DE10119454A1 - Verfahren zur navigationsgestützten bildlichen Darstellung positionsabhängiger Messinformationen von längsförmigen Körperorganen - Google Patents

Abstract

Das beschriebene Verfahren zur navigationsgestützten bildlichen Darstellung positionsabhängiger Messinformationen von längsförmigen Körperorganen erlaubt eine Wahl sowie eine Veränderung einer Position entlang dem mehrdimensionalen Verlauf einer dreidimensionalen bildlichen Rekonstruktion eines längsförmigen Organs mittels einer Eingabe eines eindimesionalen Steuersignals und eine gleichzeitige Darstellung der dieser Position zugeordneten Messinformation.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Software zur medizinischen Datenverarbeitung für die bildge­ stützte Aufbereitung von Informationen aus Daten medizini­ scher Verfahren.

Moderne medizinische Analyseeinrichtungen liefern dreidimen­ sionale Daten des Körperinneren eines Patienten, die mit mo­ dernen Methoden der medizinischen Bildverarbeitung in räumli­ che Darstellungen des Körperinneren umgewandelt werden. Die daraus resultierenden dreidimensionalen bildlichen Darstel­ lungen aus dem Körperinneren bilden einen unverzichtbaren Bestandteil der medizinischen Diagnostik. Mit Hilfe von Seg­ mentierungsverfahren kann der Mediziner ihn interessierende relevante anatomische Strukturen, wie z. B. Nerven oder Fett­ gewebe, knochen- oder muskeläquivalentes Gewebe aber auch nicht-anatomische Strukturen, wie z. B. Fremdkörper oder Imp­ lantate aus dem Datensatz isolieren. Das Ergebnis kann in einer dreidimensionalen bildlichen Rekonstruktion der Struk­ tur visualisiert werden. Eine Interpretation dieser Bilder fordert vom Betrachter ein hohes Maß an Erfahrung hinsicht­ lich anatomischer Strukturen und ein gutes dreidimensionales Vorstellungsvermögen. Im besonderen gilt dies für längsförmi­ ge Körperorgane, deren Ausdehnung in ihre Längsrichtung ähn­ lich wie bei einem Schlauch eine Ausdehnung in andere Rich­ tungen überwiegt. Beispiele hierfür sind der Darm oder Blut­ gefäße, deren Verlauf eine in viele Richtungen mehrfach ge­ krümmte dreidimensionale Kurve darstellt, aber auch die Tra­ chea, der Oesophagus und einige Knochen.

Erkrankungen an diesen längsförmigen Körperorganen sind in der Regel systemische Erkrankungen die an mehreren Stellen des Organs gleichzeitig Pathologien aufweisen. Die Untersu­ chung dieser Pathologien erfordert daher vom Betrachter eine Untersuchung der bildlichen Rekonstruktion des Körperorgans entlang dessen längsförmigen Verlauf. Da Organe, wie z. B. Blutgefäße oder der Darm ihre Ausrichtung im Raum bereits über sehr kurze Längenabschnitte in nennenswertem Maße verän­ dern, erfordert es vom Betrachter ein Höchstmaß an Konzentra­ tion dem Verlauf des Organs zu folgen. Auch sind die einzel­ nen Abschnitte dieser Körperorgane in den seltensten Fällen in bezug auf eine der Körperebenen orientiert, so daß der Betrachter bei der Festlegung einer Querschnittsebene senk­ recht zum Verlauf des Organs im allgemeinen nicht auf die anatomischen Bezugsebenen zurückgreifen kann. Das Festlegen einer, mit einer definierten Ausrichtung bezüglich des Ver­ laufs eines längsförmigen Körperorgans orientierten Schnitt­ ebene an beliebigen Positionen des Körperorgans ist aber für den weniger geschulten Betrachter nur mit großem Aufwand, in vielen Fällen gar nicht möglich.

