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DE102009034669B4 - Verfahren zum Erzeugen eines Durchleuchtungsbildes einer zu reponierenden Extremität - Google Patents

Verfahren zum Erzeugen eines Durchleuchtungsbildes einer zu reponierenden Extremität Download PDF

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DE102009034669B4
DE102009034669B4 DE102009034669.4A DE102009034669A DE102009034669B4 DE 102009034669 B4 DE102009034669 B4 DE 102009034669B4 DE 102009034669 A DE102009034669 A DE 102009034669A DE 102009034669 B4 DE102009034669 B4 DE 102009034669B4
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Abstract

Verfahren zum Erzeugen eines Durchleuchtungsbildes (24a, b, 28a, b) einer zu reponierenden ersten Extremität (4a) eines Extremitätenpaares eines Patienten, wobei die erste Extremität (4a) mindestens zwei zueinander zu reponierende Fragmente (38a, b) enthält, bei dem: – 3D-Bilddaten (12) der zweiten Extremität (4b) angefertigt werden, – die 3D-Bilddaten (12) zur ersten Extremität (4a) hin gespiegelt werden, – mindestens zwei erste Durchleuchtungsbilder (24a, b) der ersten Extremität (4a) aus jeweiligen Aufnahmerichtungen (26a, b) nach der Fixierung eines Implantats (44) am ersten Fragment (38a) angefertigt werden, – zu jedem ersten Durchleuchtungsbild (24a, b) in der jeweiligen Aufnahmerichtung (26a, b) aus den gespiegelten 3D-Bildaten (12') ein zweites Durchleuchtungsbild (28a, b) erzeugt wird, und – nach erfolgter Reponierung der ersten Extremität (4a): – mindestens ein weiteres erstes Durchleuchtungsbild (24c, d) der ersten Extremität (4a) aus einer existierenden oder neuen Aufnahmerichtung (26c, d) angefertigt wird, – falls die Aufnahmerichtung (26c, d) neu ist, zum ersten Durchleuchtungsbild (24c, d) in der Aufnahmerichtung (26c, d) aus den gespiegelten 3D-Bildaten (12') ein weiteres zweites Durchleuchtungsbild (28c, d) erzeugt wird, – das weitere erste Durchleuchtungsbild (24c, d) mit Hilfe des Implantats (44) an den bisherigen Durchleuchtungsbildern (24a, b, 28a–d) registriert wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen eines Durchleuchtungsbildes einer zu reponierenden ersten Extremität eines Extremitätenpaares eines Patienten.
  • Bei Personen treten Knochenbrüche, insbesondere in den Extremitäten, also Armen oder Beinen auf. Die gebrochenen Knochen bzw. deren Fragmente befinden sich dann in der Regel nicht mehr in ihrer ursprünglichen Lage. Während einer medizinischen Versorgung nach dem Bruch müssen die Knochen daher wieder in ihre ursprüngliche Lage gebracht werden. Dieser Vorgang wird Reponierung genannt.
  • Besonders wichtig ist die Behandlung von Knochenfrakturen langer Röhrenknochen. Eine Reponierung bzw. Reposition (im folgenden wird stellvertretend immer von „Reponierung” gesprochen) ist z. B. nach dem Bruch des Oberschenkels oder Schienbeinknochens, also einer Femur- oder Tibiafraktur notwendig. Hier kommt es besonders auf die exakte Beingeometrie nach der Reponierung hinsichtlich Beinlänge, Beinachse und Beinrotation an. Die Beinlänge und beide Beinachsen sollten nach der Reponierung möglichst den vor der Fraktur vorhandenen Werten entsprechen. Eine Reponierung stellt nach wie vor einen komplexen Vorgang im ärztlichen Alltag dar. Fehler in der Reponierung hinsichtlich der genannten Größen sind häufig und führen zu Gang- oder Gelenkstörungen nach Heilung des Patienten. Dies kann sogar korrigierende Folgeeingriffe bzw. Revisionen erforderlich machen.
