DE102007013625A1 - Object visualization method for use during medical intervention, involves determining inclination of normal vector with respect to image plane, and adding point of two-dimensional image depending on inclination - Google Patents

Object visualization method for use during medical intervention, involves determining inclination of normal vector with respect to image plane, and adding point of two-dimensional image depending on inclination Download PDF

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Abstract

The method involves measuring a two-dimensional image (12) of an object (10). A three-dimensional image dataset (14) of the object is recorded, where a two-dimensional image (16) is produced from the image dataset and is combined with the image (12) in a two-dimensional image plane (11). A normal vector of a surface (20) is determined from the image dataset. An inclination of the normal vector is determined with respect to the image plane and a point (24) of the image (16) is added depending on the inclination. An independent claim is also included for a device for visualization of an object with a processing device for producing an image from a three-dimensional image dataset.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Visualisierung eines Objekts. Des Weiteren wird die Verwendung des Verfahrens zur Visualisierung von Objekten während einer medizinischen Intervention angegeben.The The present invention relates to a method and a device to visualize an object. Furthermore, the use the process of visualizing objects during indicated a medical intervention.

Ein Verfahren zur Visualisierung eines Objekts ist aus der DE-A 10 2005 030 646 bekannt. Dieses Verfahren dient einem Arzt zur besseren Orientierung in zweidimensionalen Durchleuchtungsbildern. Dieses Verfahren umfasst ein Erfassen eines zweidimensionalen Bildes des Objekts und Aufnehmen eines dreidimensionalen Bilddatensatzes des Objekts, wobei eine zweidimensionale Abbildung aus dem Bilddatensatz erzeugt wird und mit dem Bild in einer zweidimensionalen Bildebene kombiniert wird. Auch offenbart diese Druckschrift eine Vorrichtung mit einer Verarbeitungseinrichtung zum Erzeugen einer Abbildung aus einem dreidimensionalen Bilddatensatz und zum Kombinieren mit einem zweidimensionalen Bild des Objekts. Diese Abbildungen enthalten lediglich Konturlinien des Objekts und geben insbesondere eine dreidimensionale Struktur kaum wieder.A method for visualizing an object is from the DE-A 10 2005 030 646 known. This procedure serves a physician for better orientation in two-dimensional fluoroscopic images. This method comprises capturing a two-dimensional image of the object and capturing a three-dimensional image data set of the object, wherein a two-dimensional image is generated from the image data set and combined with the image in a two-dimensional image plane. Also, this document discloses an apparatus having processing means for generating an image from a three-dimensional image data set and for combining with a two-dimensional image of the object. These images merely contain contour lines of the object and in particular hardly reproduce a three-dimensional structure.

Ein weiteres bekanntes Verfahren sieht eine Kombination eines zweidimensionalen Röntgenbilds mit einer transparenten Abbildung einer Oberfläche des Objekts vor.One Another known method sees a combination of a two-dimensional X-ray image with a transparent image of a surface of the Object in front.

In 6a und 6b sind jeweils links eine 16 einer Oberfläche eines Objekts und rechts eine 16 der Konturlinien des Objekts nach dem vorstehend genannten Stand der Technik gezeigt. Die in 6c gezeigte 16 ist einem zweidimensionalen Bild 12 des Objekts auf einer Bildebene 11 überlagert wie in 6d gezeigt.In 6a and 6b are each left one 16 a surface of an object and right one 16 the contour lines of the object according to the aforementioned prior art. In the 6c shown 16 is a two-dimensional picture 12 of the object on an image plane 11 superimposed like in 6d shown.

Bei diesen Verfahren ist eine Abdeckung wichtiger Bildinformation des zweidimensionalen Bilds von besonderem Nachteil.at This method is a cover of important image information of the two-dimensional image of particular disadvantage.

Insbesondere in medizinischen Bildgebungsverfahren kann bei Überlagerung mit zusätzlicher Information eine erhebliche Einschränkung bezüglich der Bildqualität wie geringerer Kontrast eintreten.Especially in medical imaging can be superimposed with additional information a significant limitation in terms of image quality as lower contrast enter.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das mit technisch einfachen Mitteln Strukturinformation mittels einer Abbildung in das zweidimensionale Bild einfügt, welche einen dreidimensionalen Eindruck von der Oberfläche des Objekts vermittelt.Of the The present invention is therefore based on the object, a method specify that with technically simple means structure information means an image in the two-dimensional image inserts which a three - dimensional impression of the surface of the Object conveys.

Diese Aufgabe wird beim erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, das in einem ersten Verfahrensschritt ein Normalenvektor einer Oberfläche des Objekts aus dem Bilddatensatz ermittelt wird, wobei dessen Neigung bezüglich der Bildebene bestimmt und in Abhängigkeit der Neigung mindestens ein Punkt der Abbildung hinzugefügt wird.These Task is the process of the invention solved by, in a first process step Normal vector of a surface of the object from the image data set is determined, determining its inclination with respect to the image plane and depending on the slope at least one point of Figure is added.

Durch eine punktierte Darstellung der Oberfläche des Objekts kann insbesondere für den behandelnden Arzt wichtige Strukturinformation aus dem dreidimensionalen Bilddatensatz extrahiert werden. Diese diskreten Punkte nehmen nur geringe Flächeninhalte in der Abbildung in Anspruch. Bei Kombination mit dem zweidimensionalen Bild tritt somit nahezu keinerlei Abdeckung oder Abschattung dieser Bildinformation auf. Andererseits ist ein Naturwissenschaftler mit einer punktierten Darstellung vertraut, so dass ohne Weiteres die zusätzliche Strukturinformation erfassbar ist.By a dotted representation of the surface of the object can in particular for the attending physician important structural information extracted from the three-dimensional image data set. These discrete points occupy only small surface areas in the Claim the figure. When combined with the two-dimensional Picture thus occurs almost no coverage or shadowing of this image information on. On the other hand, a scientist is dotted with a Presentation familiar, so that easily the additional Structure information is detectable.

Zur Ermittlung des Normalenvektors kann der Bilddatensatz in Abschnitte mit vorbestimmbarem Rauminhalt segmentiert werden, wobei die Abschnitte der Oberfläche insbesondere mittels eines Gradientenfilters detektiert werden. Dazu kann der Bilddatensatz bereits bei Aufnahme segmentiert werden oder aber nachträglich wird ein Bilddatensatz beispielsweise in Kuben aufgeteilt und indiziert. Diese Ausführungsform des Verfahrens bietet den Vorteil einer direkten Approximation der Oberfläche aus dem Bilddatensatz. Derartige Filter nutzen beispielsweise einen Sprung, eine Unstetigkeit im segmentierten Bilddatensatz bezüglich Helligkeit zweier benachbarter Abschnitte. Für einen zur Oberfläche gehörenden Abschnitt wird der Normalenvektor ermittelt, dessen zweidimensionale Projektion mit diskreten Punkten versehen und in die Abbildung integriert wird. Zur Bestimmung der Neigung bezüglich der Bildebene wird der Normalenvektor auf dem zur Oberfläche gehörenden Abschnitt in Richtung eines benachbarten Abschnitts mit beispielsweise höherer Helligkeit ausgerichtet. Die entsprechende Projektion weist lediglich die diskreten Punkte auf und sorgt so für einen klaren Eindruck von einem sichtbaren Teil des Volumens des Objekts.to Determination of the normal vector, the image data set in sections be segmented with predeterminable volume, the sections the surface in particular by means of a gradient filter be detected. For this purpose, the image data set already at recording be segmented or subsequently an image data set, for example divided into cubes and indexed. This embodiment of the method offers the advantage of a direct approximation of Surface from the image data set. Such filters use, for example a jump, a discontinuity in the segmented image data set with respect to Brightness of two adjacent sections. For a to Surface belonging section becomes the normal vector determines its two-dimensional projection with discrete points provided and integrated into the picture. To determine the Inclination with respect to the image plane becomes the normal vector on the surface belonging to section in Direction of an adjacent section with, for example, higher Brightness aligned. The corresponding projection merely indicates the discrete points on and thus ensures a clear Impression of a visible part of the volume of the object.

