用於提供校正信息的方法和裝置的製作方法

2023-07-05 04:58:21 6

專利名稱：用於提供校正信息的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於提供校正信息的方法和裝置，該信息用於在在對象中導引 器械時校正器械的導引方向，器械應從對象上的開始點導引到對象中的目標點。
背景技術：
在某些技術領域中，需要將器械導引至對象中的目標點，其中在器械至少 部分地引入對象中之後至少器械的頂點和一部分不再為肉眼所能跟蹤，因此不 能確定器械、特別是器械頂點當前位於對象中的何處以及器械的當前導引方向 是否就器械在對象中要到達的目標點來說與期望的器械導引方向相同。這樣的問題也存在於醫療技術中，例如在如經皮膚的膽管穿刺或活組織切 片檢查的穿刺中，其中穿刺針通常藉助於透視圖像或者說所謂的螢光鏡檢查被 引導到目標組織。藉助不同投影方向的透視圖像，醫生可以監控穿刺針相對於 目標區域的位置和方向，並將穿刺針導引到患者身體的目標區域或者目標組織。 但是對穿刺針的精確目標導引有時是困難的，因為醫生僅有用於幫助監控和導 引穿刺針的在不同投影方向下獲得的投影圖像，在這些圖像中通常很難或根本 不能識別出穿刺目標。因此建議，為了更好了解患者和穿刺目標的解剖結構，在手術前記錄穿刺 區域的三維圖像數據組，並將手術中拍攝的透視圖像與該三維圖像數據組配準。 這使得有可能使三維圖像數據組的圖像數據與透視圖像的圖像數據互相重疊， 從而為了更好地控制穿刺例如使穿刺組織或穿刺目標能出現透視圖像中。但是即使在通過2D-3D配準而可以實現的將透視圖像與手術前獲得的三 維圖像的圖像數據重疊時，穿刺時仍存在不確定性。從由三維圖像數據補充的 透視圖像中雖然同時可見目標組織和穿刺針，但卻只能在有限程度上顯示目標 組織和穿刺針的精確的相對位置，因為在兩維透視圖像中通常缺乏目標和距離 信息以及特別是深度信息。在DE 10 2005 012 985 Al中描述了 一種用來在對患者的醫學介入中控制穿刺針導引的方法，其中至少提供所介入的組織區域的三維圖像。在該三維圖 像中使用者標記開始點和至少介入的目標點的位置。基於這些標記對器械在空 間的導引路逕自動進行計算。在考慮在介入期間獲得的組織區域的透視圖像的 投影幾何的情況下將所計算的導引途徑投影到該獲得的透視圖像中，並圖形地 可視化。另外可以在這種透視圖像中疊加如何校正穿刺針方向的可視信息。為實施DE 10 2005 012 985 Al描述的方法，將三維圖像和兩維透視圖像互相配準， 例如在DE 102 10 646 Al中描述的。發明內容本發明要解決的技術問題是，提供一種在本文開始提到的類型的方法和裝 置，用來筒化對器械導引方向的校正。本發明要解決的技術問題通過提供校正信息的方法和裝置解決，該信息用 於在將器械導引到對象中的目標點時校正器械的導引方向，其中，從該器械頂 點的當前位置、該器械的當前導引方向和對象中目標點的位置出發，確定表徵 該器械當前導引方向的第一直線，以及由該器械的頂點和對象中的目標點確定 的、與該第一直線相交並表徵期望的導引方向的第二直線，其中，基於該第一 直線和第二直線之間的相對位置至少在一個校正圖像中至少給出一個用於校正 器械的當前導引方向的數值的校正信息，其中，該校正圖像具有定位在該器械 的當前導引方向的透視圖的平面中的校正圖表(Korrekturdiagramm )。因此根據 本發明為使用者在導引器械時在校正圖像中提供具體的數值的校正信息，該信 息還可以包括校正方向的說明，以使器械的使用者能夠輕鬆地將當前的導引方 向校正到期望的器械導引方向。