  • Für den Fall, dass nur eine Extremität verletzt ist ist folgendes Vorgehen bekannt: Der Arzt schätzt durch reine äußerliche visuelle Betrachtung die Reponierung der gebrochenen Extremität ab, indem er die gesunde Extremität als Referenz betrachtet. Mit anderen Worten benutzt er einen visuellen Vergleich der reponierten Extremität mit der anderen, gesunden Extremität als Referenz.
  • Es ist auch bekannt, die Beinlänge des frakturierten Beines durch außen angelegte Maßstäbe – z. B. ein Messband – mit dem gesunden Bein zu vergleichen. Die beiden Beinachsen, also Drehung und Varus/Valgus werden dabei in der Regel allerdings im Vergleich zum gesunden Bein wieder rein visuell von außen durch betrachtenden Vergleich abgeschätzt.
  • Es ist auch bekannt, Hilfsmittel einzusetzen, die im Operationssaal unter Röntgenkontrolle eine Überprüfung der Länge bzw. Achsenstellung der zu reponierenden Extremitäten erlauben. Insbesondere ist hier die sogenannte Kabelmethode bei Frakturen der unteren Extremität bekannt. Ein Elektrokauter ist in der Regel bei derartigen Operationen zum Gefäßverschluss vorhanden und weist ein steriles im Röntgenbild gut sichtbares Kabel auf. Die gesamte Beinachse wird dann mit Hilfe des Kabels des Elektrokauters evaluiert. Das Kabel wird entlang der Beinachse an den Patienten angelegt und eine Durchleuchtung durchgeführt. Im Röntgenbild dient die Abbildung des Kabels als Linienreferenz.
  • Die Reponierung anhand derartiger Röntgenbilder ist nach wie vor schwierig bzw. ungenau. Der Arzt muss nach wie vor die Reponierungsparameter – z. B. Beinlänge und -achsen – abschätzen.
  • Aus der DE 10 2006 048 451 A1 ist die virtuelle Anpassung eines Objekts an ein Körperteil eines Patienten bekannt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zum Erzeugen eines Durchleuchtungsbildes einer zu reponierenden Extremität anzugeben.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Erzeugen eines Durchleuchtungsbildes einer ersten Extremität eines Extremitätenpaares eines Patienten. Die erste Extremität ist zu reponieren, die zweite Extremität ist hierbei unbeschädigt bzw. gesund. Eine zu reponierende erste Extremität weist mindestens zwei zueinander zu reponierende Fragmente auf. Zunächst werden 3D-Bilddaten der zweiten Extremität angefertigt. Diese 3D-Bilddaten werden zur ersten Exttremität hin gespiegelt, also bezüglich einer durch den Patienten verlaufenden Mittenebene bzw. Sagittalebene. Hierbei wird angenommen, dass beide Extremitäten des Patienten im gesunden Zustand spiegelbildlich zueinander nahezu deckungsgleich sind. Durch Spiegelung der gesunden Extremität zur beschädigten ersten Extremität hin entsteht daher ein Modell der ersten Extremität, wie diese vor der Beschädigung ausgesehen hat. Dieses Modell dient daher auch als Vorlage, wie die reponierte erste Extremität im Idealfall wieder auszusehen hat.
  • Anschließend werden mindestens zwei erste Durchleuchtungsbilder der zu reponierenden ersten Extremität aus unterschiedlichen Aufnahmerichtungen angefertigt. In den gleichen Richtungen wird anschließend zu jedem ersten Durchleuchtungsbild aus den gespiegelten 3D-Bilddaten ein zweites Durchleuchtungsbild erzeugt. Diese werden z. B. als sogenannte digital rekonstruierte Röntgenbilder (DRR) generiert. Die Aufnahmerichtungen der ersten Durchleuchtungsbilder liegen in der Regel orthogonal zueinander. Die zweiten Durchleuchtungsbilder werden deshalb in der Aufnahmerichtung der ersten Durchleuchtungsbilder erzeugt, damit sie bezüglich ihres Bildinhaltes optimal mit den ersten Durchleuchtungsbildern zusammenpassen. Die Berechnung der DRR kann hierbei auch intraoperativ erfolgen, dann müssen die Aufnahmerichtungen nicht vor der OP vorgegeben bzw. festgelegt werden.