Alternativ kann die Oberfläche in Form eines Oberflächenmodells generiert werden, welches mindestens ein graphisches Primitiv aufweist und der Normalenvektor von dem Primitiv abgeleitet wird, wobei das Primitiv eine vorbestimmbare Mindestanzahl von diskreten Punkten erhält und aus dem Primitiv die Abbildung erzeugt wird. Das Oberflächenmodell ist im Falle eines zweidimensionalen Objekts schon durch ein graphisches Primitiv wie ein Dreieck, ein Rechteck, ein Quadrat oder ein Polygon zu beschreiben und in die Abbildung zu übertragen. Dazu wird das graphische Primitiv lediglich mit diskreten Bildpunkten, Pixel oder dergleichen versehen, die als kleinstes Bildelement der Abbildung sichtbar werden und eine Abdeckung von Information des zweidimensionalen Bilds wirksam verhindern. Dieses Verfahren leitet indirekt den Normalenvektor eines sichtbaren Teils der Oberfläche aus beispielsweise einem Gittermodell des Objekts ab, dessen Primitive einer zusammengesetzten zweidimensionalen Abbildung der Oberfläche entsprechen.Alternatively, the surface may be generated in the form of a surface model having at least one graphic primitive and deriving the normal vector from the primitive, the primitive receiving a predeterminable minimum number of discrete points and generating the mapping from the primitive. In the case of a two-dimensional object, the surface model can already be described by a graphic primitive such as a triangle, a rectangle, a square or a polygon and transferred to the image. For this purpose, the graphic primitive is provided only with discrete pixels, pixels or the like, which are visible as the smallest picture element of the image and effectively prevent coverage of information of the two-dimensional image. This method indirectly derives the normal vector of a visible one Part of the surface of, for example, a grid model of the object whose primitives correspond to a composite two-dimensional image of the surface.

Die Bildpunkte werden in Abhängigkeit von einer Neigung einer virtuellen Bildebene erzeugt. Durch die Visualisierung der Neigung des Primitivs zur Bildebene wird ein dreidimensionaler Eindruck des Objekts erzeugt und eine bessere räumliche Orientierung im zweidimensionalen Bild erreicht.The Pixels become dependent on a slope of a generated virtual image plane. By visualizing the tilt the primitive to the image plane becomes a three - dimensional impression of the Object generates and better spatial orientation achieved in the two-dimensional image.

Das Verfahren kann derart weitergebildet werden, dass die Anzahl der diskreten Punkte monoton zur Neigung erhöht wird, wobei die Punkte mit im wesentlichen gleichen Abstand zueinander angeordnet werden. Dies kann sowohl in der Projektion als auch auf dem Primitiv erreicht werden. Ein stärker zur Bildebene geneigter Oberflächenabschnitt wirkt dunkler, da die Projektion bzw. das Primitiv eine erhöhte Anzahl von Bildpunkten aufweist. Es kann ein Mindestwert der Neigung vorgegeben werden, bei welchem eine ebenfalls veränderbare Mindestanzahl von diskreten Punkten erzeugt wird. Auch kann ein Neigungsintervall festgelegt werden, wobei die Anzahl der diskreten Punkte im Wesentlichen konstant bleibt. Für eine ebenfalls vorbestimmbare Steigerung der Neigung kann eine in etwa proportional steigende Anzahl von diskreten Punkten festgelegt sein. Auch kann zur Sicherung einer möglichst wenig Fläche in der Abbildung einnehmenden Visualisierung eine maximale Anzahl von diskreten Punkten vorgegeben werden.The Method can be developed such that the number of discrete points is increased monotonically to the inclination, wherein the dots are arranged at substantially the same distance from each other become. This can be both in the projection and on the primitive be achieved. A more inclined to the image plane surface section looks darker as the projection or primitive increases Number of pixels. It can be a minimum of inclination be given, in which a likewise changeable Minimum number of discrete points is generated. Also can be a tilt interval are set, with the number of discrete points substantially remains constant. For an equally predeterminable increase in Slope can be an approximately proportionately increasing number of discrete Be set points. Also, to secure one as possible little area in the picture capturing visualization a maximum number of discrete points can be specified.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass die Anzahl der diskreten Punkte in Abhängigkeit der maximalen Neigung bezüglich der zwei Dimensionen der Bildebene erzeugt wird. Eine auf der Oberfläche des Objekts angesiedelte Erhebung wird folglich in Form eines Höhenzugs erkennbar.A advantageous development of the method provides that the number the discrete points depending on the maximum inclination with respect to the two dimensions of the image plane. A on the surface of the object settled elevation becomes thus recognizable in the form of a ridge.

Nach einer weiteren Ausführungsform des Verfahren kann der dreidimensionale Bilddatensatz mit Information zu Farbe, Gewebetyp oder dergleichen erweitert werden, wobei jedes Primitiv oder jeder Punkt die Information übernimmt. Neben einer monochromen Abbildung kann durch Erzeugen eines Graustufenbilds weitere wichtige Strukturinformation bei unverändert geringer Abdeckung des zweidimensionalen Bilds erreicht werden. So könnte der dreidimensionale Bilddatensatz beispielsweise Information zur Gewebedichte, Tumor- oder Knochenmaterial aufweisen, die in Kombination mit dem zweidimensionalen Bild eine schnelle Erfassung von Zielgewebe ermöglicht.To In another embodiment of the method, the three-dimensional Image data set with information on color, fabric type or the like be extended, with each primitive or point taking over the information. In addition to a monochrome image, by generating a grayscale image further important structural information at unchanged lower Cover the two-dimensional image can be achieved. So could the three-dimensional image data set, for example, information about Tissue density, tumor or bone material, in combination with the two-dimensional image allows a fast detection of target tissue.

