DE102005008609A1

DE102005008609A1 - Flexible Erzeugung von digital rekonstruierten Röntgenaufnahmen

Info

Publication number: DE102005008609A1
Application number: DE102005008609A
Authority: DE
Inventors: Jens Guhring; Sebastian Vogt; Ali Khamene
Original assignee: Siemens Corporate Research Inc
Current assignee: Siemens Medical Solutions USA Inc
Priority date: 2004-04-21
Filing date: 2005-02-23
Publication date: 2005-11-17
Also published as: US7653226B2; US20050238223A1

Abstract

Ein System und ein entsprechendes Verfahren für die flexible Erzeugung von digital rekonstruierten Röntgenaufnahmen (DRR) auf einer Graphikverarbeitungseinheit (GPU) werden bereitgestellt, wobei das System folgendes enthält: einen Prozessor, einen Bildgebungsadapter in Signalkommunikation mit dem Prozessor zum Empfangen von Volumendaten, eine Integrationseinheit in Signalkommunikation mit dem Prozessor zum Integrieren der Volumendaten zu inkrementalen Linienintegralen und einer Modelliereinheit in Signalkommunikation mit dem Prozessor zum Modellieren von zusammengesetzten Linienintegralen aus den inkrementalen Linienintegralen; und wobei das entsprechende Verfahren folgendes beinhaltet: Aufnehmen von dreidimensionalen (3-D) Volumendaten in eine Graphikpipeline; Integrieren der 3-D-Volumendaten zu inkrementalen Linienintegralen entlang mehrerer Sehstrahlen; Modellieren von zusammengesetzten Linienintegralen aus den inkrementalen Linienintegralen und Addieren der inkrementalen Linienintegrale für jedes zusammengesetzte Linienintegral zum Ausbilden von Pixeln des DRR-Bilds.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Die vorliegende Anmeldung beansprucht den Vorzug der vorläufigen US-Anmeldung mit der laufenden Nr. 60/564,149 (Anwaltsaktenzeichen Nr. 2004Po6565US), eingereicht am 21. April 2004 mit dem Titel „Flexible DRR Generation using Programmable Computer Hardware", die in ihrer Gänze durch Bezugnahme hier aufgenommen ist.

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK

Digital rekonstruierte Röntgenaufnahmen (DRRs) sind simulierte zweidimensionale (2D) Röntgen- oder Portaltransmissionsbilder, die aus dreidimensionalen (3D) Datensätzen, wie zum Beispiel Computertomographie (CT), MVCT (megavoltage computed tomography), 3D-Bildgebung von kontrastreichen Objekten unter drehenden C-Armen und dergleichen berechnet werden. DRRs weisen viele Anwendungen auf bei den Arbeitsabläufen in der Diagnose, der Therapie und der Behandlung, wie etwa bei der Patientenpositonierung für die Röntgentherapie, Augmented Reality und/oder 2D- auf 3D-Registrierung zwischen Daten vor der Operation und Röntgenbildern während der Operation, als Beispiel.

DRRs werden im allgemeinen dadurch erzeugt, daß Strahlen durch die volumetrischen Datensätze geschickt und die Intensitätswerte entlang dieser Strahlen integriert werden, was in der Regel nach dem Schicken der Intensitäten durch eine Nachschlagetabelle erreicht wird, die Strahl-Gewebe-Interaktionen modelliert. Dieser Prozeß ist leider unannehmbar langsam für Echtzeitanwendungen und Anwendungen, die fast in Echtzeit ablaufen.

Existierende Verfahren für die DRR-Erzeugung gehen in der Regel einen Kompromiß ein zwischen der Verarbeitungsgeschwindigkeit und der Genauigkeit und/oder erfordern eine extensive Vorverarbeitung der Daten. LaRose beispielsweise schlug einen fortgeschrittenen DRR-Erzeugungsalgorithmus vor, der auch Hardwarebeschleunigung verwendete. Der LaRose-Algorithmus war leider mit dem Nachteil behaftet, daß er Volumen-Rendering auf der Basis einer 2D-Textur verwendete, wodurch Genauigkeit geopfert wurde.

