DE102007052123A1 - Fusion image producing method, involves making registration of two-dimensional and three-dimensional image acquisition together in dependence of center line determined for acquisitions in context of production of fusion image - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erstellung eines Fusionsbildes aus wenigstens einer zweidimensionalen und wenigstens einer dreidimensionalen auf wenigstens ein Blutgefäß bezogenen medizinischen Bildaufnahme sowie eine zugehörige medizinische Einrichtung.The The invention relates to a method for creating a fusion image from at least one two-dimensional and at least one three-dimensional on at least one blood vessel related medical Image capture and an associated medical Facility.
Bildaufnahmen, die Blutgefäße im Körper eines Patienten zeigen, sind beispielsweise bei der Behandlung von Totalverschlüssen von Gefäßen, sogenannten „chronic total occlusions" (CTOs) von Bedeutung. Im Falle solcher Totalverschlüsse von Gefäßen ist es schwierig, diese minimalinvasiv mittels eines Katheters wieder zu öffnen. Hierfür sind erfahrene Kardiologen erforderlich, wobei selbst für diese ein solcher Eingriff keineswegs als unproblematisch gelten kann.Image capture, the blood vessels in the body of one Patients show, for example, in the treatment of total occlusions of Vessels, so-called "chronic total occlusions "(CTOs) significant. In the case of such total occlusions of vessels, it is difficult to do this reopen minimally invasively by means of a catheter. For this are experienced Cardiologists required, and even for this one such intervention can by no means be regarded as unproblematic.
Die Nutzung eines Systems zur Ortung des Katheters zur Beseitigung des Verschlusses bietet bei solchen Prozeduren eine deutliche Unterstützung, da es mit einem derartigen System möglich ist, nicht nur den Ort des Katheters, sondern auch die Orientierung, also die Richtung, in die der Katheter zeigt, zu erfassen und diese gegebenenfalls in einem Live-Fluorobild, das während der Behandlung aufgenommen wird, darzustellen. Dies bietet die Möglichkeit, den Katheter während der Behandlung innerhalb des verschlossenen Gefäßes zu führen, ohne dabei das Gefäß zu perforieren. Damit eine solche Führung erfolgreich durchgeführt werden kann, müssen allerdings Informationen über den Gefäßverlauf vorliegen, die im Falle eines Totalverschlusses im zweidimensionalen Röntgenangiogramm nicht enthalten sind. Die fehlenden Informationen können beispielsweise aus einem dreidimensionalen Bilddatensatz aus der Computertomographie gewonnen werden.The Use of a system for locating the catheter to eliminate the Closure offers such support a clear support, since it is possible with such a system is, not only the location of the catheter, but also the orientation, So to capture the direction in which the catheter points, and this optionally in a live fluoro image, that while treatment is recorded. This offers the possibility the catheter during the treatment within the closed vessel without perforating the vessel. For such a leadership successfully performed can, must however, information about the course of the vessel is present, in the case of total occlusion in the two-dimensional X-ray angiogram not included. The missing information can be, for example from a three-dimensional image data set from computed tomography be won.
Hierzu müssen der anhand des Computertomographie-Bildes gewonnene Gefäßverlauf bzw. das entsprechende Bild mit dem zweidimensionalen Live-Fluorobild überlagert werden. Problematisch bei einer solchen Fusionierung bzw. Überlagerung ist die Registrierung der beiden aufgenommenen Bilder mit sehr hoher Genauigkeit, wobei bei der geschilderten Intervention zur Behandlung von Gefäßverschlüssen eine Genauigkeit im Submillimeterbereich erforderlich ist. Die Registrierung ist insbesondere deshalb problematisch, weil die beiden Bildaufnahmen mit unterschiedlichen Modalitäten erstellt wurden.For this have to the vessel profile obtained from the computed tomography image or superimposed the corresponding image with the two-dimensional live fluoro image become. Problematic with such a fusion or overlay is the registration of the two pictures taken with very high Accuracy, taking in the described intervention for treatment from vascular occlusions one Accuracy in the submillimeter range is required. The registration is particularly problematic because the two images with different modalities were created.
Bekannt ist es in diesem Zusammenhang lediglich, Projektionen dreidimensionaler Bilddatensätze im Hinblick auf zweidimensionale Bilder zu registrieren, also eine 2D/3D-Registrierung durchzuführen (vgl. beispielsweise P. Penney, „Registration of Tomographic Images to X-ray Projections for Use in Image Guided Interventions", Dissertation, University of London, 1999).Known In this context, it is only three-dimensional projections Image data sets to register with regard to two-dimensional images, so one Perform 2D / 3D registration (cf. for example, P. Penney, "Registration of Tomographic Images to X-ray Projections for Use in Image Guided Interventions " Dissertation, University of London, 1999).
Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erstellung eines Fusionsbildes aus wenigstens einer zweidimensionalen und wenigstens einer dreidimensionalen auf wenigstens ein Blutgefäß bezogenen medizinischen Bildaufnahme anzugeben, das diesbezüglich verbessert ist.Of the Invention is therefore the object of a method for creating a fusion image of at least one two-dimensional and at least a three-dimensional on at least one blood vessel related medical imaging, which improves in this regard is.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein derartiges Verfahren vorgesehen, bei dem für die zweidimensionale Bildaufnahme und die dreidimensionale Bildaufnahme wenigstens eine Mittellinie zumindest für einen Abschnitt wenigstens eines Blutgefäßes dreidimensional bestimmt wird und in Abhängigkeit der wenigstens einen für die zweidimensionale und dreidimensionale Bildaufnahme bestimmten Mittellinie im Rahmen der Erstellung des Fusionsbildes eine Registrierung der zweidimensionalen und der dreidimensionalen Bildaufnahme miteinander vorgenommen wird.to solution This object is such a method is provided in which for the two-dimensional image acquisition and the three-dimensional image acquisition at least one centerline at least for a section at least a blood vessel three-dimensional is determined and depending the at least one for determined the two-dimensional and three-dimensional image acquisition Center line in the context of creating the fusion image a registration the two-dimensional and the three-dimensional image recording with each other is made.
Die wenigstens eine zweidimensionale und die wenigstens eine dreidimensionale Bildaufnahme werden also zu einem Fusionsbild zusammengefügt, indem in beiden Aufnahmen bzw. für beide Aufnahmen zumindest eine Mittellinie („Centerline") eines Gefäßes bestimmt wird und für diese Mittellinie eine Registrierung durchgeführt wird. Es wird also beispielsweise für einen bestimmten Abschnitt eines bestimmten Gefäßes eine solche Mittellinie erzeugt bzw. berechnet, wobei diese Erzeugung für beide zu fusionierenden Bildaufnahmen durchgeführt wird. Es wird also sowohl in der bzw. für die zweidimensionale Aufnahme als auch in dem bzw. für den dreidimensionalen Bilddatensatz eine solche Mittellinie definiert bzw. zu diesen Datensätzen bestimmt, wobei mittels eines Abgleichs oder Vergleichs dieser Mittellinie in den unterschiedlichen Bildaufnahmen bzw. Bilddatensätzen die Bildfusion erfolgen kann. Dabei kann selbstverständlich die durchzuführende Bildfusion durch andere Fusionsverfahren, die nicht auf der aufgenommenen bzw. berechneten Centerline basieren, unterstützt werden. Die Bestimmung der Centerline kann dabei bei den dreidimensionalen Bildern allein anhand der Bilddaten erfolgen; ergänzend können aber auch weitere Daten verwendet werden, insbesondere bei den zweidimensionalen Bildaufnahmen, um die Centerline dreidimensional, also mit ihren räumlichen Koordinaten, anzugeben.The at least one two-dimensional and the at least one three-dimensional Image acquisition are thus merged into a fusion image by in both shots or for both recordings determined at least one centerline of a vessel will and for This center line is a registration. So it will be, for example for one certain section of a particular vessel such a midline generated or calculated, this generation for both to be merged image recordings carried out becomes. It is thus both in or for the two-dimensional recording as well as in or for defines the three-dimensional image data set such a center line or to these records determined, by means of a comparison or comparison of this center line in the different image recordings or image data sets the Image fusion can take place. Of course, the image fusion to be performed by other merger procedures not included in the calculation or calculation Centerline based, supported become. The determination of the centerline can be done with the three-dimensional Images are based solely on image data; but in addition can Also, more data can be used, especially in the two-dimensional Image recordings, around the centerline three-dimensional, ie with their spatial Coordinates, specify.
Die Verwendung einer derartigen Centerline bietet den Vorteil, dass auf eine vergleichsweise einfache Art und Weise, insbesondere im Fall der Behandlung eines Totalverschlusses eines Gefäßes, wenn also die Information über den Gefäßverlauf im zweidimensionalen Fluorobild völlig fehlt, diese fehlende Information ergänzt werden kann, um so beispielsweise eine gezielte Navigation eines Katheters zum Öffnen des verschlossenen Gefäßaufschnittes zu ermöglichen.The use of such a centerline offers the advantage that this missing information can be supplemented in a comparatively simple manner, in particular in the case of treatment of a total occlusion of a vessel, ie if the information about the course of the vessel in the two-dimensional fluoroscopic image is completely missing for example, a targeted navigation of a catheter to allow the opening of the closed vessel cuttings.
