-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur intraluminalen
Bildgebung, die einen Bildgebungskatheter oder ein Bildgebungsendoskop als
Bildgebungsinstrument für
die Aufzeichnung von intraluminalen Schnittbildern und eine Transporteinheit
für das
Bildgebungsinstrument umfasst, mit der das Bildgebungsinstrument
in einem Lumen mit einer definierten Geschwindigkeit über eine
definierte Distanz vorgeschoben und/oder zurückgezogen werden kann. Die
Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur intraluminalen Bildgebung
mit einer derartigen Vorrichtung.
-
Die
vorliegende Vorrichtung sowie das zugehörige Verfahren betreffen vor
allem die intraluminale Bildgebung für medizinische Anwendungen,
lassen sich jedoch auch in anderen technischen Gebieten einsetzen,
in denen tomographische Bilddaten vom Inneren eines Hohlraums oder
Hohlkörpers
gewonnen werden sollen. Für
eine derartige intraluminale Bildgebung wird ein Bildgebungskatheter
oder ein Bildgebungsendoskop für
die Aufzeichnung von intraluminalen Schnittbildern in das entsprechende
Lumen eingeführt.
-
So
zeigt bspw. die
US 6,134,003
A einen derartigen Bildgebungskatheter, der die Schnittbilder
mit Hilfe der optischen Kohärenztomographie
(OCT) erzeugt. In medizinischen Applikationen können mit einem derartigen Bildgebungskatheter
Gewebeschichten bis zu einer bestimmten Eindringtiefe der eingesetzten
Strahlung mit abgebildet werden.
-
Für die Erstellung
von 3D-Bilddatensätzen bzw.
3D-Bildern des jeweiligen Hohlorgans oder Hohlraums ist es bekannt,
den Bildgebungskatheter während
der Bildaufnahme mit definierter Geschwindigkeit aus dem Lumen heraus
zu ziehen. Dadurch wird eine Folge von Schnittbildern gewonnen,
aus denen aufgrund der bekannten Geschwindigkeit ein 3D-Bilddatensatz
rekonstruiert werden kann.
-
Bei
der dreidimensionalen Rekonstruktion von Hohlräumen mit einem gebogenen oder
verwundenen Verlauf aus einem derartigen Stapel zweidimensionaler
Schnittbilder besteht jedoch das Problem, dass die einzelnen Schnittbilder
nicht in der korrekten räumlichen
Orientierung zum dreidimensionalen Bilddatensatz zusammengesetzt
werden können.
Dies liegt vor allem daran, dass die exakte Position und Orientierung
der Katheterspitze und damit die Lage der Bildebene jedes einzelnen
Schnittbildes bei Einsatz eines flexiblen Katheters in gebogenen oder
verwundenen Hohlräumen
nicht aus den bei der Bildaufzeichnung gewonnenen Daten ermittelt
werden kann. Das gleiche Problem besteht bei prinzipiell ähnlichen
Aufgabenstellungen, wie bspw. dem Einsatz von intraluminalem Ultraschall,
der konfokalen Mikroskopie und/oder der Verwendung von Endoskopen
anstelle von Kathetern.
-
Die
Erstellung eines 3D-Bilddatensatzes eines gebogenen oder verwundenen
Hohlraums oder Hohlorgans spielt bspw. bei der Herstellung eines Einsatzes,
bspw. eines Innenohrhörgerätes, für das Lumen
des Gehörganges
eines Patienten eine Rolle. Für
die Erschließung
der Geometrie des Innenohrs wird bisher ein Abguss erstellt, der – nach der
Aushärtung
und einer Bearbeitung – mit
einem 3D-Scanner in einen dreidimensionalen Datensatz überführt wird.
Die Erstellung eines derartigen Abgusses ist für den Patienten allerdings
sehr unangenehm. Der gesamte Prozess bis zum Erhalt des dreidimensionalen Datensatzes,
der dann die Grundlage für
die Erstellung des patientenindividuellen Einsatzes ist, gestaltet
sich sehr aufwendig. Es besteht daher ein Bedarf für eine Vorrichtung
und ein Verfahren, mit denen sich ein derartiger 3D-Bilddatensatz
auf einfache Weise erzeugen lässt.