Was benötigt wird, ist dementsprechend ein System und ein Verfahren für die flexible Erzeugung von digital rekonstruierten Röntgenaufnahmen. Die vorliegende Offenbarung beschäftigt sich mit diesen und weiteren Problemen.

KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Diese und weitere Mängel und Nachteile des Standes der Technik werden von einem System und Verfahren für die flexible Erzeugung von digital rekonstruierten Röntgenaufnahmen aufgegriffen.

Es wird ein System bereitgestellt für die flexible Erzeugung von digital rekonstruierten Röntgenbildern (DRR) auf einer Graphikverarbeitungseinheit (GPU), das folgendes enthält: einen Prozessor, einen Bildgebungsadapter in Signalkommunikation mit dem Prozessor zum Empfangen von Volumendaten, eine Integrationseinheit in Signalkommunikation mit dem Prozessor zum Integrieren der Volumendaten zu inkrementalen Linienintegralen und einer Modelliereinheit in Signalkommunikation mit dem Prozessor zum Modellieren von zusammengesetzten Linienintegralen aus den inkrementalen Linienintegralen.

Es wird ein entsprechendes Verfahren bereitgestellt für die flexible Erzeugung von DRR-Bildern auf einer Graphikverarbeitungseinheit (GPU), wobei das Verfahren folgendes beinhaltet: Aufnehmen von dreidimensionalen (3D) Volumendaten in eine Graphikpipeline; Integrieren der 3D-Volumendaten zu inkrementalen Linienintegralen entlang mehrerer Sehstrahlen; Modellieren von zusammengesetzten Linienintegralen aus den inkrementalen Linienintegralen und Addieren der inkrementalen Linienintegrale für jedes zusammengesetztes Linienintegral zum Ausbilden von Pixeln des DRR-Bilds.

