WO2015022067A1

WO2015022067A1 - X-ray image reference marker having an indication of the direction of gravity and computer-implemented method for more accurately determining the position of x-ray images during their capture and for outputting related parameters

Info

Publication number: WO2015022067A1
Application number: PCT/EP2014/002189
Authority: WO
Inventors: Thomas Welsch
Original assignee: Spontech Spine GmbH
Current assignee: Spontech Spine GmbH
Priority date: 2013-08-14
Filing date: 2014-08-08
Publication date: 2015-02-19
Anticipated expiration: 2016-02-14
Also published as: DE102013013537B3

Abstract

The invention relates to an X-ray image reference marker, comprising a hollow sphere (2) made of material that partially absorbs X-rays and a freely movable sphere (3) of smaller diameter, which is located in the interior of the hollow sphere (2) and is made of material that partially or completely absorbs X-rays. In addition, the X-ray image reference marker has an adhesion element (4) for fastening the X-ray image reference marker (1) to the skin of the patient. Thus, penetration of the X-ray image reference marker (1) by X-rays during image capture is ensured in such a way that the direction of gravity can be visually detected on the produced X-ray image. By means of the method according to the invention, the tilt and inclination angles of the image plane, standing, sitting, or lying positions of the patient, and the dorsal or ventral orientation of the patient during image capture can be accurately determined from the projected images of the X-ray image marker and can be indicated.

Description

RÖNTGENBILDREFERENZMARKER MIT X-RAY REFERENCE MARKERS WITH

GRAVITATIONSRICHTUNGSANZEIGE UND COMPUTERIMPLEMENTIERTES VERFAHREN ZUR GENAUEREN LAGEBESTIMMUNG VON RÖNTGENBILDERN BEI DER AUFNAHME SOWIE AUSGABE DIESBEZÜGLICHER GRAVITATION DIRECTION INDICATOR AND COMPUTER IMPLEMENTED METHOD FOR THE DETAILED LOCATION DETERMINATION OF X-RAY IMAGES AT THE RECORDING AND EDITION THEREOF

PARAMETER PARAMETER

TECHNISCHES GEBIET TECHNICAL AREA

[0001] Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der Medizintechnik und der Informationstechnik und betrifft insbesondere einen Röntgenbildreferenzmarker mit Gravitationsrichtungsanzeige und ein computerimplementiertes Verfahren zur genaueren Lagebestimmung von Röntgenbildern bei der Aufnahme sowie die Ausgabe entsprechender Parameter. The present invention is in the field of medical technology and information technology and in particular relates to an X-ray image reference marker with gravity direction display and a computer-implemented method for more accurate position determination of X-ray images during recording and the output of corresponding parameters.

STAND DER TECHNIK STATE OF THE ART

[0002] Röntgenbildreferenzmarker der vorliegenden Art sind Gebilde bekannter Größe und Form aus Röntgenstrahl-vollabsorbierendem oder -teilabsorbierendem Material, die in den Strahlengang zwischen der Röntgenquelle und dem Detektor derart angeordnet werden, dass beim Durchleuchten des Körpergewebes der Marker ganz oder teilweise zusammen mit dem Körpergewebe auf den Detektor projiziert wird und auf dem dort entstehenden Röntgenbild visuell erkennbar ist. Durch einen visuellen Vergleich und/oder unterstützt durch eine bildverarbeitende Software kann dann die Größe abgebildeter, anderer interessierender Strukturen des Körpers abgeschätzt und/oder berechnet werden. Die Geometrie eines Rönt- genbildreferenzmarkers dient mithin als einfacher Vergleichsmaßstab. Aus Gründen der Messgenauigkeit sollten derartige Röntgenbildreferenzmarker daher möglichst nahe, am besten in der gleichen Ebene wie die interessierende Struktur angeordnet werden. X-ray image reference markers of the present type are structures of known size and shape of X-ray vollabsorbierendem or -absorbierendem material, which are arranged in the beam path between the X-ray source and the detector such that when scanning the body tissue of the marker wholly or partially together with the body tissue is projected onto the detector and visually recognizable on the resulting X-ray image. By visual comparison and / or supported by image processing software, the size of mapped, other structures of interest of the body can then be estimated and / or calculated. The geometry of an X-ray image reference marker thus serves as a simple benchmark. For reasons of measurement accuracy, such X-ray image reference markers should therefore be arranged as close as possible, preferably in the same plane as the structure of interest.

[0003] Röntgenbildreferenzmarker und Verfahren zur genauen Berechnung der Anatomie von Patienten oder Größenbestimmung einzelner Teilstrukturen im Röntgenbild sind aus dem Stand der Technik bereits vielfältig bekannt. Eine kugelförmige Ausgestaltung des abzubildenden Teils des Röntgenbildreferenzmarkers hat sich dabei als vorteilhafteste geometrische Ausführungsform erwiesen. [0004] Beispielsweise ist aus der US 2008/0273665 A1 ein derartiger Röntgenbild- referenzmarker bekannt. Er besteht aus einer Kugel bekannten Durchmessers aus Röntgenstrahl-undurchlässigem Material, vorzugsweise rostfreiem Stahl, die an einem flexiblen Arm aus Kunstsoff befestigt ist, an dessen anderem Ende sich eine Befestigungsvorrichtung in Form eines Klipps, eines Magnets, eines Saugnapfes oder einer magnetisierten Platte befindet, wodurch eine in allen Richtungen einstellbare, aber feststehende Positionierung erreicht wird. Der flexible Arm besteht dabei aus einer Reihe beweglich ineinandergreifender Segmente. X-ray image reference markers and methods for the accurate calculation of the anatomy of patients or size determination of individual partial structures in the X-ray image are already widely known from the prior art. A spherical configuration of the part of the X-ray image reference marker to be imaged has proven to be the most advantageous geometric embodiment. For example, such an X-ray reference marker is known from US 2008/0273665 A1. It consists of a ball of known diameter of X-ray impermeable material, preferably stainless steel, which is attached to a flexible arm made of plastic, at the other end of which there is a fastening device in the form of a clip, a magnet, a suction cup or a magnetized plate. whereby an adjustable in all directions, but fixed positioning is achieved. The flexible arm consists of a series of movable interlocking segments.

[0004] In der US 5,149,965 A ist ein Röntgenbild referenzmarker offenbart, wobei eine Kugel aus Stahl oder einem anderen Röntgenstrahl-undurchlässigen Material von einem Würfel aus Kunststoff oder einem anderen, vom Material der Kugel bzgl. seiner Röntgenstrahldurchlässigkeit unterschiedlichen Material ummantelt ist. Die Kugel kann dann mittels des Würfels positioniert und zusätzlich durch eine Laborklammer fixiert werden. Als Alternative hierzu wird in dieser Druckschrift u. a. eine Positionierungsvorrichtung für eine Röntgenstrahl-undurchlässige Kugel aufgezeigt, wobei die Kugel auf einem Arm verschiebbar angebracht ist, der an einem H-förmigen Ständer drehbar montiert ist. Auf diese Weise lässt sich die Kugel dreidimensional positionieren und fixieren. In US 5,149,965 A an X-ray reference marker is disclosed, wherein a ball of steel or other X-ray opaque material of a cube of plastic or other, from the material of the ball with respect. Its X-ray transmission different material is sheathed. The ball can then be positioned by means of the cube and additionally fixed by a laboratory clamp. As an alternative to this u. a. a positioning device for an X-ray opaque ball, wherein the ball is slidably mounted on an arm which is rotatably mounted on an H-shaped stand. In this way the ball can be positioned and fixed three-dimensionally.