Selbstverständlich ist das Verfahren der Bildfusionierung unter Verwendung von Mittellinien nicht auf Bildaufnahmen im Zusammenhang mit einer Intervention bei Gefäßtotalverschlüssen beschränkt, sondern das Verfahren kann generell eine Fusionierung dreidimensionaler Bilder mit zweidimensionalen Bildern mit einer sehr hohen Genauigkeit ermöglichen, also in unterschiedlichsten Anwendungsbereichen zum Einssatz kommen.Of course it is the method of image fusion using centerlines not on image acquisition related to an intervention at Vascular total occlusions limited, but The method can generally be a fusion of three-dimensional Images with two-dimensional images with a very high accuracy enable, So come in the widest variety of applications to the sentence.
Hintergrund des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, dass es z. B. bereits bekannt ist, mit magnetischen Ortungssystemen oder vergleichbaren Ortungssystemen eine Mittellinie für einen noch zugänglichen Gefäßabschnitt aufzunehmen. Sind derartige Positionierungs- bzw. Ortungssysteme in Röntgensysteme integriert, so kann auf diese Art und Weise dreidimensional, also bezüglich der Lage im Raum festgelegt, eine Mittellinie erzeugt bzw. bestimmt werden, die mit dem zugehörigen zweidimensionalen Fluorobild registriert ist und diesem richtig überlagert ist. Daneben können wie geschildert aus den dreidimensionalen Bildaufnahmen entsprechende Mittellinien gewonnen werden, die dann mit der dem zweidimensionalen Bild zuzuordnenden Mittellinie registriert werden.background the method according to the invention is it that it is z. B. already known, with magnetic positioning systems or similar locating systems have a centerline for one still accessible vessel section take. Are such positioning or positioning systems in X-ray systems integrated, so can in this way three-dimensional, ie in terms of fixed in space, a center line is generated or determined, with the associated Two-dimensional fluoro image is registered and this is properly superimposed. In addition, you can as described from the three-dimensional images corresponding Center lines are obtained, which then with the two-dimensional Image to be assigned center line.
Demgemäß können als medizinische Bildaufnahmen beispielsweise röntgenbasierte Bildaufnahmen fusioniert werden, insbesondere zweidimensionale Fluoroskopieaufnahmen und dreidimensionale Computertomographieaufnahmen.Accordingly, as medical imaging such as X-ray based image acquisition fused, in particular two-dimensional fluoroscopy images and three-dimensional computed tomography scans.
Im Anwendungsfall der Totalverschlüsse von Gefäßen kann so ein zweidimensionales Röntgenangiogramm mit den dreidimensionalen Daten eines Computertomographie-Bilddatensatzes überlagert werden, um so die entsprechenden benötigten Informationen über den Gefäßverlauf zu erhalten.in the Application of the total closures of vessels can such a two-dimensional X-ray angiogram be superimposed with the three-dimensional data of a computed tomography image data set, so the corresponding required information about the course of the vessel to obtain.
Dabei kann selbstverständlich die Registrierung so durchgeführt werden, dass nicht nur eine einzige Mittellinie proximal zu einem Gefäßverschluss für die Registrierung herangezogen wird, sondern es kann auch abschnittsweise für das ent sprechende Gefäß jeweils eine Mittellinie über bestimmte Strecken bestimmt und zur Registrierung genutzt werden.there of course the registration is done that way Be that not just a single midline proximal to one Vascular closure for registration it is also used in sections for the ent speaking vessel respectively a midline over certain routes are determined and used for registration.
Ebenso ist es prinzipiell denkbar, dass Mittellinien nicht nur für ein Gefäß, sondern zusätzlich auch für ein beispielsweise benachbartes anderes Gefäß bestimmt und für die Bildfusion verwendet werden. Voraussetzung ist dabei jedoch, dass insbesondere für das zweidimensionale Bild eine solche Erzeugung einer Centerline in einem weiteren Gefäß bzw. einem weiteren Gefäßabschnitt überhaupt möglich ist, also z. B. eine Ortungsfunktionalität für die Mittellinienbestimmung, beispielsweise durch ein (weiteres) medizinisches Werkzeug oder ein Implantat mit Ortungseinrichtung oder dergleichen, gegeben ist.As well It is in principle conceivable that centerlines not only for a vessel, but in addition also for a for example, adjacent other vessel determined and for image fusion be used. However, the prerequisite is that, in particular for the two-dimensional image such a generation of a centerline in another vessel or a further vessel section at all possible is, so z. B. a location functionality for the centerline determination, for example, by a (further) medical tool or an implant with locating device or the like, is given.