  • Somit stehen mindestens zwei Paare von je einem ersten und zweiten Durchleuchtungsbild zur Verfügung. Jedes Paar enthält jeweils eine Ansicht der zu reponierenden Extremität im Ist-Zustand (erstes Bild) und das Ziel der Reponierung in Form der gespiegelten gesunden zweiten Seite als Referenz (zweites Bild). Beide Bilder zeigen die gleichen Ansichten, d. h. Aufnahme- bzw. Blickrichtungen auf die Anatomie und können daher direkt als Ist- und Sollbilder verwendet werden.
  • Mit anderen Worten benutzt das erfindungsgemäße Verfahren die gespiegelte gesunde Seite des Extremitätenpaares als Referenz für die zu reponierende beschädigte Seite. Die Erfindung benutzt also gespiegelte 3D-Bilddaten als Vorlage bzw. als Template und bildet zweite Durchleuchtungsbilder als Vorlage für den zu reponierenden Knochen.
  • Gegenüber den bekannten Methoden ergibt sich der Vorteil, dass zum Ist-Bild der aktuellen Situation der ersten Extremität nun ein Soll-Bild oder Template in Form des zweiten Durchleuchtungsbildes vorliegt. Der Arzt hat nun die Möglichkeit, die Reponierung anhand einer konkreten Vorlage in Form der zweiten Bilddaten durchzuführen.
  • Die zweiten, also Soll-Bilder die als Vorlage dienen, führen zu einer verbesserten OP-Planung. Die Verwendung von Hilfsmitteln, wie Kabeln oder Messbändern entfällt. Der intraoperative Aufwand wird dadurch sehr klein gehalten. Dies führt zu einer OP-Zeitverkürzung. Das OP-Ergebnis ist gegenüber den herkömmlichen Verfahren signifikant verbessert.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann daher auch als oder im Rahmen eines Verfahrens zur Unterstützung einer Reponierung bzw. Behandlung von Frakturen dienen bzw. verstanden werden. Insbesondere ist es als Verfahren zur Anwendung auf lange Röhrenknochen an Extremitäten zu verstehen.
  • Erste und zweite Durchleuchtungsbilder können registriert, d. h. möglichst passgenau zueinander ausgerichtet werden und so z. B. in halbtransparenter Darstellung gemeinsam überdeckend dargestellt werden.
  • Ist der Röntgendetektor für die Aufnahme im Operationssaal nicht ausreichend groß, um den zu reponierenden Knochen inklusive der beiden nächsten Gelenke abzubilden, ist auch eine Zusammensetzung mehrerer Röntgenaufnahmen (Stitching) durchführbar.
  • Nach erfolgter Reponierung bzw. nach einem ersten Reponierungsschritt wird eine Kontrollaufnahme der ersten Extremität mit dem Reponierungsergebnis bzw. der aktuellen Reponierungssituation angefertigt. Es wird also mindestens ein weiteres erstes Durchleuchtungsbild der ersten Extremität angefertigt. Die Aufnahmerichtung kann hierbei eine solche sein, aus der bereits ein erstes Röntgenbild angefertigt wurde, kann aber auch eine neue Aufnahmerichtung sein, aus der bisher kein erstes Röntgenbild existiert. Falls die Aufnahmerichtung neu ist, wird zum ersten Durchleuchtungsbild in dieser neuen Aufnahmerichtung aus den 3D-Bildaten ein weiteres zweites Durchleuchtungsbild (DRR) erzeugt. So steht auch zu diesem ersten Bild wieder in direktes Soll-Bild in der gleichen Blickrichtung zu Verfügung.
  • Anhand des neu erzeugten ersten Bildes des – zumindest teilweise – reponierten Knochens lässt sich direkt die Qualität der Reponierung ablesen, indem das Bild mit dem korrespondierenden zweiten Bild verglichen wird. Falls erforderlich können so nochmals Verbesserungen für die Reponierung abgeleitet werden. Die Reponierung kann also anhand einer iterativen Durchführung des Verfahrens erfolgen, falls die bisherige Reponierung noch nicht ausreichend bzw. zufriedenstellen verlaufen ist.
