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Modulares Markertool zur inherenten Registrierung von Koordinatensystemen des bildgebenden Systems und des optischen Navigationssystems

IP.com Disclosure Number: IPCOM000193201D
Original Publication Date: 2010-Feb-23
Included in the Prior Art Database: 2010-Feb-23
Document File: 1 page(s) / 71K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Im Bereich optisch navigierter Eingriffe muessen Bilder, Schnittbilder oder Volumendaten, welche beispielsweise durch unterschiedliche bildgebende Verfahren mittels Computertomographen (CT), Kernspintomographen (MR) oder Ultraschall erzeugt wurden, sowie der Patient und die navigierten Operationswerkzeuge gemeinsam dargestellt werden. Dies bedeutet aus methodischer Sicht, dass die Koordinatensysteme unterschiedlicher Daten angepasst und in ein gemeinsames Koordinatensystem transformiert werden, was als Registrierung bezeichnet wird. Bisher erfolgte die Registrierung von Patienten-, und Bildkoordinaten entweder manuell oder automatisch ueber die bildgebende Anlage. Bei der manuellen Registrierung werden z.B. das paired point matching oder surface matching Verfahren eingesetzt, die ausgewaehlte Punkte im Bilddatensatz mit Punkten auf dem Patienten in Relation setzen und damit eine Transformation zwischen Bildkoordinaten und Patientenkoordinaten erlauben. Der Nachteil der manuellen Registrierung ist, dass sie zeitaufwaendig und oft ungenau ist.

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Modulares Markertool zur inherenten Registrierung von Koordinatensystemen des bildgebenden Systems und des optischen Navigationssystems

Idee: Dr. Michael Greiffenhagen, DE-Forchheim; Joachim Brutsche, DE-Forchheim

Im Bereich optisch navigierter Eingriffe muessen Bilder, Schnittbilder oder Volumendaten, welche beispielsweise durch unterschiedliche bildgebende Verfahren mittels Computertomographen (CT), Kernspintomographen (MR) oder Ultraschall erzeugt wurden, sowie der Patient und die navigierten Operationswerkzeuge gemeinsam dargestellt werden. Dies bedeutet aus methodischer Sicht, dass die Koordinatensysteme unterschiedlicher Daten angepasst und in ein gemeinsames Koordinatensystem transformiert werden, was als Registrierung bezeichnet wird.

Bisher erfolgte die Registrierung von Patienten-, und Bildkoordinaten entweder manuell oder automatisch ueber die bildgebende Anlage. Bei der manuellen Registrierung werden z.B. das paired point matching oder surface matching Verfahren eingesetzt, die ausgewaehlte Punkte im Bilddatensatz mit Punkten auf dem Patienten in Relation setzen und damit eine Transformation zwischen Bildkoordinaten und Patientenkoordinaten erlauben. Der Nachteil der manuellen Registrierung ist, dass sie zeitaufwaendig und oft ungenau ist.

Bei der automatischen Registrierung werden die Patientenkoordinaten und Koordinaten der bildgebenden Anlage selbst registriert. Dazu setzt das optische Navigationssystem dedizierte, d.h. hinsichtlich der Position vorher bekannte und reproduzierbare, Marker am bildgebenden System zu einer fest mit dem Patienten verbundenen Referenz in Relation. Eine Patientenreferenz besteht in der Regel aus optischen Markerkugeln, die in einer besonderen festen Geometrie zueinander angeordnet sind. Die Geometrie der Markerkugeln wird durch das optische Navigationssystem erkannt und erlaubt damit eine Koordinatentransformation zwischen Patienten-, Bild- und Operationswerkzeug- Koordinaten.

In beiden Faellen wird die eigentliche Registrierung durch das optische Navigationssystem vorgenommen, das die Positionen der Patientenreferenz und der Bilddatensaetze relativ zu sich selbst berechnet. Ist die Relativposition der Patientenreferenz bekannt und sind die Bilddaten hiermit registriert, koennen die optisch navigierten Operations...