Diese und weitere Aspekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen zu lesen ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Offenbarung lehrt ein System und ein entsprechendes Verfahren für die flexible Erzeugung von digital rekonstruierten Röntgenaufnahmen gemäß den folgenden beispielhaften Figuren. Es zeigen:
1 ein Schemadiagramm eines Systems für die flexible Erzeugung von digital rekonstruierten Röntgenaufnahmen gemäß einem veranschaulichenden Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
2 ein Flußdiagramm eines Verfahrens für die flexible Erzeugung von digital rekonstruierten Röntgenaufnahmen gemäß einer veranschaulichenden Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung und
3 ein Schemadiagramm von ungleichförmigen Abtastabständen aufgrund der Projektion einer Proxy-Geometrie gemäß einer veranschaulichenden Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Offenbarung beschreibt eine neuartige Weise zum Erzeugen von qualitativ hochwertigen Digital Rekonstruierten Röntgenaufnahmen (DRRs) in Echtzeit. DRRs sind simulierte zweidimensionale (2D) Transmissionsbilder, die aus dreidimensionalen (3D) Datensätzen berechnet werden. Ausführungsbeispiele verwenden die Programmierbarkeit, die von Graphikverarbeitungseinheiten (GPU) geboten wird, um eine Integration entlang der Sehstrahlen effizient durchzuführen und viele der physikalischen Effekte bei der herkömmlichen Ausbildung von Röntgenaufnahmen zu modellieren. Das Integral wird inkremental berechnet durch Aufsummieren von bearbeitenden Schnitten des 3D-Volumens, um ein zusammengesetztes Integral zu bilden, nach dem Konvertieren der Werte in jedem Schnitt auf ganz lineare Abschwächungskoeffizienten durch Postklassifizierung an der GPU.
Die DRR-Projektionsbilder können aus Volumendaten, wie etwa Kernspinresonanz (MR)- oder Computertomographie-(CT)-Bildern berechnet werden, als Beispiel. Ein beispielhafter Ansatz beinhaltet die Berechnung der Linienintegrale durch ein 3D-Volumen und die Verbindung des Quellenorts mit jedem Pixel in der Bildgebungsebene.
Wie in 1 gezeigt, ist mit der Bezugszahl 100 allgemein ein System bezeichnet für die flexible Erzeugung von digital rekonstruierten Röntgenaufnahmen gemäß einer veranschaulichenden Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Das System 100 enthält mindestens einen Prozessor oder eine zentrale Verarbeitungseinheit („CPU") 102 in Signalkommunikation mit einem Systembus 104. Ein Festwertspeicher („ROM") 106, ein Direktzugriffsspeicher („RAM") 108, ein Displayadapter 110 mit einer Graphikverarbeitungseinheit („GPU") 140 in Signalkommunikation mit einem örtlichen RAM 142, ein E/A-Adapter 112, ein Benutzerschnittstellenadapter 114, ein Kommunikationsadapter 128 und ein Bildgebungsadapter 130 stehen ebenfalls in Signalkommunikation mit dem Systembus 104. Somit ist der Displayadapter 110 eine separate Verarbeitungseinheit, die die GPU 140, ein separates und unabhängiges, nicht gezeigtes Bussystem und einen örtlichen RAM 142 enthält. Die Displayeinheit 116 steht in Signalkommunikation mit dem Systembus 104 über den Displayadapter 110. Eine Plattenspeicherungseinheit 118 wie etwa eine Magnet- oder Optikplattenspeicherungseinheit steht in Signalkommunikation mit dem Systembus 104 über den E/A-Adapter 112. Eine Maus 120 und eine Tastatur 122 stehen über den Benutzerschnittstellenadapter 114 in Signalkommunikation mit dem Systembus 104. Eine Kernspinresonanzbildgebungseinrichtung 132 steht in Signalkommunikation mit dem Systembus 104 über den Bildgebungsadapter 130.
