die zwangsläufig unter einem Winkel zueinander stehen, die Ansicht ist also abhängig von der Lage, die beide Röntgenstrahlenquellen 7, 8 zueinander einnehmen. 1 zeigt in Form einer Prinzipdarstellung die beiden Projektionsbilder P7 und P8, wobei der jeweilige Index die Zuordnung des jeweiligen Bilds zur Röntgenstrahlenquelle angibt. Ersichtlich zeigen die zweidimensionalen Projektionsbilder den Gegenstand 12 in jeweils unterschiedlicher Lage, wobei hier natürlich nicht das gesamte Untersuchungsobjekt 13, sondern lediglich der relevante, von der die Röntgenstrahlung durchdrungene Objektbereich gezeigt ist.The control device 9 now controls the operation of the radiation sources 7 . 8th and the readout operation of the solid state radiation detector 5 , There are in succession in time, each with a radiation source on the solid-state radiation detector 5 Projection images are taken, which are inevitably at an angle to each other, the view is therefore dependent on the location, the two X-ray sources 7 . 8th take each other. 1 shows in the form of a schematic representation of the two projection images P 7 and P 8 , wherein the respective index indicates the assignment of the respective image to the X-ray source. Obviously, the two-dimensional projection images show the object 12 in each case different situation, whereby here of course not the entire examination object 13 but only the relevant, of which the X-ray radiation penetrated object area is shown.

Die Bildverarbeitungseinrichtung 10, der die entsprechenden Bilddaten, die vom Festkörperstrahlungsdetektor 5 ausgelesen werden, gegeben werden, erkennt nun im Rahmen eines ersten Bildverarbeitungsschrittes a den interessierenden Gegenstand 12 unter Verwendung geeigneter Analysealgorithmen. Anhand der jeweiligen 2D-Positionsdaten des Gegenstandes ermittelt die Bildverarbeitungseinrichtung nun im Schritt b unter Verwendung eines geeigneten 3D-Algorithmus die dreidimensionale Geometrie des Gegenstands 12 im Untersuchungsobjekt 13, wie in der Prinzipdarstellung gezeigt. In Abhängigkeit der ermittelten x-, y- und z-Koordinaten im Röntgeneinrichtungskoordinatensystem wird nun bevorzugt unter Verwendung eines seitens der Bildverarbeitungseinrichtung 10 vorliegenden 3D-Bilddatensatzes der Gegenstand 12 lagegenau in den 3D-Bilddatensatz eingezeichnet, wobei die Datensätze, die miteinander verknüpft werden, entsprechend miteinander registriert sind. Anschließend erfolgt die Ausgabe des 3D-Bilds, in dem dann der Gegenstand 12 dreidimensional dargestellt ist, am Monitor 11.The image processing device 10 containing the corresponding image data from the solid state radiation detector 5 be given, now recognizes in the context of a first image processing step a the object of interest 12 using appropriate analysis algorithms. Based on the respective 2D position data of the object, the image processing device now determines the three-dimensional geometry of the object in step b using a suitable 3D algorithm 12 in the examination object 13 , as shown in the schematic diagram. Depending on the determined x, y and z coordinates in the X-ray device coordinate system, it is now preferable to use one side of the image processing device 10 present 3D image data set the object 12 Plotted in the 3D image data set, the data records that are linked together are registered with each other. Subsequently, the output of the 3D image, in which then the subject 12 is shown in three dimensions, on the monitor 11 ,

Eine ähnliche Darstellung lässt sich auch unter Verwendung eines Strahlungserzeugungsmittels 14 in Form einer Röntgenstrahlenquelle 15 mit einem schaltbaren Fokus erzielen, wie exemplarisch in 2 dargestellt ist, wobei hier lediglich die Röntgenstrahlenquelle 15 sowie das Strahlungserfassungsmittel 16 in Form des digitalen Festkörperstrahlungsdetektors 17 gezeigt ist. Die sonstigen Teile der Röntgeneinrichtung wie C-Bogen, Steuerungseinrichtung, Bildverarbeitungseinrichtung, Monitor etc. sind hier wie in 1 gezeigt natürlich ebenfalls vorgesehen.A similar representation can also be made using a radiation generating means 14 in the form of an X-ray source 15 achieve with a switchable focus, as exemplified in 2 is shown, in which case only the X-ray source 15 and the radiation detection means 16 in the form of the digital solid state radiation detector 17 is shown. The other parts of the X-ray device such as C-arm, control device, image processing device, monitor, etc. are here as in 1 shown, of course, also provided.

