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Längenmessung in zwei Röntgenaufnahmen mittels Geometriekenntnis des C-Bogens

IP.com Disclosure Number: IPCOM000201611D
Original Publication Date: 2010-Nov-16
Included in the Prior Art Database: 2010-Nov-16
Document File: 4 page(s) / 189K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Zur Messung der Länge eines Objektes, das durch konventionelle Methoden nicht zugänglich ist, werden häufig Röntgenaufnahmen zu Hilfe genommen, so beispielsweise bei der Bestimmung der Dicke eines Wirbelkörpers während einer Rückenoperation. Dabei besteht jedoch das Problem, dass anhand der Röntgenaufnahmen nicht direkt auf tatsächliche Abmaße geschlossen werden kann, d. h. der auf der Aufnahme gemessene Abstand in Pixeln lässt sich nicht in den tatsächlichen Abstand in Millimetern umrechnen. Grund dafür sind die fehlenden Tiefeninformationen, da es sich bei Röntgenaufnahmen um Projektionsbilder handelt. Befindet sich beispielsweise ein Objekt in der Nähe der Strahlenquelle, so wird es größer dargestellt, als in der Nähe des Detektors. Derzeit wird der Maßstab mit einem in der Röntgenaufnahme dargestellten Objekt als Referenz kalibriert und somit eine Umrechnung der Maße in Pixel zu beispielsweise Millimeter ermöglicht. So wird beispielsweise eine Schraube mit einer definierten Länge verwendet, um daraus in der Röntgenaufnahme auf die Dicke des dargestellten Knochens zu schließen. Die Abmaße des Knochens verhalten sich dabei proportional zur Länge der Kalibrierschraube. Dieses Verfahren kann jedoch nur dann angewendet werden, wenn die Röntgenaufnahme ein Objekt mit bekannten Abmaßen enthält. Weiterhin ist es erforderlich, dass das zu vermessende Objekt im gleichen Abstand zur Strahlenquelle liegen muss, wie das Referenzobjekt und zudem die Endpunkte des zu vermessenden Objektes den gleichen Abstand zum Detektor aufweisen.

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Längenmessung in zwei Röntgenaufnahmen mittels Geometriekenntnis des C- Bogens

Idee: Stefan Schneider, DE-Erlangen; Sorin-Alexandru Neagu, DE-Erlangen

Zur Messung der Länge eines Objektes, das durch konventionelle Methoden nicht zugänglich ist, werden häufig Röntgenaufnahmen zu Hilfe genommen, so beispielsweise bei der Bestimmung der Dicke eines Wirbelkörpers während einer Rückenoperation. Dabei besteht jedoch das Problem, dass anhand der Röntgenaufnahmen nicht direkt auf tatsächliche Abmaße geschlossen werden kann, d. h. der auf der Aufnahme gemessene Abstand in Pixeln lässt sich nicht in den tatsächlichen Abstand in Millimetern umrechnen. Grund dafür sind die fehlenden Tiefeninformationen, da es sich bei Röntgenaufnahmen um Projektionsbilder handelt. Befindet sich beispielsweise ein Objekt in der Nähe der Strahlenquelle, so wird es größer dargestellt, als in der Nähe des Detektors. Derzeit wird der Maßstab mit einem in der Röntgenaufnahme dargestellten Objekt als Referenz kalibriert und somit eine Umrechnung der Maße in Pixel zu beispielsweise Millimeter ermöglicht. So wird beispielsweise eine Schraube mit einer definierten Länge verwendet, um daraus in der Röntgenaufnahme auf die Dicke des dargestellten Knochens zu schließen. Die Abmaße des Knochens verhalten sich dabei proportional zur Länge der Kalibrierschraube. Dieses Verfahren kann jedoch nur dann angewendet werden, wenn die Röntgenaufnahme ein Objekt mit bekannten Abmaßen enthält. Weiterhin ist es erforderlich, dass das zu vermessende Objekt im gleichen Abstand zur Strahlenquelle liegen muss, wie das Referenzobjekt und zudem die Endpunkte des zu vermessenden Objektes den gleichen Abstand zum Detektor aufweisen.

Im Folgenden wird ein neuartiges Verfahren vorgeschlagen, bei dem mithilfe von zwei Röntgenaufnahmen und der Kenntnis über die Projektionsgeometrie die Länge von Objekten errechnet werden kann. Zur Bestimmung beispielsweise der Länge l einer Schraube werden, wie in Abbildung 1 dargestellt, zwei zweidimensionale Röntgenaufnahmen (Bild I und Bild II) verwendet. Die Endpunkte der Schraube sind dabei durch die Punkte x1 und x2 in einem beliebigen, die Schraube beschreibenden, dreidimensionalen Koordinatensystem OD definiert. Das Koordinatensystem kann dabei das Gerätekoordinatensystem sein oder auch ein Weltkoordinatensystem, wenn sich während der Prozedur alle C-Bogenbewegungen bezüglich des zu vermessenden Objektes reproduzieren lassen, z. B. durch definierte motorgesteuerte Bewegungen. Die Positionen der Strahlenquellen während der Aufnahmen von Bild I und Bild II im Koordinatensystem OD werden mit sI und sII bezeichnet. Die Positionen der Detektorelemente auf die während der Aufnahme von Bild I die Punkte x1 und x2 projiziert werden, sind im Koordinatensystem OD mit yI,1 und yI,2 bezeichnet. Entsprechend werde...