Eine Integrationseinheit 170 und eine Modelliereinheit 180 sind ebenfalls in dem System 100 enthalten und stehen in Signalkommunikation mit dem Displayadapter 110 und der GPU 140. Wenngleich die Integrationseinheit 170 und die Modelliereinheit 180 so dargestellt sind, daß sie an mindestens einen Displayadapter 110 und mindestens eine GPU 140 gekoppelt sind, sind diese Komponenten bevorzugt in einem Computerprogrammcode verkörpert, der in mindestens einem der Speicher 106, 108, 118 und 142 gespeichert ist, in denen der Computerprogrammcode durch die GPU 140 ausgeführt wird. Wie der Durchschnittsfachmann auf dem relevanten Gebiet erkennt, sind auf der Basis der vorliegenden Lehren alternative Ausführungsformen möglich, wie etwa beispielsweise solche, die den Computerprogrammcode teilweise oder ganz in Registern verkörpern, die sich auf der GPU 140 befinden. Angesichts der Lehre der hier bereitgestellten Offenbarung ergeben sich dem Durchschnittsfachmann auf dem relevanten Gebiet verschiedene alternative Konfigurationen und Implementierungen der Integrationseinheit 170 und der Modelliereinheit 180 sowie der anderen Elemente des Systems 100 bei Ausführung innerhalb des Schutzbereichs und Gedankens der vorliegenden Offenbarung.
Nunmehr unter Bezugnahme auf 2 ist allgemein mit der Bezugszahl 200 ein Verfahren bezeichnet für die flexible Erzeugung von digital rekonstruierten Röntgenaufnahmen gemäß einer veranschaulichenden Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Das Verfahren 200 enthält einen Startblock 210, der die Steuerung an einen Eingabeblock 212 weitergibt. Der Eingabeblock 212 enthält 3D-Volumendaten und gibt die Steuerung weiter an einen Funktionsblock 214. Der Funktionsblock 214 leitet das 3D-Volumen über eine Leitung in eine Graphikverarbeitungseinheit und gibt die Steuerung weiter an einen Funktionsblock 216. Der Funktionsblock 216 integriert die über eine Leitung geleiteten Daten des 3D-Volumens zu einem dichten Satz aus inkrementalen Linienintegralen bei verschiedenen Winkeln und Positionen und gibt die Steuerung weiter an einen Funktionsblock 218. Der Funktionsblock 218 modelliert jedes zusammengesetzte Linienintegral aus einem Satz von inkrementalen Linienintegralen und gibt die Steuerung weiter an einen Funktionsblock 220. Der Funktionsblock 220 wiederum addiert die Werte der entsprechenden inkrementalen Linienintegrale zusammen, wie sie in einer im voraus berechneten Nachschlagetabelle gespeichert sind, und gibt die Steuerung weiter an einen Endblock 222.
Nun mehr unter Bezugnahme auf 3 ist mit der Bezugszahl 300 allgemein eine Vorrichtung angegeben für die flexible Erzeugung von digital rekonstruierten Röntgenaufnahmen gemäß einem veranschaulichenden Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung. Die Vorrichtung 300 zeigt den Effekt auf die Abtastentfernung, wenn entlang Strahlen in verschiedenen Richtungen abgetastet wird. Hier beispielsweise projizieren Strahlen von einem Ursprung O in Blickrichtungen v0 und v1 durch eine planare Proxy-Geometrie. Der Winkelunterschied zwischen den Blickrichtungen v0 und v1 ist der eingeschlossene Winkel α. Der Strahl v0 weist Abtastentfernungen d0 durch die planare Proxy-Geometrie auf, während der Strahl v1 Abtastentfernungen d1 durch die planare Proxy-Geometrie aufweist.
Ein Ausführungsbeispiel verwendet High-Level-Shading-Languages, wie in der Technik bekannt, zusammen mit der Präzision, Leistung und dem Niveau an Programmierbarkeit von Graphikverarbeitungseinheiten (GPUs) wie etwa beispielsweise der Nvidia NV30/NV35-Architektur, so daß komplexe Operationen auf dem Graphikadapter ausgeführt werden können. Diese GPUs werden dazu verwendet, die für eine schnelle DRR-Rekonstruktion benötigten Operationen auszuführen. Somit wird die GPU 140 mit dem örtlichen RAM 142 verwendet zum Erzeugen der DRRs, wobei der 3D-Datensatz als eine 3D-Textur gespeichert ist, und die GPU wird zum Implementieren des DRR-Erzeugungsverfahrens verwendet.
