-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur virtuellen Schichtpositionierung in einem 3D-Volumendatensatz mit Hilfe eines Referenzdatensatzes und ein medizinisches Abbildungssystem.
-
Bei der medizinischen Bildgebung gibt es verschiedene Verfahren, bei denen ein 3D-Volumendatensatz von einem Objekt aufgezeichnet wird, beispielsweise die Computertomographie (CT) oder die Magnet-Resonanz-Tomographie (MRT, MR-Tomographie).
-
Derartige Verfahren verlangen üblicherweise sowohl bei der Aufnahme von Daten als auch bei der Auswertung der Daten eine Interaktion mit einem Anwender, der bei halbautomatisch ablaufenden Verfahren durch seine Interaktion den weiteren Verfahrensablauf beeinflusst. Durch die Interaktion ist einerseits ein Anwender oft lange Zeit mit der Durchführung des Verfahrens beschäftigt; andererseits ist das Ergebnis des Verfahrens auch von der Art und Weise der Interaktion abhängig, die je nach Anwender variieren kann.
-
Daher ist man oft bestrebt, bestehende Verfahren weitgehend zu automatisieren. Eine Möglichkeit der Automatisierung im Rahmen der Aufnahme von Daten wird in der
US 6,195,409 offenbart. Das Verfahren dient zur automatischen Schichtpositionierung bei der Aufnahme des 3D-Volumendatensatzes. Nachdem ein schnell zu erstellendes Übersichtsbild gescannt wurde, wird die so gewonnene Bildinformation mit einem Referenzbild automatisch korreliert. Eine vorher an dem Referenzbild festgelegte Schichtposition, die der medizinischen Fragestellung angepasst ist, kann so mit Hilfe der ermittelten Korrelation dem zu untersuchenden Objekt angepasst werden. Die Bilddaten werden darauf entlang der übertragenen Schichtpositionen aufgezeichnet. Hierdurch wird in automatisierter Weise eine standardisierte Schichtpositionierung erhalten, obwohl die zu untersuchenden Objekte interindividuelle Unterschiede aufweisen. Ein analoges Verfahren ist neben anderen Verfahren in der
US 2003/139659 A1 offenbart, bei dem ebenso, basierend auf Daten eines Atlas des zu untersuchenden Objektes, nachfolgende Aufnahmen gesteuert werden können.
-
Auch die
DE 199 43 404 A1 beschäftigt sich mit der Automatisierung von Verfahrensschritten bei der Aufzeichnung von Daten. Hier wird nach einer Grobpositionierung eines Patienten von einem Benutzer eine diagnostische Fragestellung ausgewählt. Nachfolgend werden in Abhängigkeit der Auswahl automatisch bestimmte anatomische Landmarken ermittelt und darauf basierend Messparameter für nachfolgende MR-Messungen festgelegt.
-
Den Verfahren gemeinsam ist die Möglichkeit einer automatischen Schichtauswahl bei der Datenakquisition. Dies ist unter anderem dann vorteilhaft, wenn aufeinander folgende Messungen durchgeführt werden, beispielsweise um den Verlauf einer Erkrankung zu verfolgen. Durch die automatisierte Schichtpositionierung ist eine weitgehende konstante räumliche Orientierung der Schichten gegeben, sodass zu unterschiedlichen Zeitpunkten aufgenommene Bilder ohne Umformatierung vergleichbar sind.
-
Nicht immer ist es jedoch möglich, vor einer Messung das Verfahren der automatischen Schichtpositionierung durchzuführen. In der Praxis wird es in der Regel vorkommen, dass nicht alle Aufnahmesysteme dieses Merkmal implementiert haben, sodass bei einem Patienten Datensätze aufgezeichnet werden, deren Schichtpositionierung nicht korrespondiert. Selbst wenn das Aufnahmesystem über eine automatische Schichtpositionierung verfügt, kann es in bestimmten Situationen vorkommen, dass die automatische Schichtpositionierung nicht eingesetzt wird – beispielsweise bei einer fehlerhaften Bedienführung oder in einer Notfallsituation, bei der zu Gunsten einer schnelleren Bildaufzeichnung auf die automatische Schichtpositionierung verzichtet wird. Falls sich im Verlauf der Erkrankung des Patienten die medizinische Fragestellung ändert, kann es ebenso vorkommen, dass hierdurch bedingt auch eine andere automatische Schichtpositionierung gewählt werden wird.