就校正圖表來說，器械的當前導引方向與校正圖表的平面垂直。對於根據 校正圖表的信息進行器械上的校正來說，使用者必須相應地實際上或假想在器 械後面的位置上，以基於校正圖表中給出的數值的校正信息來校正器械的導引 方向。因此用校正圖表提供了 一種虛擬的或者說假設的設置於器械末端的調整 圖表(Einstelldiagramm)，其為一種"操縱杆"或"控制棒可視化裝置"。根據本發明的一種變形，數值的校正信息是關於器械頂點的校正角度，使 用者必須圍繞該角度擺動器械，以從當前導引方向到達期望的器械的導引方向。因為第 一和第二直線的空間位置已知，可以關於不同的坐標系計算在空間中直 線間的校正角度。根據本發明的 一個實施方式，可供使用者使用的校正圖像具有器械的影像 和至少第二直線(優選還有第一直線)的走向的圖解，其至少基本上與器械的 影像對應。根據本發明的另 一 實施方式，校正圖像為對象的投影圖像或具有三維圖像 數據的對象的投影圖像，即投影圖像的圖像數據以及出自於從對象產生的三維 圖像數據組或者說立體數據組的圖像數據互相融合或重疊。在醫學環境中投影圖像優選地可以由x射線儀，特別是c弧x射線儀獲得，利用該x射線儀可 以獲得對象特別是患者的不同投影方向的相對簡單的兩維投影圖像。三維圖像數據也可以由c弧x射線儀獲得，其中c弧設置為圍繞對象或者說患者大約190°。在此從不同的投影方向拍攝一系列兩維X射線投影，從這些兩維X射線 投影可以重建三維圖像數據組。但是也可以用其它成像設備，例如用計算機斷 層造影設備、MR設備或超聲設備獲得對象的三維圖像數據組，以及提供與投 影圖像的圖像數據的融合或重疊。根據本發明的一種變形，數值的校正信息、特別是校正角度的說明，關於 一個參考平面、特別是關於器械使用者在校正導引方向時必須相應考慮的校正 圖像或者說投影圖像的圖像平面給出。就此而言還需要使用者具有一定的想像 力，例如器械和X射線探測儀如何相互表現。但是也可以提供具有關於另一參 考平面、如患者臥榻平面的數值的校正信息的校正圖像。在這種情況下數值的 校正信息、特別是校正角度的說明是關於臥榻平面實現的。根據本發明的一個實施方式，可以以投影圖像的形式在相互不同的投影方 向上產生多個校正圖像，以使器械的使用者能基於兩個或多個校正圖像並相應 於相關的數值的校正信息在空間調整到期望的導引方向。根據本發明的一種變形，以投影圖像的形式這樣產生校正圖像，使得校正 圖像的投影方向基本上垂直於由第一直線和第二直線張緊的平面。在使用C弧 X射線儀拍攝投影圖像或者說校正圖像的情況下，這樣使C弧定向，使投影圖 像的投影方向或從C弧的X射線源發出的X射線束的中心射線垂直位於由第 一直線和第二直線張緊的平面，這樣，該平面基本上與X射線接收器的平面平 行。在這種情況下在該投影方向上拍攝的一幅校正圖像就足夠使器械向期望的 導引方向擺動。根據本發明的變形，校正圖表具有至少一個校正方向和至少一個涉及該校 正方向的用於校正器械的數值的校正信息。優選校正圖表具有校正輪盤，該校正輪盤將校正方向與在校正方向上的數值的校正信息相對應。與"操縱杆或控制棒可視化裝置"相應地，根據本發明一個實施方式的校 正圖表具有表徵器械的當前導引方向的第一點和表徵器械要採取的期望的導引 方向的第二點。在引入校正圖表的情況下，根據校正圖表中的數值的校正信息，特別是校正角度信息，使器械相應地這樣擺動，使近乎逐點圖解器械縱軸、表 徵器械的當前導引方向的第一點向近乎圖解器械縱軸的終點位置並由此而表徵器械的期望的導引方向的第二點移動。