Es wird eine Hochpräzisions-Graphikpipeline für die DRR-Erzeugung verwendet, und das Integral entlang der Sehstrahlen wird als eine gewichtete Summe einer entsprechenden Sammlung von verarbeiteten geometrischen Elementen berechnet, wie etwa Ebenen, Hüllen und dergleichen, die mit Hilfe von 3D-Texturierung oberflächentexturiert worden sind.
Interpolierte Texturwerte werden in ganz lineare Abschwächungskoeffizienten durch Postklassifizierung an der GPU konvertiert. Indem die effektive Energie der Strahlungsquelle verwendet wird, modellieren Ausführungsbeispiele Compton- und photoelektrische Wechselwirkungen. Diese Umwandlung kann durch eine Funktionsevaluierung, Tabellennachschlagen, oder Texturnachschlagen durchgeführt werden, und sie gestattet die Erzeugung von Bildern, die Megavoltbildern mit einer in im wesentlichen reinen Compton-Wechselwirkung ähneln, diagnostischen Röntgenbildern mit einer im wesentlichen reinen photoelektrischen Wechselwirkung oder der Kombination eines beliebigen Verhältnisses dazwischen.
Mit Gewichtungsfaktoren können ungleichförmige Abtastentfernungen aufgrund der Projektion der Proxy-Geometrie korrigiert werden, wie etwa in der perspektivischen Projektion von Ebenen, wie in 3 dargestellt. Simulation und/oder Korrektur von geometrischen Verzerrungen können durch Funktionsevaluierung oder Texturnachschlagen berechnet werden. Simulation und/oder Korrektur von Intensitätsverzerrungen können durch Funktionsevaluation oder Texturnachschlagen berechnet werden.
Die Verformung des Volumendatensatzes zum Unterstützen einer verformbaren Registrierung und/oder Visualisierung eines verformten Datensatzes kann durch Funktionsevaluierung oder Texturnachschlagen erzeugt werden. Eine off-screen-Verarbeitung wie etwa Verarbeitung an Texturen oder P-Puffern kann dazu verwendet werden, berechnete DRRs für die weitere Verarbeitung verfügbar zu machen, wie etwa für die Bildgradientenverarbeitung, und um Unabhängigkeit von Begrenzungen von Displayeinrichtungen wie etwa begrenzte Auflösung, Präzision und dergleichen zu erzielen.
Eine Simulation des Streueffekts des Strahls auf das resultierende simulierte Projektionsbild kann unter Verwendung einer vordefinierten Punktverbreiterungsfunktion (PSF – point spread function) durchgeführt werden. Die Wirkung der Punktverbreiterungsfunktion kann auf individuelle wieder abgetastete Texturen und/oder das integrierte Endergebnis angewendet werden.
Die Implementierung kann die GPU nutzen, um eine Beschleunigung der Berechnungsgeschwindigkeit zu erreichen.
Ähnliche Methodologien können eingeführt werden, um aus den Quellen simulierte Transmissionsprojektionsbilder mit verschiedenen Energien und/oder Wellenlängen zu erzeugen. Das Wissen über die räumliche Abschwächung der Medien, von denen aus die Quellenstrahlen mit dem entsprechenden Bereichen von Energien hindurchtreten, und die Spektren der Quelle und die Streueigenschaften der Medien und der Quelle werden für die Modellierung verwendet. Beispielsweise kann eine Anwendungsausführungsform das effiziente Erzeugen der optischen Nahinfrarot-Simulationsbilder eines Objekts mit bekannten a priori Attributen beinhalten. Bevorzugt sollten die Integrale im 3D-Raum gleichförmig beabstandet sein, um ein im wesentlichen perfektes DRR-Bild zu erzeugen.