Vorteilhafter Weise wird das Verfahren derart modifiziert, dass das Oberflächenmodell geglättet wird. Dies kann vorab anhand des dreidimensionalen Bilddatensatzes oder durch Modifizieren des Oberflächenmodells selbst erfolgen. Hierbei kann insbesondere die Zahl der Primitive so reduziert werden, dass eine Anordnung der diskreten Punkte, das Erzeugen der Abbildung und dessen Registrierung und Skalierung bezüglich des zweidimensionalen Bilds in Echtzeit erfolgen kann. Eine Glättung des Bilddatensatzes kann beispielsweise durch einen Tiefpassfilter erzielt werden, der hochfrequente Bildanteile wie Rauschen entfernt.Favorable The method is modified so that the surface model is smoothed. This can be done in advance on the basis of the three-dimensional image data set or by modifying the surface model itself. In particular, the number of primitives can be reduced in this way that an arrangement of discrete points, generating the image and its registration and scaling with respect to the two-dimensional Image can be done in real time. Smoothing the image data set can be achieved for example by a low-pass filter, the high-frequency image components such as noise removed.

Weiterhin kann eine Manipulation der Anordnung der diskreten Punkte herangezogen werden, um insbesondere bei reduzierter Anzahl an Primitiven weitere Strukturinformation des Objekts in die Abbildung zu übertragen. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens ist mittels Vergleich zwischen dem Bilddatensatz und dem Primitiv eine Abweichung wie eine Krümmung ermittelbar, deren Lage und/oder Verlauf an das Primitiv vererbt wird und durch Verändern der diskreten Punkte visualisiert wird. So könnte neben einer rein statistischen Verteilung der diskreten Punkte mittels entsprechender Gewichtung bestimmter Areale der Projektion oder des Primitivs eine Verringerung bzw. Erhöhung der Punktdichte erzielt werden.Farther a manipulation of the arrangement of the discrete points can be used especially in the case of a reduced number of primitives Transfer structure information of the object into the image. According to an advantageous embodiment of the method by means of Comparison between the image data set and the primitive a deviation how a curvature can be determined, their position and / or course is inherited to the primitive and by changing the discrete Points is visualized. So besides a purely statistical distribution the discrete points by appropriate weighting certain Areas of the projection or the primitive a reduction or Increase in the density of points can be achieved.

Zur weiteren Steigerung eines dreidimensionalen Eindrucks von dem Objekt kann es vorteilhaft sein, dass eine Silhouette des Objekts in die Abbildung projiziert wird. Das Verfahren kann insbesondere dazu genutzt werden, weitere Details wie in der gewählten Ansicht nicht sichtbare Falten, Löcher und Umrisskanten einzublenden.to further increase a three-dimensional impression of the object It may be advantageous to have a silhouette of the object in the Figure is projected. The method can in particular be used, more details as in the selected view hide invisible folds, holes and outline edges.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass das zweidimensionale Bild mit einem Durchleuchtungsverfahren erzeugt wird. Derartige Durchleuchtungsverfahren werden beispielsweise in der medizinischen Bildgebung oder Materialprüfung eingesetzt. Beispiele für zweidimensionale Modalitäten sind, ohne das erfindungsgemäße Verfahren darauf beschränken zu wollen, Röntgen und Ultraschall.A sees particularly advantageous embodiment of the method before that the two-dimensional image with a fluoroscopy method is produced. Such transillumination methods become, for example used in medical imaging or materials testing. Examples of two-dimensional modalities are without limiting the inventive method to want, x-ray and ultrasound.

Schließlich ist das Verfahren zur Visualisierung von dreidimensionalen beweglichen Objekten geeignet, wenn das Bild durch Erfassen eines weiteren Bilds des Objekts ersetzt wird, wobei insbesondere in Echtzeit das weitere Bild mit der Abbildung kombiniert wird. So könnte beispielsweise mit einem atem- oder pulsgetriggerten Ultraschall eine Funktionsprüfung eines künstlichen Objekts wie einer Herzklappe erfolgen. Eine Bildfolge könnte auch eine Herzphase zeitlich auflösen, wobei eine Kontraktion besonders gut durch eine naturgemäß auftretende Änderung der Neigung bestimmter Objektbereiche veranschaulicht ist.After all is the method of visualizing three-dimensional moving Suitable objects when capturing the image by capturing another image the object is replaced, in particular in real time the other Picture is combined with the picture. For example with a respiratory or pulse-triggered ultrasound a functional test of an artificial object such as a heart valve. An image sequence could also temporally resolve a heart phase, whereby a contraction is particularly well by a naturally occurring change the slope of certain object areas is illustrated.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Visualisierung eines Objekts anzugeben, welche eine Oberflächenstruktur mit einem zweidimensionalen Bild kombiniert, wobei eine flächenhafte Abdeckung des Bilds wirkungsvoll verhindert wird.Another object of the present invention The object of the invention is to specify an apparatus for visualizing an object which combines a surface structure with a two-dimensional image, effectively preventing planar coverage of the image.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst.These The object is achieved by a device having the features of the claim 12 solved.

Die Vorrichtung umfasst eine Verarbeitungseinrichtung zum Speichern eines zweidimensionalen Bilds und einer reduzierten Projektion eines dreidimensionalen Bilddatensatzes.The Device comprises a processing device for storing a two - dimensional image and a reduced projection of a three-dimensional image data set.

Die reduzierte Projektion ist eine Abbildung, die aus dem dreidimensionalen Bilddatensatz mittels eines Verfahrens der vorstehend genannten Art erzeugt wird. Der Bilddatensatz kann beispielsweise präoperativ oder während eines medizinischen Eingriffs aufgenommen und gespeichert worden sein. Die Oberfläche des Objekts ist von einem mit der Verarbeitungseinrichtung verbundenen Punktgenerator in die zweidimensionale Abbildung umsetzbar. Der Punktgenerator weist mindestens eine Textur mit mindestens einem Punkt auf, welche in die Abbildung übertragbar ist. Der Punkt kann einerseits auf Grundlage des Abschnitts einer approximierten Oberfläche des Objekts direkt in der Abbildung gesetzt werden. Andererseits kann das graphische Primitiv mit dem Punkt versehen werden, das schließlich in die Abbildung übernommen wird.The reduced projection is an illustration that comes from the three-dimensional Image data set by means of a method of the aforementioned Art is generated. The image data set can be preoperative, for example or taken during a medical procedure and saved. The surface of the object is from a point generator connected to the processing device in FIG the two-dimensional image can be implemented. The dot generator points at least one texture with at least one dot on it, which in the figure is transferable. The point can be on the one hand based on the section of an approximated surface of the Object to be placed directly in the picture. On the other hand can the graphic primitive will be provided with the dot that finally is taken over into the picture.

Bei einer Weiterbildung der Vorrichtung ist die Anzahl der diskreten Punkte bei maximaler Neigung vom Punktgenerator vorbestimmbar oder veränderlich, welche in mindestens einer Textur gespeichert sind.at a development of the device is the number of discrete Points at maximum inclination from the point generator predeterminable or changeable, which is stored in at least one texture are.