  • Bei einer derartigen iterativen Prozedur wird also nach einer Korrektur bzw. Reponierung ein Vergleich der Ist-Situation mit der Soll-Situation durchgeführt. Hierzu wird jeweils ein Röntgenbild-Paar aufgenommen. Ist der Vergleich negativ, wird eine erneute Reponierung bzw. Korrektur durchgeführt. Im Falle eines positiven Vergleichs werden jedoch die reponierten Fragmente fixiert und die Intervention abgeschlossen.
  • In der Regel werden zur Fixierung des zu reponierenden Knochens Implantate verwendet, welche an den Knochenfragmenten fixiert werden. Für das erfindungsgemäße Verfahren wird davon ausgegangen, dass der Arzt das Implantat am ersten Fragment bereits provisorisch oder dauerhaft fixiert hat. Es werden die ersten Durchleuchtungsbilder erst nach der Fixierung des Implantats am ersten Fragment erzeugt. Das Implantat kann hierbei auch ein Marker eines im OP verwendeten Navigations- bzw. Trackingsystems, ein Röntgenmarker o. ä. sein.
  • Die erste intraoperative Aufnahme des gebrochenen Knochens erfolgt also nach Einbringen des Implantats und Fixation desselben an einem Knochenfragment, z. B. bei einer Femurfraktur dem Einbringen und Fixieren eines Nagels am proximalen Fragment. Durch die bekannte Geometrie des Implantats ist folgendes möglich: Ist das Implantat im ersten Röntgenbild sichtbar, kann die Notwendigkeit z. B. von Panoramaaufnahmen für nachfolgende erste Röntgenbilder entfallen. Das erste Fragment muss nicht mehr sichtbar sein, um eine ortsrichtige Zuordnung der Bilder zu erreichen. Es reicht aus, wenn zumindest ein Teil des Implantats sichtbar ist, da dieses fix mit dem ersten Fragment verbunden ist. Aus der Lage des Implantats und dem ersten Röntgenbild ist dann auch die Lage des ersten Fragments bekannt. Für folgende erste Röntgenbilder kann daher eine kleinere Röntgenfläche verwendet werden, was eine Dosiseinsparung bezüglich des Patienten bedeutet. Dies erleichtert das Vorgehen insbesondere an eher langen Röhrenknochen wie dem Femur beim Einsatz von Röntgengeräten mit einem üblicherweise kleinen field of view, z. B. mit einem Bildverstärker von 23 cm Durchmesser. Die Registrierung des zweiten Röntgenbildes am ersten Röntgenbild erfolgt wieder an dem Knochenfragment, an welchem das Implantat fixiert ist. Für folgende erste Röntgenaufnahmen kann dann das Implantat bei dessen bekannter 3D-Geometrie für die Registrierung genutzt werden.
  • In der einfachsten Variante des Verfahrens werden die ersten und zweiten Durchleuchtungsbilder einem die erste Extremität reponierenden Operateur angezeigt. Der Arzt leitet die Reponierungsparameter (Grad der Verschiebung, Verdrehung der Knochen bzw. Fragmente an der ersten Extremität) visuell aus den Bildern ab. Auch der Vergleich erster und zweiter Bilder erfolgt visuell, eventuell durch Überlagerung der Bilder und Sichtkontrolle der Überdeckung bzw. verbleibenden Abweichung.
  • Die Fraktursituation wird also mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lediglich visualisiert. Nach dem Durchlaufen einer Lernkurve für Operateure, welche das erfindungsgemäße Verfahren verwenden, ist mit einer Verringerung der OP-Zeit zu rechnen. Mit anderen Worten erfolgt die Bewertung der ersten und zweiten Durchleuchtungsbilder durch den Chirurgen ohne weitere Softwareunterstützung.