Bei einem Ausführungsbeispiel werden die Linienintegralfragmente in Form von Texturen innerhalb einer GPU gespeichert, und der Algorithmus wird über die Graphikhardwarefähigkeit der GPU implementiert. Die Werte der inkrementalen Linienintegrale können auch als Texturen innerhalb der GPU für eine durch Hardware beschleunigte DRR-Erzeugung gespeichert werden.
Die Positionen und Größen der Teilvolumen des Volumendatensatzes werden bevorzugt an die Eigenschaften der Volumendaten angepaßt. Die Hierarchie von Blöcken mit unterschiedlichen Größen und Überlappungsausmaßen werden im voraus berechnet und für DRR-Rekonstruktionen verwendet. Solche Algorithmen können für die Bearbeitung von transparenten Volumen verwendet werden. Außerdem kann jedes Linienintegral zusammengesetzt werden, indem im voraus berechnete inkrementale Linienintegrale erstens unter den benachbarten Teilvolumen und zweitens unter den benachbarten Richtungen innerhalb eines Teilvolumens interpoliert werden.
Diese und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung ergeben sich ohne weiteres dem Fachmann auf dem relevanten Gebiet auf der Basis der vorliegenden Lehre. Es ist zu verstehen, daß die Lehre der vorliegenden Offenbarung in verschiedenen Formen von Hardware, Software, Firmware, Spezialprozessoren oder Kombinationen davon implementiert werden kann.
Besonders bevorzugt wird die Lehre der vorliegenden Offenbarung als eine Kombination von Hardware und Software implementiert. Außerdem wird die Software bevorzugt als ein Applikationsprogramm implementiert, das greifbar auf einer Programmspeicherungseinheit verkörpert ist. Das Applikationsprogramm kann auf eine Maschine, die jede geeignete Architektur umfaßt, hochgeladen und darauf ausgeführt werden. Bevorzugt wird die Maschine auf einer Computerplattform mit Hardware wie einer oder mehreren Graphikverarbeitungseinheiten (GPU), einem Direktzugriffsspeicher (RAM) und Eingangs-/Ausgangs-(E/A)-Schnittstellen implementiert. Die Computerplattform kann auch ein Betriebssystem und Mikroanweisungscode enthalten. Die hier beschriebenen verschiedenen Prozesse und Funktionen können entweder Teil des Mikroanweisungscodes oder Teil des Applikationsprogramms oder einer beliebigen Kombination davon sein, die von einer GPU ausgeführt werden kann. Außerdem können verschiedene andere Peripherieeinheiten an die Computerplattform angeschlossen sein, wie etwa eine zusätzliche Datenspeicherungseinheit und eine Druckeinheit.
Es versteht sich weiterhin, daß, weil einige der Systemteilkomponenten und Verfahren, die in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind, bevorzugt in Software implementiert werden, die eigentlichen Verbindungen zwischen den Systemkomponenten oder den Prozeßfunktionsblöcken je nach der Art und Weise differieren können, wie die vorliegende Offenbarung programmiert ist. Angesichts der vorliegenden Lehre ist der Durchschnittsfachmann auf dem relevanten Gebiet in der Lage, sich diese und ähnliche Implementierungen und Konfigurationen der vorliegenden Offenbarung auszudenken.
Wenngleich die veranschaulichenden Ausführungsformen hier unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben worden sind, versteht sich, daß die vorliegende Offenbarung nicht auf jene präzisen Ausführungsformen beschränkt ist und daß darin von dem Durchschnittsfachmann auf dem relevanten Gebiet zahlreiche Änderungen und Modifikationen bewirkt werden können, ohne von dem Schutzbereich oder Gedanken der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Alle derartigen Änderungen und Modifikationen sollen innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Offenbarung enthalten sein, wie er in den beigefügten Ansprüchen dargelegt ist.