-
In jedem dieser Fälle werden Datensätze erzeugt, bei denen ein Vergleich mit zu anderen Zeitpunkten aufgezeichneten Datensätzen problematisch ist.
-
Bislang wird diesem Problem dadurch begegnet, dass ein Anwender einerseits darauf achtet, ob die Darstellung zweier zu unterschiedlichen Zeiten aufgezeichneter Datensätze überhaupt vergleichbar ist, und weiterhin bei nur geringer Abweichung der Darstellungen diese Abweichung bei der Auswertung berücksichtigt. Die Interpretation der Ergebnisse wird dadurch jedoch erschwert und stellt eine hohe Forderung an die Aufmerksamkeit des Anwenders.
-
Die
US 2005/0048456 A1 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Registrierung virtueller Endoskopiebilder. Dabei kann die Position eines virtuellen Endoskops von einem 3D-Datensatz auf einen anderen 3D-Datensatz anhand einer Wechselbeziehung zwischen den beiden 3D-Datensätzen übertragen werden.
-
Die
US 2005/0267352 A1 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bilddatenaufzeichnung und Bilddatendarstellung mithilfe der Magnetresonanzbildgebung. Bei diesem Verfahren werden unter anderem Schnittebenen durch einen Volumendatensatz gelegt und zweidimensionale Bilder entlang der Schnittebenen rekonstruiert.
-
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, bei dem bei einem aufgezeichneten 3D-Volumendatensatz nachträglich eine virtuelle Schichtpositionierung durchgeführt werden kann, um abweichende Darstellungen zweier Datensätze auszugleichen. Weiterhin ist es die Aufgabe der Erfindung, ein medizinisches Abbildungssystem bereitzustellen, mit dem ein Abbild automatisch ausgewertet werden kann.
-
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und ein medizinisches Abbildungssystem nach Anspruch 11.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren zur virtuellen Schichtpositionierung in einem 3D-Volumendatensatz, in dem das Abbild eines Objektes gespeichert ist, weist folgende Schritte auf:
- – Extrahieren von ersten Merkmalen, die dem Objekt zugeordnet sind, aus dem 3D-Volumendatensatz des Objektes,
- – Ermitteln einer Wechselbeziehung zwischen dem 3D-Volumendatensatz des Objektes und einem Referenzsystem, das dem 3D-Volumendatensatz entspricht, indem die extrahierten ersten Merkmale zu korrespondierenden zweiten Merkmalen im Referenzsystem in Beziehung gesetzt werden,
- – Übertragen einer ersten Schichtpositionierung, die am Referenzsystem vordefiniert ist, auf eine zweite Schichtpositionierung im 3D-Volumendatensatz anhand der ermittelten Wechselbeziehung, und
- – Erzeugen von Bilddaten aus dem 3D-Volumendatensatz entlang der zweiten Schichtpositionierung.
-
Das Referenzsystem ist dabei dem in dem 3D-Volumendatensatz gespeicherten Objekt angepasst. Da das Referenzsystem üblicherweise eine verallgemeinerte und dadurch auch idealisierte Form des gespeicherten Objektes sein kann, lässt sich am Referenzsystem eine erste Schichtpositionierung besonders genau, robust und einfach vordefinieren. Diese erste Schichtpositionierung wird dann mit Hilfe der ermittelten Wechselbeziehung auf den 3D-Volumendatensatz übertragen. Hierbei wird die erste Schichtpositionierung auf die individuellen Besonderheiten des 3D-Volumendatensatzes und des darin gespeicherten Objektes angepasst.
-
Die Wechselbeziehung wird dadurch ermittelt, dass Merkmale des Objektes und entsprechende Merkmale des Referenzsystems zueinander in Beziehung gesetzt werden. Welche Merkmale dies im Speziellen sind, hängt dabei von dem abzubildenden Objekt, dem Referenzsystem und der Art des 3D-Volumendatensatzes ab. Üblicherweise sind es markante Merkmale, die besonders leicht im 3D-Volumendatensatz bzw. im Referenzsystem aufzufinden sind und daraus extrahiert werden können. Ebenso sollen die Merkmale zwischen verschiedenen Objekten der gleichen Art keine allzu großen Unterschiede aufweisen. Wenn die Merkmale diese Bedingungen erfüllen, können die Algorithmen, die zur Auffindung und Extraktion der Merkmale eingesetzt werden, vergleichsweise einfach ausgebildet werden.