根據本發明的一個實施方式，校正圖表具有唯一的、在校正圖表的平面中互相垂直的校正方向軸，這些軸這樣得出首先在第一直線上選擇一個點和通 過該所選點的平面，該平面即校正圖表的平面，其這樣確定使該第一直線垂 直於該平面。因此校正圖表平面的法向矢量位於該第一直線上。校正圖表的平 面和對象的定位平面、例如患者的臥榻平面具有一交線，其中與該交線的平行 線通過在第一直線上所選的點和在校正圖表的平面中給出校正圖表平面中的第 一校正方向軸。校正圖表平面中的第二校正方向軸由該交線的垂直線通過在校 正圖表平面上第一直線上所選的點給出。就此而言，在校正圖表平面中得出二正信息。根據本發明的變形，拍攝其中設有器械的對象的至少兩個不同投影方向的 投影圖像，並藉助該至少兩個投影圖像確定器械頂點的當前空間位置和/或器械 的另一特定點的當前空間位置和/或對象中目標點的空間位置。通過確定器械頂 點在空間中的當前位置和器械在空間中的另 一 特定點的當前位置可以計算器械 在空間中的當前導引方向和計算表徵器械當前導引方向的在空間中的第 一直 線。第二直線，如已經提到的，通過器械頂點在空間的當前位置和目標點在空 間的位置給出。器械頂點和/或器械的另一特定點和/或對象的目標點的定位可 以在至少兩個投影圖像中手動或用模式識別的方法實施。所標識的或者說定位 的點的空間坐標可以藉助三角測量反算出，這是可能的，因為例如由X射線儀， 特別是C弧X射線儀拍攝的投影圖像的投影幾何是已知的。此外還有 一種可能，用位置採集系統來確定器械頂點的當前空間位置和/ 或器械的當前空間導引方向。位置採集系統可以是光學的、電磁的或也可以是 其他合適的位置採集系統。在採用光學位置採集系統的情況下，例如可以將位 置釆集系統的多個標記這樣確定地設置在器械上，使它們可以被位置採集系統的照相系統拍攝，從而不僅使器械的導引方向而且使器械頂點在空間的位置都 可以由位置採集系統採集和確定。對象中的目標點優選(但不是必須)藉助立體數據組來標識，為此根據本 發明的一個變形在手術前或手術中對對象或者說包含器械的對象拍攝立體數據 組。在此也可以將立體數據組的圖像數據和從至少兩個互相不同的投影方向拍 攝的對象的投影圖像互相融合或重疊。根據本發明的變形，器械頂點和/或器械的另一特定點和/或對象的目標點 可以在立體數據組中或在立體數據組的和至少兩個投影圖像的互相融合或重疊 的圖像數據中手動或用模式識別的方法來定位。所識別的點的空間坐標在使用c弧x射線儀的情況下可以通過反向投影根 據公知的投影幾何來確定。


下面對照附圖描述本發明的實施例。其中圖1示出用於拍攝患者的兩維投影的C弧X射線儀，圖2、 3示出兩個在不同投影方向上獲得的其中設有穿刺針的患者的兩維投影，圖4示出疊加在獲得的患者的三維圖像中的穿刺針的當前導引方向， 圖5示出疊加在獲得的患者的三維圖像中的穿刺針的當前導引方向和期望 的導引方向，圖6示出用於校正導引方向的兩維投影圖像形式的校正圖像，圖7示出在當前導引方向的透視圖中產生的對應於穿刺針的校正圖表，圖8示出圖7中校正圖表的外觀，圖9示出具有圖8中的校正圖表的校正圖像，以及圖IO示出用來解釋對圖8的校正圖表的校正方向軸的確定的草圖。
具體實施方式