[0005] Die US 6,459,772, B1 schlägt im Gegensatz zu den bereits oben genannten und bezüglich ihrer jeweiligen Fixierung recht aufwendigen mechanischen und nicht einfach zu säubernden Konstruktionen einen Röntgenbild referenzmarker vor, der eine einfachere Positionierung und Fixierung erlaubt. Hierzu befindet sich die wiederverwendbare Röntgenstrahl-undurchlässige Kugel, also der eigentliche Marker, reibschlüssig, jedoch austauschbar in einer Röntgenstrahl-durchlässigen kugeloberflächenabschnittsförmigen Aussparung einer Halterung oder einem vollständigem Gehäuse aus Kunststoff, die jeweils über eine ebenfalls entfernbare Befestigungsplatte mittels Kleber an einem zu durchleuchtenden Objekt leicht angebracht und entfernt werden können. Eine zusätzlich integrierte Dämpfungsplatte sorgt für eine klarere und schärfere Abbildung der Kugel auf dem Röntgenbild. The US 6,459,772, B1 proposes in contrast to the above-mentioned and with respect to their respective fixation quite complex mechanical and not easy to clean constructions an X-ray reference marker, which allows easier positioning and fixation. For this purpose, the reusable X-ray impermeable ball, so the actual marker, frictionally, but interchangeably in an X-ray permeable spherical surface portion recess of a holder or a complete plastic housing, each easily via a likewise removable mounting plate by means of adhesive to an object to be illuminated easily can be attached and removed. An additional integrated damping plate ensures a clearer and sharper image of the ball on the X-ray image.

[0006] Die bisher betrachteten Röntgenbildreferenzmarker gestatten zwar eine genaue Berechnung der Größe einer auf dem Röntgenbild abgebildeten Struktur, z. B. eines Organs, sie berücksichtigen aber nicht die Tatsache, dass die Lage und Form der abgebildeten Strukturen im menschlichen Körper auch von dessen Orientierung gegenüber der Schwerkraftrichtung abhängt. Da beispielsweise die Wirbelsäule beim Menschen einerseits einen beträchtlichen Teil des Körpergewichts trägt, die dazwischenliegenden Bandscheiben aber vergleichsweise weich sind, verändert sich auch die Lage der Wirbel und die Form der Bandscheiben signifikant, wenn der Mensch die Orientierung seiner Körperachse verändert. Zur hochgenauen computerunterstützten Vermessung von Körperteilen aus aufgenommenen Röntgenbildern und insbesondere zum geometrischen Vergleich gleicher Körperteile, die zur Röntgendiagnose auf verschiedenen Aufnahmen abgebildet wurden, ist es daher zwingend notwendig auch Daten zur Verfügung zu haben, die die Richtung der Schwerkraft in Bezug auf die Lage des Patienten zum Zeitpunkt der Aufnahmen der Röntgenbilder angeben und diese auf den Röntgenbildern selbst darzustellen. Although the previously considered X-ray image reference markers allow a precise calculation of the size of a structure shown on the X-ray image, z. As an organ, they do not take into account the fact that the situation and shape of the imaged structures in the human body also depends on its orientation relative to the direction of gravity. For example, since the human spine carries a considerable part of the body weight, but the intervertebral discs are comparatively soft, the position of the vertebrae and the shape of the intervertebral discs also change significantly when the human being changes the orientation of his body axis. For highly accurate computer-aided measurement of body parts from recorded X-ray images and in particular for geometrical comparison of the same body parts, which were imaged for X-ray diagnosis on different images, it is therefore imperative also to have data available, the direction of gravity with respect to the position of the patient specify the X-ray images at the time of taking pictures and display them on the X-ray images themselves.

[0007] Derartige Daten liefernde Anzeigemittel, die ebenfalls, wie die oben erwähnten Röntgenbildreferenzmarker in den Strahlengang zwischen einer Röntgenquelle und einem Detektor angeordnet werden, so dass sie beim Durchleuchten des Körpergewebes auf den Detektor projiziert werden und auf dem dort entstehenden Röntgenbild visuell die Gravitationsrichtung oder eine Richtung, aus der sich die Gravitationsrichtung ableiten lässt, erkennen lassen, sind bereits bekannt. Such data providing display means, which are also arranged as the above-mentioned X-ray image markers in the beam path between an X-ray source and a detector so that they are projected when the body tissue is illuminated on the detector and on the resulting X-ray image visually the gravitational direction or A direction from which the gravitational direction can be deduced is already known.

[0008] So ist aus der DE 0 2010 026 934 A1 ein Rahmen bekannt, an dessen oberer Quertraverse ein Schlitten verfahrbar angeordnet ist, an dem über einem dicken Bleidraht ein Senklot befestigt ist. Beim Betrieb des Röntgengeräts wird der Schlitten so an der oberen Quertraverse verfahren, dass der lotrecht herabhängende Bleidraht durch den interessierenden Bildausschnitt verläuft und somit der Röntgenstrahlung ausgesetzt ist. Der für die Röntgenstrahlung undurchlässige Bleidraht erscheint dann auf dem Röntgenbild als schmaler Streifen, der den Gra- vitationsrichtungsverlauf angibt. Neben dieser, auf dem Röntgenbild sichtbaren Anzeigemöglichkeit zeigt die DE 10 2010 026 934 A1 noch ein leichter zu positionierendes Haftelement auf, das in der Art eines Pflasters ausgebildet ist und einfach auf der Haut des Patienten, etwas seitlich versetzt von der interessierenden Gewebestruktur vorübergehend befestigt wird. An der dem Körper zugewandten Seite des Haftelements ist eine Klebstoffschicht aufgebracht, während sich auf der anderen Seite ein u-förmiges Rohr aus Glas oder einem anderen Röntgenstrahlung durchlässigen Material befindet. Das Rohr ist teilweise mit Quecksilber aufgefüllt, wodurch sich zwei Menisken bilden. Der verbleibende Raum ist mit Luft oder einem anderen Gas gefüllt. Da die beiden Schenkel des Rohrs zwei kommunizierende Röhren bilden, liegen die beiden Menisken stets auf gleicher Höhe und definieren somit eine Horizontale im Gravitationsfeld der Erde, aus der sich die senkrecht dazu verlaufende Gravitationsrichtung leicht ableiten lässt. Im Röntgenbild ist dann ein heller zweifach abgewinkelter Streifen, verursacht durch das für Röntgenstrahlen undurchlässige Quecksilber, sichtbar, aus dessen Enden die Lage der Horizontalen für den behandelnden Arzt direkt ablesbar ist. Neben dem Vorteil einer einfacheren Anbringung weist diese Referenzeinrichtung allerdings aufgrund des auf einem dünnen gewebeartigen Trägerelement angebrachten Röhrchens den Nachteil erhöhter Bruchgefahr auf, was eine Freisetzung des Quecksilbers und seiner gefährlichen (giftigen) Dämpfe beinhaltet. Thus, from DE 0 2010 026 934 A1 a frame is known, at the upper cross-beam, a carriage is arranged movable on which a plumb line a plumb bob is attached. During operation of the X-ray machine, the carriage is moved on the upper cross-beam so that the vertically hanging lead wire passes through the image section of interest and is thus exposed to X-radiation. The lead, which is impermeable to the X-radiation, then appears on the X-ray image as a narrow strip which indicates the direction of gravitational development. In addition to this display possibility, which can be seen on the X-ray image, DE 10 2010 026 934 A1 also shows an adhesive element which is easier to position and which is designed in the manner of a plaster and is simply temporarily fixed laterally on the patient's skin by the tissue structure of interest , At the body facing Side of the adhesive element is applied an adhesive layer, while on the other side is a U-shaped tube made of glass or other X-ray transmissive material. The tube is partially filled with mercury, forming two menisci. The remaining space is filled with air or another gas. Since the two legs of the tube form two communicating tubes, the two menisci are always at the same height and thus define a horizontal in the gravitational field of the earth, from which the perpendicular gravitational direction can be easily derived. In the X-ray image is then a bright double-angled strip caused by the impermeable to X-rays mercury, visible from the ends of the position of the horizontal for the attending physician is directly readable. In addition to the advantage of a simpler attachment, however, this reference device has the disadvantage of increased risk of breakage due to the mounted on a thin fabric-like support member tube, which includes a release of mercury and its dangerous (toxic) vapors.