Wenigstens eine Mittellinie, insbesondere für die zweidimensionale Bildaufnahme, kann wie geschildert unter Verwendung eines Ortungssystems für wenigstens ein im Rahmen einer medizinischen Intervention in das Blutgefäß eingeführtes medizinisches Instrument bestimmt werden.At least a midline, especially for the two-dimensional image capture, as pictured using a location system for at least one in the context of a medical intervention in the Blood vessel introduced medical Instrument be determined.
Es kann also beispielsweise ein Röntgensystem mit einem zugehörigen Ortungssystem bzw. integriertem Ortungssystem verwendet werden, mit dem, unter Unterstützung durch eine geeignete Software, die Bestimmung einer Centerline in einer zweidimensionalen Bildaufnahme möglich ist. In diesem Fall kann die dreidimensionale Centerline beispielsweise aus Computertomographieaufnahmen berechnet werden. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, dass beide bzw. mehrere Centerlines unter Verwendung entsprechender Ortungssysteme bzw. durch diese unterstützt bestimmt werden. Beispielsweise kann bereits bei der Computertomographieaufnahme ein Katheter mit Ortungsmitteln eingeführt gewesen sein.It So, for example, an X-ray system with an associated Location system or integrated location system can be used with that, under support through appropriate software, determining a centerline in a two-dimensional image recording is possible. In this case can the three-dimensional centerline, for example, from computed tomography images be calculated. Of course but it is also possible that both or more centerlines using appropriate location systems or supported by them be determined. For example, already in the computed tomography recording a Catheters have been introduced with locating means.
Wenigstens eine Mittellinie kann unter Verwendung wenigstens eines magnetischen Ortungssystems bestimmt werden. Selbstverständlich können auch Ortungssysteme verwendet werden, bei denen unterschiedliche Ortungsprinzipien bzw. Arten der Positionsbestimmung kombiniert verwendet werden bzw. in die unterschiedliche Ortungseinrichtungen integriert sind.At least a centerline can be made using at least one magnetic Location system to be determined. Of course locating systems can also be used where different locating principles or types of Position determination can be used in combination or in the different Locating devices are integrated.
Darüber hinaus kann wenigstens eine unter Verwendung eines Ortungssystems bestimmte Mittellinie für eine Bildaufnahme mit der Bildaufnahme registriert und gegebenenfalls mit dieser fusioniert dargestellt werden. Wird also beispielsweise ein magnetisches Positionierungssystem in ein Röntgensystem integriert, so kann mit Hilfe dieses Positionierungssystems eine Centerline im dreidimensionalen Raum, also mit den zugehörigen dreidimensionalen Koordinaten, erzeugt werden, die bereits mit einem bzw. den zweidimensionalen Bildern des Röntgensystems registriert ist. Diese Centerline kann bei Bedarf bzw. nach Abruf durch einen Bediener fusioniert mit der zweidimensionalen Bildaufnahme dargestellt werden.Furthermore At least one may be determined using a location system Centerline for recorded an image recording with the image capture and, where appropriate be merged with this. So for example a magnetic positioning system integrated into an X-ray system, so can use this positioning system to create a centerline in the three-dimensional space, ie with the associated three-dimensional coordinates, be generated already with one or the two-dimensional Pictures of the X-ray system is registered. This centerline can be on demand or on demand fused by an operator with the two-dimensional image capture being represented.
Für wenigstens eine interventionsbegleitend, besonders im Rahmen der Behandlung eines vollständigen Gefäßverschlusses, erstellte Bildaufnahme, insbesondere für wenigstens eine Live-Bildaufnahme, kann wenigstens eine Mittellinie unter Verwendung eines Ortungssystems bestimmt werden. Die Mittellinie kann also mit Hilfe eines Ortungssystems für derartige Bildaufnahmen erstellt werden, die im Rahmen einer Intervention, beispielsweise einer Behandlung eines Gefäßtotalverschlusses, erstellt wurden. Dabei kann es sich vorzugsweise um zweidimensionale Live-Fluorobilder handeln. Mit Hilfe der unter Verwendung des Ortungssystems, insbesondere eines magnetischen Ortungssystems, bestimmten Centerline kann dann die Registrierung mit dem dreidimensionalen Bilddatensatz zur Bestimmung des Gefäßverlaufs im „fehlenden" Abschnitt, also dem Bereich des Totalverschlusses, der im zweidimensionalen Fluorobild nicht erkennbar ist, erfolgen.For at least one intervention accompanying, especially in the context of the treatment of a complete vascular occlusion, created image capture, in particular for at least one live image acquisition, at least one centerline can be determined using a location system. The center line can thus be created with the aid of a location system for such image recordings, which were created as part of an intervention, for example a treatment of a vascular total occlusion. These may preferably be two-dimensional live fluoro images. Using the location system, in particular a magnetic locating system, determined centerline can then be the registration with the three-dimensional image data set for determining the vessel course in the "missing" section, ie the area of the total closure, which is not recognizable in the two-dimensional fluoroscopic image done.