Exakt orientierte Schnittebenen sind jedoch für die Beurtei­ lung einer Pathologie von elementarer Bedeutung. So erfordert z. B. eine präzise Messung des Gefäßdurchmessers an einer aus­ gewählten Zone eine exakte Ausrichtung der Schnittebene senk­ recht zum Verlauf des Gefäßes an dieser Position. Da sich die meisten Blutgefäße in ihrem Verlauf in die verschiedensten Raumrichtungen krümmen, stellt es für einen Betrachter stets eine anspruchsvolle Anforderung dar, an allen gewünschten Positionen die Schnittebene genau senkrecht zum jeweiligen Verlauf des Gefäßes auszurichten. Im Allgemeinen wird er da­ her eine nicht unbeträchtliche Abweichung von der idealen Querschnittebene in Kauf nehmen müssen.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfah­ ren und ein Computersoftwareprodukt anzugeben, dass es auch einem wenig geschulten Betrachter dreidimensionaler medizinischer Bilddatensätze ermöglicht die von ihm gewünschten In­ formationen aus diesen Datensätzen zu extrahieren.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren, eine Software und eine Vorrichtung zur bildlichen Darstellung ortsabhängi­ ger Parameter von längsförmigen Körperorganen in Abhängigkeit einer in einer dreidimensionalen bildlichen Rekonstruktion einer längsförmigen Körperorganstruktur gewählten Position, wobei durch Eingeben eines eindimensionalen Steuersignals eine Position entlang den mehrdimensionalen Verlauf des längsförmigen Körperorgans wählbar ist und der dieser Positi­ on zugeordnete ortsabhängige Parameter dargestellt wird.

Damit reduziert sich vorteilhaft die Navigation entlang eines komplexen dreidimensionalen längsförmigen Gebildes auf die Eingabe einer relativen Veränderung der Position an diesem Gebilde. Um beispielsweise von einer Position an einem Blut­ gefäß zu einer zweiten Position an diesem Blutgefäß zu gelan­ gen, muss ein Betrachten nurmehr die Länge der Wegstrecke, welche die erste Position von der zweiten Position auf dem Blutgefäß trennt sowie implizit die relative Richtung der Positionsveränderung in Bezug auf den Verlauf des Organs an­ geben. Die Berechnung der räumlichen Lage der zweiten Positi­ on erfolgt automatisch vom System auf Basis der eingegebenen Länge und relativen Richtung der Wegstrecke und dem Verlauf des Organs.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfin­ dung wird die Position entlang einer imaginären Zentralachse des längsförmigen Körperorgans gewählt. Dies erlaubt die Na­ vigation entlang einer bei längsförmigen Körperorganen stets vorhandenen geometrischen Charakteristik, die zugleich unab­ hängig von jeglicher aktueller Ausprägung dieser Körperorgane ist. Weiter vorteilhaft wird das eingegebene eindimensionale Steuersignal durch Darstellung eines virtuellen Schiebers an einem länglichem geraden graphischen Element visualisiert, so dass dem Betrachter eine einfache lineare Möglichkeit zur Eingabe eines eindimensionalen Steuersignals gegeben ist. Vorteilhaft erfolgt dabei die Veränderung der Position am Verlauf des längsförmigen Körperorgans proportional zum ein­ gegebenen eindimensionalen Steuersignal, so dass der Betrach­ ter eine direkte Korrelation zwischen der Eingabe eines Steu­ ersignals und der entsprechenden Positionsänderung erhält. Weiter vorteilhaft kann die Veränderung der Positionen im Verlauf des längsförmigen Körperorgans auch nicht linear ab­ hängig vom eingegebenen eindimensionalen Steuersignal erfol­ gen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn auf dem betreffenden Organ kleine Wegstrecken mit guter Präzision, gleichzeitig aber sehr große Wegstrecken auch sehr schnell zurückgelegt werden müssen. Besonders vorteilhaft wird das eindimensionale Steuersignal mittels einer Scrollvorrichtung eines Zeigegerätes eingegeben, so daß das Zeigegerät selbst nicht bewegt werden muß.

In einer besonders vorteilhaften Ausbildung der vorliegenden Erfindung, wird als ortsabhängiger Parameter des längsförmi­ gen Körperorgans ein Schnitt durch das längsförmige Körperor­ gan an der gewählten Position dargestellt, so daß sich einem Betrachter neben der äußeren Form gleichzeitig die innere Struktur des Organs an der gewählten Position erschließt. Hierbei erfolgt weiter vorteilhaft der Schnitt orthogonal zum Verlauf des längsförmigen Körperorgans an der gewählten Posi­ tion, so dass an jeder Stelle des Organs dessen Querschnitt verfügbar ist. Alternativ hierzu kann vorteilhaft die Schnittebene an der gewählten Position parallel zu einer ana­ tomischen Bezugsebene oder axial erfolgen oder die Schnitt­ ebene kann durch Festlegen zumindest einer weiteren Position entlang des Verlaufs des längsförmigen Körperorgans und/oder frei gewählt werden, so dass entsprechend den Bedürfnissen des Betrachters ein Gefäßabschnitt optimal um die aktuelle Position erfasst wird.