圖1示出用來提供在將器械導引至對象中的目標點時用於校正器械導弓1方 向的校正信息的裝置，其在本實施例的情況下應用於醫學技術中。在本實施例情況下，該裝置包括圖示的具有C弧2的C弧X射線儀1，在 該C弧上相對地設有X射線源3和平面圖像探測器形式的X射線接收器4。 C弧2可以以本身已知的方式在雙向箭頭a的方向上圍繞它的軌道軸O或在雙向箭頭b的方向上圍繞它的角度軸A調整，以便能夠拍攝對象、例如患者的不同 投影方向的X射線投影。此外可以用C弧X射線儀1產生對象的立體數據組， 為此C弧2為獲得對象的不同投影方向的一系列兩維X射線圖像例如圍繞它的 軌道軸O在約為190。的角度範圍內移動。由該系列投影幾何已知的X射線圖 像可以最終以本身已知的方式重建立體數據組。為獲得、產生、準備和顯示對 象的兩維X射線投影或基於產生的立體數據組的三維圖像的圖像信息，C弧X 射線儀1具有計算機5。圖像信息顯示在顯示設備6上。在本實施例情況下應藉助具有計算機5的C弧X射線儀1和穿刺針7來對 患者P的組織實施穿刺。此處患者P以在圖1中示意性示出的方式位於患者臥 榻8上。在本實施例情況下用穿刺針7實施螢光鏡檢查控制的穿刺，其中藉助 兩維投影圖像或者說透視圖像來監控穿刺針7在患者P中的位置，特別是穿刺 針7的頂端相對患者P的待穿刺組織的位置。在本實施例情況下在實際的穿刺之前從患者，特別是患者P中待穿刺的組 織所位於的範圍內獲取立體數據組。該立體數據組可以用計算機斷層造影設備、 MR儀或C弧X射線儀1在手術前產生。但也可以在手術中，即在穿刺過程中， 優選地用C弧X射線儀1先於或後於穿刺針7插入患者而產生立體數據。用C 弧X射線儀1在手術中產生的立體數據組只要患者P保持不動就具有這樣優點 不必額外將立體數據組與在穿刺時用C弧X射線儀拍攝的兩維X射線投影配 準，因為立體數據組和兩維X射線投影都是基本上在相同的條件下用C弧X 射線儀1獲得的並且已經互相配準。根據立體數據組或根據基於立體數據組的、可在顯示設備6上顯示的患者 P的感興趣區域的三維圖像，可以確定穿刺針7在患者P身體表面的插入位置 以及目標點或穿刺目標P3或患者P中的目標組織。穿刺目標P3(請參見圖5) 可以通過計算機5的圖形用戶界面藉助人工輸入手動地或使用模式識別的方法 在三維圖像中定位。穿刺目標P3的位置或者說在空間坐標系KR中的坐標可以 通過反投影確定。為監控穿刺針7在插入患者P的插入位置之後的位置和方向，經過一定時 間後用C弧X射線儀1從不同的投影方向至少獲得兩個X射線投影。在圖2 中示出了屬於圖1中投影方向X1的帶有穿刺針7的患者P的兩維X射線投影， 而在圖3中示出屬於圖1中投影方向X2的兩維X射線投影。為了能確定穿刺針7的當前導引方向是否就患者P待穿刺組織來說與期望的導引方向相同並在 必要時提供給實施穿刺的醫生相應的校正信息，在分別具有穿刺針7的影像17和患者P的組織的顯示D的圖2和圖3所示的兩個X射線投影中，確定穿刺針 7的頂端P2以及穿刺針7上另一特徵點Pl (在本實施例中是患者P的插入點) 的位置。在此點P1和P2的定位或識別手動進行。但是也可以，用^t式識別的 方法來識別穿刺針7的頂端P2以及穿刺針7的點Pl。如果點Pl和P2在兩個 X射線投影圖像中被識別，就可以藉助三角測量反算出這些點在空間坐標系KR 中的三維坐標，如果(在當前方式中)用C弧X射線儀1獲得的X射線投影 的投影幾何已知的話。因此可以用計算機5確定屬於點Pl和點P2的空間坐標 系KR中的坐標，並在空間坐標系KR中確定唯一表徵穿刺針7的當前導引方 向的直線G1。在圖4中顯示了直線G1與對象的三維圖像中點Pl和點P2的疊 力口。此外基於點P2 (穿刺針7的頂端)和穿刺目標P3的空間坐標可以計算空 間坐標系KR中直線G2，該直線G2表徵期望的穿刺針7的導引方向並與直線 G1在穿刺針7的頂端P2處相交。