  • In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung wird aus den ersten und zweiten Durchleuchtungsbildern automatisch ein Maß der Übereinstimmung der Extremitäten ermittelt. Hierdurch werden Parameter zur Reponierungsqualität errechnet und dem Chirurgen mitgeteilt. Dadurch wird nicht nur die Qualität der Reponierung verbessert sondern diese wird auch quantifizierbar. Das Maß kann z. B. ein prozentualer Grad der Übereinstimmung zwischen ersten und zweiten Durchleuchtungsbildern sein.
  • In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung wird aus den ersten und zweiten Durchleuchtungsbildern automatisch ein Vorschlag für die Durchführung der Reponierung ermittelt. Findet diese Ermittlung nach einer Teilreponierung statt, also auf Basis der o. g. nachträglich erstellten ersten Durchleuchtungsbilder kann der Vorschlag auch für eine weitere Verbesserung der Reponierung ermittelt werden.
  • Somit werden dem Chirurgen auch Vorschläge für die weitere Behandlung, z. B. die Verbesserung der Reponierung nach einer Erstreponierung gegeben. Die Vorschläge können z. B. in Klartext erfolgen, z. B. „Bein verlängern” oder „Knochenfragmente gegeneinander neigen” oder „Knochenfragmente im Uhrzeigersinn drehen”.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden aus ersten und zweiten Durchleuchtungsbildern automatisch Reponierungsdaten ermittelt. Derartige konkrete Reponierungsdaten sind z. B. Reponierungswinkel, -längen oder -achsen. Z. B. kann dem Chirurgen eine erforderliche Beinverlängerung um eine definierte Anzahl von Millimetern oder eine Veränderung der Beinachse um eine definierte Gradzahl um eine bestimmte Achse vorgeschlagen werden.
  • Es erfolgt also eine 2D- bzw. 3D-Registrierung zwischen der Referenz – also dem zweiten Durchleuchtungsbild – und der frakturierten Seite – also dem ersten Durchleuchtungsbild – zur optimalen Darstellung bzw. Ermittlung der Reponierungsparameter. Besonders nach der erfolgten Registrierung können sich aus der bildlichen Darstellung die Frakturreduktionsparameter, Längen, Winkel oder Achsen direkt ableiten lassen und können dem Arzt visuell dargeboten werden. Falls Geräte zur Reponierung verwendet werden, so können die Reponierungsdaten auch direkt in diese eingegeben bzw. an diese übertragen werden.
  • Die genannten Varianten können natürlich gemäß dem o. g. rekursiven Vorgehen erfolgen, d. h. es können in Zeitabständen erste Röntgenbilder erzeugt und anhand dieser wieder neue Reponierungsmaße, -vorschläge oder -parameter ermittelt werden.
  • Da die Referenz, d. h. das Reponierungsziel in Form der 3D-Bilddaten der gespiegelten zweiten Extremität in drei Dimensionen vorliegt, können sämtliche Maße, Reponierungsvorschläge oder -parameter in allen Dimensionen bzw. Freiheitsgraden abgeleitet werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden die ersten und zweiten Durchleuchtungsbilder nur im Bereich des ersten Fragmentes in Deckung gebracht. Es erfolgt also eine Registrierung, d. h. ortsrichtige Zuordnung beider Bilder anhand des ersten Fragmentes, also z. B. nur einer Seite des gebrochen Knochens, z. B. nur der ob Hälfte eines gebrochenen Femurs. Die Registrierung erfolgt hierbei in Echtzeit während der Operation.
  • Das zweite bzw. die restlichen Fragmente des zu reponierenden Knochens zeigen dann in einem überlagerten Röntgenbild aus erstem und zweitem Bild direkt die Abweichung zwischen der Soll- und Ist-Position. Die Soll-Position ist die Position des Knochens im zweiten Röntgenbild, die Ist-Position die Position des Knochens im ersten Röntgenbild. Die oben genannte automatische Berechnung von Reponierungswinkeln, -längen und -achsen kann dann besonders einfach durch Vergleich von zweitem und erstem Durchleuchtungsbild erfolgen.