-
Die Merkmale, die vom Referenzsystem stammen, werden dabei üblicherweise nicht bei jeder Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens neu extrahiert. Beispielsweise kann es genügen, die markanten Merkmale im Referenzsystem einmalig zu kennzeichnen und bei Durchführung des Verfahrens die entsprechenden Merkmale im Abbildungsdatensatz aufzufinden.
-
Anhand des Verfahrens ist es nun möglich, die erste Schichtpositionierung, die einmalig am Referenzsystem genau definiert worden ist, auf einen 3D-Volumendatensatz und dem darin gespeicherten Objekt anzupassen, ohne dass ein Anwender die Schichtpositionierung manuell und/oder halbautomatisch den individuellen Besonderheiten des Objektes anpassen muss.
-
Vorteilhafterweise ist das Objekt ein menschlicher oder tierischer Körper oder ein Teil davon. Gerade in der medizinischen Bildgebung werden oftmals mehrere 3D-Volumendatensätze zu unterschiedlichen Zeitpunkten angefertigt, beispielsweise um den Verlauf einer Erkrankung zu kontrollieren. Wenn bei der Anfertigung nicht speziell auf die korrekte Schichtorientierung geachtet wird, können erstellte 3D-Volumendatensätze nicht unmittelbar miteinander verglichen werden. Wenn im Nachhinein eine Reformatierung der 3D-Volumendatensätze vorgenommen wird, um vergleichbare Schnittbilder zu erhalten, musste dies bislang manuell durchgeführt werden. Dies ist nun durch das erfindungsgemäße Verfahren, das in einer vorteilhaften Ausgestaltung auf medizinische 3D-Volumendatensätze angewendet wird, auf automatischer Weise möglich.
-
Als Referenzsystem eignen sich verschiedene Systeme, die das abzubildende Objekt in verallgemeinerter und dadurch idealisierter Form abbilden können. Beispielsweise kann als Referenzsystem ein Koordinatensystem mit anatomischen Merkmalen eines abzubildenden Organs dienen. Ein derartiges Koordinatensystem wird beispielsweise im Talairach-System verwendet, das das menschliche Gehirn beschreibt. Zusätzlich zu einem Koordinatensystem sind im Talairach-System mehrere Ebenen beschrieben, die auch in einer Abbildung des Gehirns verhältnismäßig einfach aufgefunden werden können. Dies ermöglicht es auf relativ einfache Weise, eine Abbildung eines realen Gehirns und das im Talairach-System beschriebene Standard-Gehirn zueinander in Beziehung zu setzen.
-
Es ist aber auch möglich, einen Atlas des abzubildenden Körperteils als Referenzsystem zu benutzen. Ein derartiger Atlas kann beispielsweise aus der Abbildung einer oder mehrerer gesunder Kontrollpersonen erstellt werden, wie es z. B. in der
US 2003/0139659 A1 beschrieben ist.
-
Bei einem besonders einfacher zu erstellenden Referenzsystem dient als Referenzsystem lediglich ein 3D-Volumendatensatz einer Kontrollperson. Bevorzugterweise weist diese Kontrollperson keine anatomischen Besonderheiten auf.
-
Das Referenzsystem muss dabei nicht alle Merkmale aufweisen, die auch im 3D-Volumendatensatz des Objektes zu finden sind. Im Allgemeinen wird es genügen, dass das Referenzsystem alle Merkmale aufweist, die zum Auffinden der Wechselbeziehung notwendig sind, und so detailliert ist, dass die erste Schichtposition mit hinreichender Genauigkeit definiert werden kann. Für ein einfaches abzubildendes Organ kann es beispielsweise genügen, wenn das Referenzsystem lediglich die Kontur des Organs aufweist.
-
Bevorzugterweise wird die Wechselbeziehung durch eine rigide, affine oder nichtlineare Transformation beschrieben. Die gewählte Art von Transformation ist dabei der medizinischen Fragestellung und dem abzubildenden Organsystem angepasst und stellt einen Kompromiss zwischen Genauigkeit der Beziehung und Rechenzeit zur Ermittlung der Beziehung dar.