[0009] Aus der US 4,058,733 ist ein Röntgenbildmarker zum sicheren Erkennen der Aufnahmeseite eines Röntgenbildes bekannt, der ebenfalls in den Strahlengang zwischen der Röntgenquelle und dem Detektor angeordnet wird und auf dem Röntgenbild eine Kennzeichnung in Form eines„L" oder„R" erscheinen lässt. Eine zusätzliche Positionsangabe auf dem Röntgenbild zeigt an, ob der Patient in horizontaler oder vertikaler Lage aufgenommen wurde bzw. die Röntgenaufnahme horizontal oder vertikal erfolgte. Hierzu befindet sich in einem geschlossenen Gehäuse eine frei bewegliche Kugel aus relativ Röntgenstrahl-undurchlässigem Material, beispielsweise aus Blei, oder ein Quecksilbertropfen. Das Gehäuse besitzt einen ringförmigen Grundkörper, der auf der einen Seite von einem trichterförmigen Deckel aus relativ Röntgenstrahl-durchlässigem Material, beispielsweise Aluminium, und auf der anderen Seite durch eine relativ Röntgenstrahl-durchlässige und optisch transparente Linse abgedeckt wird. Es ist leicht einsehbar, dass sich die Schwerkraft-abhängige Kugel am Rande des ringförmigen Grundkörpers befindet, wenn sich der Röntgenbildmarker in vertikaler Position befindet, und in der Mitte des trichterförmigen Deckels, wenn sich der Röntgenbildmarker in horizontaler Lage befindet. Die Position der beweglichen, Schwerkraft-abhängigen Kugel kann mithin als Markierung zur Unterscheidung beider Lagen dienen, was entsprechend zur visuellen Kennzeichnung der Lage des Patienten gegenüber der Schwerkraftrichtung auf dem Röntgenbild abgebildet wird. From US Pat. No. 4,058,733, an X-ray image marker for reliably detecting the receiving side of an X-ray image is known, which is likewise arranged in the beam path between the X-ray source and the detector and makes it appear on the X-ray image an identification in the form of an "L" or "R" , An additional position indication on the X-ray image indicates whether the patient was taken in a horizontal or vertical position or the radiograph was horizontal or vertical. For this purpose, in a closed housing, a freely movable ball of relatively X-ray-opaque material, such as lead, or a drop of mercury. The housing has an annular body which is covered on one side by a funnel-shaped lid of relatively X-ray transparent material, for example aluminum, and on the other side by a relatively X-ray transmissive and optically transparent lens. It can easily be seen that the gravity-dependent ball is at the edge of the annular base body when the X-ray image marker is in the vertical position, and in the center of the funnel-shaped lid when the X-ray image marker is in a horizontal position. The position of the mobile, gravity-dependent ball can therefore serve as a marker to distinguish between the two layers, which is mapped to the visual identification of the position of the patient with respect to the direction of gravity on the X-ray image.

[0010] Während die letztgenannten bekannten Röntgenbildreferehzmarker allein auf die Angabe der Lage des Patienten in Bezug zur Gravitationsrichtung gerichtet sind oder die Seitenlage des Röntgenbildes kennzeichnen, dienen die zuvor genannten, bekannten Röntgenbildreferenzmarker allein zum Größenvergleich bestimmter, auf dem Röntgenbild erkennbarer Strukturen, um deren Ausmaße zu bestimmen. Ein Röntgenbildreferenzmarker, der gleichzeitig beide Funktionen unter Vermeidung der den einzelnen bekannten Markern anhaftenden, oben genannten Nachteilen ermöglicht, ist bisher nicht bekannt. While the latter known Röntgenbildreferehzmarker are directed solely to the indication of the position of the patient in relation to the gravitational direction or characterize the lateral position of the X-ray image, the above-mentioned, known X-ray image reference markers are used solely for size comparison certain, recognizable on the X-ray image structures to their dimensions to determine. An X-ray image reference marker, which simultaneously allows both functions while avoiding the individual known markers adhering, above-mentioned disadvantages, is not known.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG SUMMARY OF THE INVENTION

[0011 ] Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Röntgenbildreferenzmarker mit Gravitationsrichtungsanzeige und ein zugehöriges computerimplementiertes Verfahren zur genaueren Lagebestimmung und Kennzeichnung von Röntgenbildern zu schaffen, die die Lage eines aufgenommenen Bildes gegenüber der Schwerkraftrichtung oder einer festgelegten Ebene auf dem Röntgenbild deutlich sichtbar machen, wobei der Röntgenbildreferenzmarker in vorteilhafterweise gleichzeitig auch zur Größenbestimmung interessierender Strukturen in Röntgenbildern nutzbar sein sollte. Zusätzlich soll der Röntgenstrahl-Fokus durch die verzehrte Abbildung der projizierten Kugel durch das computerimplementierte Verfahren rekonstruiert werden. It is therefore an object of the invention to provide an X-ray image marker with Gravitationsrichtungsanzeige and an associated computer-implemented method for more accurate position determination and identification of X-ray images that make the position of a recorded image with respect to the direction of gravity or a fixed plane on the X-ray clearly visible, wherein the X-ray image reference marker should advantageously be usable simultaneously in X-ray images for determining the size of structures of interest. In addition, the X-ray focus is to be reconstructed by the consumed image of the projected sphere by the computer-implemented method.

[0012] Diese Aufgabe wird sowohl durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale eines Röntgenbildreferenzmarkers mit Gravitationsrichtungsanzeige als auch durch die im Patentanspruch 8 angegebenen Schritte eines computerimplementierten Verfahrens zur genaueren Lagebestimmung von Röntgenbildern bei der Aufnahme sowie Ausgabe diesbezüglicher Parameter gelöst. This object is achieved both by the features listed in claim 1 of an X-ray image marker with Gravitationsrichtungsanzeige and by the specified in claim 8 steps of a computer-implemented method for more accurate orientation of X-ray images in the recording and output related parameters.

[0013] Die mit dem Gegenstand des Patentanspruchs 1 erreichten Vorteile liegen insbesondere in einem aus wenig Teilen bestehenden, im Wesentlichen wiederverwendbaren Aufbau sowie einer einfachen Befestigungsmöglichkeit. Neben einer genaueren Gravitationsrichtungsanzeige, die erstmals auch gradzahlenmäßi- ge Angaben der Abweichungen der Bildaufzeichnungslage in zwei orthogonalen Ebenen gegenüber dem Gravitationsvektor oder einer Horizontal- oder Vertikalebene mittels eines computerimplementierten Verfahrens erlaubt, sind diese Abweichungen (Neigungs- und Kippwinkel) auch ohne eine zusätzliche Nachbearbeitung bereits auf dem Röntgenbild für den Arzt direkt ersichtlich, allerdings teilweise nur größenmäßig abschätzbar. Aufgrund der bekannten Größe der äußeren Kugelform sind zudem die bereits bekannten und erprobten Berechnungsverfahren zur Bestimmung der realen Größe einer auf dem Röntgenbild dargestellten Struktur, die sich in vorteilhafterweise auf einen kugelförmigen Röntgenreferenzmarker stützen, weiterhin verwendbar. The advantages achieved with the subject of claim 1 lie in particular in a few parts existing, essentially reusable structure and a simple mounting option. In addition to a more precise direction of gravity, which for the first time also ge indications of deviations of the image recording position in two orthogonal planes relative to the gravitational vector or a horizontal or vertical plane by means of a computer-implemented method allowed, these deviations (inclination and tilt angle) without additional post-processing already on the X-ray image for the doctor directly apparent, however sometimes only in terms of size estimable. Due to the known size of the outer spherical shape, the already known and proven calculation methods for determining the real size of a structure shown on the X-ray image, which are advantageously based on a spherical X-ray reference marker, can furthermore be used.