Vorteilhaft wird an das längsförmige Körperorgan ein Tubus approximiert, der es dem Betrachter ermöglicht die Ausprägungen seines Untersuchungsgegenstandes genauer zu analysieren. Insbesondere ist es vorteilhaft, dass das längsförmige Kör­ perorgan ein Blutgefäß ist.

Die Vorrichtung zur bildlichen Darstellung positionsabhängi­ ger Messinformationen längsförmiger Körperorgane weist vor­ teilhaft ein Eingabeinterface auf, welches das eindimensiona­ le Steuersignal aus verschiedenen Benutzereingaben, wie z. B. der Bewegung einer Computer-Maus oder dem Drücken bestimmter Tasten einer Tastatur bzw. eines besonderen Eingabegerätes berechnet. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung werden die Daten zur räumlichen Rekonstruk­ tion des Körperorgans über die Datenvernetzungseinrichtung der Vorrichtung angefordert, so daß stets die aktuellen Daten von ihren üblichen Ablageorten abgerufen werden können.

Das beschriebene Verfahren wird bevorzugt in der bildgebenden medizinischen Diagnostik verwendet. Da das Verfahren einen vergleichsweise geringen Rechenaufwand erfordert, ist es we­ sentlich schneller als die virtuelle Endoskopie und birgt darüber hinaus zusätzlich den Vorteil, dass nicht nur das Innere eines Hohlorgans sondern parallel hierzu auch dessen Umgebung untersucht werden kann.

Im Folgendem wird die Erfindung näher beschrieben, wobei auf folgende Figuren verwiesen wird:

Fig. 1 ist eine schematisierte 3D-Darstellung des erfindungs­ gemäßen Verfahrens im Bereich der bildgebenden medizinischen Diagnostik.

Fig. 2 zeigt in einem Flussdiagramm einen erfindungsgemäßen Funktionsablauf.

Fig. 3 ist ein Blockschaltbild der Komponenten einer besonde­ ren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

In der Fig. 1 ist zeichnerisch vereinfacht ein längsförmiges Körperorgan 10, wie es mit üblichen bildgebenden Verfahren der medizinischen Datenverarbeitung gewonnen wird, darge­ stellt. Längsförmige Körperorgane finden sich im menschlichen Körper insbesondere im Bereich der Luftwege, im Magen- und Darmtrakt, als Knochen und vor allem im Gefäßsystem. Vor al­ lem Blutgefäße zeichnen sich im Allgemeinen dadurch aus, dass sie auf kurzer Länge Krümmungen in unterschiedlichste Raum­ richtungen aufweisen. Erkrankungen des Gefäßsystems sind in der Regel systemische Erkrankungen mit mehreren, an verschie­ denen Stellen des Systems gleichzeitig auftretenden Patholo­ gien. Die Diagnostik systemischer Erkrankungen beschränkt sich daher nicht auf die Untersuchung einer singulären Auf­ fälligkeit, sondern erstreckt sich im Allgemeinen über einen weiten Bereich einer Gefäßstruktur. Das bedeutet, dass der Betrachter bei der Untersuchung dem Verlauf des Blutgefäßes in seiner dreidimensionalen bildlichen Rekonstruktion folgen muss. Dies erfordert nicht nur ein hohes Maß an Erfahrung hinsichtlich anatomischer Strukturen, sondern darüber hinaus ein ausgezeichnetes dreidimensionales Auffassungsvermögen.

Die vorliegende Erfindung bietet, wie in der Fig. 1 darge­ stellt, auch dem weniger geschultem Betrachter eine einfache Möglichkeit ein Blutgefäß oder allgemein längliche Körperor­ gane entlang ihres Verlaufs zu untersuchen. Hierzu wird zu­ nächst die imaginäre Zentralachse 11 der längsförmigen anato­ mischen Struktur 10 berechnet. Bei einem ideal ringförmigen Organ verläuft die ideale Zentralachse 11 genau zentral in der anatomischen Struktur 10. Bei Abweichungen vom ideal ringförmigen Organquerschnitt wird die Lage der imaginären Zentralachse 11 so gewählt, dass sie den größtmöglichen mitt­ leren Abstand von der Wandung des Organs 10 aufweist.

Die imaginäre Zentralachse 11 kann sich hierbei über die ge­ samte Länge des Organs 10 erstrecken. Der Benutzer kann sich aber auch auf einen Teilabschnitt des Organs 10 für die Un­ tersuchung beschränken, so dass in diesem Falle die imaginäre Zentralachse nur für diesen ausgewählten Teilbereich berech­ net wird. Zur Unterstützung der visuellen Auffassungsgabe des Betrachters kann die imaginäre Zentralachse 11 innerhalb des längsförmigen Körperorgans 10 angezeigt werden.

