DE102013217476A1

DE102013217476A1 - Verfahren zur Repositionierung eines mobilen bildgebenden Geräts

Info

Publication number: DE102013217476A1
Application number: DE201310217476
Authority: DE
Inventors: Rainer Graumann; Sultan Haider; Gerhard Kleinszig; Jessica Magaraggia
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2013-09-03
Filing date: 2013-09-03
Publication date: 2015-03-05
Also published as: US9763599B2; CN204428155U; US20150065866A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Repositionierung eines mobilen bildgebenden Geräts, sowie eine Bilderfassungseinheit und eine optische Markierung. Das Verfahren weist folgende Schritte auf: a) Erfassen einer Bildaufnahme von mindestens einer optischen Markierung (M) als Bezugsgröße, die nahe an einem Untersuchung- und/oder Behandlungsgebiet (OG) eines Objektes (P) angeordnet ist, b) Erfassen der Bildaufnahmerichtung als weitere Bezugsgröße, c) wobei sich das erfassende mobile bildgebende Gerät in einer für die Bildaufnahme geeigneten, vordefinierten Position und/oder Ausrichtung befindet, d) Detektieren einer veränderten und/oder nicht erfassbaren Lage der mindestens einen optischen Markierung und/oder einer veränderten und/oder nicht erfassbaren Bildaufnahmerichtung, e) Repositionierung des mobilen bildgebenden Geräts mit Hilfe eines Vergleichs der Bezugsgrößen aus a) und b) mit den jeweils korrespondieren Bezugsgrößen aus d).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Repositionierung eines mobilen bildgebenden Geräts, sowie eine Bilderfassungseinheit und eine optische Markierung.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Erfindung liegt insbesondere auf dem Gebiet der Medizintechnik. Ein Anwendungsgebiet liegt auf dem Gebiet der Radiologie, bei dem üblicherweise computergestützte RIS-(Abkürzung für die englische Bezeichnung "Radiology Information System"), HIS (engl. Hospital Information System), KIS (Krankenhausinformationssystem) und PACS-(Abkürzung für die englische Bezeichnung "Picture Archiving and Communication System")Systeme zum Einsatz kommen. Die Radiologie basiert auf einer Bildakquisistion an unterschiedlichen Modalitäten bzw. medizinischen bildgebenden Geräten, wie z. B. einem Computertomograph (CT), einem Magnetresonanztomograph (MRT), einem Positronenemissionstomograph (PET), einem Röntgengerät (X-Ray), oder einem Ultraschallgerät (US). Die genannten radiologischen Untersuchungsgeräte stellen den Bilddatensatz bereit. Bei dem Bilddatensatz handelt es sich in der Regel um einen Bildvolumendatensatz, welcher ein Volumenbild enthält, oder um einen Bildseriendatensatz, welcher eine Serie von Bildern enthält.
Insbesondere in sich entwickelnden Märkten, werden oft aus Kostengründen mobile Röntgengeräte im unteren Preissegment eingesetzt.
Im Umfeld medizinischer Bildgebungs- und/oder Behandlungseinrichtungen wie z.B. Röntgen- bzw. C-Bogen-Geräten kann es aus verschiedenen Gründen vorgesehen sein, die Position des Patienten und/oder anderer Objekte, insbesondere die räumlichen das Behandlungs- und/oder Untersuchungsgebiet des Patienten, wenigstens teilweise und/oder wenigstens genähert zu bestimmen. Hierzu werden üblicherweise Messeinrichtungen, insbesondere Sensoren, eingesetzt, um Messdaten aufzunehmen, aus denen die benötigte Begrenzungsinformation hinsichtlich des Behandlungs- und/oder Untersuchungsgebiets abgeleitet werden kann. Besonders nützlich sind solche Begrenzungsinformationen bei Röntgeneinrichtungen, die als bewegliche Komponente einen C-Bogen aufweisen.
Um Patientenveränderungen zwischen den präoperativen Untersuchungen und der operativen Behandlung besser bestimmen zu können, werden – idealerweise auf dem gleichen Tisch – Bildaufnahmen angefertigt. Damit kann die Position des medizinischen bildgebenden Geräts nachjustiert werden.
Die Repositionierung eines mobilen C-Bogen-Geräts ist gegenwärtig eine zeitaufwendige unter mehrfacher Röntgenbestrahlung durchgeführte Prozedur, die häufig während eines operativen Eingriffs durchgeführt werden muss.
Eine Repositionierung des mobilen C-Bogen-Geräts ist auch oft nach der Akquirierung eines Röntgenbildes des Untersuchungs- bzw. Behandlungsgebietes notwendig. Das mobile C-Bogen-Gerät wird meistens nach der Akquirierung eines Röntgenbildes wieder vom OP-Tisch weg in eine Ruheposition geschoben, um dann bei der nächsten erforderlichen Bildaufnahme wieder zurück zum OP-Tisch geschoben zu werden. Dabei ist es erforderlich, dass die Bildaufnahme dann im Wesentlichen das gleiche Bild vom Untersuchungs- bzw. Behandlungsgebiet abdeckt. Es werden meist mehrere Röntgenbildaufnahmen gemacht werden, bis das gewünschte Bild zu sehen ist. Dies ist zeitaufwendig und wird unter Röntgenkontrolle durchgeführt.
Für das Problem der Repositionierung eines bildgebenden Geräts wie das C-Bogen-Gerät sind verschiedene technische Lösungsansätze möglich:

• Einen motorischen Antrieb des C-Bogens mit Positionserkennung.
• Anwendung von optischen Navigationsverfahren.
• Optische Muster (meist Infrarot-Technik) auf dem Boden des Operationssaals und einer entsprechenden Kamera am Gehäuse des C-Bogen-Geräts.
• Elektrische Spulenkonfiguration eingebacht in den Boden des OP-Saals und Dipolsendespule am Gehäuse des C-Bogen-Geräts.
• Verwendung eines Laserprojektion: Zur visuellen Überprüfung eines Behandlungsgebiets in der Radiologie wird konventionell eine Lichtquelle, vorzugsweise ein Laser verwendet, der Lasermarkierungen auf den Patient projiziert, die mittels einer Bildaufnahme verifiziert werden.

Bis auf das Laservisier orientieren sich die anderen oben genannten Verfahren nicht am Patienten, sondern auf externe Referenzsysteme.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Technologie für eine Repositionierung eines mobilen bildgebenden Geräts zu entwickeln.
Die Aufgabe wird mit einem Verfahren und einer Vorrichtung gemäß der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche oder lassen sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie den Ausführungsbeispielen entnehmen.
Die Erfindung beansprucht ein Verfahren zur Repositionierung eines mobilen bildgebenden Geräts, aufweisend folgende Schritte:

a) Erfassen einer Bildaufnahme von mindestens einer optischen Markierung als Bezugsgröße, die nahe an einem Untersuchung- und/oder Behandlungsgebiet eines Objektes angeordnet ist,
b) Erfassen der Bildaufnahmerichtung als weitere Bezugsgröße,
c) wobei sich das erfassende mobile bildgebende Gerät in einer für die Bildaufnahme geeigneten, vordefinierten Position und/oder Ausrichtung befindet,
d) Detektieren einer veränderten und/oder nicht erfassbaren Lage der mindestens einen optischen Markierung und/oder einer veränderten und/oder nicht erfassbaren Bildaufnahmerichtung,
e) Repositionierung des mobilen bildgebenden Geräts mit Hilfe eines Vergleichs der Bezugsgrößen aus a) und b) mit den jeweils korrespondieren Bezugsgrößen aus d).