Wenigstens eine für wenigstens eine interventionsbegleitend erstellte Bildaufnahme bestimmte Mittellinie kann bei einer Änderung einer bzw. der Angulation und/oder einer Bildaufnah meposition eines zugehörigen Bildaufnahmesystems automatisch mitgeführt werden. Wird also der Aufnahmewinkel bzw. Einstellungswinkel eines beispielsweise röntgenbasierten Bildaufnahmesystems (z. B. durch Rotation eines C-Bogens um eine zur Achse des Zentralstrahls senkrechte Achse) verändert, so wird für die dann unter einem anderen Winkel bzw. aus einer anderen Position erstellten Bildaufnahmen die Mittellinie automatisch mitgeführt, ohne dass eine Benutzereingabe bzw. ein Tätigwerden eines Benutzers, beispielsweise im Sinne einer Initiierung einer erneuten Bestimmung der Lage der Mittellinie, erforderlich wäre.At least one for at least one image taken during the intervention to create a certain midline can change one or the angulation and / or a Bildaufnah meposition of an associated image recording system automatically carried become. So if the shooting angle or angle of a for example, X-ray based Image acquisition system (eg by rotation of a C-arm to a to the axis of the central jet vertical axis) changed, so is for then at a different angle or from another position created images the center line automatically carried, without that a user input or a user action, for example, in the sense of initiating a new determination the location of the midline would be required.
Durch die automatische Mitführung liegt stets eine korrekt mit beispielsweise dem zweidimensionalen Fluorobild registrierte Mittellinie vor, um so die Überlagerung mit dem dreidimensionalen Bilddatensatz mit hoher Genauigkeit auf einfache Art und Weise anhand der bestimmten Centerline zu ermöglichen.By the automatic entrainment is always correct with, for example, the two-dimensional Fluoro image registered centerline before overlaying with the three-dimensional image data set with high accuracy easy way to enable based on the specific centerline.
Im Rahmen der Registrierung der zweidimensionalen und der dreidimensionalen Bildaufnahme bzw. der (jeweils) mehreren Bildaufnahmen miteinander kann in Abhängigkeit wenigstens eines gemeinsamen Bildinhalts wenigstens ein ausgezeichneter Punkt der wenigstens eine Mittellinie, insbesondere ein Anfangspunkt, definiert werden. Dieser Punkt kann dann den Ausgangspunkt bzw. einen Vergleichspunkt für die Bildregistrierung bilden. Dementsprechend handelt es sich zweckmäßigerweise um einen in der zugrundeliegenden Anatomie ausgezeichneten Punkt, also z. B. um einen Punkt, der auf bestimmte Besonderheiten der Gefäßanatomie bzw. der Form, Struktur usw. des Gefäßes zurückgeht. Auf diese Art und Weise kann wie erwähnt ein Anfangspunkt für eine Centerline festgelegt werden. Ebenso ist es jedoch denkbar, dass eine Centerline anhand ihres Endpunkts bzw. des Mittelpunkts oder eines anderen ausgezeichneten Punkts, der für die Registrierung genutzt werden kann, definiert wird bzw. dieser im Rahmen der Registrierung verwendet wird.in the Frame of registration of two-dimensional and three-dimensional Image recording or the (respectively) multiple image shots with each other can depend on at least one common image content at least one excellent Point of the at least one center line, in particular a starting point, To be defined. This point can then be the starting point or a comparison point for form the image registration. Accordingly, it is expediently around a point in the underlying anatomy, So z. For example, a point that refers to certain peculiarities of vascular anatomy or the shape, structure, etc. of the vessel goes back. In this way can as mentioned a starting point for a centerline. However, it is also conceivable a centerline based on its endpoint or midpoint or another excellent point used for registration be defined or this in the context of the registration is used.
Insbesondere kann ein ausgezeichneter Punkt in Abhängigkeit eines Gefäßabzweigs definiert werden, insbesondere in Abhängigkeit eines hinsichtlich eines Interventionsbereichs proximalen Gefäßabzweigs.Especially can be an excellent point depending on a vessel branch be defined, in particular depending on a respect an area of intervention of the proximal branch of the vessel.
