DE102005041602A1

DE102005041602A1 - Verfahren zur Darstellung eines medizinischen Implantats in einem Bild sowie medizinisches bildgebendes System

Info

Publication number: DE102005041602A1
Application number: DE102005041602A
Authority: DE
Inventors: Frank Deinzer; Thomas Dr. Brunner; Michael Pflaum
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2005-09-01
Filing date: 2005-09-01
Publication date: 2007-04-05
Also published as: US20070055131A1; US8498692B2

Abstract

Um eine sichere Behandlung eines Patienten, insbesondere eine Punktion oder Biopsie mit Hilfe einer Nadel (2) zu ermöglichen, werden aus einem 3-D-Bilddatensatz eines zu untersuchenden Bereichs (4) ein 2-D-Schnittbild (28) einer Implantatebene (38) sowie ein weiteres 2-D-Schnittbild (30) einer Orthogonalebene (40) erzeugt. Die beiden Ebenen (38, 40) sind hierbei derart orientiert, dass die Nadel (2) zum einen innerhalb der Implantatebene (38) liegt und zum anderen senkrecht zu der Orthogonalebene (40) orientiert ist. Durch die insbesondere parallele Darstellung der 2-D-Bilder (28, 30) ist eine einfache und intuitive Erfassung der Relativposition zwischen der Nadel (2) und dem zu untersuchenden Bereich (4) für den Arzt ermöglicht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Darstellung eines sich in Vorschubrichtung erstreckenden medizinischen Implantats, insbesondere eines Behandlungsgeräts, wie z.B. eine Nadel, in einem medizinischen Bild eines zu untersuchenden Bereichs. Die Erfindung betrifft weiterhin ein medizinisches bildgebendes System zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei der medizinischen Behandlung eines Patienten, beispielsweise bei der Behandlung von Tumoren, Aneurysmen und Stenosen, wird in den Körper ein medizinisches Behandlungsgerät, wie beispielsweise eine Nadel, eingeführt und an die krankhafte Stelle im Körper geleitet. Diese wird dann beispielsweise durch Punktion oder Biopsie behandelt. Bei einigen Organen, wie beispielsweise Milz, Gallenblase, Darm oder Rückenmark, kommt es auf eine sehr genaue Führung des allgemein hier als Implantat bezeichneten medizinischen Behandlungsgeräts an, um eine Verletzung des zu behandelnden Organs oder der Nachbarorgane zu vermeiden.

Die Führung des Implantats innerhalb des Körpers kann vom Arzt parallel über bildgebende Systeme verfolgt werden. Ein Problem besteht hierbei darin, für das medizinische Personal die Lage des medizinischen Implantats innerhalb des Körpers so darzustellen, dass die tatsächliche Position, insbesondere Relativposition des Implantats zu den einzelnen Organen, möglichst intuitiv von dem behandelnden Personal erfasst werden kann.

Als bildgebendes Verfahren für die Darstellung des zu untersuchenden Bereiches werden in der Regel aus den Messdaten einer Angiographie-, Computertomographie(CT)-, oder Magnetresonanz(MR)-Anlage 3D-Bilddatensätze rekonstruiert und bei Bedarf als dreidimensionales Bild des zu untersuchenden Berei ches wiedergegeben. Die hier angeführten Anlagen liefern daher Bild-Volumendaten bezüglich des zu untersuchenden Bereiches. Zur verbesserten Darstellung werden oftmals Kontrastmittel injiziert.

In die derart rekonstruierten Bilder wird die aktuelle Position des Implantats üblicherweise eingeblendet. Hierzu wird die tatsächliche Position des Implantats beispielsweise über am Implantat angebrachte Ortssensoren erfasst. Die derart erfassten Ortskoordinaten des Implantats werden dann mit den Koordinaten des Bilddatensatzes korreliert, um eine den tatsächlichen Gegebenheiten entsprechende Darstellung im Bild zu gewährleisten. Bei einer derartigen Visualisierung des Implantats in einem dreidimensionalen Bild ist die Orientierung für das behandelnde Personal jedoch oftmals aufgrund der Komplexität der einzelnen Organe schwierig. Insbesondere ist es hierbei für das medizinische Personal schwierig zu erkennen, wie sich das Implantat weiter bewegen wird.