Des Weiteren beansprucht die Erfindung eine Bilderfassungseinheit für ein mobiles bildgebendes Gerät zu dessen Repositionierung aufweisend:

a) Mittel zum Erfassen einer Bildaufnahme von mindestens einer optischen Markierung als Bezugsgröße, die nahe an einem Untersuchung- und/oder Behandlungsgebiet eines Objektes angeordnet ist,
b) Mittel zum Erfassen der Bildaufnahmerichtung als weitere Bezugsgröße,
c) Mittel zum Detektieren einer veränderten und/oder nicht erfassbaren Lage der mindestens einen optischen Markierung und/oder einer veränderten und/oder nicht erfassbaren Bildaufnahmerichtung,
d) Mittel zur Ausgabe von Hinweisen zur Orientierung und Richtung während einer Repositionierung des mobilen bildgebenden Geräts mit Hilfe eines Vergleichs der Bezugsgrößen aus a) und b) mit den jeweils korrespondieren Bezugsgrößen aus c).

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist eine optische Markierung geeignet zur Erkennung durch eine Bilderfassungseinheit nach einen der Ansprüche 5 bis 7, welche auf einer sterilen Abdeckung zur Abdeckung eines Objekts aufgebracht ist, wobei die optische Markierung so ausgebildet ist, dass sie eine festgelegte und gegebenenfalls kodierte Begrenzungsinformation bzgl. der Begrenzung eines Untersuchungs- und/oder Behandlungsgebiets des Objekts repräsentiert.
Die Erfindung weist den Vorteil auf, dass die Repositionierung des bildgebenden Geräts nicht auf eine Registrierung bzw. Bezugnahme auf ein externes Referenzsystem angewiesen ist. Sie ist jedoch auch nicht rein auf den Patienten bezogen, da dieser verdeckt werden kann und damit der Untersuchungs- bzw. Behandlungsbereich nicht mehr ohne weiteres sichtbar wäre. So ist die Repositionierung nahe am Untersuchungs- bzw. Behandlungsbereich orientiert, das wenig aufwändig und kostengünstig ist.
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DER ERFINDUNG
Weitere Vorteile, Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:
1 Die 1 zeigt beispielhaft den Aufbau eines medizinisches bildgebendes Geräts,
2 eine Ausprägung für das Aufbringen der optischen Markierung auf eine sterile Abdeckung.
Die 1 zeigt beispielhaft den Aufbau eines medizinisches bildgebendes Geräts, z.B. ein modernes, sogenanntes C-Bogen-Gerät; Das C-Bogen-Gerät kann als mobiles Gerät ausgebildet sein. Dann befinden sich meist in der Figur nicht gedargestellte Rollen am Gehäuse des C-Bogen-Geräts, damit dieses hin- und herbewegt werden kann. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Ein solches Gerät verfügt über zumindest eine Röntgenröhre bzw. Röntgenstrahlungsquelle mit einem gegenüberliegenden Detektor, wobei Röntgenquelle und Detektor so angeordnet sind, dass zwischen beiden ein mit Röntgenstrahlung zu durchdringender Patient P gelagert werden kann. Dabei können die Aufnahmeeinheiten Röntgenstrahlungsquelle und Detektor zusammengefasst als eine Aufnahmeeinheit bezeichnet werden. Der Patient P befindet sich auf einer verschiebbaren Patientenliege. Der Patient P wird durch Bewegung des C-Bogens C mehrfach abgetastet, wobei eine von der Röntgenquelle erzeugte Röntgenstrahlung den Patienten P durchdringt und nach deren Durchdringung an einem Detektor erfasst wird.
Das bildgebende Gerät kann des weiteren in der Zeichnung nicht gezeigte Mittel aufweisen, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet sind.
