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EP2245986B1

Arrangement of x-ray markers in the form of a pyramid

Abstract

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EP2245986B1, drawing sheet 1
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Term

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Expires 22 August 2028.

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12 claims: 5 independent, 7 dependent

  1. 1
    Röntgenmarkervorrichtung (550) mit einer Anordnung von Röntgenmarkern (571, ..., 576;591, ..., 596), wobei die Anordnung Geraden definiert, die als Vorrichtungs-Geraden bezeichnet werden, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Vorrichtungs-Geraden, die als Pyramiden-Geraden bezeichnet werden, Abschnitte aufweisen, die die Kanten von Pyramiden definieren, wobei mindestens eine Spitze jeder der Pyramiden außerhalb eines durch die Röntgenmarker (571, ..., 576;591, ..., 596) begrenzten Bereichs liegt.
  2. 2
    Röntgenmarkervorrichtung (550) nach Anspruch 1, bei welcher auf mindestens drei der Pyramiden-Geraden, die sich in der Spitze der mindestens einen Pyramide schneiden, insgesamt mindestens 5 der Röntgenmarker (571, ..., 576;591, ..., 596) liegen.
  3. 3
    Röntgenmarkervorrichtung (550) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei entlang mindestens drei der Pyramiden-Geraden jeweils mindestens zwei der Röntgenmarker (571, ..., 576;591, ..., 596) angeordnet sind.
  4. 4
    Röntgenmarkervorrichtung (550) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die eine Navigations-Markervorrichtung (581, ..., 584) zur Detektion der Lage der Röntgenmarkervorrichtung (550) durch ein Navigationssystem umfasst, wobei die Navigations-Markervorrichtung (581, ..., 584) außerhalb eines durch die Röntgenmarker (571, ..., 576;591, ..., 596) begrenzten Bereichs liegt.
  5. 5
    Verfahren zum Bestimmen einer Zuordnung zwischen Röntgenmarkern (571, ..., 576; 591, ..., 596) einer Röntgenmarkervorrichtung (550) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und Markerbildern eines Röntgenbildes, das sich bei einer gegebenen Abbildungsgeometrie durch eine Röntgen-Abbildung der Röntgenmarkervorrichtung (550) ergibt, wobei die Markerbilder die Röntgenmarker (571, ..., 576; 591, ..., 596) in dem Röntgenbild darstellen, und wobei neben Röntgenbilddaten, die Informationen über die relative Lage der Markerbilder im Röntgenbild umfassen, Vorrichtungsdaten bereitgestellt werden, die die relative Lage der Röntgenmarker (571, ..., 576; 591, ..., 596) beschreiben, und wobei die relative Lage der Röntgenmarker (571, ..., 576; 591, ..., 596) eine Anordnung beschreibt, die invariante Eigenschaften aufweist, die bei der Röntgen-Abbildung erhalten bleiben und die invariante Geraden umfassen, wobei die Anordnung Geraden definiert, die die invariante Eigenschaft haben und als Vorrichtungs-Geraden (V1, ..., V 12) bezeichnet werden, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:a) basierend auf den Röntgenbilddaten und den Vorrichtungsdaten werden Markerbilder und Röntgenmarker (571, ..., 576;591, ..., 596) jeweils unter Berücksichtigung der invarianten Eigenschaften der Anordnung gruppiert, wobei Markerbilder, die auf einer gemeinsamen, als Bild-Gerade bezeichneten Geraden liegen, jeweils zu einer Bild-Geraden-Gruppe zusammengefasst werden und Röntgenmarker (571, ..., 576;591, ..., 596), die auf einer der Vorrichtungs-Geraden (V1, ..., V12) liegen, jeweils zu einer Vorrichtungs-Geraden-Gruppe zusammengefasst werden;b) gruppenweise werden die Zuordnungsmöglichkeiten zwischen Markerbildern und Röntgenmarkern bestimmt, wobei zur Bestimmung der Zuordnungsmöglichkeiten zwischen den Röntgenmarkern (571, ..., 576;591, ..., 596) und Bildmarkern (A, ..., H) bestimmt wird, welche Zuordnungen zwischen den Bild-Geraden-Gruppen und den Vorrichtungs-Geraden-Gruppen möglich sind;c) falls für die Zuordnungsmöglichkeiten Abbildungsgeometrie-Daten für die Röntgen-Abbildung, die die Geometrie der Röntgen-Abbildung beschreiben, unter Berücksichtigung der invarianten Eigenschaften berechenbar sind, werden basierend auf den berechneten Abbildungsgeometrie-Daten virtuelle Röntgenbilder der Röntgenmarker bestimmt und die virtuellen Röntgenbilder werden mit einem realen Röntgenbild der Röntgenmarker verglichen;d) wird eine Übereinstimmung zwischen einem bestimmten virtuellen und einem realen Röntgenbild zumindest in einem vorbestimmten Umfang festgestellt, so wird die dem bestimmten virtuellen Röntgenbild zu Grunde liegende Zuordnungsmöglichkeit als korrekt erkannt.