Gegebenenfalls kann ein Anfangspunkt einer Mittellinie an der Stelle einer Bifurkation des Gefäßes in einem proximalen Bereich bezüglich des Interventionsgebiets definiert werden. Beispielsweise kann eine gut erkennbare Bifurkation bzw. Abzweigung eines größeren Gefäßes genutzt werden, um so den Anfangspunkt der Mittellinie festzulegen. Diese Bifurkation befindet sich beispielsweise im Vorfeld eines Totalverschlusses, wobei der Abstand zum Interventionsbereich im Hinblick auf die gerade in diesem Bereich erforderliche Genauigkeit der Fusion nicht zu groß sein sollte.Possibly may be a starting point of a centerline at the location of a bifurcation of the vessel in one concerning the proximal region of the intervention area. For example, a well recognizable bifurcation or branch of a larger vessel used to set the starting point of the center line. This bifurcation is, for example, in advance of a total closure, the distance to the intervention area with regard to the straight In this area required accuracy of fusion should not be too big.
Selbstverständlich können für die jeweiligen Centerlines auch mehrere ausgezeichnete Punkte, beispielsweise ein Anfangs- und ein Endpunkt oder dergleichen, bestimmt werden.Of course, for the respective centerlines also several excellent points, for example a start and an end point or the like.
Das Fusionsbild kann im Rahmen einer interventionellen Behandlung wenigstens eines Gefäßverschlusses, insbesondere eines vollständigen Gefäßverschlusses, vorzugsweise in der Kardiologie, erstellt werden.The Fusion picture may be at least a vascular occlusion, in particular a complete one Vascular occlusion, preferably in cardiology, to be created.
Gerade bei vollständigen Gefäßverschlüssen besteht nämlich das Problem, dass im zweidimensionalen Röntgenangiogramm der Gefäßverlauf im Gebiet des Verschlusses nicht nachvollzogen werden kann, so dass hierbei die Erstellung eines Fusionsbilds mit einem dreidimensionalen Bilddatensatz von besonderem Vorteil ist.Just at full Vascular occlusions exists namely the problem that in the two - dimensional X - ray angiogram the vascular course in the Area of the closure can not be reconstructed, so that Here, the creation of a fusion image with a three-dimensional Image data set is of particular advantage.
Selbstverständlich sind aber ebenso andere Anwendungsbereiche denkbar. Generell kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Fusionierung dreidimensionaler Bilder mit zweidimensio nalen Bildern in unterschiedlichsten Anwendungsbereichen mit einer sehr hohen Genauigkeit erfolgen.Of course they are but also other applications conceivable. Generally speaking with the inventive method a fusion of three-dimensional images with two-dimensional images in very different application areas with a very high Accuracy done.
Die eigentliche Bildfusion bzw. die Bestimmung der Centerlines kann beispielsweise mit Hilfe einer entsprechenden Steuerungs- und/oder Verarbeitungseinrichtung, gegebenenfalls vollautomatisch, durchgeführt werden.The actual image fusion or the determination of centerlines can for example, with the help of a corresponding control and / or Processing device, if necessary fully automatic, performed.
Das Fusionsbild kann im Fall von Bildaufnahmen des Herzens unter Berücksichtigung wenigstens einer herzphasenbezogenen Information erstellt werden, insbesondere unter Berücksichtigung einer anhand eines Elektrokardiogramms ermittelten herzphasenbezogenen Information.The Fusion picture can be considered in the case of taking pictures of the heart at least one heart-phase-related information is created, especially considering a cardiac output based on an electrocardiogram Information.
So kann beispielsweise bei einer Behandlung eines Gefäßverschlusses im Bereich des Herzens eine Registrierung durchgeführt werden, die die Phaseninformationen des Herzens berücksichtigt, beispielsweise dahingehend, dass jeweils um die Herzbewegung korrigiert wird, oder auch derart, dass jeweils Aufnahmen für die gleiche Herzphase fusioniert werden, wobei die Erstellung des Fusionsbildes die Nutzung des im Angiographiebild ursprünglich fehlenden Teilstücks für die Navigation eines Katheters oder anderen medizinischen Instruments mittels magnetischer Führungseinrichtungen oder anderer Prinzipien der Navigation ermöglicht. Grundlage hierfür ist, dass das Gefäß in dem dreidimensionalen Bild, also beispielsweise in der Computertomographieaufnahme, auch an der Stelle sichtbar ist, an der der Gefäßverschluss vorliegt.So For example, when treating a vascular occlusion to be registered in the area of the heart, taking into account the phase information of the heart, for example in that each is corrected for the heart movement, or also in such a way that in each case shots fused for the same heart phase whereby the creation of the fusion image will facilitate the use of the Angiography image originally missing section for the Navigation of a catheter or other medical instrument by means of magnetic guidance devices or other principles of navigation. Basis for this is that the vessel in the three-dimensional image, so for example in the computed tomography recording, Also visible at the point where the vascular occlusion is present.