Alternativ zu der Visualisierung des Implantats in einem 3D-Bild besteht auch die Möglichkeit, dieses in einer zweidimensionalen Bilddarstellung, beispielsweise eine so genannte multiplanare Rekonstruktion des 3D-Datensatzes, zu visualisieren. Auch hier ist jedoch die intuitive Erfassung des Zusammenhangs zwischen dem Implantat und dem durchstoßenen Gewebe schwierig.

Weitere Möglichkeiten zur Orientierung beim Führen des Implantats bestehen darin, einzelne Gefäße unter Durchleuchtung, z.B. durch Kontrastmittel, sichtbar zu machen, um Orientierungspunkte zu erhalten oder in kurzen Abständen eine Bildrekonstruktion durchzuführen, insbesondere eine so genannte 3D-Angio-Rekonstruktion, um so feststellen zu können, wo sich das Implantat jeweils befindet. Schließlich kann sich der Arzt auch einfach auf sein anatomisches Wissen verlassen und unter Durchleuchtung des zu untersuchenden Bereichs das Implantat mehr oder weniger blind in den Körper einführen, bis die gewünschte Stelle getroffen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine möglichst intuitive visuelle Erfassung des Implantats, insbesondere eines Behandlungsgeräts, wie eine Nadel, während einer medizinischen Behandlung zu ermöglichen.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Danach ist vorgesehen, dass das medizinische Implantat, z.B. eine Nadel, in einem Bild eines zu untersuchenden Bereichs dargestellt wird. Der zu untersuchende Bereich wird durch einen 3D-Bilddatensatz repräsentiert. Die Koordinaten des Implantats sind mit denen des 3D-Bilddatensatzes korreliert, so dass die Relativposition zwischen Implantat und dem zu untersuchenden Bereich auch in der Bilddarstellung korrekt wiedergegeben wird. Um nunmehr die intuitive Erfassung zu ermöglichen, ist die Erzeugung eines 2D-Schnittbildes einer Orthogonalebene sowie eines weiteren 2D-Schnittbildes einer Implantatebene aus dem 3D-Bilddatensatz vorgesehen. Die Orthogonalebene ist hierbei senkrecht zu der Vorschubrichtung oder der Längsrichtung des Implantats orientiert. Demgegenüber erstreckt sich die Implantatebene in Vorschubrichtung. Die Implantatebene sowie die Orthogonalebene stehen daher senkrecht zueinander. Die Lage des Implantats wird dabei jeweils in den 2D-Schnittbildern dargestellt. Im 2D-Schnittbild der Implantatebene, im Folgenden kurz als "In-Plane-Bild" bezeichnet, erscheint das Implantat daher in seiner vollen Länge, wohingegen in dem 2D-Schnittbild der Orthogonalebene, im Folgenden kurz als "Orthogonal-Bild" bezeichnet, das Implantat demgegenüber lediglich als in der Regel punkt- oder kreisförmiges Gebilde erscheint.

Die intuitive Erfassung der Position des Implantats und insbesondere seiner Orientierung bezüglich des zu untersuchenden Bereiches ist hierdurch insbesondere aufgrund der Zweidimensionalität erreicht, da erfahrungsgemäß die Orientierung in einer zweidimensionalen Ebene deutlich einfacher ist. Durch die Visualisierung des Implantats in zwei orthogonal zueinan der ausgerichteten Ebenen bleibt zugleich die dreidimensionale Information über die Lage des Implantats erhalten und ist einfach erfassbar. Insbesondere wird durch die Aufteilung in zwei zweidimensionale Bilder erkennbar, welchen zukünftigen Weg das Implantat einnimmt. Dies geht insbesondere aus dem "In-Plane-Bild" hervor. Es ist also für das medizinische Personal ohne weiteres erkennbar, welche Gewebebereiche die Nadel bereits durchstoßen hat bzw. welche Gewebebereiche von der Nadel demnächst betroffen sind.

Gemäß einer zweckdienlichen Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Verlängerung oder Projektion des Implantats in Längs- und damit Vorschubrichtung dargestellt ist. Durch diese ergänzende Darstellung erkennt der Arzt daher sofort, welchen Weg die Nadel nimmt und welches Gewebe von der Nadelspitze durchstoßen werden wird.