因為直線G1和G2在空間已知，可以計算直 線Gl和G2間的角度a，穿刺針7關於它的頂端P2圍繞該角度擺動，以從當 前導引方向到達期望的導引方向。圖5示出了直線G1和G2在患者P的三維圖 像中的疊加，其中還標記了穿刺目標P3或者說目標組織。基於對第 一 和第二直線G1和G 2在空間的相對位置的認識，才艮據本發明的 第一變形，為至少一幅校正圖像提供至少一個用於校正穿刺針7的當前導引方 向的校正值或至少一個數值的校正信息。在圖6中顯示了這樣的校正圖像，在 此該校正圖像為兩維X射線投影圖像，為在必要時獲得對穿刺組織的更好的可 辨認性可將該校正圖像與三維圖像數據重疊。該校正圖像具有穿刺針7的影像、 患者P的組織的顯示D以及與投影方向相應的直線Gl的走向和直線G2的走 向的圖解。此外校正圖像還具有數值的校正信息18,根據該校正信息穿刺針7 關於圖像平面圍繞穿刺針7的頂端P2擺動一個15。的校正角。因此圖6的校正 圖像或者說投影圖像具有作為參考平面的兩維X射線投影的圖像平面，其對手 拿穿刺針7的醫生來說由於C弧2相對於患者P的位置而是已知的。因此醫生為了校正穿刺針7的導引方向可以基於校正圖像在考慮作為參 考平面的圖像平面的情況下將穿刺針7在圖6中記錄的校正方向上相應地旋轉 +15°。因為此處校正僅關於參考平面給出，有時可能需要多個在不同投影方向下的校正圖像，以使實際的導引方向最終能與穿刺針7的期望的導引方向一致。 但是如果校正圖像的投影方向基本上與通過第一和第二直線張緊的平面在空間垂直，這可以通過這樣設置C弧2，使從X射線源3發出的X射線束的中心射 線基本與由直線Gl和G2張緊的平面垂直實現，那麼 一個校正圖像就足夠能將 穿刺針7在空間從當前的導引方向導引到期望的導引方向。根據本發明的另一個實施方式，校正圖像可以具有圖7至9所示的校正圖 表20。該校正圖表20定位在穿刺針7的當前導引方向的透視圖的平面E2中。 即，穿刺針7的當前導引方向或直線G1與校正圖表20的平面E2垂直。在本實施例中，校正圖表20具有一個校正輪盤21和兩個校正方向軸Kl 和K2，該校正方向軸具有校正方向和與該校正方向相關的數值的校正信息。校 正圖表20還具有用來圖解穿刺針7的當前導引方向的第一點Ul，和用來圖解 穿刺針7要採取的期望的導引方向的第二點U2。校正圖表20是一種"操縱杆 或控制棒可視化裝置"，其為想像中設置在穿刺針7或穿刺針7末端的醫生給出， 如何並且按什麼角度在校正方向軸Kl和K2的校正方向上擺動穿刺針7,以使 穿刺針7採取期望的導引方向。在此校正圖表20本身可以單獨表示校正圖像， 或如在圖9所示，疊加在校正圖像中，例如投影圖像中。此外校正方向或校正方向軸Kl和K2的信息是唯一的，如在圖10中解釋 的。圖10示出了直線G1以及為患者P位於之上的患者臥榻8的臥榻平面的平 面El。為確定校正方向軸在直線Gl上選擇點NO,該點例如可以是穿刺針7 的末端，但也可以是在直線G1上選擇的其它點。如果通過所選的點PO用直線 Gl上的法向量N1確定出平面E2，該平面E2是校正圖表20的平面。平面El 和E2在交線S相交，在此，與該交線S的平行線通過平面E2中的點NO確定 校正圖表20平面中第一唯一的校正方向軸Kl。第二唯一的校正方向軸K2由 與該交線S的垂直線通過平面E2中的所選點NO來確定。從直線G2與平面E2的交點可以最終計算出關於校正方向軸Kl和K2的 校正角度，從而使醫生，當他假設位於穿刺針7的末端時，能確定地以校正圖 表20中給出的60°的校正角度來調節並因此而能將穿刺針7帶到期望的穿刺針 7的導引方向。以上以用穿刺針的穿刺為例描述了本發明。但是本發明不限於在穿刺中的 應用。更確切地說還可以用於為許多在醫學領域或非醫學領域中其它的器械根 據本發明提供用於校正其導引方向的校正信息。