  • Zur Erzeugung der 3D-Bilddaten der Extremität wird in der Regel z. B. eine 3D-CT-Aufnahme der gesunden und der erkrankten Seite durchgeführt. In einer alternativen Variante des Verfahrens werden jedoch die 3D-Bilddaten mit Hilfe von mindestens zwei Durchleuchtungsbildern und einem der Extremität ähnlichen 3D-Modell erzeugt. Die 3D-Bilddaten werden also mit Hilfe eines anatomischen Modells des jeweiligen Organs bzw. der Knochenregion, welche zu reponieren ist, als Vorlage erzeugt. Das Modell wird durch Skalierung bzw. Fitting derart im virtuellen 3D-Raum bzw. im Koordinatensystem des Röntgengerätes verändert, bis sich dessen Projektionen auf die erzeugten Röntgenbilder möglichst gut mit diesen decken.
  • Für eine weitere Beschreibung der Erfindung wird auf die Ausführungsbeispiele der Zeichnungen verwiesen. Es zeigen, jeweils in einer schematischen Prinzipskizze:
  • 1 einen Patienten mit Femurfraktur in OP-Situation,
  • 2 einen gespiegelten 3D-Datensatz der gesunden Seite,
  • 3 ein Überlagerungsbild von gesunder und gebrochener Seite,
  • 4 ein registriertes Überlagerungsbild von gesunder und gebrochener Seite.
  • 1 zeigt einen Patienten 2 bzw. einen Ausschnitt von dessen Beinen als Extremitätenpaar in Form einer beschädigten ersten Extremität 4a und gesunden zweiten Extremität 4b. Zu sehen ist in der ersten Extremität 4a ein gebrochenes erstes Femur 6a und in der Extremität 4b ein gesundes zweites Femur 6b. In einer von einer Person 8 in Form eines Arztes durchgeführten Operation soll das Femur 6a reponiert werden.
  • Die Person 8 fertigt hierzu zunächst mit Hilfe eines 3D-Bildgebungssystem 10 3D-Bilddaten 12 der gesunden Extremität 4b bzw. des gesunden Femurs 6b an. In einer alternativen Ausführungsform des Verfahrens werden die 3D-Bilddaten 12 dadurch erzeugt, dass das Femur 6b mit Hilfe eines 2D-Bildgebungssystems 14 in zwei aus vorzugsweise orthogonalen Richtungen aufgenommenen 2D-Bildern 16a, b abgebildet wird. Anhand der 2D-Bilder 16a, b wird anschließend ein virtuelles 3D-Modell 18 eines Standard-Femurs durch Skalierung, Fitting etc. derart angepasst, dass dessen Projektion in die 2D-Bilder 16a, b mit dem Abbild des realen Femurs 6b deckungsgleich ist. Das so adaptierte 3D-Modell 18 bildet dann in alternativer Weise die 3D-Bilddaten 12.
  • Die 3D-Bilddaten 12 bzw. im wesentlichen das Abbild des Femurs 6b, werden anschließend, symbolisiert durch den Pfeil 20 bezüglich einer durch den Patienten 2 verlaufenden Mittelebene 22 zur verletzten Extremität 4a hin gespiegelt.
  • 2 zeigt die gespiegelter 3D-Bilddaten 12' in Form des gespiegelten Femurs 6b', von welchem nun angenommen wird, dass dieser hinsichtlich seiner Geometrie dem Femur 6a im ehemals gesunden Zustand nahezu exakt entspricht. Das tatsächliche Femur 6a soll nun durch Reponierung in diese Soll-Form gebracht werden.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt fertigt nun gemäß 1 die Person 8 mit Hilfe des 2D-Bildgebungssystems 14 mindestens zwei erste Durchleuchtungsbilder 24a, b der Extremität 4a bzw. des verletzten Femurs 6a an. Die Aufnahmen entstehen dabei entlang zweier Aufnahmerichtungen 26a, b entstehen.
  • In den nunmehr festgelegten Aufnahmerichtungen 26a, b werden aus den gespiegelten 3D-Bilddaten 12' ebenfalls zwei zweite Durchleuchtungsbilder 28a, b in Form von digital rekonstruierten Röntgenbildern (DRR) erzeugt. Die 3D-Bilddaten werden hierzu virtuell nach Arte einer Röntgenaufnahme in der entsprechenden Aufnahmerichtung 26a, b projiziert.