Bei angezeigter imaginärer Zentralachse 11 kann der Betrach­ ter nun den Verlauf des Körperorgans gut erkennen, doch ins­ besondere bei stark gewundenem Verlauf ist es nicht einfach sich im dreidimensionalem Raum entlang dieses Verlaufes zu bewegen. Daher wird dem Betrachter eine einfache Möglichkeit gegeben, seine Position entlang der imaginären Zentralachse 11 zu bestimmen und zu verändern. Zu diesem Zweck wird auf der Anzeigevorrichtung 39 ein längliches gerades graphisches Objekt 12, beispielsweise eine Laufleiste oder eine Schieber­ leiste eingeblendet. Nun werden die Operatoren einer linearen Abbildung bestimmt, so dass jedem Punkt auf dem geraden läng­ lichen graphischen Element 12 genau eine Position auf der imaginären Zentralachse 11 entspricht. Auf dem länglichen graphischen Element 12 wird ein weiteres graphisches Element 13 mit im Verhältnis zum graphischen Element 12 vergleichs­ weise geringen geometrischen Abmessungen angezeigt. Das geo­ graphische Element 13 hat die Funktion eines Schiebers, des­ sen Position auf der Leiste 12 mit Hilfe eines Zeigegerätes wie beispielsweise einem Mauszeiger verschoben werden kann. Indem der Betrachter mit Hilfe eines Zeigegerätes die Positi­ on des Schiebers 13 auf der Leiste 12 verändert, ändert er entsprechend seine Position 16 im Organ 10 bzw. genauer an der imaginären Zentralachse 11.

Im einfachsten Falle erfolgt die Veränderung der Position an der imaginären Zentralachse 11 proportional zur Weglänge um die der Schieber 13 auf der Leiste 12 verschoben wurde. Dies vermittelt dem Benutzer das Gefühl die Navigation entlang der Zentralachse 11 direkt zu steuern und ist besonders vorteil­ haft, wenn die relativen Positionsänderungen kleinere bis mittlere Wegstrecken überbrücken.

Gerade bei der Untersuchung systemischer Erkrankungen in Blutgefäßsystemen befinden sich jedoch Pathologien oft an weit voneinander entfernten Abschnitten des Gefäßes. Um in vertretbarer Zeit die Entfernung zwischen zwei weit auseinan­ der liegenden Positionen zu überbrücken, kann das Verschieben des Schiebers 13 und damit eine Veränderung der Position an der imaginären Zentralachse 11 nicht linear zum vom Zeigege­ rät generierten Steuersignal erfolgen, sondern muss eine In­ terpretation des Steuersignals vornehmen.

Wird beispielsweise mit dem Mauszeiger seitlich neben den Schieber 13 geklickt, so bewegt sich der Schieber 13 auf der Leiste 12 bei gedrückter Eingabetaste des Zeigegerätes auf die Position des Mauszeigers zu, ohne daß die Position des Mauszeigers selbst verändert werden muß. Hierbei können wei­ terhin sogenannte ballistische Faktoren definiert werden, so dass die Positionsänderung um so schneller erfolgt je weiter der Schieber vom Mauszeiger entfernt ist oder je länger eine der Eingabetasten des Zeigegerätes gedrückt gehalten wird.

Vorteilhaft kann das Steuersignal zur Veränderung der Positi­ on auch eingegeben werden in dem der Betrachter das Zeigege­ rät an einen geeigneten Rand des Anzeigebereichs bringt und aktiviert. Insbesondere, wenn auf der Anzeigevorrichtung nur ein Teilabschnitt der untersuchten längsförmigen anatomischen Struktur dargestellt ist da der Betrachter einen ihn interes­ sierenden Bereich zur Untersuchung vergrößert dargestellt. Alternativ hierzu kann die Bewegung auch durch Anklicken ei­ nes der Enden der Leiste 12 eingeleitet werden.

Moderne Zeigegeräte bieten Scrollvorrichungen, beispielsweise in Ausführung eines Rädchens oder Rändelrades, die je nach Ausführungsform durch Drehen oder Belastung in eine Richtung bzw. an einer Stelle ein separates lineares Ausgangssignal liefern. Das Ausgangssignal einer derartigen Scrollvorrich­ tung kann vorteilhaft als Steuersignal zur Veränderung der Position verwendet werden, da hierbei ein Bewegen bzw. Ver­ schieben des Zeigegerätes selbst entfällt.