-
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird die Wechselbeziehung durch einen Vergleich charakteristischer Landmarken im 3D-Volumendatensatz und im Referenzsystem ermittelt. Derartige anatomische Landmarken stellen üblicherweise markante Eigenschaften im 3D-Volumendatensatz dar, die deswegen vergleichsweise leicht aufgefunden werden können. Durch einen Vergleich anatomischer Landmarken, insbesondere deren Größe und räumliche Lage, lassen sich die Transformationen und Wechselbeziehungen zwischen dem 3D-Volumendatensatz und dem Referenzsystem vergleichsweise einfach ableiten.
-
In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform wird die Wechselbeziehung durch einen Vergleich von Intensitätsverteilungen im 3D-Volumendatensatz und im Referenzsystem ermittelt.
-
Bevorzugterweise erfolgt das Erzeugen von Bilddaten aus dem 3D-Volumendatensatz entlang der zweiten Schichtpositionierung mittels multiplanarer Reformatierung.
-
Vorteilhafterweise wird die vordefinierte Schichtpositionierung im Referenzsystem in Abhängigkeit einer medizinischen Fragestellung festgelegt. Hierzu wird die vordefinierte Schichtpositionierung aus einem Pool mehrerer vordefinierter, unterschiedlicher Schichtpositionierungen gewählt. Ein Anwender kann auf diese Weise beispielsweise durch Eingabe der Symptome, z. B. Hemiparese links, das Verfahren starten, in dem dann die zu den Symptomen passende, vordefinierte Schichtpositionierung – in diesem Fall eine Schichtpositionierung, die den motorischen Kortex besonders günstig abdeckt – festgelegt werden. Bei medizinischen Abbildungssystemen, bei denen eine automatische Schichtpositionierung vor einer zu tätigenden Aufnahme durchgeführt werden kann, können die hierzu hinterlegten, vordefinierten Schichtpositionierungen auch dazu verwendet werden, um bei einem 3D-Volumendatensatz eine nachträgliche Schichtpositionierung durchzuführen.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die vordefinierte Schichtpositionierung anhand einer Eingabe von Parametern modifiziert. Dies ist zwar nicht notwendig, da das Verfahren für einen automatischen Ablauf ausgelegt ist. Hierdurch gewinnt das Verfahren aber an zusätzlicher Flexibilität.
-
Bevorzugte Ausführungsvarianten sehen vor, dass der 3D-Volumendatensatz ein mit einem Computer-Tomographen oder mit einem Magnet-Resonanz-Tomographen aufgezeichneter 3D-Volumendatensatz ist.
-
Das erfindungsgemäße medizinische Abbildungssystem ist mit einer Rechnereinheit ausgestattet, die zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgebildet ist.
-
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gemäß den Merkmalen der Unteransprüche werden im Folgenden in der Zeichnung näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Es zeigen:
-
1 einen Referenzkörper mit einer der medizinischen Fragestellung angepassten ersten Schichtpositionierung,
-
2 einen aufgezeichneten 3D-Volumendatensatz, in dem das Abbild eines Patienten gespeichert ist,
-
3 korrespondierende Merkmale zwischen dem Referenzkörper und dem Abbild des Patienten, woraus die Transformation ermittelt wird, die den Referenzkörper zum Abbild des Patienten in Beziehung setzt und umgekehrt,
-
4 die Anpassung der ersten Schichtpositionierung an das im 3D-Volumendatensatz gespeicherte Abbild mit Hilfe der ermittelten Transformation, und
-
5 eine schematische Übersicht über die Verfahrensmerkmale und deren Beziehung zueinander.
-
In 1 ist ein Referenzkörper 1 dargestellt. An einem derartigen Referenzkörper 1, der frei von individuellen Besonderheiten ist, lässt sich eine erste Schichtpositionierung 3 besonders genau und einfach definieren. Die Schichtpositionierung 3 ist dabei üblicherweise einer bestimmten medizinischen Fragestellung angepasst.
-
Die in 1 eingezeichnete erste Schichtpositionierung 3 ist transversal orientiert, um das Gehirn auf einer bestimmten Höhe, die für eine spezielle medizinische Fragestellung – beispielsweise der Schlaganfallsdiagnostik – besonders vorteilhaft ist, abzubilden.