Die Textur ist anfangs aus beispielsweise Texeln aufgebaut, die in der Abbildung transparent sind. Jede einzelne Textur wird mit einer steigenden Anzahl von später in der Abbildung sichtbaren diskreten Punkten versehen und indiziert gespeichert. Die einzelnen Punkte werden entweder als ein Texel oder als eine Gruppe von benachbarten Texeln mit beispielsweise einem Farbton rot gespeichert. Zur Verteilung der diskreten Punkte pro Textur kann insbesondere ein Voronoi-Diagramm eingesetzt werden. Die vom Punktgenerator erzeugten, mit diskreten Punkten versehenen Texturen können als Texturensatz vorberechnet und abrufbar gespeichert sein. Auch können mit einem gespeicherten Bilddatensatz einige Abbildungsinstanzen beispielsweise mit unterschiedlichen Ausrichtungen bezüglich einer virtuellen Bildebene vorberechnet und gespeichert sein. Dies kann beispielsweise eine Speichereinrichtung einer Grafikkarte sein.The Texture is initially composed of, for example, texels, which are in the Figure is transparent. Every single texture comes with a increasing number of visible later in the picture discrete points and indexed stored. The single ones Points are either as a texel or as a group of neighboring ones Texels are stored with, for example, a hue of red. For distribution The discrete points per texture may in particular be a Voronoi diagram be used. Those generated by the dot generator, with discrete points provided textures can be precalculated as texture set and be stored retrievable. Also can be saved with a Image data set some imaging instances, for example, with different Alignments with respect to a virtual image plane precalculated and be saved. This can for example be a memory device a graphics card.

Zur Skalierung und Registrierung der Abbildung umfasst ein Grafikprozessor das zweidimensionale Bild des Objekts. Die Registrierung dient insbesondere zur winkeltreuen, perspektivisch richtigen Auswahl eines Oberflächenabschnitts des Objekts, der dem Bild entspricht. Die Skalierung erlaubt insbesondere eine maßstabsgerechte Anpassung der erzeugten Projektion an das Bild. Mit den gespeicherten Abbildungsinstanzen kann eine Interpolation an das aktuelle Bild hardwaregestützt mittels des Grafikprozessors oder softwaregestützt mittels eines sogenannten Shaders erfolgen. Dies kann aufgrund des geringeren Rechenaufwands sowohl mit sehr detaillierten Abbildungen als auch in Echtzeit auf insbesondere handelsüblichen Grafikkarten erzielt werden. Schließlich die kann die Grafikkarte die Kombination von dem Bild und der Abbildung an den Bildschirm übertragen.to Scaling and registration of the image includes a graphics processor the two-dimensional image of the object. The registration is used in particular for the angle-true, perspective correct selection of a surface section of the object corresponding to the image. The scaling allows in particular a true-to-scale adaptation of the generated projection to the picture. With the stored imaging instances, a Interpolation to the current image using hardware of the graphics processor or software-based by means of a so-called shaders done. This may be due to the lower Computing effort with both very detailed illustrations as well in real time on especially commercially available graphics cards be achieved. Finally, the graphics card can do the Transfer combination of image and image to the screen.

Ist die Anzahl der sichtbaren Texel beispielsweise zu niedrig, um einen bestimmten Oberflächenabschnitt sicher differenzieren zu können, kann durch einfaches und sehr schnelles Ersetzen der insbesondere indizierten Texturen die Anzahl der diskreten Punkte erhöht werden. Insbesondere kann hierdurch die Abdeckung durch die Abbildung begrenzt werden.is For example, the number of visible texels is too low to make one certain surface section to differentiate safely can, by simple and very fast replacement In particular indexed textures the number of discrete points increase. In particular, thereby the cover be limited by the picture.

Eine besonders vorteilhafte Vorrichtung ist derart gestaltet, dass der Punktgenerator integraler Bestandteil eines Ultraschall-, eines Röntgengeräts, eines Positronen-Emissions-, oder eines Magnetresonanztomographen ist, das den Bilddatensatz aufzeichnet und das zweidimensionale Bild des Objekts umfasst. Somit kann aus dem Bilddatensatz eine Abbildung erzeugt werden und mit einer zumeist zweidimensionalen Schichtaufnahme des Bilddatensatzes kombiniert werden.A particularly advantageous device is designed such that the Point generator integral part of an ultrasonic, a X-ray device, a positron emission, or a magnetic resonance tomograph that records the image data set and the two-dimensional image of the object. Thus, can out the image data record an image are generated and with a mostly combined two-dimensional layer recording of the image data set become.

Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Strukturinformation einer Oberfläche eines Objekts mit zweidimensionalen Bildern des Objekts zu kombinieren, wobei eine naturwissenschaftlich geläufige Visualisierung der Strukturinformation möglich ist.Further The object of the present invention is to provide structural information of a Surface of an object with two-dimensional images to combine the object, being a scientifically common Visualization of the structure information is possible.

Diese Aufgabe wird durch eine Verwendung des vorstehend genannten Verfahrens zur Visualisierung von Objekten während einer medizinischen Intervention gelöst. Die hierdurch erzeugte Abbildung von Strukturdaten ähnelt einer Darstellung von Objekten mittels Stippling. Diese Darstellungen sind insbesondere in der Aus- und Weiterbildung von medizinischem Personal geläufig. Diese Visualisierung des Objekts ermöglicht beispielsweise eine schnelle Erfassung von körperlichen Strukturmerkmalen.These The object is achieved by using the method mentioned above for visualizing objects during a medical Intervention solved. The illustration of Structure data is similar to a representation of objects using Stippling. These representations are particularly in the off and Continuing education of medical personnel familiar. These Visualization of the object allows for example a fast acquisition of physical structural features.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele so wie aus den Zeichnungen, auf die nachfolgend Bezug genommen wird. Es zeigen:Further Features and advantages of the invention will become apparent from the following Description of several embodiments as well as from the Drawings, to which reference is made below. Show it:

1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; 1 a schematic representation of a device according to the invention;

2 ein Diagramm eines ersten Ausführungsbeispiels eines Verfahrens gemäß der Erfindung; 2 a diagram of a first embodiment of a method according to the invention;

3 ein Teildiagramm eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Verfahrens gemäß der Erfindung; 3 a partial diagram of another embodiment of a method according to the invention;

4 ein Oberflächenmodell mit einer nach einer weiteren Verfahrensalternative erzeugten Abbildung; 4 a surface model with an image generated according to another alternative method;

5a, b, c einige Abbildungen von Objekten nach dem erfindungsgemäßen Verfahren; 5a , b, c show some images of objects according to the method of the invention;

6a, b, c einige zweidimensionale Abbildungen von Objekten nach dem Stand der Technik; und 6a , b, c show some two-dimensional images of objects of the prior art; and

6d eine Überlagerung der Abbildung gemäß 6c mit einem Bild des Objekts nach dem Stand der Technik. 6d a superimposition of the figure according to 6c with an image of the object according to the prior art.

Sofern im Folgenden nichts anderes gesagt ist, gilt die folgende Beschreibung stets für alle Figuren und es beziehen sich gleiche Bezugszeichen stets auf dieselben technischen Merkmale.Provided not otherwise stated below, the following description applies always for all figures and the same reference numbers always refer to the same technical characteristics.