Erkrankungen an länglichen Organen lassen sich am besten an­ hand von Schnittdarstellungen der betroffenen Regionen beur­ teilen. In einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird dem Betrachter daher zu jeder gewählten Posi­ tion eine dieser Position zugeordnete Schnittdarstellung dar­ geboten. Eine Veränderung der Position am Organ führt eine sofortige Aktualisierung der Schnittdarstellung nach sich.

In der Angiographie wie in der Phlebographie ist die Bestim­ mung des Gefäßquerschnitts von großer Bedeutung. Dies gilt insbesondere für Flussmessungen, da mit den bekannten Mess­ verfahren nicht der Volumenstrom des Blutes durch das Gefäß, sondern nur die Geschwindigkeit, mit der das Blut durch das Gefäß strömt bestimmt werden kann. Der Volumenstrom ergibt sich daraus als Integral der Fliessgeschwindigkeit des Blutes über die Zeit, multipliziert mit dessen Gefäßquerschnittsflä­ che. Eine exakte Bestimmung der Gefäßquerschnittsfläche an der gewählten Position setzt voraus, dass die Schnittfläche genau senkrecht zur Richtung des Blutgefäßes an dieser Posi­ tion ausgerichtet ist. Da die meisten Gefäße sich in die ver­ schiedensten Raumrichtungen krümmen, ist es für einen Dia­ gnostiker nicht einfach die Schnittsebene genau senkrecht zum Verlauf des Gefäßes an der gewählten Position festzulegen. Im Allgemeinen wird er dabei größere Abweichungen vom idealen senkrechten Querschnitt in Kauf nehmen müssen.

In der vorliegenden Erfindung wird der Verlauf des Blutgefä­ ßes 10 durch die Berechnung der imaginären Zentralachse 11 nachgebildet. Damit steht eine mathematische Funktion zur Beschreibung der Geometrie des Blutgefäßes in seiner längs­ förmigen Ausdehnung zur Verfügung, mit deren Hilfe sich an jeder Position die entsprechende Richtung des Blutgefäßes berechnen und daraus die Querschnittsebene senkrecht hierzu bestimmen lässt.

Mit den beschriebenen Mitteln der vorliegenden Erfindung ist es auch einem weniger geschulten Betrachter möglich mit ge­ ringem Aufwand längsförmige Körperorgane zu untersuchen, da eine Navigation entlang des Verlaufs des Organs auf ein line­ ares Verschieben eines Schieberelementes 13 reduziert wird und ein Schnitt senkrecht der gegenwärtigen Richtung des Or­ gans an der gewählten Position in Echtzeit, begrenzt nur durch die Leistungsfähigkeit des Systems, dargestellt wird.

Fehler die durch manuelle Einstellung einer Querschnittsebene entstehen können, sind hierbei ausgeschlossen. Dies ist ins­ besondere für den Bereich der Stenosevalidierung von besonde­ rem Vorteil, da die Genauigkeit der Bestimmung des Volumen­ stroms des Blutes durch das Gefäß direkt proportional von der Genauigkeit der bestimmenden Querschnittsfläche des Gefäßes begrenzt wird. Eine genaue bestimmende Querschnittsfläche setzt aber einen Schnitt exakt senkrecht durch das Blutgefäß voraus, wie es in der vorliegenden Erfindung sichergestellt ist.

Weiterhin vorteilhaft können basierend auf den berechneten, senkrecht zum Gefäß verlaufenden Schichten hochaufgelöste Messungen mit medizinischen Scannern am Patienten vorgenommen werden, um ein genaueres Bild des pathogenen Bereiches zu erhalten.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung ist dem Betrachter die Möglichkeit geboten zwischen verschiedenen Orientierungen der Schnittebenen zu wählen. Beispielsweise kann der Betrachter statt einem Schnitt senkrecht zum Verlauf des Körperorgans auch eine Ori­ entierung der Schnittebene durch die gewählte Position paral­ lel zu einer der anatomischen Bezugsebenen 18 oder auch in Richtung einer Körper-, Gliedmaßen-, oder Organachse 18 aus­ wählen. Entsprechend seiner Wahl wird dem Betrachter dann ein koronaler, saggittaler, transversaler oder axialer Schnitt durch die aktuelle Position im Körperorgan dargestellt.