[0014] Bei der bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung nach Patentanspruch 2 durch einfaches Verkleben zweier Halbkugelschalen der Hohlkugel ergibt sich nicht nur ein vereinfachter Herstellungsprozess gegenüber einer Schraub- oder bajonettartigen Verbindung der zwei Halbkugelschalen, sondern auch eine Verminderung ungewollter Abschattungen der Röntgenstrahlen an den Verbindungsflächen, die sich auf dem Röntgenbild störend bemerkbar machen können. In the preferred embodiment of the invention according to claim 2 by simply bonding two hemispherical shells of the hollow ball results not only a simplified manufacturing process over a screw or bayonet connection of the two hemispherical shells, but also a reduction of unwanted shadowing of the X-rays at the connecting surfaces, the can be distracting on the X-ray image.

[0015] Die Ausführungsform der Erfindung nach Patentanspruch 3 mittels eines 3- D-Printverfahrens erlaubt eine Produktion des Röntgenbildreferenzmarkers mit vorteilhafter, reduzierter Anzahl von Einzelteilen. The embodiment of the invention according to claim 3 by means of a 3-D printing method allows production of the X-ray image reference marker with an advantageous, reduced number of items.

[00 6] Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 4 angegeben. Die Weiterbildung noch Patentanspruch 4 ermöglicht eine zusätzliche Unterscheidung zwischen einer Steh- und einer Sitzposition des Patienten. Dieser zusätzlichen Kennzeichnung kommt insbesondere bei Untersuchungen der Wirbelsäule große Bedeutung zu. A particularly advantageous embodiment of the invention is specified in claim 4. The development still claim 4 allows an additional distinction between a standing and a sitting position of the patient. This additional labeling is particularly important in investigations of the spine of great importance.

[0017] Eine aus der Außenfläche der Hohlkugel hervorstehende Ausgestaltung der manuell ausrichtbaren Markierung nach Patentanspruch 5 birgt den Vorteil, dass eine Steh- oder Sitzposition bei der Auswertung des Durchstrahlungsbildes klar ersichtlich ist, da die Umrisse der Kugel auf dem Röntgenbild deutlich erkennbar sind. A protruding from the outer surface of the hollow ball configuration of the manually alignable marker according to claim 5 has the advantage that a standing or sitting position in the evaluation of the radiographic image is clearly visible, since the outlines of the ball on the X-ray image are clearly visible.

[0018] Ausgestaltungen des Haftelements als röntgentransparentes Befestigungselement oder Pflaster, wie sie in den Patentansprüchen 6 oder 7 beansprucht wer- den, haben als Einwegteil den Vorteil, dass sie die antibakteriellen Eigenschaften des Röntgenbildreferenzmarkers erhöhen und einfache Halterungen darstellen. [0018] Embodiments of the Adhesive Element as an X-ray-Transparent Fastening Element or Plaster, as Claimed in Patent Claims 6 or 7 have the advantage that they increase the antibacterial properties of the X-ray image reference marker and represent simple mounts.

[0019] Das mit Patentanspruch 8 beanspruchte Verfahren bietet in vorteilhafter Weise die Möglichkeit einer computerunterstützten, genaueren Auswertung der Lage von Röntgenbildern durch zusätzliche Kipp- und Neigungswinkelangaben gegenüber der Schwerkraftrichtung oder einer ausgewählten Bezugsebene und die Rekonstruktion des Röntgenfokus durch Auswertung der Abbildungsverzerrung bei deren Aufnahmen sowie die Bereitstellung der ermittelten Parameter an Displays und weiterführende Bildauswertungsprogramme, wobei die Kenndaten zur Unterscheidung einer liegenden, sitzenden oder stehenden Position des Patienten bei der Aufnahme auch in Form von Piktogrammen ausgegeben werden können. The method claimed in claim 8 advantageously offers the possibility of a computer-aided, more accurate evaluation of the location of X-ray images by additional tilt and tilt angles relative to the direction of gravity or a selected reference plane and the reconstruction of the X-ray focus by evaluating the aberration in the images and the provision of the determined parameters to displays and further image evaluation programs, wherein the characteristic data for distinguishing a lying, sitting or standing position of the patient during recording can also be output in the form of pictograms.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0020] Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibungen von Ausführungsbeispielen anhand der dargestellten Figuren 1 bis 5. Dabei zeigen: Further features and advantages of the invention will become apparent from the following descriptions of exemplary embodiments with reference to the illustrated figures 1 to 5. In the show:

[0021] Fig.1 den prinzipiellen Grundaufbau des Röntgenbildreferenzmarkers ohne Haftelement im Querschnitt; [0021] FIG. 1 shows the basic basic structure of the X-ray image reference marker without adhesive element in cross section;

[0022] Fig.2 eine perspektivische Darstellung eines Röntgenbildreferenzmarkers nach der Erfindung mit einem röntgentransparenten Befestigungselement als Haftelement; A perspective view of an X-ray image marker according to the invention with an X-ray transparent fastening element as an adhesive element;

[0023] Fig. 3 einen Querschnitt (a) und eine Draufsicht (b) eines Röntgenbildreferenzmarkers nach der Erfindung mit einem Pflaster als Haftelement; Fig. 3 shows a cross section (a) and a plan view (b) of an X-ray image marker according to the invention with a plaster as an adhesive element;

[0024] Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Anordnung zur Aufnahme eines Röntgenbildes mit einer Abbildung des erfindungsgemäßen Röntgenbildreferenzmarkers; 4 shows a schematic representation of an arrangement for recording an X-ray image with an image of the X-ray image reference marker according to the invention;

[0025] Fig. 4a beispielhafte Abbildungen des Röntgenbildreferenzmarkers auf FIG. 4a shows exemplary images of the X-ray image reference marker. FIG

Röntgenbildern bei verschiedenen Aufnahmepositionen; [0026] Fig. 5 ein Flussdiagramm des computerimplementierten Verfahrens nach der Erfindung zur genaueren Lagebestimmung von Röntgenbildern bei der Aufnahme sowie Ausgabe diesbezüglicher Parameter. X-ray images at different recording positions; Fig. 5 is a flow chart of the computer-implemented method of the invention for more accurate location determination of x-ray images in acquisition and output of related parameters.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS

[0027] Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Grundaufbau des erfindungsgemäßen Rönt- genbildreferenzmarkers (1) ohne ein zur Befestigung dienendes Haftelement (4) im Querschnitt, d.h., alle wesentlichen Bauteile, die bei Durchdringung mit Röntgenstrahlen auf dem Röntgenbild eine Abbildung ergeben (s. Fig. 4a), die die Abweichungen der Abbildungsebene (Bildebene) gegenüber der Gravitationsrichtung in zwei orthogonalen Ebenen und zusätzlich eine stehende oder sitzende Aufnahmeposition erkennen lassen. 1 shows the basic basic structure of the X-ray image marker according to the invention (1) without an adhesive element (4) serving for fastening in cross-section, ie all essential components which show an image on X-ray when penetrating X-rays (see FIG. Fig. 4a), which can detect the deviations of the image plane (image plane) relative to the gravitational direction in two orthogonal planes and additionally a standing or sitting receiving position.