1 zeigt eine Vorrichtung 40 zur Visualisierung eines Objekts 10. Die Vorrichtung 40 speichert ein zweidimensionales Bild 12 und eine reduzierte Projektion 28 eines dreidimensionalen Bilddatensatzes 14. 1 shows a device 40 to visualize an object 10 , The device 40 saves a two-dimensional image 12 and a reduced projection 28 a three-dimensional image data set 14 ,

Das zweidimensionale Bild 12 wird beim Verfahren 100 mit einem Durchleuchtungsverfahren erzeugt und umfasst lediglich einige für Röntgenstrahlung opake Strukturen des Objekts 10.The two-dimensional image 12 will be in the process 100 generated with a fluoroscopy method and includes only some X-ray opaque structures of the object 10 ,

Der Bilddatensatz 14 ist mit einem Magnetresonanztomograph 58 in Form einer Vielzahl von zweidimensionalen Schichtaufnahmen erzeugt worden. Selbstverständlich kann ersatzweise eine Reihe von dreidimensionalen Bildakquierungseinrichtungen wie ein Ultraschall-, ein Röntgengerät, oder ein Positronen-Emissions-Tomograph zum Erfassen des Bilddatensatzes eingesetzt werden. Die Oberfläche 20 des Objekts 10 ist mittels eines Punktgenerators 54 in die zweidimensionale 16 umsetzbar, der mit der Verarbeitungseinrichtung 52 verbunden ist. Eine Umsetzung ist mit einem erfindungsgemäßen Verfahren 100 realisiert, das nachfolgend näher erläutert wird. Der Punktgenerator 54 bearbeitet die 16 derart, dass mindestens ein Punkt 24 hinzugefügt ist. Danach wird das Bild 12 mit der 16 in der Verarbeitungseinrichtung 52 kombiniert und auf einem Bildschirm 50 ausgegeben, der eine Bildebene 11 bereitstellt.The image data set 14 is with a magnetic resonance tomograph 58 in the form of a plurality of two-dimensional tomograms. Of course, a number of three-dimensional Bildakquierungseinrichtungen such as an ultrasound, an X-ray machine, or a positron emission tomograph for detecting the image data set can be used as a substitute. The surface 20 of the object 10 is by means of a point generator 54 in the two-dimensional 16 implementable with the processing device 52 connected is. An implementation is with a method according to the invention 100 realized, which will be explained in more detail below. The dot generator 54 edited the 16 such that at least one point 24 is added. After that, the picture becomes 12 with the 16 in the processing facility 52 combined and on a screen 50 issued, which is an image plane 11 provides.

Nach einem in 2 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel des Verfahrens 100 wird in einem ersten Verfahrensschritt 102 das Bild 12 erfasst. Das Bild 12 ist mittels eines Ultraschall- oder Röntgenverfahrens herstellbar.After a in 2 shown first embodiment of the method 100 is in a first step 102 the picture 12 detected. The picture 12 can be produced by means of an ultrasound or X-ray method.

In einem zeitlich davon unabhängigen weiteren Verfahrensschritt 104 wird der dreidimensionale Bilddatensatz 14 des Objekts 10 aufgenommen. Durch einen weiteren Verfahrensschritt 106 wird aus dem Bilddatensatz 14 eine zweidimensionale 16 erzeugt. Die 16 umfasst im wesentlichen Strukturinformation der Oberfläche 20 und erzeugt einen dreidimensionalen Eindruck vom dem Objekt 10. Danach wird die 16 im Verfahrensschritt 108 mit dem Bild 12 in einer zweidimensionalen Bildebene 11 kombiniert. Die 16 enthält lediglich diskrete Punkte 24 und deckt somit nur bildpunktweise das Bild 12 ab. Hierzu wird im Verfahrensschritt 110 ein Normalenvektor 18 der Oberfläche 20 aus dem Bilddatensatz 14 ermittelt, anschließend dessen Neigung 22 bezüglich der Bildebene 11 im Verfahrensschritt 112 bestimmt. Der 16 wird mittels eines weiteren Verfahrensschritts 114 in Abhängigkeit der Neigung 22 mindestens ein Punkt 24 hinzugefügt. Ein im Wesentlichen gleichartig zur Bildebene 11 geneigter Teil der Oberfläche 20 erscheint in der 16 somit als Schar von diskreten Punkten 24, ohne flächenhafte Abschattung von Information aus dem Bild 12.In a temporally independent further process step 104 becomes the three-dimensional image data set 14 of the object 10 added. Through a further process step 106 is taken from the image data set 14 a two-dimensional 16 generated. The 16 essentially comprises structure information of the surface 20 and creates a three-dimensional impression of the object 10 , After that, the 16 in the process step 108 with the image 12 in a two-dimensional image plane 11 combined. The 16 contains only discrete points 24 and thus only covers the image pixel by pixel 12 from. For this purpose, in the process step 110 a normal vector 18 the surface 20 from the image data set 14 determined, then its inclination 22 with regard to the image plane 11 in the process step 112 certainly. Of the 16 is by means of a further process step 114 depending on the inclination 22 at least one point 24 added. A substantially similar to the image plane 11 inclined part of the surface 20 appears in the 16 thus as a group of discrete points 24 , without planar shading of information from the picture 12 ,

Das Verfahren 100 ist insbesondere durch die in 3 links gezeigten Schritte zum direkten Generieren des Normalenvektors aus dem Bilddatensatz 14 erweiterbar. Im Verfahrensschritt 105 wird der Bilddatensatz 14 in Abschnitte 26 mit vorbestimmbarem Rauminhalt segmentiert. Prinzipiell kann der Bilddatensatz 14 bereits segmentiert aufgenommen werden, wobei der Rauminhalt lediglich für eine detaillierte 16 verkleinert werden kann. Dies wirkt sich naturgemäß auch auf die Verarbeitungsgeschwindigkeit aus. Andererseits ist mit einer relativ geringen Segmentierung in wenige kubische Abschnitte 26 eine gute Approximation der Oberfläche 20 bereits erreicht. Hierzu werden im Verfahrensschritt 109 die Abschnitte 26 der Oberfläche 20 insbesondere mittels eines Gradientenfilters detektiert. Ist der dreidimensionale Bilddatensatz 14 mit Information zu Farbe oder Gewebetyp erweitert, können alternativ die zur Oberfläche 20 gehörenden Abschnitte 26 anhand dieser Zusatzinformation ermittelt werden. Dazu wird für benachbarte Abschnitte 26 beispielsweise ein Wechsel des Gewebetyps überprüft. Werden zwei benachbarte Abschnitte 26 mit einem Wechsel des Gewebetyps gefunden, werden die beiden Abschnitte 26 der jeweiligen Oberfläche 20 zugeordnet und in einer Matrix gespeichert. Die Oberfläche 20 des Objekts 10 ist danach in Form der Matrix zu beschreiben und in eine zweidimensionale Projektion 28 überführbar. Die Projektion 28 weist hierbei lediglich transparente Würfel als Ersatz der Abschnitte 26 auf.The procedure 100 is particular by the in 3 shown on the left to directly generate the normal vector from the image data set 14 expandable. In the process step 105 becomes the image data set 14 in sections 26 segmented with predeterminable volume. In principle, the image data set 14 already segmented, with the volume only for a detailed 16 can be downsized. This naturally also affects the processing speed. On the other hand, with a relatively small segmentation in a few cubic sections 26 a good approximation of the surface 20 already achieved. For this purpose, in the process step 109 the sections 26 the surface 20 detected in particular by means of a gradient filter. Is the three-dimensional image data set 14 with information on color or tissue type, may alternatively be added to the surface 20 belonging sections 26 be determined on the basis of this additional information. This will be for adjacent sections 26 For example, a change of tissue type checked. Become two adjacent sections 26 found with a change of tissue type, the two sections 26 the respective surface 20 assigned and stored in a matrix. The surface 20 of the object 10 is then in the form of Describe matrix and into a two-dimensional projection 28 transferable. The projection 28 here only has transparent cubes as a substitute for the sections 26 on.