Zur Steuerung des bildgebenden Geräts dient häufig eine Recheneinheit. Die Steuerung selbst und die Auslesung von Detektorausgangsdaten geschehen über eine Steuer- und Datenleitung, welche die Recheneinheit mit der Aufnahmeeinheit verbindet. An der Recheneinheit ist eine Bedienvorrichtung z.B. ein Touchscreen bzw. -panel oder eine Touchtastatur für einen Anwender vorgesehen.
Die 1 deutet des Weiteren ein Untersuchungs- bzw. Behandlungsgebiet OG eines Patienten an. Der Patient P wird in der Regel mit einer sterilen Abdeckung A abgedeckt. Um den Untersuchungs- bzw. Behandlungsbereich nicht zu verdecken, ist oft in der Abdeckung eine Art Sichtfenster mit einer durchsichtigen Folie eingearbeitet. Die Abdeckung ist oft ein grünes Tuch, das mit Klebebändern an den Rändern zum Behandlungsgebiet hin verklebt wird, damit es nicht verrutschen kann.
Des Weiteren wird kann am C-Bogen-Gerät (röntgenquellen- und/oder detektorseitig) eine oder mehrere optische Bilderfassungseinheiten K in Form einer Kamera angebracht sein, wobei die Aufnahmerichtung der Kamera zum C-Bogen-Gerät nicht relativ registriert sein muss. Es können Bildaufnahmen in relativer Richtung gemacht werden. Die Richtung der Bildaufnahme ist eine Bezugsgröße, um eine räumliche Orientierung für die Positionierung des C-Bogen-Geräts zu erhalten.
Die 2 zeigt eine Ausprägung für das Aufbringen der optischen Markierung M auf eine sterile Abdeckung A, die mit Hilfe eines Klebstoffes oder eines Klebestreifen KL, in den die optische Markierung eingearbeitet oder auf den Klebestreifen aufgebracht ist, auf die sterilen Abdeckung aufgebracht wird.
Die optische Markierung M kann aus einem oder mehreren Markern z.B. M1, M2, M3 – wie es in 2 angedeutet ist – bestehen, die jeweils ein Muster enthalten können. Eine von einer Bilderfassungseinheit K erfasste optische Markierung M ist ebenfalls eine Bezuggröße, mit deren Hilfe eine Positionierung des C-Bogen-Geräts durchgeführt werden kann.
Im Muster der Marker kann eine bestimmte Begrenzungsinformation enthalten bzw. z.B. mit Hilfe eines Bar- oder Quick-Response-Code kodiert sein. Die Begrenzungsinformation ist auf das Untersuchungs- bzw. Behandlungsgebiet OG bezogen. Auf diese Weiser wird die Optische Markierung nahe am Untersuchungs- bzw. Behandlungsgebiet auf der Abdeckung angebracht, ohne am Objekt selbst angeordnet zu sein. So bleibt die Markierung M auch bei Abdeckung des Objekts sichtbar. Die Abdeckung A kann ein grünes Tuch sein. Es sollte ein Stoff bzw. ein Kunststoff bzw. eine Farbe für die Abdeckung und für die Markierung gewählt werden, welche keine Irritationen beim Erkennen der optischen Markierung hervorrufen.
Wenn der Vergleich der korrespondierenden Bezugsgrößen bzw. wenigstens eine Bezugsgröße nicht (mehr) erfasst werden kann bzw. nicht (mehr) sichtbar bzw. detektierbar ist (das ist der Fall, wenn das mobile C-Bogen-Gerät zu weit vom Untersuchung- bzw. Behandlungsbereich entfernt steht), dann ist eine Repositionierung des C-Bogen-Geräts notwendig. Mit anderen Worten ausgedrückt, die nicht erfassbare Lage der Markierungen bzw. nicht erfassbare Bildaufnahmerichtung liegen außer Reichweite der Bilderfassungseinheit K. Dabei können Differenzen im Vergleich Hinweise darauf geben, in welche Richtung das C-Bogen-Gerät verschoben werden sollte, um es in die für die Bildaufnahme geeignete bzw. ursprüngliche Position zu bringen.