-
Aus
der
US 5,830,145 A ist
ein Verfahren zur Rekonstruktion von 3D-Bilddatensätzen aus
intraluminalen Schnittbildern bekannt, die mit einem intraluminalen
Ultraschallbildgebungskatheter (ILUS-Katheter) aufgezeichnet wurden.
Bei diesem Verfahren wird ein spezieller Katheter eingesetzt, der
Positionssen soren an der Spitze aufweist. Dadurch kann während der
Bewegung des Bildgebungskatheters mit einer Pullback-Einheit jederzeit
die dreidimensionale Position und Orientierung der Katheterspitze
erfasst werden. Aus den 3D-Positionsdaten wird ein dreidimensionaler
Verlauf bestimmt, dem die einzelnen Schnittbilder zugeordnet werden.
Auf diese Weise lässt
sich eine korrekte Rekonstruktion des 3D-Bilddatensatzes aus den
2D-Schnittbildern erreichen. Die Durchführung dieser intraluminalen
Bildgebung erfordert jedoch Katheter mit speziellen Positionssensoren
sowie ein entsprechendes Trackingsystem.
-
Aus
der
US 4,819,620 ist
eine Vorrichtung zur intraluminalen Bildgebung bekannt, die ein
starres Führungsrohr
aus einem Material umfasst, das für die bei der Bildgebung eingesetzte
Strahlung transparent ist. Das Führungsrohr
weist einen für
die Aufnahme und Führung
des Bildgebungsinstruments angepassten Innendurchmesser und zumindest
eine mit der Bildgebung erkennbare Markierung an einer bekannten
Position am Führungsrohr
auf.
-
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung
sowie ein Verfahren zur intraluminalen Bildgebung anzugeben, mit
denen auf einfache Weise, insbesondere ohne den Einsatz eines aufwendigen
Trackingsystems, ein dreidimensionaler Bilddatensatz des Lumens
erzeugt werden kann.
-
Die
Aufgabe wird mit der Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 sowie dem
Verfahren gemäß Patentanspruch
13 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sowie des Verfahrens
sind Gegenstand der Unteransprüche
oder lassen sich der nachfolgenden Beschreibung sowie den Ausführungsbeispielen
entnehmen.
-
Die
vorliegende Vorrichtung zur intraluminalen Bildgebung weist einen
Bildgebungskatheter oder ein Bildgebungsendoskop als Bildgebungsinstrument für die Aufzeichnung
von intraluminalen Schnittbildern und eine Transporteinheit für das Bildgebungsinstrument
auf, mit der das Bildgebungsinstrument in einem Lumen mit einer
definierten Geschwindigkeit über
eine definierte Distanz vorgeschoben und/oder zurückgezogen
werden kann. Vorzugsweise handelt es sich bei dieser Transporteinheit
um eine bekannte Pullback-Einheit, wie sie im Zusammenhang mit der Erstellung
von intraluminalen Schnittbild-Folgen bereits aus dem Stand der
Technik bekannt ist. Die vorliegende Vorrichtung zeichnet sich dadurch
aus, dass ein starres, d.h. mechanisch stabiles, ein- oder mehrfach
gebogenes Führungsrohr
vorgesehen ist, das einen an den Außendurchmesser des Bildgebungsinstruments
angepassten Innendurchmesser für
die Aufnahme und Führung
des Bildgebungsinstruments aufweist und aus einem Material gebildet
ist, das für die
bei der Bildgebung eingesetzte Strahlung oder für die bei der Bildgebung eingesetzten
Wellen transparent ist. Der Innendurchmesser der Öffnung des
Führungsrohres
ist dabei nur minimal größer als
der Außendurchmesser
des Bildgebungsinstruments. Die maximal erlaubte Differenz ergibt
sich aus den maximalen Fehlertoleranzen, die bei der beabsichtigten intraluminalen
Bildgebung eingehalten werden müssen.