Gemäß einer zweckdienlichen Weiterbildung ist weiterhin vorgesehen, dass die Implantatebene um die Vorschubrichtung drehbar ist, so dass bei Bedarf In-Plane-Bilder in unterschiedlichen Drehpositionen um die Vorschubrichtung darstellbar sind. Durch Rotation der Implantatebene besteht daher die Möglichkeit, innerhalb der In-Plane-Darstellung einen dreidimensionalen Eindruck des die Nadel umgebenden Gewebes zu erhalten. So kann auf diese Weise beispielsweise ohne weiteres festgestellt werden, wie nah die Nadelspitze an einem benachbarten Organ ist. Die Drehposition der Implantatebene um die Vorschubrichtung wird hierbei vorzugsweise derart gewählt, dass der Abstand zu einem benachbarten kritischen Organ oder Gewebe am geringsten ist.

In einer zweckdienlichen Weiterbildung ist für die Darstellung im Orthogonalbild der Abstand der Orthogonalebene von der Nadelspitze variierbar. In der Darstellung der aktuellen Nadelposition verläuft die Orthogonalebene exakt durch die Nadelspitze, d.h. die als punkt- oder kreisförmig zu erkennende Nadelspitze gibt die aktuelle Position an. Durch die Variierbarkeit des Abstands der Orthogonalebene zu der Nadel spitze besteht nunmehr die Möglichkeit, auch im Orthogonalbild den zukünftigen Weg der Nadelspitze zu projizieren, d.h. zweckdienlicherweise wird auch im Orthogonalbild einer von der Nadelspitze beabstandeten Orthogonalebene die Nadelspitze entlang der Vorschubrichtung in die beabstandete Ebene projiziert. Auch durch diese Maßnahme ist daher insbesondere der zukünftige Weg der Nadelspitze durch das medizinische Personal leicht und intuitiv erfassbar.

Vorzugsweise wird hierbei der tatsächliche Abstand direkt im Orthogonalbild angezeigt.

Um für den Arzt eine möglichst komfortable Bedienung zu ermöglichen, ist die Lage der Orthogonalebene und/oder der Implantatebene, also insbesondere die Rotation der Implantatebene um die Vorschubrichtung bzw. die Translation der Orthogonalebene in Vorschubrichtung, über ein Bedienelement einstellbar. D.h. der Arzt wird in die Lage versetzt, die Lage der Orthogonalebene und/oder der Implantatebene zu definieren und während der Untersuchung auch zu verändern, so dass er die für ihn jeweils günstigste Darstellung auswählen kann.

Gemäß einer zweckdienlichen Weiterbildung werden hierbei das Orthogonalbild sowie das In-Plane-Bild gleichzeitig und parallel nebeneinander dargestellt. In dieser zweckdienlichen Ausgestaltung braucht der Arzt daher nicht zwischen den beiden Bildern umzuschalten. Vielmehr kann er beide Ansichten parallel einsehen. Die Bilder werden hierbei vorzugsweise auf getrennten Bildschirmen oder zumindest getrennten Bildschirmbereichen dargestellt.

Zur weiteren Orientierungsunterstützung werden zusätzlich ein aus dem 3D-Bilddatensatz erhaltenes 3D-Bild und/oder ein Durchleuchtungsbild dargestellt. Unter Durchleuchtungsbild wird allgemein ein derartiges Bild verstanden, welches unmittelbar aus den Messdaten des medizinischen bildgebenden Geräts ohne eine Bildrekonstruktion ableitbar ist. Bei der Verwendung eines Röntgen-Computertomographen entspricht dieses Durchleuchtungsbild einem herkömmlichen Röntgenbild. Bei der Darstellung des 3D-Bildes werden hierbei zweckdienlicherweise im 3D-Bild weiterhin die Implantatebene und/oder die Orthogonalebene sowie das Implantat dargestellt, so dass der Arzt zusätzlich in einfacher Art und Weise die Lage und Position der Nadel innerhalb der dreidimensionalen Darstellung erfassen kann.