Eine solche Röntgenstrahlenquelle 15 mit einem schaltbaren Fokus lässt es zu, den Elektronenstrahl 18, der von einer Elektronenquelle 19 emittiert und in Richtung eines Anoden tellers 20 beschleunigt wird, abzulenken, wozu entsprechende Ablenkmittel 21 vorgesehen sind. Je nachdem, unter welchem Winkel der Elektronenstrahl auf den Anodenteller 20 trifft, ändert sich der Austrittswinkel der Röntgenstrahlung. In 2 sind exemplarisch zwei zentrale Strahllinien A und B gezeigt, denen jeweils ein Fokus A und Fokus B zugeordnet ist. Ersichtlich laufen diese unter einem Winkel zueinander, treffen sich jedoch am Festkörperstrahlungsdetektor 17. Selbstverständlich bildet jeder Strahl A, B einen Strahlenfächer aus, wobei sich die Fächer am Detektor überlappen.Such an X-ray source 15 with a switchable focus it allows to, the electron beam 18 from an electron source 19 emitted and in the direction of an anode plate 20 is accelerated to distract, including corresponding deflection 21 are provided. Depending on the angle at which the electron beam on the anode plate 20 the angle of emission of the X-radiation changes. In 2 are exemplary two central Beam lines A and B shown, each having a focus A and B focus is assigned. As can be seen, these run at an angle to each other, but meet at the solid-state radiation detector 17 , Of course, each beam A, B forms a fan beam, wherein the fan overlap at the detector.

In entsprechender Weise wie bezüglich 1 beschrieben wird nun durch entsprechendes schnelles Umschalten auf den jeweiligen Fokus A bzw. B jeweils ein zweidimensionales Projektionsbild PA bzw. PB aufgenommen, wobei auch hier der Index A oder B angibt, mit welchem Fokus das jeweilige Bild aufgenommen wurde, da zu jedem Bild die entsprechende Geometrie, also die Lage des Orts der Strahlungserzeugung relativ zum Detektor richtig zugeordnet werden muss, um anhand dessen im Schritt a seitens der Bildverarbeitungseinrichtung 10 einerseits das Objekt erkennen zu können sowie insbesondere im Schritt b die 3D-Koordinaten x, y, z des Gegenstands 12 im Koordinatensystem der Röntgeneinrichtung bestimmen und unter Verwendung eines 3D-Bilddatensatzes den Gegenstand 12 lagegenau im Untersuchungsobjekt 13 einblenden und am Monitor 11 ausgeben zu können.In a similar way as regards 1 a respective two-dimensional projection image P A or P B is now recorded by correspondingly fast switching to the respective focus A or B, the index A or B also indicating with which focus the respective image was taken, as for each image the corresponding geometry, that is to say the position of the location of the radiation generation relative to the detector, must be correctly assigned, in order, on the basis of this, in step a on the part of the image processing device 10 on the one hand to be able to recognize the object and, in particular, in step b the 3D coordinates x, y, z of the object 12 in the coordinate system of the X-ray device and determine the object using a 3D image data set 12 positionally accurate in the examination object 13 fade in and on the monitor 11 to spend.

Während der Bildaufnahme bewegt sich die Röntgeneinrichtung nicht, das heißt, die Röntgenstrahlungsquelle(n) und der Strahlungsdetektor ändern ihre Position im Koordinatensystem nicht, so dass die einmal für diese bestimmten Raumkoordinaten für alle nachfolgenden Bildaufnahmen und Auswerteschritte verwendet werden können.During the Image recording moves the X-ray device not, that is, the X-ray source (s) and change the radiation detector their position in the coordinate system does not, so the once for this certain space coordinates for all subsequent image recordings and evaluation steps used can be.

Claims (13)