  • 3 zeigt beispielsweise das Durchleuchtungsbild 24a des gebrochenen Femurs 6a sowie das virtuell erzeugte Durchleuchtungsbild 28a des gespiegelten gesunden Femurs 6b'. Beide Bilder werden wie gezeigt in überlagerter Darstellung dem Arzt 8 angezeigt. Die Person 8 kann nun anhand dieser beiden Röntgenbilder die tatsächliche Reponierung des Femurs 6a durchführen, da ihm die gesunde Seite als Vorlage zeigt, in welcher Weise er das gebrochene Femur 6a zu reponieren hat.
  • In einer alternativen Ausführungsform ermittelt ein Rechner 30 aus den Durchleuchtungsbildern 24a, b und 28a, b bzw. den gespiegelten 3D-Bilddaten 12' automatisch ein Maß 32, welches der Person 8 Aufschluss darüber gibt, inwieweit Deckungsgleichheit zwischen dem reponierten Femur 6a bzw. der Extremität 4a und dem gespiegelten gesunden Femur 6b' bzw. der gespiegelten Extremität 4b' besteht. Dieses Maß 32 wird z. B. als Grad der Übereinstimmung beider Bilder zwischen 0% und 100% ausgegeben.
  • In einer alternativen Ausführungsform ermittelt der Rechner 30 aus den genannten Daten automatisch einen Vorschlag 34, welcher der Person 8 z. B. in der Form von Textmeldungen „Fragmente A und B relativ zueinander strecken” und „Fragment B im Uhrzeigersinn kippen” angezeigt wird.
  • In einer weiteren Ausführungsform ermittelt der Rechner 30 automatisch Reponierungsdaten 36 z. B. einen Drehwinkel, eine Verschiebungslänge und Rotationsachsen. Die Reponierungsdaten geben die Vorgehensweise vor, damit das Femur 6a nach der Reponierung mit dem Femur 6b' deckungsgleich ist, also ein Maß 32 von 100% erreicht ist. Die Reponierungsdaten 32 werden der Person 8 angezeigt, so dass dieser eine genaue Anleitung findet, wie eine Reponierung statt zu finden hat.
  • 4 zeigt eine alternative Ausführungsform, wie die Durchleuchtungsbilder 24a und 28a der Person 8 angezeigt werden. Hierbei wird das der Hüfte proximale Fragment 38a des Femurs 6a mit dem korrespondierenden Fragment bzw. Abschnitt des gespiegelten Femurs 6b' in ortsrichtig in Deckung gebracht, d. h. registriert. Im Bereich 40 des Fragments 38a gilt damit das Femur 6a als reponiert. Im Bereich 42 weicht jedoch das zweite Fragment 38b des Femurs 6a noch deutlich vom reponierten Soll-Zustand ab. Die Person 8 kann nun das zweite Fragment 38b bei Fixierung des Fragments 38a besonders leicht reponieren, da ihm die noch bestehenden Abweichungen direkt visuell angezeigt werden. Alternativ können auch hier wieder das oben genannten Maß 32, der Vorschlag 34 oder die Reponierungsdaten 36 ermittelt werden.
  • In einer weiteren alternativen Ausführungsform wird in das Fragment 38a zunächst von der Person 8 ein Implantat 44 fixiert. Erst dann werden die ersten und zweiten Durchleuchtungsbilder 24a, b; 28a, b aufgenommen bzw. erzeugt.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform werden nun nach erfolgter erster Reponierung mit Hilfe des Bildgebungssystems 14 weitere erste Durchleuchtungsbilder 24c, d angefertigt. Hierbei genügt es jedoch, nur den Bereich 42 abzubilden, da die Registrierung, d. h. ortsrichtige Zuordnung der Durchleuchtungsbilder 24c, d zu dem bisherigen Bildmaterial anhand der bekannten Geometrie des Implantates 44 erfolgen kann, welches in den Durchleuchtungsbildern 24a–d enthalten ist. Da die Durchleuchtungsbilder 24c, d in anderen Aufnahmerichtungen 26c, d als denen bisherigen angefertigt wurden, werden auch entsprechend neue zweite Durchleuchtungsbilder 28c, d aus den gespiegelten 3D-Bilddaten 12' erzeugt.