Zweckdienlicherweise werden hierbei bei einer Lageveränderung der Nadel und/oder des zu untersuchenden Bereichs die dargestellten Bilder in Echtzeit angepasst. Bei einer Bewegung der Nadel durch den Arzt wird diese Bewegung insbesondere durch Positionssensoren erfasst und die Darstellung im Bild entsprechend angepasst. Eine Bewegung des zu untersuchenden Bereichs, beispielsweise in Folge einer Bewegung des Patienten, wird durch eine insbesondere laufende Bildrekonstruktion, insbesondere mit Hilfe von so genannten 2D/3D-Fusionsverfahren, bewerkstelligt. Die Lageveränderung des Patienten kann alternativ auch durch eine Verstellung des Patientenlagerungstisches, auf dem sich der Patient befindet, hervorgerufen sein. In diesem Fall werden zweckdienlicherweise alternativ oder ergänzend die veränderten Positionsdaten direkt vom Patientenlagerungstisch in das medizinische bildgebende System übermittelt und rechnerisch berücksichtigt.

Bei einer Lageänderung der Nadel bzw. des zu untersuchenden Bereichs wird bevorzugt jeweils die Lageänderung bezüglich eines festen Raumkoordinatensystems erfasst und hieraus implizit die relative Lage zwischen der Nadel und dem zu untersuchenden und dargestellten Bereich errechnet. Generell ist daher zweckdienlicherweise vorgesehen, sowohl die Koordinaten des 3D-Bilddatensatzes als auch die des Implantats bezüglich des Raumkoordinatensystems festzulegen, so dass die Relativlage des Implantats bezüglich des zu untersuchenden Bereichs implizit definiert ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß weiterhin gelöst durch ein medizinisches bildgebendes System mit den Merkmalen des Pa tentanspruchs 13. Die im Hinblick auf das Verfahren angeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen sind sinngemäß auch auf das medizinische bildgebende System zu übertragen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen jeweils in schematischen und teilweise stark vereinfachten Darstellungen:
1 eine Blockbilddarstellung eines medizinischen bildgebenden Systems,
2A die Darstellung einer Implantatebene innerhalb eines 3D-Volumens eines 3D-Bilddatensatzes zusammen mit einer Nadel und der Projektion des zukünftigen Weges der Nadel,
2B, 2C die Darstellung zwei weiterer Implantatebenen innerhalb des 3D-Volumens gemäß 2A, wobei die Implantatebenen um die durch die Längsrichtung des Implantats definierte Vorschubrichtung gedreht sind,
2D ein zu dem Schnittbild nach 2C erhaltenes In-Plane-Bild,
3A die Darstellung einer Orthogonalebene innerhalb des 3D-Volumens gemeinsam mit dem Implantat, wobei die Orthogonalebene durch die Implantatspitze verläuft,
3B, 3C weitere Darstellungen einer Orthogonalebene innerhalb des 3D-Volumens mit unterschiedlichem Abstand zu der Implantatspitze,
3D ein zu dem Schnittbild gemäß 3C erhaltenes Orthogonalbild, und
4 ein 3D-Bild des dreidimensionalen Datensatzes in dem 3D-Volumen mit angezeigter Orthogonal- und Implantatebene sowie mit dargestelltem Implantat.
In den Figuren sind gleich wirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Das in 1 grob vereinfacht dargestellte medizinische bildgebende System dient zur Unterstützung bei der medizinischen Behandlung eines Patienten. Insbesondere dient es zur für das medizinische Personal intuitiv erfassbaren Visualisierung der Position eines Behandlungsgeräts, insbesondere Nadel 2, in Relation zu einem zu untersuchenden Bereich 4. Das medizinische bildgebende System umfasst im Ausführungsbeispiel ein medizinisches bildgebendes Untersuchungsgerät 6, beispielsweise ein C-Bogen-Computertomographiegerät, ein Magnetresonanzgerät oder auch eine Angiographie-Anlage. Das Untersuchungsgerät 6 weist eine Strahlungsquelle 8 sowie einen Detektor 10 auf. Die Strahlungsquelle 8 ist insbesondere eine Röntgenstrahlungsquelle und der Detektor 10 ist ein Röntgendetektor. Strahlungsquelle 8 und Detektor 10 sind einander gegenüberliegend angeordnet. Zwischen ihnen befindet sich der Patient mit dem zu untersuchenden Bereich 4. Die von dem Detektor 10 erfassten Messdaten werden als Bildrohdaten an ein bildverarbeitendes System 12 übermittelt. In diesem erfolgt anhand an sich bekannter Verfahren die Bildaufbereitung, Bildrekonstruktion und Bilddarstellung des zu untersuchenden Bereiches 4.