Nicht immer ist ein pathogener Bereich so ausgebildet, dass er durch eine der beschriebenen Schnittorientierungen optimal für eine diagnostische Begutachtung abgebildet werden kann. Dem Betrachter ist daher gemäß der vorliegenden Erfindung die Möglichkeit gegeben, die Orientierung einer Schnittebene nach eigenem Ermessen 20 zu bestimmen, indem er einen oder auch mehrere von der aktuellen Position verschiedene Bezugspunkte auf der imaginären Zentralachse und/oder weitere Punkte an beliebigen Stellen im Raum zur Festlegung der Schnittebene bestimmt.

In einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann der Betrachter eine gleichzeitige Darstellung mehrerer der oben beschriebenen Schnittarten 14, 17, 19 auf der Anzei­ geeinrichtung veranlassen. Dies unterstützt ein visuelle Er­ fassen eines Untersuchungsbereiches durch die Präsentation des Objekts aus verschiedenen Betrachtungswinkeln.

Da jedes medizinische Verfahren andere für eine Pathologie relevante Daten darstellt, ist ein Diagnostiker sehr daran interessiert die Daten mehrere Modalitäten wie zum Beispiel der Computertomographie, der magnetischen Resonanz und Ultra­ schalldaten in eine einzige Darstellung zu integrieren. Gemäß einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung kann die dreidimensionale bildliche Rekonstruktion des längsförmigen Körperorgans für die integrale Darstellung aller Modalitäten verwendet werden. Diese Daten können bildlicher Natur sein, wie die Einblendung eines Gefäßquerschnitts, aber auch nicht­ bildliche Daten, wie z. B. der Wert einer Flussmessung an der entsprechenden Stelle des Körperorgans, an welcher er be­ stimmt wurde. Durch die Kombination der Daten aus verschiede­ nen Verfahren lassen sich beispielsweise die für eine Patho­ logie relevanten Daten mit der bildlichen Darstellung des Körperorgans verknüpfen und entlang dessen Verlaufs darstellen. Manche dieser Daten können in ihrer Zuordnung zu einer bestimmten Position des Körperorgans permanent mit diesem dargestellt werden, andere werden erst bei Wahl der entspre­ chenden Position sichtbar.

Die Fig. 2 gibt in einem Flussdiagramm den Funktionsablauf gemäß der vorliegenden Erfindung in elementarer Form wieder. Ausgehend vom Datensatz eines medizinischen Verfahrens in Schritt S0 wird eine Segmentierung der gewünschten anatomi­ schen Struktur in Schritt S1 vorgenommen und in Schritt S2 visuell dargestellt. Der Benutzer legt nun im Schritt S3 den ihn interessierenden Abschnitt an der dreidimensionalen Re­ konstruktion der anatomischen Struktur fest. Daraufhin wird im Schritt S4 die imaginäre Zentralachse der längsförmigen anatomischen Struktur berechnet. Vorteilhaft wird die imagi­ näre Zentralachse als Spline-Kurve ausgeführt, wodurch die Datenmenge zu ihrer Erstellung gering gehalten wird. Als Splines können beispielsweise Bezier-Kurven oder NURBS (Non- Uniform Rational B-Spline) verwendet werden. Im nächsten Schritt S5 werden die Operatoren für eine Abbildung der ima­ ginären Zentralachse 11 auf das gerade längliche graphische Objekt 12 berechnet. Falls der Benutzer eine bestimmte Art der Darstellung 14, 17, 19 der ortsabhängigen Parameter vor­ nehmen will, wird ihm diese Möglichkeit im Schritt S6 gebo­ ten. In Schritt 7 wird die aktuelle Position des Schiebers 13 abgefragt und daraus in Schritt S8 die zugeordnete Position an der imaginären Zentralachse berechnet. Im Schritt S9 wird, für den Fall dass eine Schnittebene senkrecht zur Richtung der imaginären Zentralachse 11 an der aktuellen Position 16 gewählt wurde, die Richtung der imaginären Zentralachse 11 an dieser Position 16 berechnet. Daraufhin wird die Schnittebene senkrecht zur Richtung der imaginären Zentralachse 11 an die­ ser Position 16 bestimmt. Falls der Benutzer eine andere oder eine oder mehrere zusätzliche Schnittdarstellungen gewählt hat, wird alternativ oder zusätzlich hierzu in Schritt 10 die Schnittebene durch die Position 16 entsprechend den Vorgaben bestimmt. In Schritt S11 werden nun der oder die Schnitte 15, 18, 20 durch die anatomische Struktur entsprechend den zuvor gewählten Schnittorientierungen dargestellt 14, 17, 19. Im nächsten Schritt S12 wird nun überprüft, ob der Benutzer z. B. über ein Menü Änderungen der Darstellungsart angefordert hat. Beispielsweise hat der Benutzer die Möglichkeit eine Änderung des ihn interessierenden Bereiches vorzunehmen aber auch die Art der Schnittdarstellungen zu ändern oder Daten anderer Modalitäten für die Darstellung anzufordern. Liegen Ände­ rungsanforderungen vor, so werden sie nun umgesetzt. In bei­ den Fällen, also dem Vorliegen bzw. dem Nichtvorliegen von Änderungsanforderungen seitens des Benutzers wird im Folgen­ den die aktuelle Position des virtuellen Schiebers 13 abge­ fragt, so dass sich die Schritte S7 bis S12 in einer Schleife wiederholen.