權利要求
1.一種提供用於在將器械(7)導引到對象(P)中的目標點(P3)時校正器械(7)的導引方向的校正信息的方法，其中，從該器械(7)頂點(P2)的當前位置、該器械(7)的當前導引方向和對象中目標點(P3)的位置出發，確定表徵該器械(7)當前導引方向的第一直線(G1)，以及由該器械(7)的頂點(P2)和對象(P)中的目標點(P3)確定的、與該第一直線(G1)相交並表徵期望的導引方向的第二直線(G2)，其中，基於該第一直線(G1)和第二直線(G2)之間的相對位置至少在一個校正圖像中至少給出一個數值的校正信息，用於校正器械(7)的當前導引方向，其中，該校正圖像具有定位在該器械(7)的當前導引方向的透視圖中的平面(E2)中的校正圖表(20)。
2. 根據權利要求1所述的方法，其中，所述數值的校正信息是關於所述 器械(7)的頂點(P2)的校正角度。
3. 根據權利要求1或2所述的方法，其中，所述校正圖像具有所述器械 (7)的影像(17)和至少所述第二直線走向的圖解。
4. 根據權利要求1至3中任一項所述的方法，其中，所述校正圖像是投 影圖像或具有三維圖像數據的投影圖像。
5. 根據權利要求1至4中任一項所述的方法，其中，所述數值的校正信 息關於一個參考平面給出。
6. 根據權利要求5所述的方法，其中，所述參考平面是校正圖像的圖像 平面。
7. 根據權利要求4至6中任一項所述的方法，其中，從相互不同的投影方 向產生多個校正圖像。
8. 根據權利要求4至7中任一項所述的方法，其中，所述校正圖像的投影 方向基本上垂直於由所述第一直線(Gl)和第二直線(G2)張緊的平面。
9. 根據權利要求1至8中任一項所述的方法，其中，所述校正圖表(20 ) 至少具有一個校正方向。
10. 根據權利要求9所述的方法，其中，所述校正圖表(20)至少具有一 個關於一個校正方向的用於校正所述器械(7)的導引方向的數值的校正信息。
11. 根據權利要求1至10中任一項所述的方法，其中，所述校正圖表(20) 包含一個校正輪盤(21 )。
12. 根據權利要求1至11中任一項所述的方法，其中，所述校正圖表(20) 具有圖解器械(7)的當前導引方向的第一點(Ul )和圖解器械(7)要採取的 期望的導引方向的第二點(U2)。
13. 根據權利要求1至12中任一項所述的方法，其中，所述校正圖表(20) 具有唯一的、在所述校正圖表(20)的平面(E2)中互相垂直的校正方向軸(K1， K2),其如下得出在所述第一直線(Gl)上選擇一點(NO);確定通過該所選點(NO)的平面(E2),該平面是所述校正圖表(20)的 平面，所述第一直線(Gl )垂直於該平面(E2);對象(P)的定位平面(El)和所述校正圖表(20)平面(E2)之間的交 線(S)的平行線(PS)通過所選點(NO)給出第一校正方向軸(Kl);通過所選點(NO)在所述校正圖表(20)的平面(E2)中交線(S)的垂 直線(SP)給出第二校正方向軸(K2)。
14. 根據權利要求1至13中的任一項所述的方法，其中，拍攝其中設有器 械(7)的對象(P)的至少兩個不同投影方向的投影圖像，並藉助該至少兩個 投影圖像確定所述器械(7)頂點(P2)的當前空間位置和/或器械(7)的另一 特定點(Pl)的當前空間位置和/或對象(P)的目標點(P3)的空間位置。