Claims

Verfahren für die flexible Erzeugung von digital rekonstruierten Röntgenaufnahmen (DRR) auf einer Graphikverarbeitungseinheit (GPU), wobei das Verfahren folgendes umfaßt: Aufnehmen von dreidimensionalen (3D) Volumendaten in eine Graphikpipeline; Integrieren der 3D-Volumendaten zu inkrementalen Linienintegralen entlang mehrerer Sehstrahlen; Modellieren von zusammengesetzten Linienintegralen aus den inkrementalen Linienintegralen und Addieren der inkrementalen Linienintegrale für jedes zusammengesetzte Linienintegral zum Ausbilden von Pixeln des DRR-Bilds.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Integral entlang eines Sehstrahls eine gewichtete Summe von bearbeiteten geometrischen Elementen ist, die mit Hilfe von 3D-Texturierung oberflächentexuriert sind.
Verfahren nach Anspruch 2, das weiterhin folgendes umfaßt: Interpolieren der Texturwerte der bearbeiteten geometrischen Elemente und Konvertieren der interpolierten Texturwerte in ganz lineare Abschwächungskoeffizienten durch Postklassifizierung an der GPU.
Verfahren nach Anspruch 3, das weiterhin folgendes umfaßt: Modellieren mindestens einer der Compton- und photoelektrischen Wechselwirkungen unter Verwendung der effektiven Energie der Strahlungsquelle und Konvertieren der interpolierten Texturwerte in ganz lineare Abschwächungskoeffizienten durch mindestens Funktionsevaluierung, Tabellennachschlagen oder Texturnachschlagen, um Bilder zu erzeugen, die mindestens eine der Compton-Wechselwirkung und photoelektrischen Wechselwirkung widerspiegeln.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin mit dem Korrigieren von ungleichförmigen Abtastabständen aufgrund der Projektion einer Proxy-Geometrie mit Hilfe von Gewichtungsfaktoren.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin mit mindestens einer der Simulation oder Korrektur von geometrischen Verzerrungen.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Korrektur durch mindestens die Funktionsevaluierung oder das Texturnachschlagen berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin mit mindestens einer der Simulation oder Korrektur von Intensitätsverzerrungen.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Korrektur durch mindestens die Funktionsevaluierung oder das Texturnachschlagen berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin folgendes umfaßt: Verformung des Volumendatensatzes zum Unterstützen mindestens einer der verformbaren Registrierung oder verformbaren Visualisierung des verformten Datensatzes.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Verformung durch mindestens eine der Funktionsevaluierung oder Texturnachschlagen erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin folgendes umfaßt: Off-Screen-Bearbeitung in mindestens eine der Texturen und dem P-Puffer, um die berechneten DRRs für die weitere Verarbeitung verfügbar zu machen und um Unabhängigkeit von Beschränkungen von Displayeinrichtungen zu erzielen.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die weitere Verarbeitung die Berechnung eines Bildgradienten umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin mit dem Simulieren des Streueffekts eines Strahls auf das resultierende simulierte Projektionsbild unter Verwendung einer vordefinierten Punktverbreiterungsfunktion (PSF).
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Effekt der Punktverbreiterungsfunktion auf mindestens die individuellen wieder abgetasteten Texturen oder das integrierte Endergebnis angewendet wird.
Verfahren für die flexible Erzeugung von simulierten Transmissionsbildern auf einer Graphikverarbeitungseinheit (GPU), wobei das Verfahren folgendes umfaßt: Aufnehmen von dreidimensionalen (3D) Volumendaten in eine Graphikpipeline von Quellen mit mehreren Energien und Wellenlängen; Integrieren der 3D-Volumendaten zu inkrementalen Linienintegralen entlang mehrerer Sehstrahlen; Modellieren von zusammengesetzten Linienintegralen aus den inkrementalen Linienintegralen und Addieren der inkrementalen Linienintegrale für jedes zusammengesetzte Linienintegral zum Ausbilden von Pixeln des DRR-Bilds.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Modellieren das Codieren von Wissen über die räumliche Abschwächung der Medien umfaßt, von denen aus die Quellenstrahlen mit dem entsprechenden Bereich von Energien hindurchtreten, und der Spektren der Quelle und der Streueigenschaften der Medien und der Quelle.
Verfahren nach Anspruch 17, weiterhin mit dem Erzeugen der optischen Nahinfrarot-Simulationsbilder eines Objekts mit bekannten a priori Attributen.
System zum flexiblen Erzeugen von digital rekonstruierten Röntgenaufnahmen und/oder simulierten Transmissionsprojektionsbildern, umfassend: einen Prozessor; einen Bildgebungsadapter in Signalkommunikation mit dem Prozessor zum Empfangen von Volumendaten; eine Integrationseinheit in Signalkommunikation mit dem Prozessor zum Integrieren der Volumendaten zur inkrementalen Linienintegralen; und einer Modelliereinheit mit Signalkommunikation mit dem Prozessor zum Modellieren von zusammengesetzten Linienintegralen aus den inkrementalen Linienintegralen.
Maschinenlesbare Programmspeicherungseinrichtung, die greifbar ein Programm von Anweisungen verkörpert, die von der Maschine ausgeführt werden können, um Programmschritte für die flexible Erzeugung mindestens von digital rekonstruierten Röntgenbildern (DRR) oder simulierten Transmissionsprojektionsbildern auf einer Graphikverarbeitungseinheit (GPU) durchzuführen, wobei die Programmschritte folgendes umfassen: Aufnehmen von dreidimensionalen (3D) Volumendaten in eine Graphikpipeline; Integrieren der 3D-Volumendaten zu inkrementalen Linienintegralen entlang mehrerer Sehstrahlen; Modellieren von zusammengesetzten Linienintegralen aus den inkrementalen Linienintegralen und Addieren der inkrementalen Linienintegrale für jedes zusammengesetzte Linienintegral zum Ausbilden von Pixeln des DRR-Bilds.