[0028] Hierzu besteht der Röntgenbildreferenzmarker (1) nach der Erfindung aus einer Hohlkugel (2) aus Röntgenstrahl-teilabsorbierendem Material und einer im Inneren der Hohlkugel (2) befindlichen, frei beweglichen Kugel (3) kleineren Durchmessers aus Röntgenstrahl-teilabsorbierendem oder - vollabsorbierendem Material. For this purpose, the X-ray image reference marker (1) according to the invention consists of a hollow sphere (2) of X-ray partially absorbing material and one inside the hollow sphere (2) located, freely movable ball (3) of smaller diameter of X-ray partially Absorbent or - vollabsorbierendem Material.

[0029] In Fig. 1 ist dargestellt, dass die Hohlkugel (2) aus zwei miteinander verklebten Halbkugelschalen (2a, 2b) besteht, in die beim Produktionsprozess die frei bewegliche Kugel (3) eingelegt wird. In vorteilhafter Weise können die Kugel (3) und die Hohlkugel (2) aber auch mittels des bekannten 3-D-Printverfahrens einstückig und in einem Arbeitsgang hergestellt werden, wobei produktionsbedingte Verbindungsstege zwischen ihnen als Sollbruchstellen (dünne Brücken) ausgelegt sind, die abschließend durch einfaches Rütteln durchtrennt werden, so dass die Kugel (3) frei beweglich ist. In Fig. 1 it is shown that the hollow sphere (2) consists of two mutually bonded hemispherical shells (2 a, 2 b), in which the freely movable ball (3) is inserted during the production process. Advantageously, the ball (3) and the hollow ball (2) but also by means of the known 3-D printing process in one piece and produced in one operation, with production-related connecting webs between them as predetermined breaking points (thin bridges) are designed, the final by simple shaking be cut so that the ball (3) is free to move.

[0030] Es ist leicht einzusehen, dass sich die im Inneren der Hohlkugel (2) befindliche frei bewegliche Kugel (3) im Ruhezustand aufgrund der auf sie einwirkenden Schwerkraft stets an der tiefsten, d.h., der am nächsten zur Erde befindlichen Stelle innerhalb der Hohlkugel befindet. Durch eine gedachte Verbindunglinie vom Mittelpunkt der Hohlkugel (2) zum Mittelpunkt der beweglichen Kugel (3) kann somit ein Vektor definiert werden, der stets in Richtung der Gravitationskraft zeigt und dessen Betrag dem maximalem Abstand der Mittelpunkte der Kugeln (2, 3) entspricht. Die zweikugelige Abbildung kann mithin auf Röntgenbildern als einfache Gravitationsrichtungsanzeige zur Kennzeichnung der Lage einer Röntgenbild- aufnahme gegenüber der Schwerkraftrichtung genutzt werden. It is easy to see that in the interior of the hollow sphere (2) located freely movable ball (3) at rest due to the force acting on them gravity always at the deepest, that is, the closest to the ground location within the hollow sphere located. An imaginary connecting line from the center of the hollow sphere (2) to the center of the movable sphere (3) can thus be used to define a vector which always points in the direction of the gravitational force and whose magnitude corresponds to the maximum distance between the centers of the spheres (2, 3). equivalent. The two-spherical image can therefore be used on x-ray images as a simple gravitational direction display to identify the position of an x-ray image with respect to the direction of gravity.

[0031] Die Verwendung von Kugeln beim erfindungsgemäßen Röntgenbildrefe- renzmarker (1) hat den Vorteil, dass ihre Relativpositionen, insbesondere der Abstand ihrer Mittelpunkte zueinander, bei der Auswertung des Durchstrahlungsbildes mit hoher Präzision ermittelt werden können. Bei beispielsweiser Befestigung des Röntgenbildreferenzmarkers (1) nach Fig. 1 an einer um zwei Achsen drehbaren Abbildungsebene und einer senkrecht dazu und darüber angeordneten, fest mit der Abbildungsebene verbundenen Röntgenquelle (Fig. 4), lassen sich aus der Länge und der Richtung der Verbindunglinie vom Mittelpunkt der auf die Abbildungsebene projizierten Hohlkugel (2) zum Mittelpunkt der auf die Abbildungsebene projizierten beweglichen Kugel (3), die dem auf die Abbildungsebene projizierten Gravitationsvektor entspricht, die Neigungs- und Kippwinkel der Abbildungsebene, die diese gegenüber der Gravitationsrichtung einnimmt, entnehmen bzw. deren Lage exakt berechnen, wie es beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Angabe genauerer Kenndaten (Parameterangaben) ausgenutzt wird. Ermöglicht wird dies durch die senkrecht zur Abbildungsebene verlaufende Projektion des Gravitationsvektors, die sich nach Richtung und Betrag proportional zu den Abweichungen verhält. Dabei kann die Orthogonalität aller Röntgenstrahlen gegenüber der Abbildungsebene im Bereich der Hohlkugel (2) aufgrund ihres geringen Durchmessers und der Nähe zum Senkrechtstrahl, der bei der in Fig. 4 gezeigten Anordnung mit dem Mittelstrahl (M) zusammenfällt, angenommen werden. The use of spheres in the X-ray image markers (1) according to the invention has the advantage that their relative positions, in particular the distance between their center points, can be determined with high precision in the evaluation of the radiographic image. In an exemplary mounting of the X-ray image reference marker (1) according to FIG. 1 on an imaging plane rotatable about two axes and an X-ray source (FIG. 4) fixed perpendicularly thereto and above it, the length and the direction of the connecting line of FIG Center point of the projected to the image plane hollow sphere (2) to the center of the projected onto the imaging plane movable ball (3) corresponding to the projected onto the image plane of gravity vector, the tilt and tilt angles of the imaging plane that occupies this relative to the gravitational direction, respectively calculate their position exactly how it is used in the inventive method for indicating more accurate characteristics (parameter information). This is made possible by the projection of the gravitational vector perpendicular to the plane of the image, which is proportional to the deviations in direction and magnitude. In this case, the orthogonality of all X-rays with respect to the imaging plane in the region of the hollow sphere (2) due to their small diameter and the proximity to the perpendicular beam, which coincides in the arrangement shown in Fig. 4 with the center beam (M) can be assumed.