Optional kann zwischen der Rohrinnenwand und dem Bildgebungsinstrument
auch ein transparentes Schmiermittel eingebracht werden, um die
Bewegung des Bildgebungsinstruments entlang des Führungsrohres
möglichst
reibungsfrei zu ermöglichen.
-
Das
Führungsrohr
weist zumindest eine mit der Bildgebung erkennbare Markierung an
einer bekannten Position am Führungsrohr
auf und/oder ist mechanisch mit der Transporteinheit verbunden.
Zumindest eines dieser beiden letztgenannten Merkmale ist erforderlich,
um eine Registrierung zwischen dem Führungsrohr und dem Bildgebungsinstrument zu
erreichen. Ist das Führungsrohr
mechanisch fest mit der Transporteinheit verbunden, so liegt eine
Registrierung mit dem Bildgebungsinstrument automatisch vor, da
dieses von der Transporteinheit bewegt wird. Die jeweils momentane
Position des bildgebenden Teils des Bildgebungsinstruments im Führungsrohr
ist damit durch die bekannte Bewegung des Bildgebungsinstruments
mit der Transporteinheit jederzeit ermittelbar. Ist das Führungsrohr
nicht mit der Transporteinheit verbunden, so kann die Registrierung
zwischen dem Führungsrohr
und dem Bildgebungsinstrument über
die zumindest eine Markierung am Führungsrohr erfolgen. Da diese
Markierung in zumindest einem der Schnittbilder erkennbar und deren
genaue Position am Führungsrohr
bekannt ist, wird auf diese Weise ebenfalls ein fester Bezug zwischen
dem Führungsrohr
und dem Bildgebungsinstrument hergestellt. Die exakte Position des
bildgebenden Teils des Bildgebungsinstruments, in der Regel die
Spitze des Bildgebungsinstruments, innerhalb des Führungsrohres
kann somit ausgehend von dieser Markierung über die bekannte Geschwindigkeit des
Bildgebungsinstruments jederzeit ermittelt werden.
-
Die
Markierung am Führungsrohr
ist dabei vorzugsweise außerhalb
des mit der Bildaufzeichnung zu erfassenden Bereiches des Lumens
angeordnet, bspw. am äußersten
distalen Ende des Führungsrohres,
muss jedoch mit dem Bildgebungsinstrument erfassbar sein. In einer
anderen Ausgestaltung ist die Markierung so klein ausgestaltet,
dass sie die Bildinformation in den Schnittbildern nicht stört, aber
dennoch sichtbar ist. Auch eine hinsichtlich der Bildgebung semitransparente
Markierung kann eingesetzt werden. Die Verwendung einer oder mehrerer
Markierungen am Führungsrohr
hat gegenüber der
festen mechanischen Befestigung des Führungsrohres an der Transporteinheit
den Vorteil, dass ohne den Aufwand eines Umbaus unterschiedliche
Führungsrohre,
d.h. Führungsrohre
unterschiedlicher Länge
und/oder unterschiedlicher Biegungen, insbesondere für verschiedene
Patienten oder Anwendungen, eingesetzt werden können.
-
Das
Führungsrohr
ist bei der vorliegenden Vorrichtung ein-oder mehrfach gebogen ausgeführt, um
entsprechend gebogene Hohlräume
oder Hohlorgane erfassen zu können.
Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung mehrere Führungsrohre für unterschiedliche
Dimensionen oder Geometrien der Hohlräume oder Hohlorgane, beispielsweise
bei unterschiedlichen Patienten. In einer besonders vorteilhaften
Ausgestaltung, weisen die unterschiedlichen Führungsrohre unterschiedliche
Markierungen auf, so dass sie anhand der Markierungen unterschieden
werden können.
Da bei der späteren
Rekonstruktion des 3D-Bilddatensatzes aus den einzelnen Schnittbildern der
exakte dreidimensionale Verlauf des bei der Bildgebung eingesetzten
Führungsrohres
bekannt sein muss, kann dieses Führungsrohr
durch eine Auswerteeinrichtung automatisch anhand der Markierungen in
den Schnittbildern identifiziert werden, um auf diese Weise den
korrekten dreidimensionalen Verlauf bei der 3D-Bildrekonstruktion
zugrunde zu legen. Dieser dreidimensionale Verlauf kann bspw. in
einer entsprechenden Datenbank mit den unterschiedlichen Führungsrohren
hinterlegt sein, auf die die Auswerteeinrichtung zugreifen kann.