Erfindungsgemäß können Mittellinien für mehrere Abschnitte eines Blutgefäßes und/oder für mehrere Blutgefäße bestimmt werden. In diesem Fall kann die Registrierung unter Verwendung einer Vielzahl von Informationen mit einer noch höheren Genauigkeit durchgeführt werden.According to the invention centerlines for many Sections of a blood vessel and / or for many Blood vessels determined become. In this case, the registration can be done using a Variety of information to be performed with even greater accuracy.
Die Bestimmung derartiger Mittellinien, beispielsweise für zweidimensionale Röntgenangiographieaufnahmen unter Verwen dung der Daten eines Ortungssystems, ist sehr einfach und schnell durchzuführen, so dass sich die Verwendung mehrerer Mittellinien für mehrere Gefäße bzw. Gefäßabschnitte zur Erhöhung der Fusionsgenauigkeit anbietet.The Determination of such center lines, for example for two-dimensional X-ray angiography recordings using the data of a positioning system is very simple and perform quickly, so that the use of multiple centerlines for multiple Vessels or Vessel sections to increase of merger accuracy.
Des Weiteren betrifft die Erfindung eine medizinische Einrichtung, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens wie vorstehend geschildert, mit wenigstens einem Bildaufnahmemittel zur Erstellung wenigstens einer zweidimensionalen und wenigstens einer dreidimensionalen auf wenigstens ein Blutgefäß bezogenen medizinischen Bildaufnahme und mit Mitteln, die zur dreidimensionalen Bestimmung wenigstens einer Mittellinie zumindest für einen Abschnitt wenigstens eines Blutgefäßes für die zweidimensionale Bildaufnahme und die dreidimensionale Bildaufnahme und in Abhängigkeit der wenigstens einen für die zweidimensionale und dreidimensionale Bildaufnahme bestimmten Mittellinie im Rahmen einer Erstellung eines Fusionsbildes aus der zweidimensionalen und der dreidimensionalen Bildaufnahme zur Registrierung der zweidimensionalen und der dreidimensionalen Bildaufnahme miteinander ausgebildet sind.Of Furthermore, the invention relates to a medical device, in particular to carry out a method as described above, with at least one Image recording means for producing at least one two-dimensional image and at least one three-dimensional relative to at least one blood vessel medical imaging and with means that are three-dimensional Determining at least one centerline for at least one Section of at least one blood vessel for two-dimensional image acquisition and the three-dimensional image recording and depending on the at least one for the two-dimensional and three-dimensional image acquisition specific midline as part of creating a fusion image from the two-dimensional and the three-dimensional image acquisition for registration of the two-dimensional and the three-dimensional image recording are formed with each other.
Die medizinische Einrichtung umfasst also zum einen Bildaufnahmemittel, also beispielsweise eine Computertomographieeinrichtung und separat oder integriert ein Röntgensystem zur Erzeugung von Röntgenangiographieaufnahmen als 2D-Aufnahmen, insbesondere als (interventionsbegleitende) 2D-Live-Fluorobilder. Des Weiteren sind in der medizinischen Einrichtung ein oder mehrere Mittel integriert, um Mittellinien für Blutgefäße zu bestimmen. Bei diesen Mitteln kann es sich beispielsweise um eine Steuerungs- und/oder Verarbeitungseinrichtung, also ein Rechnersystem, handeln, das Daten eines ebenfalls in die medizinische Einrichtung integrierten magnetischen oder auf einem anderen Prinzip basierenden Ortungssystems abruft bzw. zugeführt bekommt und anhand dessen die Bestimmung der Mittellinie vornimmt. Des Weiteren sind Mittel vorhanden, um unter Berücksichtigung der bestimmten Mittellinie eine Registrierung der zweidimensionalen bzw. dreidimen sionalen Bildaufnahmen miteinander vorzunehmen. Dies kann ebenfalls seitens der Steuerungs- und/oder Verarbeitungseinrichtung erfolgen, die bereits die Bestimmung der Mittellinie aus den Computertomographieaufnahmen bzw. den zweidimensionalen Aufnahmen vorgenommen hat.The Medical device thus comprises, on the one hand, imaging means, So for example, a computed tomography device and separately or integrated an x-ray system for generating X-ray angiographic images as 2D images, in particular as (intervention accompanying) 2D live fluoro images. Of Further, one or more are in the medical facility Means integrated to determine midlines for blood vessels. In these Means may be, for example, a control and / or Processing device, so a computer system, act, the data a magnetic device also integrated into the medical device or on a different principle based location system retrieves or supplied gets and uses this to determine the midline. Furthermore, funds are available to take into account the specific Center line registration of the two-dimensional or three-dimensional Take pictures together. This can also be done from the side the control and / or processing device take place, the already the determination of the midline from the CT scans or made the two-dimensional recordings.