Das medizinische bildgebende System ist weiterhin zur Erfassung der Position der Nadel 2 ausgebildet. Hierzu sind an der Nadel Positionssensoren 14 sowie ein zugehöriger Empfänger 16 vorgesehen, welcher zur Erfassung von Positionssignalen dient, die von den Positionssensoren 14 abgegeben werden. Die Position der Nadel 2 wird bezüglich eines fest definierten Raumkoordinatensystems 18 erfasst. Gleichermaßen wird die Lage des zu untersuchenden Bereichs 4 bezüglich dem festen Raumkoordinatensystem 18 angegeben.
Das bildverarbeitende System 12 umfasst weiterhin eine Bedienkonsole 20 mit einem beispielsweise als Joystick ausgebildeten Bedienelement 22. Weiterhin sind mehrere Anzeigeelemente 24A, 24B, 24C, 24D, insbesondere separate Monitore, vorgesehen. Sowohl die Bedienkonsole 20 als auch die Anzeigeelemente 24A, 24B, 24C, 24D können als separate Einheiten ausgebildet sein oder innerhalb eines gemeinsamen Geräts integriert sein, wie in 1 veranschaulicht ist.
Innerhalb des bildverarbeitenden Systems 12 werden die vom Detektor 10 gelieferten Bildrohdaten aufbereitet. Bevorzugt wird hierbei auf dem Anzeigeelement 24A ein aus den Rohdaten erzeugtes Durchleuchtungsbild 26, auf dem Anzeigeelement 24B ein In-Plane-Bild 28, auf dem Anzeigeelement 24C ein Orthogonalbild 30 sowie auf dem Anzeigeelement 24D ein 3D-Bild 32 dargestellt. Das In-Plane-Bild 28 entspricht hierbei insbesondere dem in 2D gezeigten Bild, das Orthogonalbild 30 dem in 3D gezeigten Bild und das 3D-Bild entspricht insbesondere dem in 4 gezeigten Bild.
Aus den erhaltenen Bildrohdaten wird mit Hilfe von an sich bekannten Verfahren im bildverarbeitenden System 12 ein 3D-Bilddatensatz erzeugt. Dieser 3D-Bilddatensatz repräsentiert daher den zu untersuchenden Bereich 4, d.h. im 3D-Bilddatensatz sind die dem zu untersuchenden Bereich 4 zuzuordnenden Informationen enthalten.
In den 2 bis 4 ist ein quaderförmiges 3D-Volumen 34 dargestellt, das die räumliche Begrenzung wiedergibt. Zur Unterstützung des medizinischen Personals und insbesondere zur Orientierungshilfe bezüglich der Lage der Nadel 2 ist nunmehr vorgesehen, aus diesem 3D-Bilddatensatz ein In-Plane-Bild 28 sowie vorzugsweise parallel hierzu ein Orthogonalbild 30 zu erstellen, in denen jeweils die aktuelle Position der Nadel 2 bzw. die projizierte Position (Projektion 35) dargestellt ist. Die Bilddarstellung der Nadel 2 in den 2 bis 4 ist mit dem Bezugszeichen 2' versehen.
Die Voraussetzung für die Erzeugung dieser Bilder 28, 30 sowie auch des Bildes 32 ist die Korrelation der Koordinaten der Nadel 2 mit denen des 3D-Bilddatensatzes. Im Ausführungsbeispiel ist hierbei vorgesehen, dass einerseits mit Hilfe der Positionssensoren 14 und des Empfängers 16 die Raumkoordinaten der Nadel 2 innerhalb des Raumkoordinatensystems 18 festgelegt werden. Parallel hierzu werden die Raumkoordinaten des 3D-Bilddatensatzes ebenfalls im Raumkoordinatensystem 18 festgelegt. Die Koordinaten der Nadel 2 und des 3D-Bilddatenatzes sind daher über das feste Raumkoordinatensystem 18 miteinander korreliert, so dass in den Bildern 28 bis 32 die Relativposition zwischen Nadel 2 und dem zu untersuchenden Bereich 4 jeweils zuverlässig dargestellt werden kann.
Zur Erzeugung der Bilder 28, 30 werden zunächst die Lage der Nadel 2 und insbesondere ihre Längs- und damit ihre Vorschubrichtung 36 ermittelt. Zur Erzeugung des In-Plane-Bilds 28 wird nunmehr durch den 3D-Bilddatensatz eine Schnittebene gelegt, die im Folgenden als Implantatebene 38 bezeichnet wird (vgl. 2A, 2B, 2C). Die Vorschubrichtung 36 liegt hierbei innerhalb der Implantatebene 38, d.h. die Vorschubrichtung 36 ist eine der beiden die Implantatebene 38 aufspannenden Richtungen. Aus den in der Implantatebene 38 liegenden Daten wird ein zweidimensionales Schnittbild, nämlich das In-Plane-Bild 28 erstellt und angezeigt.
Zur Erzeugung des Orthogonalbilds 30 ist demgegenüber eine als Orthogonalebene 40 bezeichnete Schnittebene vorgesehen, die senkrecht zu der Vorschubrichtung 36 orientiert ist (vgl. 3A, 3B, 3C). Orthogonalebene 40 und Implantatebene 38 stehen daher senkrecht zueinander. Auch hier wird aus den 3D-Bilddaten innerhalb der Orthogonalebene 40 das Orthogonalbild 30 erstellt und dargestellt.