-
Der
Einsatz der vorliegenden Vorrichtung und des zugehörigen Verfahrens
ist auf Anwendungen begrenzt, bei denen ein entsprechend starres Führungsrohr
in das zu erfassende Hohlraumorgan oder den zu erfassenden Hohlraum
eingeführt
werden kann. Das Führungsrohr
kann bei Anwendungen im Körper
eines Patienten bspw. endoskopisch in das zu erfassende Lumen eingeführt werden,
soweit dies möglich
ist. Ein Beispiel stellt die in der Beschreibungseinleitung genannte
Anwendung der Vermessung des Innenohrs dar, in das ohne weiteres
ein geeignet gebogenes, starres Führungsrohr eingeführt werden
kann. Sollte das Führungsrohr
während
der Bildaufzeichnung, d.h. während
des Pullbacks, bezüglich
des zu vermessenden Hohlraums nicht ausreichend ortsfest angeordnet
sein, so kann eine zusätzliche
Fixierung vorgenommen werden. Im Falle des Ohres kann dies auf einfache
Weise durch eine Fixierung mit speziellen Stöpseln erfolgen, die eine vorzugsweise
formschlüssige
Durchgangsöffnung
für das
Führungsrohr
aufweisen und in das Ohr eingesteckt werden.
-
Bei
der Durchführung
des vorliegenden Verfahrens wird zunächst das gebogene Führungsrohr in
das zu erfassende Lumen eingeführt
und, falls erforderlich, ortsfest zu diesem Lumen fixiert. Anschließend wird
das Bildgebungsinstrument in das Führungsrohr eingeführt und
bis an eine Startposition für die
Bildgebung geschoben. Nach dem Start der Bildgebung, bei dem in
der Regel zumindest ein Teil des Bildgebungsinstruments um die Längsachse
des Bildgebungsinstruments rotiert, wird dieses mit der Transporteinrichtung
mit definierter Geschwindigkeit im Führungsrohr zurückgezogen.
Da das Führungsrohr
für die
bei der Bildgebung eingesetzte Strahlung oder eingesetzten Wellen
transparent ist, kann die Bildgebung über die gesamte Länge des
Führungsrohres
erfolgen. Als Materialien für
ein derart transparentes Führungsrohr
kann in vielen Fällen
bspw. ein Kunststoff oder Glas eingesetzt werden. Das Füh rungsrohr
kann hierbei als einfache gebogene Hohlnadel ausgebildet sein.
-
Die
vorliegende Vorrichtung und das zugehörige Verfahren sind nicht auf
eine bestimmte Bildgebungstechnik beschränkt. Es können vielmehr unterschiedliche
bekannte Bildgebungsinstrumente zum Einsatz kommen, bspw. ein OCT-Katheter
wie er in der bereits genannten
US 6,134,003 A beschrieben ist. Anstelle der
dort eingesetzten Umlenkungsvorrichtung einer Glasfaser ist es auch
möglich,
die Glasfaser mit fixierter Linse und Spiegel direkt einzusetzen.
Ein weiteres Beispiel ist die Verwendung eines ILUS-Katheters, wie
er bspw. aus der ebenfalls bereits genannten
US 5,830,145 A bekannt ist.
Auch Bildgebungsinstrumente, die die Technik der konfokalen optischen
Tomographie oder andere Techniken zur Erzeugung von Schnittbildern
nutzen, können
in der vorliegenden Vorrichtung eingesetzt werden. Ein Beispiel
für die
Erstellung von Schnittbildern mit der Technik der konfokalen optischen
Tomographie, auch konfokale Mikroskopie genannt, ist der
DE 100 34 251 C1 zu
entnehmen, deren Offenbarung hinsichtlich dieser Bildgebungstechnik
in die vorliegende Beschreibung einbezogen wird.