[0032] Weiterhin lässt der in Fig. 1 im Querschnitt dargestellte Grundaufbau des Röntgenbildreferenzmarkers (1 ) eine aus der Außenfläche der Hohlkugel (2) hervorstehende Struktur erkennen, die als manuell ausrichtbare Markierung (5) zur Unterscheidung einer Steh- oder Sitzposition eines Patienten dient. Da der Umriss der Hohlkugel (2) mit der Markierung (5) auf dem Röntgenbild (11) deutlich abgebildet wird, kann eine entsprechende Positionierung bei der Befestigung des Röntgenbildreferenzmarkers (1) im Haftelement (4) zur Differenzierung ausgewählt werden. [0033] Fig. 2 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform des Röntgenbildreferenzmarkers (1) nach der Erfindung mit einem röntgentransparen- ten Befestigungselement (8) als Haftelement (4). Während auf der einen Grundfläche des röntgentransparenten Befestigungselements (8) ein doppelseitiges Klebeband (10) zur Befestigung auf der Haut des zu röntgenden Patienten (14) angeordnet ist, befindet sich auf der entgegengesetzten Grundfläche des röntgentransparenten Befestigungselements (8) in dessen Oberfläche eine kugeloberflächen- abschnittsförmige Aussparung (9) zur teilweisen Aufnahme der Hohlkugel (2) mit der darin befindlichen beweglichen Kugel (3), wie aus dem dargestellten Ausbruch in der Hohlkugel (2) in Figur 2 erkennbar. Die Aussparung (9) kann als reibschlüssige Aufnahme zur leichten Auswechslung der Hohlkugel (2) ausgebildet sein oder die Hohlkugel (2) in der Aussparung mit dem röntgentransparenten Befestigungselement (8) verklebt sein. Das Befestigungselement (8) hat, wie in Fig. 2 dargestellt, vorzugsweise eine quaderförmige Form mit rechteckigen Grundflächen und abgerundeten Ecken; es kann aber auch beliebige Grundflächen aufweisen, wobei nur darauf zu achten ist, dass die gewählte Tiefe der Aussparung (9) zur Halterung der Hohlkugel (2) ausreicht. Ferner zeigt Fig. 2 die manuell einstellbare Markierung (5) auf der Außenfläche der Hohlkugel (2) zur Kennzeichnung einer Stehoder Sitzposition eines Patienten bei der Röntgenaufnahme, die hier eine Stehposition kennzeichnen soll. Furthermore, the basic structure of the X-ray image marker (1) shown in cross-section in FIG. 1 shows a protruding structure from the outer surface of the hollow sphere (2) serving as a manually alignable marker (5) for distinguishing a standing or sitting position of a patient , Since the outline of the hollow sphere (2) with the marking (5) is clearly displayed on the X-ray image (11), a corresponding positioning can be selected during the attachment of the X-ray image reference marker (1) in the adhesive element (4) for differentiation. 2 shows a perspective view of an embodiment of the X-ray image reference marker (1) according to the invention with a X-ray-transparent fastening element (8) as adhesive element (4). While a double-sided adhesive tape (10) for attachment to the skin of the patient to be X-rayed (14) is disposed on the one base of the X-ray transparent attachment element (8), a spherical surface is located on the opposite base surface of the X-ray transparent attachment element (8). Section-shaped recess (9) for partially receiving the hollow ball (2) with the therein movable ball (3), as shown in the hollow outbreak (2) in Figure 2 seen from the outbreak. The recess (9) can be configured as a frictional receptacle for easy replacement of the hollow sphere (2) or the hollow sphere (2) can be glued in the recess with the X-ray-transparent fastening element (8). The fastening element (8), as shown in Figure 2, preferably a rectangular shape with rectangular bases and rounded corners. but it can also have any base surfaces, it being only necessary to ensure that the selected depth of the recess (9) for holding the hollow ball (2) is sufficient. Further, Fig. 2 shows the manually adjustable marker (5) on the outer surface of the hollow ball (2) for identifying a standing or sitting position of a patient in the X-ray, which is to mark a standing position here.

[0034] Fig. 3 zeigt einen Querschnitt (a) und eine Draufsicht (b) einer anderen Ausführung eines Röntgenbildreferenzmarkers (1) nach der Erfindung mit einem Pflaster (6) als Haftelement (4). Dieses bildet grundsätzlich eine Einstecktasche (7), bestehend aus zwei übereinander klappbare und aneinander haftbare Laschen (A, B) und einem Bodenteil (C), zur Aufnahme der Hohlkugel (2) mit der darin befindlichen beweglichen Kugel (3). An der der Einstecktasche (7) gegenüberliegenden Seite des Bodenteils (C) befindet sich die Klebeschicht (12) des Pflasters (6), die zur Befestigung auf der Haut des zu röntgenden Patienten (14) dient. Die Lasche (A) weist darüber hinaus einen Ausschnitt (13) auf, in dem die Markierung (5) zur Kennzeichnung einer stehenden Position platziert werden kann. Das Pflaster (6) kann auch aus einem steifen, elastischen oder haftenden Material bestehen, so dass die übereinander gelegten Laschen ihre Form behalten und die Hohlkugel (2) in der Einstecktasche (7) gehalten wird, wie es in Figur 3 dargestellt ist. Fig. 3 shows a cross section (a) and a plan view (b) of another embodiment of an X-ray image reference marker (1) according to the invention with a plaster (6) as an adhesive element (4). This basically forms an insertion pocket (7) consisting of two latches (A, B) which can be folded over one another and are adhered to one another and a bottom part (C) for receiving the hollow sphere (2) with the movable ball (3) located therein. On the side opposite the insertion pocket (7) of the bottom part (C) is the adhesive layer (12) of the plaster (6), which serves for attachment to the skin of the patient to be X-rayed (14). The tab (A) also has a cutout (13) in which the marker (5) can be placed to identify a standing position. The patch (6) may also consist of a stiff, elastic or adhesive material, so that the superimposed tabs retain their shape and the hollow ball (2) is held in the insertion pocket (7), as shown in FIG.

[0035] Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Anordnung zur Aufnahme eines Röntgenbildes mit einer Abbildung des erfindungsgemäßen Röntgenbildre- ferenzmarkers (1). Über einer um zwei Achsen schwenkbaren Einrichtung (15), die in Fig. 4 im Querschnitt als Liege dargestellt ist, mit einer planparallelen Rönt- gendetektorplatte (16) zur Aufnahme des Röntgenbildes, die somit gleichzeitig die Abbildungsebene, im Weiteren auch Bildebene genannt, definiert, befindet sich eine damit fest verbundene Röntgenquelle ( 1), deren Mittelstrahl (M) mit den Drehachsen der schwenkbaren Einrichtung (15) stets ein orthogonales System bildet, so dass er mit dem Senkrechtstrahl (S) der Röntgenquelle (11) zusammenfällt. Der zu durchleuchtende Patient (14) befindet sich mit dem stets auf dem Rücken angebrachten Röntgenbildreferenzmarker (1) an oder auf der schwenkbaren Einrichtung (15) zwischen der Röntgenquelle (11) und Detektorplatte (16). Bei einer Neigungs- (N) und/oder Kippbewegung (K) der schwenkbaren Einrichtung (15), also der Bildungsebene, rollt die innere bewegliche Kugel (3) aufgrund der auf sie einwirkenden Schwerkraft in eine entsprechende Richtung innerhalb der Hohlkugel (2), so dass nach Stillstand der Bewegung aus deren beider Projektionen auf die Abbildungsebene, bzw. auf das Röntgenbild, die zweiachsigen Abweichungen des Röntgenbildes gegenüber der Schwerkraftrichtung aufgrund ihrer relativen Lage zueinander ersichtlich sind. Zur Verdeutlichung des Gesagten sind in Fig. 4a verschiedene Abbildungen des Röntgenbildreferenzmarkers (1) auf Röntgenbildern dargestellt. 4 shows a schematic representation of an arrangement for recording an X-ray image with an image of the X-ray image reference marker (1) according to the invention. About a pivotable about two axes means (15), which is shown in Fig. 4 in cross-section as a couch, with a plane-parallel X-ray detector plate (16) for receiving the X-ray image, which thus simultaneously called the imaging plane, hereinafter also called the image plane , there is an X-ray source (1) fixedly connected thereto, the central beam (M) of which always forms an orthogonal system with the axes of rotation of the pivoting device (15) so that it coincides with the perpendicular beam (S) of the X-ray source (11). The patient (14) to be screened is located with the X-ray image reference marker (1), which is always mounted on the back, on or on the pivotable device (15) between the X-ray source (11) and the detector plate (16). In an inclination (N) and / or tilting movement (K) of the pivotable device (15), ie the formation plane, the inner movable ball (3) rolls due to the gravity acting on it in a corresponding direction within the hollow sphere (2), so that after stopping the movement from their two projections on the imaging plane, or on the X-ray image, the biaxial deviations of the X-ray image relative to the direction of gravity due to their relative position to each other are visible. To clarify what has been said, various images of the X-ray image reference marker (1) on x-ray images are shown in FIG. 4a.