Die Fig. 3 zeigt in einem Blockschaltbild die für die Erfin­ dung wesentlichen Komponenten. Eingebettet ist die erfin­ dungsgemäße Vorrichtung in einem programmverarbeitenden Teil 30 einer medizinischen Datenverarbeitungseinrichtung zur bildgebenden medizinischen Datenverarbeitung mit einer Ein­ richtung für Benutzereingaben 38 und einer Anzeigeeinrichtung 39. Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt eine Einrichtung 31 die als Interface für Eingabesignalen von der Benutzerein­ gabevorrichtung 38 fungiert und aus diesen Signalen Anweisun­ gen des Benutzers und Steuersignale für die Wahl einer Posi­ tion auf der Darstellung der länglichen anatomischen Struktur extrahiert. In der Navigationseinheit 32 werden die vom Ein­ gabeinterface 31 erhaltenen Steuersignale verwendet um die Position der Schieberdarstellung 13 auf der Anzeige 39 zu berechnen. Weiterhin ist die Navigationseinheit 32 für die Berechnung der imaginären Zentralachse 11 und die Berechnung einer, der aktuellen Lage des Schiebers 13 entsprechenden Position auf der imaginären Zentralachse verantwortlich. Zur Visualisierung der gewählten Position 16 auf der Zentralchse­ werden die berechneten Daten an das graphische Userinterface 35 weitergegeben. Diese Daten werden ebenfalls von der Ein­ richtung 33 zur Kalkulation der Schnittebenen verwendet, wo sie in Verbindung mit den vom Eingabeinterface 31 aufbereite­ ten Anweisungen die Grundlage zur Berechnungen der gewünsch­ ten Schnittebenen und durch die anatomische Struktur bilden. Das Ergebnis dieser Kalkulation wird wiederum an das graphi­ sche Benutzerinterface 35 zur Vorbereitung der Darstellung auf der Anzeige 39 weitergereicht. Die simultane Darstellung der Daten anderer Modalitäten wird über die Datenvernetzungs­ einheit 34 realisiert. Diese kann auch dazu verwendet werden den Datensatz der anatomischen Struktur in das System einzu­ bringen. Die vom graphischen Userinterface 35 erzeugten Daten werden vom Anzeigeinterface 36 so aufbereitet, dass eine bildliche Darstellung der Daten auf der Anzeige 39 ermöglicht wird.

Die beschriebene Erfindung erlaubt auch einem wenig geschul­ ten Betrachter dreidimensionaler Rekonstruktionen längsförmi­ ger anatomischer Strukturen eine präzise Analyse des Bildma­ terials bei geringem Aufwand. Die dem optischen Auffassungs­ vermögen eines Betrachters bereits entgegenkommende komfor­ table Darstellung eines Datensatzes aus medizinischen Verfah­ ren als dreidimensionales Bild wird durch die vorliegende Erfindung unterstützt durch eine einfache unkomplizierte Na­ vigation entlang des abgebildeten Organs.

Claims (16)

1. Verfahren zur bildlichen Darstellung positionsabhängiger Messinformationen (15, 18, 19) von längsförmigen Körperorganen in Abhängigkeit einer in einer dreidimensionalen bildlichen Rekonstruktion einer gemessenen längsförmigen Körperorgan­ struktur(10) gewählten Position (16), dadurch gekennzeichnet, dass durch Eingeben eines eindimensionalen Steuersignals eine Position (16) entlang dem mehrdimensionalen Verlauf des längsförmigen Körperorgans (10) wählbar ist und die dieser Position (16) zugeordnete positionsabhängige Messinformation (15, 18, 19) dargestellt wird.

2. Verfahren zur bildlichen Darstellung positionsabhängiger Messinformationen von längsförmigen Körperorganen nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Position entlang einer imaginären Zentralachse (11) des längsförmigen Körperorgans (10) gewählt wird.