Wie aus den Darstellungen gemäß den 2D, 3D hervorgeht, ist in den Bildern 28, 30 neben der Nadel 2 auch die Projekti on 35 der zukünftigen prognostizierten Wegstrecke eingeblendet. Der behandelnde Arzt kann daher sehr einfach erkennen, in welches Gewebe die Nadel 2 eindringen wird, wenn die eingeschlagene Richtung beibehalten wird.
Um hier eine möglichst gute Orientierung dem Arzt an die Hand zu geben, besteht für diesen die Möglichkeit, das In-Plane-Bild 28 durch eine Rotation der Implantatebene 38 um die Vorschubrichtung 36 zu verändern, wie dies in 2A durch den Doppelpfeil dargestellt ist. Durch Drehung der Implantatebene 38 werden daher unterschiedliche Schnittebenen durch den 3D-Bilddatensatz definiert, so dass unterschiedliche In-Plane-Bilder 28 erhalten werden. Durch Rotation der Implantatebene 38 besteht daher für den Arzt die Möglichkeit, das um die Nadel 2 herum angeordnete Gewebe darzustellen. Die Rotation der Implantatebene 38 wird hierbei über das Bedienelement 22 ausgeführt.
In ähnlicher Weise wird über das Bedienelement 22 auch eine Variation der Orthogonalebene 40 ermöglicht, und zwar in Vorschubrichtung 36, wie durch den Doppelpfeil in 3A dargestellt ist. Es besteht also die Möglichkeit, die orthogonale Schnittebene in unterschiedlichen Abständen zu der Nadelspitze zu legen, wie dies durch die Abstandsbalken in den 3B und 3C dargestellt ist. Auch in den aus diesen Orthogonalebenen 40 erhaltenen Orthogonalbildern 30 ist die projizierte Position der Nadel 2 (Projektion 35) angezeigt, so dass auch hier der Arzt erkennt, auf welche Position innerhalb des Gewebes die Nadel auftreffen wird. Gleichzeitig wird – wie in 3D dargestellt – der tatsächliche Abstand der Nadelspitze zu der im Bild angezeigten Projektion 35 der Nadelspitze und damit der Abstand zwischen der Nadelspitze und der Orthogonalebene 40 angegeben und eingeblendet.
Anhand der Bilder 26 bis 32 kann der Arzt daher den Einführvorgang und den Verlauf des Weges der Nadel 2 sehr genau und auch intuitiv verfolgen. Die in den Bildern 28 bis 32 dargestellte Position der Nadel 2' bzw. die Projektion 35 wird fortlaufend aktualisiert, so dass eine Echtzeit-Darstellung erzielt ist. Hierzu werden fortlaufend die tatsächlichen Koordinaten der Nadel 2 erfasst. Sofern der Patient sich nicht bewegt und ausreichend fixiert ist, bleibt die Position des zu untersuchenden Bereichs 4 unverändert, so dass es prinzipiell ausreichen würde, zu Beginn der Behandlung einen 3D-Bilddatensatz zu erstellen. Vorzugsweise werden während der Behandlung, insbesondere bei kritischen Behandlungen mit einem hohen Verletzungsrisiko von sensiblen Organen, fortlaufend oder in kurzen Zeitintervallen aktuelle 3D-Bilddatensätze in an sich bekannter Weise gewonnen. Hierdurch ist gewährleistet, dass die in den Bildern 28 bis 32 dargestellte Relativposition der Nadel 2 zu dem untersuchenden Bereich 4 auch den tatsächlichen Gegebenheiten entspricht.
Zur Verdeutlichung der Orientierung und Lage der Nadel 2 und zur besseren Orientierungshilfe sind die einzelnen Bilder 28 bis 32 in geeigneter Weise eingefärbt oder mit Farben versehen. Weiterhin sind – wie aus 4 ersichtlich – die Orthogonalebene 40 sowie wie Implantatebene 38 im 3D-Bild 32 dargestellt.
Durch das hier beschriebene Verfahren ist eine Visualisierungsunterstützung beim Einbringen der Nadel 2 in den Patienten gegeben, die eine für den Arzt intuitive und insbesondere in Echtzeit mögliche Erfassung der tatsächlichen Relativposition der Nadel 2 bezüglich des zu untersuchenden Bereichs 4 erlaubt. Durch die Bereitstellung der eingeschränkten Freiheitsgrade, nämlich die Rotation bezüglich der Vorschubrichtung 36 und der Translation entlang der Vorschubrichtung 36 für die Implantatebene 38 bzw. die Orthogonalebene 40 ist zudem durch dieses Verfahren eine interaktive Darstellungsmöglichkeit gegeben, d.h. der Arzt kann selber die beste Darstellung problemlos wählen. Insgesamt ist durch dieses hier beschriebene Verfahren die Operationssicherheit erhöht und die Gefahr von Beschädigung von benachbarten, sensiblen Gewebeteilen oder Organen beim Eingriff verringert.