Für diese Abschnitte 26 wird der Normalenvektor 18 ermittelt. Der Normalenvektor 18 jedes dieser Abschnitte 26 wird in Richtung des benachbarten Abschnitts 26 des Bilddatensatzes 14 mit geringstem Kontrast- bzw. Helligkeitswert ausgerichtet. Gemäß dem Verfahrensschritt 112 wird die Neigung 22 zur Bildebene 11 des Normalenvektors 18 bestimmt. Danach folgt zum Abschluss des Verfahrensschritts 106 zum Erzeugen der 16 das Hinzufügen von diskreten Punkten 24.For these sections 26 becomes the normal vector 18 determined. The normal vector 18 each of these sections 26 will be in the direction of the adjacent section 26 of the image data set 14 aligned with lowest contrast or brightness value. According to the method step 112 becomes the inclination 22 to the picture plane 11 of the normal vector 18 certainly. This is followed by the conclusion of the procedural step 106 for generating the 16 the addition of discrete points 24 ,

Die transparenten Würfel werden mit steigender Neigung 22 ihrer Normalenvektoren 18 mit einer zunehmenden Anzahl an diskreten Punkten 24 versehen, wobei die Punkte 24 mit im Wesentlichen gleichem Abstand zueinander angeordnet werden. Der in 1 gezeigte Punktgenerator 54 speichert eine Reihe von Texturen 56, welche nach Maßgabe der Neigung 22 auf die transparenten Würfel übertragen werden. Nach einem Verfahrensschritt 115 wird die mit den diskreten Punkten 24 versehene zweidimensionale Projektion 28 in die 16 integriert. Jedem Punkt 24 wird die im Bilddatensatz 14 enthaltene erweiterte Information zum Gewebetyp oder zur Farbe des Abschnitts 26 übertragen und kann bei entsprechender farbiger 16 am Bildschirm 50 schnell erfasst werden.The transparent cubes are rising with increasing inclination 22 their normal vectors 18 with an increasing number of discrete points 24 provided with the points 24 be arranged at substantially the same distance from each other. The in 1 shown point generator 54 stores a bunch of textures 56 , which according to the inclination 22 be transferred to the transparent cubes. After a process step 115 becomes the one with the discrete points 24 provided two-dimensional projection 28 in the 16 integrated. Every point 24 becomes the in the image data set 14 contained advanced information on the tissue type or color of the section 26 transferred and can with appropriate colored 16 on the screen 50 be detected quickly.

Die Texturen 56 weisen wie in 1 gezeigt eine steigende Anzahl von diskreten Punkten 24 auf, wobei die nächstfolgende Textur 56 unter Hinzufügen eines weiteren Punkts 24 in die vorhergehende Textur 56 vom Punktgenerator 54 erzeugt wird. Hierdurch ist eine sogenannte Framekohärenz zu erzielen. Dies bedeutet insbesondere eine Beibehaltung von Punkten 24 in einer Abfolge von 16 des Objekts 10. Wird das Bild 12 durch Erfassen eines weiteren Bilds 12' des Objekts 10 ersetzt, wobei insbesondere in Echtzeit das weitere Bild 12' mit der 16 kombiniert wird, tritt kein Rauschen ein. Das Verfahren 100 kann somit zeitaufgelöste Abfolgen von Bildern 12 mit einer 16 der Oberfläche 20 kombinieren, um ein schlagendes Herz zu visualisieren.The textures 56 show as in 1 shown an increasing number of discrete points 24 on, with the next texture 56 adding another point 24 into the previous texture 56 from the dot generator 54 is produced. As a result, a so-called frame coherence can be achieved. This means in particular a retention of points 24 in a sequence of 16 of the object 10 , Will the picture 12 by capturing another image 12 ' of the object 10 replaced, in particular in real time the more image 12 ' with the 16 combined, no noise occurs. The procedure 100 can thus time-resolved sequences of images 12 with a 16 the surface 20 combine to visualize a beating heart.

Weiterhin ist in 1 gezeigt, dass die Vorrichtung 40 einen Regler 55 am Punktgenerator 54 aufweist, wobei die Anzahl der diskreten Punkte 24 bei maximaler Neigung 22 vorzubestimmen oder zu verändern ist. Dies ist insbesondere bei Verwendung während einer medizinischen Intervention dazu geeignet, bestimmte Details einer Oberfläche 20 stärker zu akzentuieren.Furthermore, in 1 shown that the device 40 a regulator 55 at the point generator 54 where the number of discrete points 24 at maximum inclination 22 is to be predicted or changed. This is particularly suitable when used during a medical intervention to certain details of a surface 20 stronger to accentuate.

Ein alternatives indirektes Verfahren 100 zur Erzeugung einer zweidimensionalen 16 einer Oberfläche 20 ist in 3 rechts illustriert. Aus dem dreidimensionalen Bilddatensatz 14 wird im Verfahrensschritt 111 die Oberfläche 20 in Form eines Oberflächenmodells 19 generiert. Wie in 4 veranschaulicht ist das Oberflächenmodell 19 aus graphischen Primitiven 30 aufgebaut. Derartige graphische Primitive 30 lassen sich extrem schnell hardwaregestützt von einer Grafikkarte in einer zweidimensionalen 16 übertragen.An alternative indirect procedure 100 for generating a two-dimensional 16 a surface 20 is in 3 illustrated on the right. From the three-dimensional image data set 14 is in the process step 111 the surface 20 in the form of a surface model 19 generated. As in 4 The surface model is illustrated 19 from graphic primitives 30 built up. Such graphic primitives 30 can be extremely fast hardware-based from a graphics card in a two-dimensional 16 transfer.