-
Nach
der Registrierung des Führungsrohres und
des Bildgebungsinstruments sind die Aufnahmepositionen der einzelnen
Schnittbilder in dem Führungsrohr
bekannt oder zumindest auf einfache Weise ermittelbar. Aus der Kenntnis
des dreidimensionalen Verlaufs des Führungsrohres ist somit auch
die jeweilige Orientierung des Bildgebungsinstruments bei der Bildaufzeichnung
bekannt. Aus diesen Daten lässt
sich dann der 3D-Bilddatensatz
mit hoher Genauigkeit rekonstruieren.
-
Die
Steuerung des Bildgebungsinstruments sowie der Transporteinheit
erfolgt über
eine Steuer- und Auswerteeinrichtung. Durch diese Steuer- und Auswerteeinrichtung
wird auch die Verarbeitung der erfassten Bilddaten, die Registrierung
des Führungsrohres
mit dem Bildgebungsinstrument sowie die Rekonstruktion des 3D-Bilddatensatzes
aus den aufgezeichneten Bilddaten unter Berücksichtigung der Rückziehgeschwindigkeit
sowie des dreidimensionalen Verlaufes des Führungsrohres vorgenommen.
-
Beim
Einsatz eines nicht verwindungssteifen Bildgebungsinstruments kann
es erforderlich sein, die Registrierung zwischen dem Bildgebungsinstrument
und dem Führungsrohr
an unterschiedlichen Stellen des Führungsrohres, d.h. an unterschiedlichen
Rückziehpositionen
des Bildgebungsinstruments durchzuführen. Hierzu können Führungsrohre mit
mehreren über
die Länge
des Rohres verteilten Markierungen eingesetzt werden oder eine durchgehende
Markierung, bspw. eine gerade oder spiralförmige Linie, die sich über die
Länge des
Führungsrohres
erstreckt. Durch diese mehrmalige Registrierung in Abhängigkeit
von der Position, an der die Schnittbilder aufgezeichnet wurden,
führen
Verwindungen des Bildgebungsinstruments während des Rückziehens nicht zu einer fehlerhaften
3D-Rekonstruktion.
-
Falls
dies erforderlich ist, kann das Führungsrohr auch zusätzliche
Markierungen aufweisen, die in einem mittels externer Röntgenbildgebung oder
Magnetresonanztomographie aufgezeichneten Bild des Körpers oder
Organs, in dem sich das zu vermessende Lumen befindet, erkennbar
sind. Durch eine derartige zusätzliche
Bildaufnahme bei eingeführtem
Führungsrohr
lässt sich
dann eine Registrierung des Führungsrohrs
mit dem Körper
oder Organ selbst durchführen.
-
Die
vorliegende Vorrichtung sowie das zugehörige Verfahren werden nachfolgend
anhand eines Ausführungsbeispiels
in Verbindung mit den Zeichnungen ohne Einschränkung des durch die Patentansprüche vorgegebenen
Schutzbereichs nochmals näher
erläutert.
Hierbei zeigen:
-
1 ein
Beispiel für
das Führungsrohr
und das Bildgebungsinstrument in einer ausschnittsweisen schematischen
Darstellung;
-
2 ein
Beispiel für
die vorliegende Vorrichtung in schematischer Darstellung;
-
3 eine
schematische Darstellung der Rekonstruktion des 3D-Bilddatensatzes
aus den Schnittbildern; und
-
4 zwei
Beispiele für
die Ausgestaltung einer oder mehrerer Markierungen entlang des Führungsrohres.
-
Im
vorliegenden Beispiel wird ein dreidimensionaler Bilddatensatz des
Volumens des Gehörganges
eines Patienten mittels optischer Kohärenztomographie (OCT) aufgezeichnet.
Hierzu wird ein Bildgebungskatheter
3 eingesetzt, wie er
bspw. aus der
US 6,134,003
A bekannt ist. Auf Details eines derartigen Bildgebungskatheters
wird daher in der vorliegenden Patentanmeldung nicht eingegangen.