Claims

Verfahren zur Repositionierung eines mobilen bildgebenden Geräts, aufweisend folgende Schritte: a) Erfassen einer Bildaufnahme von mindestens einer optischen Markierung (M) als Bezugsgröße, die nahe an einem Untersuchung- und/oder Behandlungsgebiet (OG) eines Objektes (P) angeordnet ist, b) Erfassen der Bildaufnahmerichtung als weitere Bezugsgröße, c) wobei sich das erfassende mobile bildgebende Gerät in einer für die Bildaufnahme geeigneten, vordefinierten Position und/oder Ausrichtung befindet, d) Detektieren einer veränderten und/oder nicht erfassbaren Lage der mindestens einen optischen Markierung und/oder einer veränderten und/oder nicht erfassbaren Bildaufnahmerichtung, e) Repositionierung des mobilen bildgebenden Geräts mit Hilfe eines Vergleichs der Bezugsgrößen aus a) und b) mit den jeweils korrespondieren Bezugsgrößen aus d).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Markierung (M) auf einer sterilen Abdeckung (A) des Objekts (P) angebracht worden ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleich der Bezugsgrößen iterative wiederholt wird, um Hinweise für die Orientierung und Richtung während der Repositionierung solange zu erhalten, bis sich das mobile bildgebende Gerät wieder in der für die Bildaufnahme geeigneten, vordefinierten Position und/oder Ausrichtung befindet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine optische Markierung (M) ein Muster aufweist, welches eine festgelegte und gegebenenfalls kodierte Begrenzungsinformation bzgl. der Begrenzung des Untersuchungs- und/oder Behandlungsgebiets repräsentiert.
Bilderfassungseinheit (K) für ein mobiles bildgebendes Gerät zu dessen Repositionierung aufweisend: a) Mittel zum Erfassen einer Bildaufnahme von mindestens einer optischen Markierung (M) als Bezugsgröße, die nahe an einem Untersuchung- und/oder Behandlungsgebiet eines Objektes angeordnet ist, b) Mittel zum Erfassen der Bildaufnahmerichtung als weitere Bezugsgröße, c) Mittel zum Detektieren einer veränderten und/oder nicht erfassbaren Lage der mindestens einen optischen Markierung und/oder einer veränderten und/oder nicht erfassbaren Bildaufnahmerichtung, d) Mittel zur Ausgabe von Hinweisen zur Orientierung und Richtung während einer Repositionierung des mobilen bildgebenden Geräts mit Hilfe eines Vergleichs der Bezugsgrößen aus a) und b) mit den jeweils korrespondieren Bezugsgrößen aus c).
Bilderfassungseinheit (K) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie so ausgebildet ist, dass sie eine optische Markierung (M) mit einem Muster erfassen kann, das eine festgelegte und gegebenenfalls kodierte Begrenzungsinformation bzgl. der Begrenzung des Untersuchungs- und/oder Behandlungsgebiets repräsentiert.
Bilderfassungseinheit (K) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie so ausgebildet ist, dass sie die optische Markierung (M), die auf einer sterilen Abdeckung (A) des Objekts (P) angebracht ist, erkennen kann.
Optische Markierung (M) geeignet zur Erkennung durch eine Bilderfassungseinheit (K) nach einen der Ansprüche 5 bis 7, welche auf einer sterilen Abdeckung (A) zur Abdeckung eines Objekts aufgebracht ist, wobei die optische Markierung so ausgebildet ist, dass sie eine festgelegte und gegebenenfalls kodierte Begrenzungsinformation bzgl. der Begrenzung eines Untersuchungs- und/oder Behandlungsgebiets (OG) des Objekts (P) repräsentiert.
Optische Markierung (M) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit Hilfe eines Klebstoffes oder eines Klebestreifen (KL), in den die optische Markierung eingearbeitet oder auf den die Markierung aufgebracht ist, auf der sterilen Abdeckung (A) aufgebracht ist.
Optische Markierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einem Muster zur Erfassung und/oder zur Kennzeichnung der Begrenzungsinformation ausgebildet ist.