-
Derartige vordefinierte Schichtpositionierungen werden, wie eingangs geschildert, bei der Planung der Messparameter bei einer MRT- oder CT-Untersuchung verwendet, wie es der
US 6,195,409 und der
DE 199 43 404 A1 entnehmbar ist.
-
Demgegenüber zeigt 2 einen 3D-Volumendatensatz 5, in dem das Abbild 7 eines Patienten 9 in nicht idealer Position gespeichert ist. Derartige Abweichungen von einer idealen Position sind in der Praxis die Regel und können auf verschiedene Ursachen zurückzuführen sein, beispielsweise auf eine Fehlhaltung des Patienten 9 oder auf eine ungenaue Positionierung des Patienten 9 im Aufnahmesystem.
-
Die Schichtorientierung im 3D-Volumendatensatz 5, angedeutet durch einige horizontal verlaufende Schichten 11, ist dergestalt, dass die Schnittbilder, die eigentlich transversale Schnittbilder des Patienten 9 sein sollten, den Kopf schräg schneiden. Die Begutachtung dieser Bilder stellt für den Anwender eine hohe Herausforderung dar, da er die schräge Schnittführung, die in ihrem Ausmaß nicht ohne weiteres anhand der Bilder bestimmt werden kann, bei der Beurteilung berücksichtigen muss. Vor allem, wenn Folgeaufnahmen zur Verlaufskontrolle einer Erkrankung gemacht werden, können die Folgeaufnahmen wiederum eine andere Schnittführung im Vergleich zu Voraufnahmen aufweisen. Vergleiche der Folgeaufnahmen mit Voraufnahmen können hierdurch nur erschwert durchgeführt werden, da das genaue Ausmaß der unterschiedlichen Schnittführung nicht ohne weiteres am Bild zu erkennen ist und daher von einem Anwender übersehen werden kann. Unterschiede, die eigentlich auf die abweichende Schnittführung zurückzuführen sind, können dann beispielsweise einer Progredienz der Erkrankung zugeschrieben werden.
-
Eine Möglichkeit, dem Abhilfe zu schaffen, offenbaren die Verfahren der
US 2003/139659 A1 , der
DE 199 43 404 A1 und der
US 6,195,409 . Mit Hilfe dieser Verfahren kann zwar die Schichtpositionierung vor einer durchzuführenden Aufnahme so bestimmt werden, dass eine folgende Aufnahme mit korrekter Schichtpositionierung durchgeführt wird. Diese Verfahren müssen jedoch speziell im Aufnahmesystem implementiert sein, was in seltenen Fallen gegeben ist. Wenn bereits ein 3D-Volumendatensatz
5 mit einer nicht optimalen Positionierung des Patienten
9 aufgezeichnet worden ist, bieten die Verfahren keine Möglichkeit der nachträglichen Korrektur.
-
3 und 4 zeigen die wesentlichen Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens; in 5 sind die Merkmale und ihre Beziehung zueinander nochmals schematisch dargestellt.
-
Zunächst werden aus dem Abbild 7 erste, charakteristische Merkmale 13 extrahiert. Derartige charakteristische Merkmale 13 können – wie in 3 angedeutet – anatomische Landmarken sein, die leicht aufzufinden sind und die vorzugsweise eine Lokalisation haben, die interindividuell nicht allzu stark variiert.
-
In analoger Weise werden auch aus dem Referenzkörper 1 zweite, charakteristische Merkmale 15, die den ersten Merkmalen 13 entsprechen, extrahiert.
-
Die ersten und die zweiten Merkmale 13, 15 werden nun zueinander in Beziehung gesetzt. Hieraus wird eine Transformation 17 abgeleitet, die die Beziehung zwischen dem Abbild 7 und dem Referenzkörper 1 beschreibt und mit deren Hilfe der Referenzkörper 1 und das Abbild 7 ineinander überführt werden können.
-
Eine derartige Transformation 17 kann dabei – wie schematisch angedeutet – unterschiedliche Arten von Transformationen umfassen.
-
Rigide Transformationen 19 beschreiben beispielsweise eine einfache Art von Beziehung, bei der der Referenzkörper 1 und das Abbild 7 lediglich über eine Drehung und/oder eine Verschiebung zueinander in Beziehung gesetzt werden. Affine Transformationen 21 berücksichtigen darüber hinaus Verzerrungen und Streckungen. Weitergehend können nichtlineare Transformationen 23 Unterschiede zwischen dem Referenzkörper 1 und dem Abbild 7 ortsabhängig noch genauer erfassen und das Abbild 7 bzw. den Referenzkörper 1 ortsabhängig unterschiedlich stark deformieren und verzerren.