Für jedes Primitiv 30 ist der Normalenvektor 18 in Bezug auf die Bildebene 11 abzuleiten. Die Anzahl der diskreten Punkte 24 wird in Abhängigkeit der maximalen Neigung 22 bezüglich der zwei Dimensionen der Bildebene 11 erzeugt. Hierzu wird wie in 4 dargestellt lediglich festgestellt, mit welcher der beiden orthogonalen Achsen der Bildebene 11 der Normalenvektor 18 einen größeren Winkel aufspannt. Anschließend erhält mit Verfahrensschritt 116 das Primitiv 30 eine vorbestimmbare Mindestanzahl von diskreten Punkten 24 und aus dem Primitiv 30 wird die 16 erzeugt. Ein in etwa parallel zur Bildebene 11 verlaufender Teil der Oberfläche 20, der von einem Primitiv 30 mit in etwa senkrecht zur Bildebene 11 ausgerichteten Normalenvektor 18 repräsentiert wird, erhält eine Textur 56 mit lediglich einem Punkt 24. Analog erhält ein Primitiv 30, das einem in etwa senkrecht zur Bildebene 11 verlaufenden Teil der Oberfläche 20 entspricht, eine Textur mit maximaler Anzahl von diskreten Punkten 24. Mit dem in 1 an dem Punktgenerator 54 angeordneten Regler 55 ist lediglich die Zuordnung einer bestimmten Textur 56 an ein Neigungsintervall des Normalenvektors 18 durchzuführen, um die Mindestanzahl bzw. Maximalanzahl von Punkten pro Primitiv festzulegen oder zu verändern.For every primitive 30 is the normal vector 18 in terms of the picture plane 11 derive. The number of discrete points 24 becomes dependent on the maximum inclination 22 with respect to the two dimensions of the image plane 11 generated. For this purpose, as in 4 shown only with which of the two orthogonal axes of the image plane 11 the normal vector 18 spans a larger angle. Subsequently obtained with process step 116 the primitive 30 a predeterminable minimum number of discrete points 24 and from the primitive 30 will the 16 generated. A roughly parallel to the image plane 11 extending part of the surface 20 that of a primitive 30 with approximately perpendicular to the image plane 11 aligned normal vector 18 is represented, receives a texture 56 with only one point 24 , Analog receives a primitive 30 which is approximately perpendicular to the image plane 11 extending part of the surface 20 corresponds to a texture with a maximum number of discrete points 24 , With the in 1 at the point generator 54 arranged regulator 55 is just the assignment of a certain texture 56 to an inclination interval of the normal vector 18 to set or change the minimum or maximum number of points per primitive.

Durch das Erzeugen eines Oberflächenmodells 19 aus dem Bilddatensatz 14 mittels einer endlichen Menge an Primitiven 30 wird die Oberfläche 20 geglättet. Ein Vergleich zwischen dem Bilddatensatz 14 und dem Primitiv 30 kann eine Abweichung aufzeigen. Repräsentiert das Primitiv 30 einen Teil der Oberfläche 20 mit einer Krümmung 29, wird dessen Lage und/oder Verlauf an das Primitiv 30 vererbt. Wie in 4 durch Pfeile symbolisiert, wird die Krümmung 29 durch Verändern der diskreten Punkte 24 bezüglich ihrer Anordnung in der 16 visualisiert.By creating a surface model 19 from the image data set 14 by means of a finite amount of primitives 30 becomes the surface 20 smoothed. A comparison between the image data set 14 and the primitive 30 can show a deviation. Represents the primitive 30 a part of the surface 20 with a curvature 29 , its location and / or history becomes the primitive 30 inherited. As in 4 symbolized by arrows, the curvature becomes 29 by changing the discrete points 24 regarding their arrangement in the 16 visualized.

5 zeigt einige nach dem erfindungsgemäßen Verfahren 100 erzeugte 16. Die aus einem CT-Bilddatensatz 14 segmentierte Aorta ist in eine in 5a gezeigte 16 umgewandelt. Die Anzahl an diskreten Punkten 24 ist hier so gewählt, dass eine Silhouette 32 des Objekts 10 in die 16 projiziert wird. Die 16 der 5b zeigt einen nach dem Verfahren 100 aus einem CT-Bilddatensatz 14 segmentierten linken Vorhof. Aus einem Magnetresonanz-Bilddatensatz 14 wurde ein linkes Atrium segmentiert und mit dem Verfahren 100 in die 16 nach 5c umgewandelt. 5 shows some by the method according to the invention 100 generated 16 , The from a CT image data set 14 segmented aorta is in an in 5a shown 16 transformed. The number of discrete points 24 is chosen here so that a silhouette 32 of the object 10 in the 16 is projected. The 16 of the 5b shows one after the procedure 100 from a CT image data set 14 segmented left atrium. From a magnetic resonance image data set 14 became a left Segmented atrium and with the procedure 100 in the 16 to 5c transformed.

Die vorliegende Erfindung offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Visualisierung eines Objekts durch Kombinieren eines zweidimensionalen Bilds des Objekts mit einer zweidimensionalen Abbildung. Die Abbildung ist aus einem dreidimensionalen Bilddatensatz des Objekts erzeugt und enthält wichtige Strukturinformation zur Oberfläche des Objekts in Form von diskreten Punkten. Insbesondere im Vergleich zu den in 6 nach dem Stand der Technik erzeugten 16 zeigt sich ein verbesserter optischer Eindruck vom Objekt bei minimaler Abdeckung eines daruntergelegten zweidimensionalen Bilds 12.The present invention discloses a method and apparatus for visualizing an object by combining a two-dimensional image of the object with a two-dimensional image. The image is generated from a three-dimensional image data set of the object and contains important structural information about the surface of the object in the form of discrete points. In particular compared to the in 6 produced according to the prior art 16 shows an improved visual impression of the object with minimal coverage of an underlying two-dimensional image 12 ,

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 102005030646 A [0002] - DE 102005030646 A [0002]

Claims (15)