  6. 6
    Verfahren nach Anspruch 5, bei welchem der Schritt der Gruppierung umfasst, dass Vorrichtungs-Geraden-Gruppen, die auf Vorrichtungs-Geraden basieren, die sich in einem gemeinsamen Vorrichtungs-Schnittpunkt schneiden, zu Vorrichtungs-Schnittpunkt-Gruppen zusammengefasst werden und Bild-Geraden-Gruppen, die auf Bild-Geraden basieren, die sich in einem gemeinsamen Bild-Schnittpunkt schneiden, zu Bild-Schnittpunkt-Gruppen zusammengefasst werden,
  7. 7
    Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem der Schritt der gruppenweisen Bestimmung der Zuordnungsmöglichkeiten umfasst, dass jeweils für eine der Zuordnungsmöglichkeiten zwischen den Vorrichtungs-Schnittpunkten und den Bild-Schnittpunkten, die Zuordnung von den Röntgenmarkern (571, ..., 576;591, ..., 596), die Mitglieder einer der Vorrichtungs-Geraden-Gruppen sind, zu den Bildmarkern (A, ..., H), die Mitglieder einer der Bild-Geraden-Gruppe sind, so erfolgt, dass die Röntgenmarker (571, ..., 576;591, ..., 596) und die Bildmarker (A, ..., H) einander zugeordnet werden, die jeweilig in einer Richtung entlang der Vorrichtungs-Gerade (V1, ..., V12) ausgehend vom Vorrichtungs-Schnittpunkt, im Falle der Röntgenmarker (571, ..., 576;591, ..., 596), und in einer Richtung entlang der Bild-Gerade ausgehend vom Bild-Schnittpunkt, im Falle der Bildmarker (A, ..., H) denselben Rang in der Abfolge einnehmen, wobei die Anzahl der Bildmarker (A, ..., H) der Abfolge und die Anzahl der Röntgenmarker (571, ..., 576;591, ..., 596) der Abfolge gleich sind und wobei die Anzahl der Röntgenmarker (571, ..., 576;591, ..., 596) auf der Vorrichtungs-Geraden (V1, ..., V12), wenn man ausgehend vom Vorrichtungs-Schnittpunkt in die entgegengesetzte Richtung geht, anders ist.
  8. 8
    Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei welchem bei dem Schritt der gruppenweisen Bestimmung der Zuordnungsmöglichkeiten invariante Eigenschaften so berücksichtigt werden, dass durch Ausschluss von Zuordnungsmöglichkeiten die Anzahl der durch Permutation möglichen Zuordnungen reduziert werden.
  9. 9
    Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei welchem basierend auf mindestens einer der invarianten Eigenschaften der Anordnung, die aus den Vorrichtungsdaten bestimmt wird, Bildbereiche im Röntgenbild, die möglicherweise Bildmarker (A, ..., H) darstellen, als Bildmarker (A, ..., H) bestimmt werden, und/oder bestimmt wird, dass in einem Bildbereich die Darstellung eines Bildmarkers (A, ..., H) fehlt.
  10. 10
    Navigationsverfahren, umfassend das Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, bei welchem Gegenstandlagedaten, die die Lage eines Gegenstandes (400) beschreiben, und Röntgenmarkervorrichtung-Lagedaten, die die Lage der Röntgenmarkervorrichtung (550) beschreiben, bereitgestellt werden;und bei welchem basierend auf den Abbildungsgeometrie-Daten, die der als korrekt erkannten Zuordnungsmöglichkeit entsprechen, den Röntgenmarkervorrichtungs-Lagedaten und den Gegenstandslagedaten, die den Abbildungsgeometrie-Daten entsprechende, projektive Abbildung des Gegenstands (400) im Röntgenbild berechnet wird.
  11. 11
    Programm, das, wenn es auf einem Computer (300) läuft, den Computer (300) veranlasst, die Schritte nach einem der Verfahren 5 bis 10 durchzuführen.
  12. 12
    Navigationssystem mit einem Computer (300), auf dem das Programm nach Anspruch 11 geladen ist oder läuft, wobei der Computer (300) eine Dateneingabeeinrichtung aufweist, um die Röntgenbilddaten und die Vorrichtungsdaten einzugeben, mit einer Detektionsvorrichtung (600), um Navigations-Markervorrichtungen (210, 410, 510) zu detektieren, um die Lage der Röntgenmarkervorrichtung (571, ..., 576;591, ..., 596) und eines Gegenstandes (400) zu bestimmen;mit einer Anzeigevorrichtung (320), wobei das Programm ausgebildet ist, basierend auf der detektierten Lage der Röntgenmarkervorrichtung (571, ..., 576;591, ..., 596) und des Gegenstandes (400) zu berechnen, wie der Gegenstand (400) im Röntgenbild dargestellt werden würde, wenn es gemäß denjenigen Abbildungsgeometrie-Daten von Röntgenstrahlen durchstrahlt werden würde, die der als korrekt bestimmten Zuordnung entspricht.
Independent claims12