-
Die
vorliegende Vorrichtung umfasst neben dem Bildgebungskatheter 3 ein
gebogenes, starres Führungsrohr 1 mit
bekannter Geometrie. Dieses Führungsrohr 1 weist,
wie aus der ausschnittsweisen schematischen Darstellung der 1 ersichtlich,
einen Innenkanal 2 auf, der im Durchmesser an den Außendurchmesser
des Bildgebungskatheters 3 angepasst ist. Das Führungsrohr 1 ist
im vorliegenden Beispiel aus einem für optische Strahlung transparenten
Kunststoffmaterial gebildet, so dass die Bildgebung mit dem Bildgebungskatheter 3 durch
das Führungsrohr
hindurch ermöglicht
wird. Das Führungsrohr 1 ist
am distalen Ende geschlossen. Dieses Ende ist zur Sicherheit mit
einem weichen, nachgiebigen Material versehen oder aus einem derartigen
Material gebildet, um Verletzungen des Trommelfells beim Einführen in
den Gehörgang
eines Patienten zu vermeiden.
-
2 zeigt
stark schematisiert den grundsätzlichen
Aufbau der vorliegenden Vorrichtung. Der Bildgebungskatheter 3 ist
hierbei mit einer Pullback-Einheit 5 verbunden, mit der
er mit definierter, vorzugsweise konstanter Geschwindigkeit während der
Bildgebung aus dem Führungsrohr 1 gezogen werden
kann. Die Pullback-Richtung ist in der 1 mit dem
Pfeil angedeutet. Das Führungsrohr 1 kann mechanisch
fest mit der Pullback-Einheit 5 verbunden sein, wie dies
in der 2 gestrichelt angedeutet ist. Dies ist jedoch
nicht in jedem Falle erforderlich. Vorzugsweise weist das Führungsrohr
stattdessen ein oder mehrere Markierungen 4 auf, die in
der Bildgebung, d. h. in zumindest einem der Schnittbilder erkennbar
sind und damit zur Registrierung zwischen dem Bildgebungskatheter 3 und
dem Führungsrohr 1 herangezogen
werden können.
Die Steuerung der Bildaufzeichnung sowie der Pullback-Einheit 5 erfolgt über eine
Steuer- und Auswerteeinheit 6, der auch die Bilddaten des
Bildgebungskatheters 3 zur Auswertung zugeführt werden.
In dieser Steuer- und Auswerteeinheit 6 werden auch die
Registrierung zwischen Bildgebungskatheter 3 und Führungsrohr 1 anhand
der Markierung(en) 4 sowie die Rekonstruktion des 3D-Bilddatensatzes
aus den Bilddaten der aufgezeichneten 2D-Schnittbilder vorgenommen.
-
Bei
der Durchführung
des Verfahrens wird das gebogene Führungsrohr 1 in den
Gehörgang
eingeführt,
wobei das distale, geschlossene Ende möglichst bis an das Trommelfell
geführt
wird. Anschließend
wird der Bildgebungskatheter 3 in den Innenkanal 2 des
Führungsrohres 1 eingeführt und
mit seiner Bildaufnahmeeinheit bis an die gewünschte Position geschoben.
Der Bildgebungskatheter 3 ist dabei so aufgebaut, dass
die Bildgebung möglichst
nahe an dessen distaler Spitze erfolgt. Durch Rotation der Aufnahmeeinheit
des Bildgebungskatheters 3 oder, je nach Ausgestaltung,
des gesamten Bildgebungskatheters 3 werden die entsprechenden
Schnittbilder aufgezeichnet. Während
dieser Bildaufzeichnung erfolgt ein Pullback des Bildgebungskatheters 3 mit
der Pullback-Einrichtung 5. Bei diesem Pullback legt der Bildgebungskatheter 3 einen
fest definierten Weg mit konstanter Geschwindigkeit zurück. Dieser
Weg und die Rückziehgeschwindigkeit
sind bekannt, woraus sich nach einer Registrierung des Bildgebungskatheters 3 mit
dem Führungsrohr 1 eine
fixe Zuordnung der Aufzeichnungspositio nen der einzelnen Schnittbilder
bzgl. des Führungsrohres 1 ergibt.