15. 根據權利要求14所述的方法，其中，在至少兩個投影圖像中手動或用 模式識別方法來定位所述器械(7)的頂點和/或器械(7)的另一特定點和/或 對象(P)的目標點。
16. 根據權利要求1至15中的任一項所述的方法，其中，用位置採集系統 來確定所述器械(7 )頂點的當前空間位置和/或器械(7 )的當前空間導引方向。
17. 根據權利要求1至16中的任一項所述的方法，其中，記錄對象(P) 的手術前或手術中的立體數據組。
18. 根據權利要求17所述的方法，其中，將所述立體數據組的圖像數據和 至少兩個從相互不同投影方向拍攝的對象(P)的投影圖像互相融合或重疊。
19. 根據權利要求17或18所述的方法，其中，藉助所述立體數據組確定 所述器械(7)頂點(P2)的當前空間位置和/或器械(7)的另一特定點(Pl) 的當前空間位置和/或對象(P)的目標點(P3)的空間位置。
20. 根據權利要求19所述的方法，其中，在所述立體數據組中或在該立體數據組和至少兩個投影圖像的互相融合或重疊的圖像數據中手動或用模式識別方法來定位所述器械(7)頂點和/或器械(7)的另一特定點和/或對象的目標 點(P3 )。
21. —種提供用於在將器械(7)導引到對象(P)中的目標點(P3)時校 正器械(7 )的導引方向的校正信息的裝置，具有成像設備(1 )和計算裝置(5 ), 其中，利用該成像設備(1 )和該計算裝置(5 )可以確定器械(7 )的頂點(P2 ) 的當前位置、器械(7)的當前導引方向、對象(P)中目標點(P3)的位置以 及表徵器械(7)的當前導引方向的第一直線(Gl)和通過該器械(7)的頂點(P2)和對象(P)中目標點(P3)確定的、與該第一直線(Gl )相交並表徵 期望的導引方向的第二直線(G2),其中，基於該第一直線(Gl)和第二直線 (G2 )之間的相對位置至少在一個校正圖像中可以至少給出 一個用於校正器械 (7)的當前導引方向的數值的校正信息，其中，該校正圖像具有定位在該器械 (7)的當前導引方向的透視圖中的平面(E2)中的校正圖表(20)。
22. 根據權利要求21所述的裝置，其中，所述器械是穿刺針(7)。
23. 根據權利要求21或22所述的裝置，其中，所述成像設備是X射線儀 或C弧X射線儀(1)。
24. 根據權利要求21至23中的任一項所述的裝置，其中，所述數值的校 正信息是關於所述器械(7)頂點(P2)的校正角度。
25. 根據權利要求21至24中的任一項所述的裝置，其中，所述校正圖像 具有所述器械(7)的影像(17)和至少所述第二直線(G2)的走向的圖解。
26. 根據權利要求21至25中的任一項所述的裝置，其中，所述校正圖像 是投影圖像或具有三維圖像數據的投影圖像。
27. 根據權利要求21至26中的任一項所述的裝置，其中，所述校正信息關於參考平面給出。
28. 根據權利要求27所述的裝置，其中，所述參考平面是所述校正圖像的圖像平面。
29. 根據權利要求26至28中的任一項所述的裝置，其中，從互相不同的 投影方向產生多個校正圖像。
30. 根據權利要求26至29中的任一項所述的裝置，其中，所述校正圖像 的投影方向基本上垂直於通過所述第一直線(Gl )和第二直線(G2)張緊的平面。
31. 根據權利要求21至30中的任一項所述的裝置，其中，所述校正圖表 (20)具有至少一個校正方向。
32. 根據權利要求31所述的裝置，其中，所述校正圖表(20)具有至少一 個關於校正方向的用於校正所述器械(7)的數值的校正信息。