-
Die gewählte Art von Transformation 17 ist dabei der medizinischen Fragestellung und dem abzubildenden Organsystem angepasst und stellt einen Kompromiss zwischen Genauigkeit der Beziehung und Rechenzeit zur Ermittlung der Beziehung dar. Für Organsysteme mit einer geringen interindividuellen Variabilität kann es beispielsweise genügen, lediglich eine rigide oder affine Transformation 19, 21 zu ermitteln, die das Abbild 7 und den Referenzkörper 1 bestmöglich zueinander in Beziehung setzen. Bei anderen Organsystemen, bei Extremitäten beispielsweise, die in einer Abbildung unterschiedlich angewinkelt sein können, werden nichtlineare Transformationen 23 nötig sein, um das Abbild 7 und den Referenzkörper 1 zueinander in Beziehung zu setzen. Werden wiederum Fixierungen der Organe, z. B. des Kopfes oder einer Extremität, bei der Aufzeichnung verwendet, wird hierdurch das Abbild des Organs eine weitgehend passende Lage aufweisen, sodass nur mehr eine einfachere Transformation nötig ist, um es in einen Referenzkörper überzuführen.
-
Die ersten und zweiten Merkmale 13, 15, die jeweils aus dem Abbild bzw. aus dem Referenzkörper extrahiert werden und die die Grundlage für die zu bestimmende Transformation 17 bilden, müssen dabei nicht zwangsläufig anatomische Landmarken sein, wie in diesem Ausführungsbeispiel angedeutet. Beispielsweise können auch Intensitätsverteilungen im 3D-Volumendatensatz – beispielsweise die Intensitätsverteilungen der einzelnen Schnittbilder – als Merkmale dienen, die zu Intensitätsverteilungen im Referenzkörper in Beziehung gesetzt werden, um daraus die Transformation 17 zu bestimmen, die das Abbild 7 und den Referenzkörper 1 am besten ineinander überführen. Sollten der 3D-Volumendatensatz 5 und der Referenzkörper 1 zudem unterschiedliche Kontraste aufweisen – beispielsweise da der 3D-Volumendatensatz und der Referenzkörper mit unterschiedlichen MRT-Sequenzen aufgezeichnet wurden – wird die Transformation 17 derart erweitert werden, dass auch diese Kontrastunterschiede berücksichtigt werden.
-
Ebenso können für bestimmte Abbildungen momentenbasierte Verfahren verwendet werden, um eine Transformation 17 zwischen Referenzkörper 1 und Abbild 7 zu ermitteln. Letztgenannte Verfahren nutzen die Intensitätswertverteilung im Abbild, um daraus – ähnlich zur Berechnung diverser kennzeichnender Größen einer Massenverteilung wie Schwerpunkt oder Hauptträgheitsachsen – entsprechende abstrahierte Größen zu berechnen. Zwei verschiedene Abbilder können so auf einfache Art miteinander korreliert werden, indem die Transformation aus den abstrahierten Größen errechnet wird.
-
Nachdem die passende Transformation 17 bestimmt worden ist, wird die vorteilige erste Schichtpositionierung 3, die am Referenzkörper 1 definiert ist, an das im 3D-Volumendatensatz 5 gespeicherte Abbild 7 mit Hilfe der ermittelten Transformation 17 angepasst, wie es in 4 gezeigt ist.
-
Auf diese Weise erhält man eine zweite Schichtpositionierung 25, die nun im 3D-Volumendatensatz 5 in einer der ersten Schichtpositionierung 3 entsprechenden Lage liegt. Entlang der zweiten Schichtpositionierung 25 werden nun neue, zweidimensionale Ansichten 27 des abzubildenden Organs erzeugt. Das hier verwendete Verfahren ist vorzugsweise eine multiplanare Reformatierung (MPR).
-
Je nach Art der Transformation 17 – z. B. bei nichtlinearen Transformationen 23 – kann es auch dazu führen, dass die zweite Schichtpositionierung 25 gekrümmte Ebenen umfasst. Die zweidimensionalen Ansichten 27 werden dann mit einer den gekrümmten Ebenen angepassten MPR (sog. „curved MPR”) erzeugt.