Verfahren zur fluoroskopischen Röntgenbeobachtung eines in einem Untersuchungsobjekt befindlichen Gegenstands, insbesondere eines Katheters, mittels einer Röntgeneinrichtung, bei welchem Verfahren zur dreidimensionalen Ortung des Gegenstands zwei den Gegenstand zeigende zweidimensionale Röntgenprojektionsbilder aus unterschiedlichen, in fester Lagebeziehung zueinander stehenden Projektionsrichtungen aufgenommen werden, anhand welcher die dreidimensionalen Koordinaten des Gegenstands in dem Koordinatensystem der Röntgeneinrichtung ermittelt werden.Method for fluoroscopic X-ray observation of an object in an examination object, in particular a catheter, by means of an X-ray device, in which method for the three-dimensional location of the object two two-dimensional X-ray projection images showing the object different, in fixed position relative to each other projection directions be recorded, based on which the three-dimensional coordinates of the object in the coordinate system of the X-ray device become. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufnahme der verschiedenen Projektionsbilder zwei separate, in fester Lagebeziehung zueinander angeordnete Röntgenstrahlungsquellen verwendet werden.Method according to claim 1, characterized in that that for recording the different projection images two separate, used in fixed position relative to each other X-ray sources become. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Röntgenstrahlungsquellen benachbart zueinander an einem C-Bogen angeordnet sind.Method according to claim 2, characterized in that that the two X-ray sources adjacent are arranged to each other on a C-arm. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufnahme der verschiedenen Projektionsbilder eine Röntgenstrahlungsquelle mit einem steuerbaren Fokus zur Veränderung der Projektionsrichtung verwendet wird.Method according to claim 1, characterized in that that for receiving the different projection images, an X-ray source with a controllable focus for changing the projection direction is used. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Projektionsbilder mit einem zeitlichen Abstand ≤ 50 ms, insbesondere ≤ 30 ms aufgenommen werden.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the two projection images with a temporal Distance ≤ 50 ms, in particular ≤ 30 ms be recorded. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an band der ermittelten dreidimensionalen Koordinaten des Gegenstands eine lagegenaue Darstellung desselben in einem insbesondere mittels einer anderen Untersuchungsmodalität aufgenommenen dreidimensionalen Datensatz des Untersuchungsobjekts an einem Monitor erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that at band of the determined three-dimensional coordinates of the object a precise representation of the same in a particular three-dimensional image recorded by another examination modality Record of the examination object is done on a monitor. Röntgenpositionserfassungseinrichtung, geeignet zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend eine Röntgeneinrichtung (2) mit Strahlungserzeugungsmitteln (6, 14) und Strahlungsempfangsmitteln (4, 16), eine Steuerungseinrichtung (9) sowie eine Bildverarbeitungseinrichtung (10), wobei die Strahlungserzeugungsmittel (6, 14) und die Strahlungsempfangsmittel (4, 16) zur Aufnahme unmittelbar nacheinander abfolgender Aufnahme zweier zweidimensionaler Projektionsbilder (P7, P8, PA, PB) aus zwei unterschiedlichen, in fester Lagebeziehung zueinander stehenden Projektionsrichtungen, welche Projektionsbilder (P7, P8, PA, PB) einen in einem Untersuchungsobjekt (13) befindlichen Gegenstand (12), insbesondere einen Katheter zeigen, und die Bildverarbeitungseinrichtung (10) zur Erfassung des Gegenstands (12) in den Projektionsbildern und zur Bestimmung der dreidimensionalen Position des Gegenstands (12) anhand der Projektionsbilder (P7, P8, PA, PB) ausgebildet ist.X-ray position detection device suitable for carrying out the method according to one of the preceding claims, comprising an X-ray device ( 2 ) with radiation generating means ( 6 . 14 ) and radiation receiving means ( 4 . 16 ), a control device ( 9 ) as well as an image processing device ( 10 ), wherein the radiation generating means ( 6 . 14 ) and the radiation receiving means ( 4 . 16 ) for recording two successive two-dimensional projection images (P7, P8, PA, PB) from two different projection directions in fixed positional relation to each other, which projection images (P7, P8, PA, PB) in an examination object (P7, P8, PA, PB) 13 ) ( 12 ), in particular a catheter, and the image processing device ( 10 ) for recording the object ( 12 ) in the projection images and to determine the three-dimensional position of the object ( 12 ) is formed on the basis of the projection images (P7, P8, PA, PB). Röntgenpositionserfassungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Röntgeneinrichtung (2) einen C-Bogen (3) aufweist, an dem zwei in fester Lagebeziehung zueinander positionierte Röntgenstrahlungsquellen (7, 8), die das Strahlungserzeugungsmittel (6) bilden, vorgesehen sind.X-ray position detection device according to claim 7, characterized in that the X-ray device ( 2 ) a C-arm ( 3 ), on which two X-ray sources positioned in fixed position relation to each other ( 7 . 8th ) containing the radiation generating agent ( 6 ) are provided. Röntgenpositionserfassungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Röntgenstrahlungsquellen (7, 8) nebeneinander und quer zur Bogenlängsachse angeordnet sind.X-ray position detection device according to claim 8, characterized in that the X-ray radiation sources ( 7 . 8th ) are arranged side by side and transverse to the longitudinal axis of the sheet. Röntgenpositionserfassungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Röntgenstrahlungsquellen (7, 8) längs des C-Bogens (3) und vorzugsweise benachbart zueinander positioniert sind.X-ray position detection device according to claim 8, characterized in that the X-ray radiation sources ( 7 . 8th ) along the C-arm ( 3 ) and are preferably positioned adjacent to each other. Röntgenpositionserfassungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlungserzeugungsmittel (14) eine Röntgenstrahlungsquelle (15) mit einem steuerbaren Fokus (A, B) zur Veränderung der Projektionsrichtung ist.X-ray position detection device according to claim 7, characterized in that the radiation-generating means ( 14 ) an X-ray source ( 15 ) with a controllable focus (A, B) for changing the projection direction. Röntgenpositionserfassungseinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Projektionsbilder (P7, P8, PA, PB) mit einem zeitlichen Abstand ≤ 50 ms, insbesondere ≤ 30 ms aufnehmbar sind.X-position detection device according to one of the claims 7 to 11, characterized in that two projection images (P7, P8, PA, PB) with a time interval ≤ 50 ms, in particular ≤ 30 ms recordable are. Röntgenpositionserfassungseinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildverarbeitungseinrichtung (10) zum lagegenauen Darstellen des Gegenstands (12) anhand seiner ermittelten dreidimensionalen Koordinaten in einem 3D-Bilddatensatz des Untersuchungsobjekts (13) ausgebildet ist.X-ray position detection device according to one of claims 7 to 12, characterized in that the image processing device ( 10 ) for the accurate representation of the object ( 12 ) based on its determined three-dimensional coordinates in a 3D image data set of the examination subject ( 13 ) is trained.
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