  • Mit den nun gewonnenen Bildern ist eine Kontrolle der bisherigen Reponierung möglich und es kann bei Bedarf nochmals nachgebessert werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 2
    Patient
    4a, b, b'
    erste, zweite, gespiegelte Extremität
    6a, b, b'
    erster, zweiter, gespiegelter Femur
    8
    Person
    10
    3D-Bildgebungssystem
    12, 12'
    3D-Bilddaten, gespiegelt
    14
    2D-Bildgebungssystem
    16a, b
    2D-Bild
    18
    3D-Modell
    20
    Pfeil
    22
    Mittelebene
    24a–d
    erstes Durchleuchtungsbild
    26a–d
    Aufnahmerichtung
    28a–d
    zweites Durchleuchtungsbild
    30
    Rechner
    32
    Maß
    34
    Vorschlag
    36
    Reponierungsdaten
    38a, b
    Fragment
    40, 42
    Bereich
    44
    Implantat

Claims (7)

  1. Verfahren zum Erzeugen eines Durchleuchtungsbildes (24a, b, 28a, b) einer zu reponierenden ersten Extremität (4a) eines Extremitätenpaares eines Patienten, wobei die erste Extremität (4a) mindestens zwei zueinander zu reponierende Fragmente (38a, b) enthält, bei dem: – 3D-Bilddaten (12) der zweiten Extremität (4b) angefertigt werden, – die 3D-Bilddaten (12) zur ersten Extremität (4a) hin gespiegelt werden, – mindestens zwei erste Durchleuchtungsbilder (24a, b) der ersten Extremität (4a) aus jeweiligen Aufnahmerichtungen (26a, b) nach der Fixierung eines Implantats (44) am ersten Fragment (38a) angefertigt werden, – zu jedem ersten Durchleuchtungsbild (24a, b) in der jeweiligen Aufnahmerichtung (26a, b) aus den gespiegelten 3D-Bildaten (12') ein zweites Durchleuchtungsbild (28a, b) erzeugt wird, und – nach erfolgter Reponierung der ersten Extremität (4a): – mindestens ein weiteres erstes Durchleuchtungsbild (24c, d) der ersten Extremität (4a) aus einer existierenden oder neuen Aufnahmerichtung (26c, d) angefertigt wird, – falls die Aufnahmerichtung (26c, d) neu ist, zum ersten Durchleuchtungsbild (24c, d) in der Aufnahmerichtung (26c, d) aus den gespiegelten 3D-Bildaten (12') ein weiteres zweites Durchleuchtungsbild (28c, d) erzeugt wird, – das weitere erste Durchleuchtungsbild (24c, d) mit Hilfe des Implantats (44) an den bisherigen Durchleuchtungsbildern (24a, b, 28a–d) registriert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die ersten (24a–d) und zweiten Durchleuchtungsbilder (28a–d) einer die erste Extremität (4a) reponierenden Person (8) angezeigt werden.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem aus den ersten (24a–d) und zweiten Durchleuchtungsbildern (28a–d) automatisch ein Maß (32) der Übereinstimmung der Extremitäten (4a, b') ermittelt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem aus den ersten (24a–d) und zweiten Durchleuchtungsbildern (28a–d) automatisch ein Vorschlag (34) für die Durchführung der Reponierung ermittelt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem aus den ersten (24a–d) und zweiten Durchleuchtungsbildern (28a–d) automatisch Reponierungsdaten (36) ermittelt werden.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem erste (24a–d) und zweite Durchleuchtungsbilder (28a–d) im Bereich (40) des ersten Fragments (4a) in Deckung gebracht werden.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem 3D-Bilddaten (12) mit Hilfe von mindestens zwei Durchleuchtungsbildern (16a, b) und einem den Extremitäten (4a, b) ähnlichen 3D-Modell (18) erzeugt werden.
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