-
Die zweidimensionalen Ansichten 27 zeigen nun das Organ in der gleichen vorteilhaften Orientierung, wie es durch die erste Schichtpositionierung 3 am Referenzkörper 1 vorgegeben worden ist.
-
Insbesondere wenn Folgeaufnahmen getätigt werden oder wenn Aufnahmen, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten angefertigt wurden, verglichen werden, ist es durch die hier vorgestellte Methode möglich, stets zweidimensionale Ansichten 27 zu erhalten, die das Organ in einer Ansicht zeigen, die der ersten Schichtpositionierung 3 am Referenzkörper 1 entspricht, selbst wenn der Patient 9 nicht immer die gleiche Lage bei der Aufzeichnung des 3D-Volumendatensatzes 5 hat. Ein direkter Vergleich von Aufnahmen, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten angefertigt wurden, wird so ermöglicht.
-
5 fasst noch einmal die wesentlichen Merkmale des Verfahrens zusammen und zeigt weitere Merkmale, die optional sind und dem Verfahren eine zusätzliche Flexibilität bzw. vorteilhafte Ausprägung geben.
-
Ausgangspunkt des Verfahrens ist ein 3D-Volumendatensatz 31, in dem ein Abbild eines Objektes gespeichert ist. Dem 3D-Volumendatensatz 31 gegenüber steht ein Referenzsystem 33, das das Objekt in einer idealisierten Form darstellt. An diesem Referenzsystem 33 ist eine erste Schichtpositionierung 35 definiert.
-
Aus dem 3D-Volumendatensatz 31 und aus dem Referenzsystem 33 werden jeweils korrespondierende erste bzw. zweite Merkmale 37 bzw. 39 extrahiert, die miteinander in Beziehung gesetzt werden, um so eine Wechselbeziehung 41 zwischen dem 3D-Volumendatensatz 31 und dem Referenzsystem 33 zu erhalten.
-
Diese Wechselbeziehung 41 wird dazu verwendet, um aus der ersten Schichtpositionierung 35, die am Referenzsystem 33 definiert ist, eine zweite Schichtpositionierung 43 zu erhalten, die im 3D-Volumendatensatz 31 der ersten Schichtpositionierung 35 entspricht. Anhand der zweiten Schichtpositionierung 43 werden aus dem 3D-Volumendatensatz 31 Bilddaten 45 gewonnen, die das aufgenommene Objekt in standardisierten Ansichten zeigt.
-
Der 3D-Volumendatensatz 31 wird vorzugsweise mit einem Computer-Tomographen 47 oder einem MRT-Gerät 49 aufgezeichnet, jedoch kann das Verfahren auch dann angewendet werden, wenn der 3D-Volumendatensatz 31 auf andere Weise erhalten worden ist, beispielsweise durch eine 3D-Ultraschall-Untersuchung oder eine PET-Untersuchung.
-
Das Verfahren ist vorteilhafterweise als Rechnerprogramm in der Rechnereinheit des Gerätes implementiert, mit dem auch der 3D-Volumendatensatz aufgezeichnet wird.
-
Die erste Schichtpositionierung 35, die am Referenzsystem 33 definiert ist, kann in einer vorteilhaften Ausgestaltung aus mehreren möglichen Schichtpositionierungen in Abhängigkeit der medizinischen Fragestellung 51 ausgewählt werden. Beispielsweise kann ein Anwender die medizinische Fragestellung eingeben, durch die dann die erste Schichtpositionierung 35 festgelegt wird. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der Anwender die erste Schichtpositionierung 35 durch Eingabe von Parametern 53 modifizieren.
-
Insbesondere bei Systemen, die das Merkmal der automatischen Schichtpositionierung vor einer zu tätigenden Aufnahme implementiert haben, können die dort abgelegten Schichtpositionierungen auch für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden. Auf diese Weise können bereits getätigte Aufnahmen, die ohne eine automatische Schichtpositionierung aufgenommen wurden, Folgeaufnahmen, die mit der automatischen Schichtpostionisierung aufgezeichnet werden, angepasst werden.
-
Das angewendete Verfahren ist nicht auf die medizinische Bildgebung beschränkt, sondern kann auch bei jeglicher Bildgebung, bei der 3D-Volumendatensätze von Objekten angefertigt werden, angewendet werden.