[0035] Fig. 4a zeigt beispielhafte Abbildungen a) bis d) des Röntgenbildreferenzmarkers (1) auf Röntgenbildern, die verschiedene Aufnahmepositionen (Bildaufzeichnungslagen) des Röntgenbilds kennzeichnen. Dabei ist anzumerken, dass es sich um vereinfachte Darstellungen handelt, die aber das Wesentliche, d.h., die relative Lage der Kugeln (2, 3) zueinander klar erkennen lassen. Auf dem realen Röntgenbild erscheint die Hohlkugel (2) als eine Art Ring mit nach innen abnehmender Abschattung, da der Röntgenstrahl am äußeren Rand der Kugelschale mehr Material durchdringen muss, und die innere, frei bewegliche Kugel (3) darin als hellere, kreisförmige Scheibe. Beide sind hier nur als Kreise dargestellt. Zu beachten ist auch, dass außerhalb des Röntgenfokus der Ring und die Scheibe leicht ellipsoidisch projiziert dargestellt werden. Bei Ausstattung des Röntgenbild- referenzmarkers (1) mit der erfindungsgemäßen Markierung (5) auf der Außenfläche der Hohlkugel (2) zur Kennzeichnung einer Steh- oder Sitzposition ist diese auf dem Umriss der Hohlkugel (2) als gesonderte Struktur deutlich erkennbar. Fig. 4a shows exemplary images a) to d) of the X-ray image reference marker (1) on X-ray images which identify different acquisition positions (image recording positions) of the X-ray image. It should be noted that these are simplified representations, but the essential, ie, the relative position of the balls (2, 3) to each other clearly recognize. On the real X-ray image, the hollow sphere (2) appears as a kind of ring with inwardly decreasing shading, since the X-ray beam at the outer edge of the ball shell must penetrate more material, and the inner, freely movable ball (3) therein as a lighter, circular disc. Both are shown here only as circles. To note also that outside of the x-ray focus the ring and disc are projected to be slightly ellipsoidal. When the X-ray image reference marker (1) is equipped with the marking (5) according to the invention on the outer surface of the hollow sphere (2) for marking a standing or sitting position, this is clearly recognizable on the outline of the hollow sphere (2) as a separate structure.

[0036] Zur interpretierenden Beschreibung der Abbildungen a) bis d) in Fig. 4a wird hier die aus Fig. 4 ersichtliche Horizontalebene als Bezugsebene benutzt und ebenfalls auf die aus Fig. 4 ersichtlichen Kipp- und Neigungsdefinitionen zurückgegriffen. For the interpretive description of the figures a) to d) in Fig. 4a, the horizontal plane shown in Fig. 4 is used here as a reference plane and also recourse to the tilt and tilt definitions shown in Fig. 4.

[0037] Abbildung a) kennzeichnet eine gegenüber der Horizontalebene um 90° gegen den Uhrzeigersinn gekippte und um 0° geneigte Bildaufzeichnungsebene. Der Gravitationsvektor liegt in der Bildebene mit Richtung vom Mittelpunkt der Hohlkugel (3) zum Mittelpunkt der beweglichen Kugel (2). Die Markierung (5) zeigt zum oberen Röntgenbildrand zur Angabe einer stehenden Position des Patienten (14) bei der Aufnahme. Figure a) indicates a relation to the horizontal plane tilted by 90 ° counterclockwise and tilted by 0 ° image recording plane. The gravitational vector lies in the image plane with direction from the center of the hollow sphere (3) to the center of the movable sphere (2). The marker (5) points to the upper edge of the x-ray image to indicate a standing position of the patient (14) during the recording.

[0038] Abbildung b) kennzeichnet eine gegenüber der Horizontalebene um 45° gegen den Uhrzeigersinn gekippte und geneigte Bildaufzeichnungsebene. Der Gravitationsvektor steht mit einem 45° Kipp- und Neigungswinkel, jeweils gegen den Uhrzeigersinn gesehen, auf der Abbildungsebene. Figure b) indicates a tilted and inclined with respect to the horizontal plane by 45 ° counterclockwise image recording plane. The gravitational vector is at a 45 ° tilt and tilt angle, each counterclockwise, on the image plane.

[0039] Abbildung c) kennzeichnet eine in der Horizontalebene liegende Bildaufzeichnungsebene (Kipp- und Neigungswinkel = 0°). Der Gravitationsvektor steht senkrecht auf der Abbildungsebene. Figure c) indicates an image recording plane lying in the horizontal plane (tilt angle and inclination angle = 0 °). The gravitational vector is perpendicular to the image plane.

[0040] Abbildung d) kennzeichnet eine gegenüber der Horizontalebene um 90° gegen den Uhrzeigersinn gekippte und um 0° geneigte Bildaufzeichnungsebene. Der Gravitationsvektor liegt in der Bildebene mit Richtung vom Mittelpunkt der Hohlkugel (3) zum Mittelpunkt der beweglichen Kugel (2). Die Markierung (5) zeigt zum seitlichen Röntgenbildrand zur Angabe einer sitzenden Position des Patienten (14) bei der Aufnahme. Figure d) indicates a relation to the horizontal plane tilted by 90 ° counterclockwise and tilted by 0 ° image recording plane. The gravitational vector lies in the image plane with direction from the center of the hollow sphere (3) to the center of the movable sphere (2). The marker (5) points to the lateral X-ray image edge for indicating a sitting position of the patient (14) during the recording.

[0041] Fig. 5 zeigt ein Flussdiagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen computerimplementierten Verfahrens zur genaueren Lagebestimmung von Rönt- genbildern bei deren Aufnahme sowie zur Ausgabe diesbezüglicher Parameter. Dabei wird im Schritt A ein digitalisiertes Röntgenbild mit einer durch einen Rönt- genbildreferenzmarker (1) nach den vorliegenden Patentansprüchen 1 bis 7 erzeugten, sichtbaren Abbildung in den Computer eingegeben. 5 shows a flowchart for explaining the computer-implemented method according to the invention for determining the position of X-ray images more precisely. genbildern when recording them as well as for the output of related parameters. In step A, a digitized X-ray image with a visible image generated by an X-ray image reference marker (1) according to the present claims 1 to 7 is input into the computer.

[0042] In Schritt B findet eine optionale Bildverbesserung durch bekannte Bildbe- arbeitungsverfahren zur Kontrasterhöhung (Korrektur von Härte, Gamma, Gradation,...), zur Erhöhung der Bildschärfe (Unscharf Maskierung) sowie zur Verbesserung der Konturenerkennung (Sobel-Operator, Scharr-Operator, Snake- Algorithmen) und die Bestimmung der Lage des Röntgenfokus statt. In step B, an optional image enhancement is achieved by known image processing methods to increase the contrast (correction of hardness, gamma, gradation,...), To increase the image sharpness (unsharp masking) and to improve contour recognition (Sobel operator, Scharr Operator, snake algorithms) and determining the location of the x-ray focus.

[0043] In Schritt C werden die Position und der Radius der im Röntgenbild vorhandenen Kugeln (2, 3) ermittelt, die im Schritt D zur Ermittlung der Gravitations- richtung durch Berechnung eines Vektors aus der relativen Lage der Hohlkugel (2) zur beweglichen Kugel (3) benötigt werden. In step C, the position and the radius of the balls (2, 3) present in the X-ray image are determined, which in step D for determining the direction of gravity by calculating a vector from the relative position of the hollow ball (2) to the movable ball (3) are needed.