Claims

Verfahren zur Darstellung eines sich in Vorschubrichtung (36) erstreckenden medizinischen Implantats (2) in einem Bild (28, 30, 32) eines zu untersuchenden Bereichs (4), der durch einen 3D-Bilddatensatz repräsentiert ist, bei dem – die Koordinaten des Implantats (2) mit denen des 3D-Bilddatensatzes korreliert sind, – ein 2D-Schnittbild (30) einer Orthogonalebene (40) sowie ein 2D-Schnittbild (28) einer Implantatebene (38) aus dem 3D-Bilddatensatz erzeugt werden, wobei die Orthogonalebene (40) orthogonal zu der Vorschubrichtung (36) orientiert ist, die Vorschubrichtung (36) innerhalb der Implantatebene (38) liegt und bei dem – die Lage des Implantats (2) in den 2D-Schnittbildern (28, 30) dargestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Projektion (35) des Implantats (2) in Vorschubrichtung (36) dargestellt ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Implantatebene (38) um die Vorschubrichtung (36) drehbar ist, so dass bei Bedarf Schnittbilder (28) in unterschiedlichen Drehpositionen um die Vorschubrichtung (36) darstellbar sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Abstand der Orthogonalebene (40) vom Implantat (2) variierbar ist.
Verfahren nach Anspruch 4, bei dem der Abstand angezeigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Lage der Orthogonalebene (40) und/oder der Implantatebene (38) durch ein Bedienelement (22) definiert und verändert werden kann.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Schnittbild (28, 30) der Implantatebene (38) und das der Orthogonalebene (36) gleichzeitig dargestellt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zusätzlich ein aus dem 3D-Bilddatensatz erzeugtes 3D-Bild (32) dargestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem im 3D-Bild (32) die Implantatebene (38) und/oder die Orthogonalebene (40) dargestellt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zusätzlich ein Durchleuchtungsbild (26) angezeigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem bei einer Lageveränderung des Implantats (2) und/oder des zu untersuchenden Bereichs (4) die Darstellung des Implantats (2) in den Schnittbildern (28, 30) in Echtzeit angepasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem sowohl die Koordinaten des 3D-Bilddatensatzes als auch die des Implantats (2) bezüglich eines festen Raumkoordinatensystems (18) festgelegt werden.
Medizinisches bildgebendes System zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem bildgebenden Untersuchungsgerät (6), insbesondere ein Computertomographiegerät, welches zur Erstellung von Bildrohdaten eines zu untersuchenden Bereichs (4) ausgebildet ist, und mit einem bildverarbeitenden System (12) zur Aufbereitung der Bildrohdaten und zur Visualisierung des zu untersuchenden Bereichs (4) sowie eines in den zu untersuchenden Bereich (4) eingeführten Implantats (2).