Die Rotationsgeschwindigkeit bei der Bildaufzeichnung sollte dabei
an die Rückziehgeschwindigkeit
angepasst sein.
-
Die
Registrierung des Bildgebungskatheters 3 und somit der
Schnittbilder mit dem Führungsrohr 1 erfolgt
auf Basis der zumindest einen Markierung 4, die in einem
der Schnittbilder erkennbar ist. Ggf. kann auch eine Registrierung
mit der Ohranatomie erfolgen, wie weiter unten näher beschrieben ist. Aufgrund
der Registrierung mit dem bekannten dreidimensionalen Verlauf des
Führungsrohres
ist für
jedes Schnittbild die dreidimensionale Position und Orientierung
bekannt, so dass aus den Bilddaten der Schnittbilder ein korrekter
3D-Bilddatensatz des aufgezeichneten Lumens erstellt werden kann.
-
3 zeigt
hierzu schematisch in der oberen Abbildung mehrere in Folge aufgezeichnete
Schnittbilder 7 (durch Kreise angedeutet) die entsprechend der
bekannten Rückziehgeschwindigkeit
in korrektem Abstand angeordnet sind. Durch die in einem der Schnittbilder 7 erkennbare
Markierung 4 lässt
sich dieses Schnittbild in Position und Orientierung dem bekannten
dreidimensionalen Verlauf der Führungsrohres
zuordnen, der in der unteren Abbildung angedeutet ist. Damit können alle
Schnittbilder 7, wie in der unteren Abbildung ersichtlich,
in der korrekten räumlichen
Zuordnung angeordnet werden, so dass sich ein korrekter 3D-Bilddatensatz
rekonstruieren lässt.
-
In
der Steuer- und Auswerteeinrichtung 6 kann auch eine Segmentierung
des rekonstruierten Volumens des Innenohrs erfolgen. Der 3D-Bilddatensatz
kann dann durch konventionelle Weiterverarbeitung für die Dimensionierung
der Schale eines Innenrohreinsatzes genutzt werden.
-
Zusätzlich ist
es auch möglich,
die in den Schnittbildern enthaltenen Informationen aus dem Gewebe
zu nutzen. Durch eine manuelle oder automatische Segmentierung der
verschiedenen, in den Schnittbildern erkennbaren Gewebestrukturen
(Knochen/Weichteil) können
diese identifiziert werden. Für
die Weiterbearbeitung der Schale können diese Gewebeinformationen
zusätzlich
zum 3D-Bilddatensatz mit übermittelt
und bspw. farbcodiert visualisiert werden. Eine Farbe zeigt dann
bspw. Bereiche, in denen knöcherne
Strukturen nahe an der Hautoberfläche liegen, während eine
andere Farbe auf ausschließlich
weiche Strukturen hinweist.
-
Für eine externe
Registrierung des Führungsrohres
bzgl. der Ohranatomie besteht zum einen die Möglichkeit, das Führungsrohr
immer in einer definierten Lage zur Anatomie einzuführen und
zu fixieren. Alternativ kann nach der Fixierung auch ein flexibler
Marker an definierter Stelle des Ohrs am Führungsrohr befestigt werden,
der dann mit abgebildet wird und zur externen Registrierung dient.
Notwendig ist dies, wenn bspw. eine externe Verbindung zum Innenohreinsatz
notwendig ist und sich diese Verbindung an einer definierten Stelle
der Ohranatomie befinden muss.
-
Das
vorliegende Verfahren bietet somit eine einfache, direkte und patientenfreundliche
Möglichkeit,
einen dreidimensionalen Bilddatensatz des Gehörganges zu erhalten.
-
4 zeigt
schließlich
noch zwei Beispiele für
die Ausgestaltung von Markierungen 4 am Führungsrohr.
In einem der beiden Abbildungen ist die Ausbildung mehrerer Markierungen 4 über die
Länge des
Führungsrohres 1 zu
erkennen, während
die andere Abbildung eine sich entlang des Führungsrohres 1 erstreckende
spiralförmige
Linie als Markierung 4 zeigt.