Verfahren (100) zur Visualisierung eines Objekts (10), welches ein – (102) Erfassen eines zweidimensionalen Bildes (12) des Objekts (10) und – (104) Aufnehmen eines dreidimensionalen Bilddatensatzes (14) des Objekts (10) umfasst, wobei – (106) eine zweidimensionale (16) aus dem Bilddatensatz (14) erzeugt wird und – (108) mit dem Bild (12) in einer zweidimensionalen Bildebene (11) kombiniert wird, gekennzeichnet durch ein – (110) Ermitteln eines Normalenvektors (18) einer Oberfläche (20) aus dem Bilddatensatz (14), wobei – (112) dessen Neigung (22) bezüglich der Bildebene (11) bestimmt wird und – (114) in Abhängigkeit der Neigung (22) mindestens ein Punkt (24) der (16) hinzugefügt wird.Procedure ( 100 ) for visualizing an object ( 10 ), which one - ( 102 ) Capture a two-dimensional image ( 12 ) of the object ( 10 ) and - ( 104 ) Taking a three-dimensional image data set ( 14 ) of the object ( 10 ), wherein - ( 106 ) a two-dimensional (16) from the image data set ( 14 ) is generated and - ( 108 ) with the picture ( 12 ) in a two-dimensional image plane ( 11 ), characterized by a - ( 110 ) Determining a normal vector ( 18 ) of a surface ( 20 ) from the image data set ( 14 ), in which - ( 112 ) whose inclination ( 22 ) with respect to the image plane ( 11 ) and - ( 114 ) depending on the slope ( 22 ) at least one point ( 24 ) of the (16) will be added. Verfahren (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass (105) der Bilddatensatz (14) in Abschnitte (26) mit vorbestimmbarem Rauminhalt segmentiert wird, wobei – (109) die Abschnitte (26) der Oberfläche (20) insbesondere mittels eines Gradientenfilters detektiert werden und für einen zur Oberfläche (20) gehörenden Abschnitt (26) der Normalenvektor (18) ermittelt wird und – (115) dessen mit diskreten Punkten (24) versehene zweidimensionale Projektion (28) in die (16) integriert wird.Procedure ( 100 ) according to claim 1, characterized in that ( 105 ) the image data set ( 14 ) into sections ( 26 ) is segmented with predeterminable volume, wherein - ( 109 ) the sections ( 26 ) of the surface ( 20 ) are detected in particular by means of a gradient filter and for a surface ( 20 ) section ( 26 ) the normal vector ( 18 ) and - ( 115 ) of which with discrete points ( 24 ) provided two-dimensional projection ( 28 ) in the (16) is integrated. Verfahren (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass (111) die Oberfläche (20) in Form eines Oberflächenmodells (19) generiert wird, welches mindestens ein graphisches Primitiv (30) aufweist und der Normalenvektor (18) von dem Primitiv (30) abgeleitet wird, wobei (116) das Primitiv (30) eine vorbestimmbare Min destanzahl von diskreten Punkten (24) erhält und aus dem Primitiv (30) die (16) erzeugt wird.Procedure ( 100 ) according to claim 1, characterized in that ( 111 ) the surface ( 20 ) in the form of a surface model ( 19 ) which contains at least one graphic primitive ( 30 ) and the normal vector ( 18 ) of the primitive ( 30 ), where ( 116 ) the primitive ( 30 ) a predeterminable minimum number of discrete points ( 24 ) and from the primitive ( 30 ) the (16) is produced. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der diskreten Punkte (24) monoton zur Neigung (22) erhöht wird, wobei die Punkte (24) mit im Wesentlichen gleichem Abstand zueinander angeordnet werden.Procedure ( 100 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the number of discrete points ( 24 ) monotone to the slope ( 22 ), the points ( 24 ) are arranged at substantially the same distance from each other. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der diskreten Punkte (24) in Abhängigkeit der maximalen Neigung (22) bezüglich der zwei Dimensionen der Bildebene (11) erzeugt wird.Procedure ( 100 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the number of discrete points ( 24 ) depending on the maximum inclination ( 22 ) with respect to the two dimensions of the image plane ( 11 ) is produced. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der dreidimensionale Bilddatensatz (14) mit Information zu Farbe, Gewebetyp oder dergleichen erweitert wird, wobei jeder Punkt (24) die Information übernimmt.Procedure ( 100 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the three-dimensional image data set ( 14 ) is extended with information on color, tissue type or the like, each point ( 24 ) takes over the information. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (20) geglättet wird.Procedure ( 100 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the surface ( 20 ) is smoothed. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mittels Vergleich zwischen dem Bilddatensatz (14) und der Oberfläche (20) oder dem Primitiv (30) eine Abweichung wie eine Krümmung (29) ermittelt wird, deren Lage und/oder Verlauf an die Projektion (28) oder das Primitiv (30) vererbt wird und durch Verändern der diskreten Punkte (24) visualisiert wird.Procedure ( 100 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that by means of comparison between the image data set ( 14 ) and the surface ( 20 ) or the primitive ( 30 ) a deviation such as a curvature ( 29 ), whose position and / or course to the projection ( 28 ) or the primitive ( 30 ) and by changing the discrete points ( 24 ) is visualized. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Silhouette (32) des Objekts (10) in die (16) projiziert wird.Procedure ( 100 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that a silhouette ( 32 ) of the object ( 10 ) in the (16) is projected. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zweidimensionale Bild (12) mit einem Durchleuchtungsverfahren erzeugt wird.Procedure ( 100 ) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the two-dimensional image ( 12 ) is produced with a fluoroscopy method. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Bild (12) durch Erfassen eines weiteren Bilds (12') des Objekts (10) ersetzt wird, wobei insbesondere in Echtzeit das weitere Bild (12') mit der (16) kombiniert wird.Procedure ( 100 ) according to one of claims 1 to 10, characterized in that the image ( 12 ) by capturing another image ( 12 ' ) of the object ( 10 ), in particular in real time the further image ( 12 ' ) with the (16) combined. Vorrichtung (40) zur Visualisierung eines Objekts (10), mit einer Verarbeitungseinrichtung (52) zum Erzeugen einer (16) aus einem dreidimensionalen Bilddatensatz (14) und zum Kombinieren mit einem zweidimensionalen Bild (12), dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Verfahrens (100) nach einem der vorstehend genannten Ansprüchen eine Oberfläche (20) des Objekts (10) von einem mit der Verarbeitungseinrichtung (52) verbundenen Punktgenerator (54) in die zweidimensionale (16) umsetzbar ist, wobei mittels des Punktgenerators (54) mindestens ein Punkt (24) in die (16) übertragbar ist.Contraption ( 40 ) for visualizing an object ( 10 ), with a processing device ( 52 ) for generating a (16) from a three-dimensional image dataset ( 14 ) and for combining with a two-dimensional image ( 12 ), characterized in that by means of a method ( 100 ) according to one of the preceding claims, a surface ( 20 ) of the object ( 10 ) from one to the processing device ( 52 ) connected point generator ( 54 ) in the two-dimensional (16) can be implemented, whereby by means of the dot generator ( 54 ) at least one point ( 24 ) in the (16) is transferable. Vorrichtung (40) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der diskreten Punkte (24) bei maximaler Neigung (22) vom Punktgenerator (54) vorbestimmbar oder veränderlich ist, welche in mindestens einer Textur (56) gespeichert sind.Contraption ( 40 ) according to claim 12, characterized in that the number of discrete points ( 24 ) at maximum inclination ( 22 ) from the dot generator ( 54 ) is predeterminable or variable, which in at least one texture ( 56 ) are stored. Vorrichtung (40) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Punktgenerator (54) integraler Bestandteil eines Ultraschall-, eines Röntgengeräts, eines Positronen-Emissions-, oder eines Magnetresonanztomographen (58) ist, das den Bilddatensatz (14) aufzeichnet und das zweidimensionale Bild (12) des Objekts (10) umfasst.Contraption ( 40 ) according to claim 12 or 13, characterized in that the point generator ( 54 ) integral part of an ultrasound, an x-ray device, a positron emission, or a magnetic resonance tomograph ( 58 ), which is the image data set ( 14 ) and the two-dimensional image ( 12 ) of the object ( 10 ). Verwendung des vorstehend genannten Verfahrens zur Visualisierung von Objekten (10) während einer medizinischen Intervention.Use of the above-mentioned method for the visualization of objects ( 10 Select a medical intervention.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6650324B1 (en) * 1999-10-29 2003-11-18 Intel Corporation Defining surface normals in a 3D surface mesh
DE102005030646A1 (en) 2005-06-30 2007-01-11 Siemens Ag Method for contour visualization of regions of interest in 2D fluoroscopic images

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6650324B1 (en) * 1999-10-29 2003-11-18 Intel Corporation Defining surface normals in a 3D surface mesh
DE102005030646A1 (en) 2005-06-30 2007-01-11 Siemens Ag Method for contour visualization of regions of interest in 2D fluoroscopic images

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
L. Zhou et al.: "Reconstructing Surface Discontinuities by Intersecting Tangent Planes of Advancing Mesh Frontiers", National University of Singapore, 2002, Titel + 18 Seiten & Bibl., http://www.comp.nus.edu.sg/~leowwk/papers/cgi2002. *

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