So kann mit Hilfe der medizinischen Einrichtung eine Fusionierung dreidimensionaler Bilder mit zweidimensionalen Bildern sehr schnell und mit einer hohen Genauigkeit erfolgen. Insbesondere wird so die erforderliche Genauigkeit im Submillimeterbereich für eine präzise Intervention am Patienten ermöglicht.So With the help of the medical device can merge three-dimensional Pictures with two-dimensional pictures very fast and with a high one Accuracy done. In particular, so will the required accuracy in the submillimeter range for a precise one Intervention on the patient allows.
Dabei sind die erfindungsgemäß erzeugten bzw. bestimmten Mittellinien in bezüglich des Gefäßverlaufs transversalen Schnittbildern jeweils Punkte, die durch ihre dreidimensionale Position im Raum bestimmt sind.there are the inventively generated or certain centerlines in relation to the course of the vessel transversal sectional images each points through their three-dimensional Position in the room are determined.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand der folgenden Ausführungsbeispiele sowie aus den Zeichnungen. Dabei zeigen:Further Advantages, features and details of the invention will be apparent from the following embodiments as well as from the drawings. Showing:
In
der
Um
vor allem die fehlenden Informationen über den Gefäßverlauf im Bereich des vollständigen Gefäßverschlusses
Um
diese Fusionierung bzw. Registrierung vornehmen zu können, wird
in der zweidimensionalen Angiographieaufnahme
Als
Anfangspunkt
Mit Hilfe der so erstellten Fusionsaufnahmen kann die fehlende Information über den Gefäßverlauf erhalten werden, wobei gleichzeitig aufgrund der sehr hohen Genauigkeit des Verfahrens die Sicherheit für den Patienten bei derartigen Interventionen deutlich erhöht werden kann.With Help of the fusion images thus created can be the missing information about the Obtained vessel course are at the same time due to the very high accuracy of Procedure the security for the patient in such interventions are significantly increased can.
Die
Um
mittels einer Bildfusion den Gefäßverlauf nachvollziehen
zu können,
wird erfindungsgemäß eine hier
gestrichelt angedeutete Centerline
Als
Anfangspunkt
Auch
zu der dreidimensionalen Bildaufnahme
Die
beiden Bildaufnahmen
Des
Weiteren enthält
das Fusionsbild
In
der
Des
Weiteren ist ein Kathetersystem
Die
Steuerung des Bildaufnahmebetriebs sowie der Bildverarbeitung bzw.
Fusionierung erfolgt über
eine Steuerungs- und Verarbeitungseinrichtung
Selbstverständlich kann
die Fusionierung der Bilder bzw. der Bildaufnahmebetrieb und die
Bestimmung der Mittellinien alternativ bzw. in anderen Ausführungsbeispielen
auch bedienergestützt
erfolgen bzw. zumindest unter Bestätigung einzelner Verarbeitungsschritte
durch einen Bediener. Hierzu wäre eine
entsprechend geänderte
Software vorzusehen, wobei die Bedienereingabe über entsprechende Werkzeuge
wie eine Computermaus oder Tastatur oder dergleichen, die der Steuerungs-
und Verarbeitungseinrichtung
Generell ist durch die Verwendung der Centerlines eine einfache und schnelle Fusionierung dreidimensionaler Bilder mit zweidimensionalen Bildern, insbesondere auch im Hinblick auf eine interventionsbegleitende Echtzeitdarstellung eines Gefäßverlaufs, möglich.As a general rule is an easy and fast way to use Centerlines Fusion of three-dimensional images with two-dimensional images, especially with regard to an intervention-accompanying Real-time representation of a vessel course, possible.
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102007052123A DE102007052123A1 (en) | 2007-10-31 | 2007-10-31 | Fusion image producing method, involves making registration of two-dimensional and three-dimensional image acquisition together in dependence of center line determined for acquisitions in context of production of fusion image |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102007052123A1 true DE102007052123A1 (en) | 2009-05-14 |
Family
ID=40530425
Family Applications (1)
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DE102007052123A Ceased DE102007052123A1 (en) | 2007-10-31 | 2007-10-31 | Fusion image producing method, involves making registration of two-dimensional and three-dimensional image acquisition together in dependence of center line determined for acquisitions in context of production of fusion image |
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