3. Verfahren zur bildlichen Darstellung positionsabhängiger Messinformationen von längsförmigen Körperorganen nach An­ spruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das eingegebene eindimensionale Steuersignal durch Dar­ stellung eines virtuellen Schiebers (13) an einem länglichen geraden graphischen Element (12) visualisiert wird.

4. Verfahren zur bildlichen Darstellung positionsabhängiger Messinformationen von längsförmigen Körperorganen nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das eindimensionale Steuersignal mittels einer Scroll­ vorrichtung eines Zeigegerätes eingegeben wird.

5. Verfahren zur bildlichen Darstellung positionsabhängiger Messinformationen von längsförmigen Körperorganen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Veränderung der Position (16) am Verlauf des längs­ förmigen Körperorgans (10) proportional zum eingegebenen ein­ dimensionalen Steuersignal erfolgt.

6. Verfahren zur bildlichen Darstellung positionsabhängiger Messinformationen von längsförmigen Körperorganen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Veränderung der Position (16) am Verlauf des längs­ förmigen Körperorgans (10) nichtlinear abhängig vom eingege­ benen eindimensionalen Steuersignal erfolgt.

7. Verfahren zur bildlichen Darstellung positionsabhängiger Messinformationen von längsförmigen Körperorganen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als positionsabhängige Messinformation (15, 17, 19) des längsförmigen Körperorgans (10) ein Schnitt durch das längs­ förmige Körperorgan (10) an der gewählten Position (16) dar­ gestellt wird.

8. Verfahren zur bildlichen Darstellung positionsabhängiger Messinformationen von längsförmigen Körperorganen nach An­ spruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnitt (14) durch das längsförmige Körperorgan (10) orthogonal zum Verlauf des längsförmigen Körperorgans an der gewählten Position (16) erfolgt.

9. Verfahren zur bildlichen Darstellung positionsabhängiger Messinformationen von längsförmigen Körperorganen nach An­ spruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnitt (17) durch das längsförmige Körperorgan (10) an der gewählten Position (16) parallel zu einer anatomischen Bezugsebene oder axial erfolgt.

10. Verfahren zur bildlichen Darstellung positionsabhängiger Messinformationen von längsförmigen Körperorganen nach An­ spruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine weitere Position entlang des Verlaufs des längsförmigen Körperorgans (10) und/oder frei zum Festlegen einer Schnittebene (19) durch das längsförmige Körperorgan (10) an der gewählten Position (16) gewählt wird.

11. Verfahren zur bildlichen Darstellung positionsabhängiger Messinformationen von längsförmigen Körperorganen nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass an das längsförmige Körperorgan (10) ein Tubus approxi­ miert wird.

12. Verfahren zur bildlichen Darstellung positionsabhängiger Messinformationen von längsförmigen Körperorganen nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das längsförmige Körperorgan (10) ein Blutgefäß ist.

13. Computersoftwareprodukt zur Anwendung auf einem Rechner das Programmanweisungen zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 aufweist.

14. Vorrichtung (30) zur bildlichen Darstellung positionsab­ hängiger Messinformationen von längsförmigen Körperorganen in Abhängigkeit einer in einer dreidimensionalen bildlichen Re­ konstruktion einer gemessenen längsförmigen Körperorganstruk­ tur gewählten Position gemäß einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 12, mit
einer Navigationseinrichtung (32) zur Berechnung einer Position (16) auf Basis eines eindimensionalen Steuersignals, einer Schnittebenenkalkulations-Einrichtung (33) zur Berech­ nung zumindest einer Schnittebene an der Position (16), einer Datenvernetzungseinrichtung (34) zur Übernahme von Messinformationen aus Speichereinrichtungen, und
einem Graphischen-User-Interface (35) zur Verarbeitung der Daten der Navigationseinrichtung, der Schnittebenenkalkulati­ ons-Einrichtung und der Datenvernetzungseinrichtung für eine graphische Darstellung.

15. Vorrichtung zur bildlichen Darstellung positionsabhängi­ ger Messinformationen von längsförmigen Körperorganen nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Eingabeinterface (31) ein eindimensionales Steuersignal aus Benutzereingaben berechnet wird.

16. Vorrichtung zur bildlichen Darstellung positionsabhängi­ ger Messinformationen von längsförmigen Körperorganen nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die, der dreidimensionalen Rekonstruktion des Körperor­ gans (10) zugrunde liegenden Daten über die Datenvernetzungs­ einrichtung (34) angefordert werden.