33. 根據權利要求21至32中的任一項所述的裝置，其中> 所述校正圖表 (20)包括一個校正輪盤(21)。
34. 根據權利要求21至33中的任一項所述的裝置，其中，所述校正圖表 (20)具有圖解器械(7)的當前導引方向的第一點(Ul)和圖解器械(7)要採取的期望的導引方向的第二點(U2)。
35. 根據權利要求21至34中的任一項所述的裝置，其中，所述校正圖表 (20)具有唯一的，在所述校正圖表(20)的平面(E2)中互相垂直的校正方向軸(K1,K2),其如下得出在所述第一直線(Gl)上選擇一點(NO);確定通過該所選點(NO)的平面(E2),該平面是所述校正圖表(20)的 平面，所述第一直線(Gl)垂直於該平面(E2);對象(P)的定位平面(El)和所述校正圖表(20)平面(E2)之間的交 線(S)的平行線(PS)通過所選點(NO)給出第一校正方向軸(Kl);通過所選點(NO)在所述校正圖表(20)的平面(E2)中交線(S)的垂 直線(SP)給出第二校正方向軸(K2)。
36. 根據權利要求21至35中的任一項所述的裝置，其中，拍攝其中設有 器械(7)的對象(P)的至少兩個不同投影方向的投影圖像，並藉助該至少兩 個投影圖像確定所述器械(7)頂點(P2)的當前空間位置和/或器械(7)的另 一特定點(Pl)的當前空間位置和/或對象(P)的目標點(P3)的空間位置。
37. 根據權利要求36所述的裝置，其中，在至少兩個投影圖像中手動或用 模式識別方法來定位所述器械(7)的頂點和/或器械(7)的另一特定點和/或 對象(P)的目標點。
38. 根據權利要求21至37中的任一項所述的裝置，其中，用位置採集系 統來確定所述器械(7)頂點的當前空間位置和/或器械(7)的當前空間導引方 向。
39. 根據權利要求21至38中的任一項所述的裝置，其中，記錄對象(P)的手術前或手術中的立體數據組。
40. 根據權利要求39所述的裝置，其中，將所述立體數據組的圖像數據和 至少兩個從相互不同投影方向拍攝的對象(P)的投影圖像互相融合或重疊。
41. 根據權利要求39或40所述的方法，其中，藉助所述立體數據組確定 所述器械(7)頂點(P2)的當前空間位置和/或器械(7)的另一特定點(Pl) 的當前空間位置和/或對象(P)的目標點(P3)的空間位置。
42. 根據權利要求41所述的裝置，其中，在所述立體數據組中或在該立體 數據組和至少兩個投影圖像的互相融合或重疊的圖像數據中手動或用模式識別 方法來定位所述器械(7)頂點和/或器械(7)的另一特定點和/或對象的目標 點(P3 )。
全文摘要
本發明涉及一種提供用於在將器械(7)導引到對象(P)中的目標點(P3)時校正器械(7)的導引方向的校正信息的方法和裝置，其中，從器械頂點(P2)的當前位置、器械的當前導引方向和對象中目標點(P3)的位置出發，確定表徵器械(7)當前導引方向的第一直線(G1)，以及由器械頂點(P2)和對象(P)中目標點(P3)確定的、與該第一直線(G1)相交並表徵期望的導引方向的第二直線(G2)。基於該第一直線(G1)和第二直線(G2)之間的相對位置至少在一個校正圖像中至少給出一個用於校正器械當前導引方向的數值的校正信息。該校正圖像具有定位在該器械的當前導引方向的透視圖中的平面(E2)中的校正圖表(20)。
文檔編號A61B19/00GK101268967SQ20081008654
公開日2008年9月24日 申請日期2008年3月20日 優先權日2007年3月20日
發明者克勞斯·克林根貝克-雷恩, 馬庫斯·菲斯特 申請人:西門子公司