[0044] Die im Weiteren in Schritt D durchgeführte Positions-Klassifizierung bezieht sich auf die Berechnung des Kipp- und Neigungswinkels der Bildebene bei der Aufnahme, die Erkennung einer liegenden Position des Patienten (14) bei der Aufnahme, die Erkennung einer dorsalen oder ventralen Ausrichtung des Patienten (14) im Röntgenbild durch die vorgegebene Seitenzuordnung des Röntgen- bildmarkers (1) (immer auf dem Rücken) zur Bildmitte und die Erkennung einer Steh- oder Sitzposition anhand der Lage der Markierung (5). Zusätzlich beinhaltet Schritt D die Generierung einer Warnung bezüglich der Verwendbarkeit der Aufnahme entsprechend dem medizinischen Zweck der Aufnahme, die gegebenenfalls ausgegeben werden kann. Dadurch kann zum Beispiel das Auswerten von liegende Aufnahmen beim Auswerten von stehenden Patienten vermieden werden. The position classification performed in step D below relates to the calculation of the tilt and tilt angle of the image plane during the recording, the detection of a lying position of the patient (14) during the recording, the detection of a dorsal or ventral orientation of the patient (14) in the X-ray image by the predetermined page assignment of the X-ray image marker (1) (always on the back) to the center of the image and the detection of a standing or sitting position based on the position of the marker (5). In addition, step D involves the generation of a warning regarding the usability of the recording in accordance with the medical purpose of the recording, which may optionally be output. As a result, for example, the evaluation of lying images when evaluating standing patients can be avoided.

[0045] Schritt E beinhaltet die Ausgaben der ermittelten Parameter für ein Röntgenbild, wie Kipp- und Neigungswinkel der Bildebene, liegende, sitzende oder stehende Position sowie ventrale oder dorsale Ausrichtung des Patienten bei der Aufnahme, Radien und Positionen der Hohlkugel und der inneren Kugel sowie die Lage des Röntgenfokus, wobei Letztere insbesondere für weiterführende Bildauswerteprogramme benutzt werden können. So lässt sich beispielsweise aus einem - - Step E includes the outputs of the determined parameters for an X-ray image, such as tilting and inclination angles of the image plane, lying, sitting or standing position and ventral or dorsal orientation of the patient in the recording, radii and positions of the hollow sphere and the inner sphere as well the location of the X-ray focus, the latter can be used in particular for further image evaluation programs. So can be for example from a - -

Vergleich des Radius der Hohlkugel (2) auf dem Röntgenbild mit dem realen bekannten Radius der Hohlkugel (2) die reale Größe einer auf dem Röntgenbild dargestellten Struktur der gleichen Aufnahmeebene exakt berechnen. Comparison of the radius of the hollow sphere (2) on the X-ray image with the real known radius of the hollow sphere (2) calculate the real size of a structure of the same recording plane shown on the X-ray image exactly.

[0046] Eine beispielhafte Ausgabe von Parametern für ein Röntgenbild auf einem Display könnte zur Verdeutlichung des Gesagten folgende Parameter enthalten: Kippwinkel der Bildebene: 90°, Neigungswinkel der Bildebene: 0°, Position des Patienten: stehend - was bis hierher z. B. auch aus Fig. 4, Abbildung a) direkt ablesbar wäre. Ausrichtung: dorsal links, Radius der Hohlkugel: 50 Pixel, Position der Hohlkugel (X/Y): 300x2100, Radius der inneren Kugel: 30 Pixel, Position der inneren Kugel (X/Y): 300x2086, Lage des Röntgenfokus (X/Y): 2342x 923. An exemplary output of parameters for an X-ray image on a display could include the following parameters to clarify what has been said: tilt angle of the image plane: 90 °, tilt angle of the image plane: 0 °, position of the patient: upright - which up to here z. B. also from Fig. 4, Figure a) would be read directly. Orientation: dorsal left, radius of the hollow sphere: 50 pixels, position of the hollow sphere (X / Y): 300x2100, radius of the inner sphere: 30 pixels, position of the inner sphere (X / Y): 300x2086, position of the X-ray focus (X / Y ): 2342x923.

BEZUGSZEICHENLISTE LIST OF REFERENCE NUMBERS

1 Röntgenbildreferenzmarker 1 x-ray image reference marker

2 Hohlkugel 2 hollow sphere

2a, 2b Halbkugelschalen 2a, 2b hemispherical shells

3 bewegliche Kugel 3 moving ball

4 Haftelement 4 adhesive element

5 Markierung 5 mark

6 Pflaster 6 plasters

7 Einstecktasche 7 pocket

8 röntgentransparentes Befestigungselement 8 X-ray transparent fastener

9 kugeloberflächenabschnittsförmige Aussparung 9 spherical surface section-shaped recess

10 doppelseitiges Klebeband 10 double-sided adhesive tape

11 Röntgenquelle 11 X-ray source

12 Klebeschicht 12 adhesive layer

13 Ausschnitt 13 section

14 Patient 14 patient

15 schwenkbare Einrichtung 15 pivoting device

16 Röntgendetektorplatte 16 x-ray detector plate

A, B Laschen des Pflasters A, B tabs of the plaster

C Bodenteil des Pflasters C bottom part of the plaster

M Mittelstrahl M center beam

S Senkrechtstrahl S vertical beam

A, B, C, D, E Verfahrensschritte im Flussdiagramm A, B, C, D, E process steps in the flow chart

Claims

1. X-ray image reference marker (1) with gravitational direction display, comprising the following features:

a hollow sphere (2) of X-ray partially absorbing material,

a freely movable ball (3) of smaller diameter located in the interior of the hollow sphere (2) and made of X-ray partially absorbing or fully absorbent material,

and

- An adhesive element (4) for attaching the X-ray image marker (1) on the skin of the patient, so that a penetration of the X-ray image marker (1) is ensured by X-rays in image recordings such that on the resulting X-ray image, the gravitational direction is visually recognizable.

2. X-ray image reference marker according to claim 1, characterized in that the hollow sphere (2) consists of two hemispherical shells (2a, 2b) glued together.

3. X-ray image marker according to claim 1, characterized in that the hollow sphere (2) and the ball located in its interior (3) via one or more predetermined breaking points in a single operation by means of 3-D printing process were prepared.

4. X-ray image reference marker according to one of the preceding claims, characterized in that by positioning the hollow sphere (2) in the adhesive element (4) manually alignable mark (5) on the outer surface of the hollow sphere (2) for identifying a standing or sitting position of the patient X-rays is available.

5. X-ray image reference marker according to claim 4, characterized in that the manually alignable marking (5) has a structure protruding from the outer surface of the hollow sphere (2).

6. X-ray image reference marker according to one of the claims 1 to 5, characterized in that the adhesive element (4) consists of a X-ray transparent fastener (8), wherein a base surface with a spherical surface portion-shaped recess (9) for frictionally interchangeable receiving or bonding of the hollow sphere ( 2) is provided and the opposite base has a double-sided adhesive tape (10).

7. X-ray image reference marker according to one of the preceding claims 1 to 5, characterized in that the adhesive element (4) consists of a plaster (6) with an insertion pocket (7) for receiving the hollow sphere (2).

8. Computer-implemented method for more accurate position determination of X-ray images during recording and output of parameters in this regard, characterized by the following steps:

- Input (A) of a digitized X-ray image (11) with a visible image generated by an X-ray image marker (1) according to the present claims 1-7;

- optional image enhancement (B);

- Detection (C) of the balls present in the picture;

- position interpretation and classification (D);

- output of the determined parameters (E);