DE102007052857A1

DE102007052857A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Synchronisation einander entsprechender Landmarks auf einer Anzahl Bilder

Info

Publication number: DE102007052857A1
Application number: DE102007052857A
Authority: DE
Inventors: Saad Ahmet Pewaukee Sirohey; Renaud Capolunghi; Gopal B. New Berlin Avinash; Laurent Launay; Jerome Knoplioch
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2006-11-22
Filing date: 2007-11-06
Publication date: 2008-05-29
Also published as: JP2008126076A; US8160395B2; JP5100323B2; US20080118111A1

Abstract

Es wird ein Verfahren (1000) angegeben zur Synchronisation einander entsprechender Landmarks auf einer Anzahl Bilder eines elastischen Objektes. Das Verfahren beinhaltet das Identifizieren (1012) mehrerer Landmarks in einem ersten Bild (103, 210) des Objektes und in einem zweiten Bild (105, 220) des Objektes, das Bestimmen (1014) einer Entsprechung zwischen den Landmarks in dem ersten Bild (103, 210) und den Landmarks in dem zweiten Bild (105, 220), das Bestimmen (1018) einer Abstandstransformation zwischen einem Paar einander benachbarter Landmarks in dem ersten Bild (103, 210) und dem entsprechenden Paar einander benachbarter Landmarks in dem zweiten Bild (105, 220) und das Verwenden der Abstandstransformation bei der Darstellung des ersten und des zweiten Bildes zur glatten Navigation (1024) zwischen den einander benachbarten Landmarks derart, dass bei der Navigation einander entsprechende Landmarks auf dem ersten Bild (103, 210) und auf dem zweiten Bild (105, 220) etwa gleichzeitig erreicht werden.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein System und ein Verfahren zur Bildverarbeitung von mehreren Bildern eines Objektes. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein System und ein Verfahren zur Synchronisation einander entsprechender Landmarks (Merkstellen) auf mehreren Bildern eines Objektes.
Medizinische Diagnosebildgebungssysteme umfassen eine Vielzahl von Bildgebungsmodalitäten wie Röntgensysteme, Computertomographie(CT)-Systeme, Ultraschallsysteme, Elektronenstrahl-Tomographie(EBT)-Systeme, Magnetresonanz(MR)-Systeme und dergleichen. Medizinische Diagnosebildgebungssysteme erzeugen Bilder eines Objektes, bspw. eines Patienten, durch Einwirken lassen einer Energiequelle, wie z.B. Röntgenstrahlen, die durch einen Patienten durchgehen. Die erzeugten Bilder können für viele Zwecke verwendet werden. Beispielsweise können innere Defekte in einem Objekt festgestellt werden. Außerdem können Veränderungen der inneren Struktur oder Lageabweichungen bestimmt werden. Auch kann eine Fluidströmung in einem Objekt dargestellt werden. Außerdem kann das Bild das Vorhandensein oder Fehlen von Gegenständen in einem Objekt zeigen. Die mittels medizinischer Diagnosebildgebung erhaltene Information findet auf vielen Gebieten, einschließlich Medizin und Fabrikation, ihre Anwendungen.
Eine spezielle Anwendung der mittels medizinischer Diagnosebildgebung erhaltenen Information liegt in der Diagnose und Behandlung von Krebs. Wenngleich es viele verschiedene Arten von Krebs gibt, so haben sich doch alle eine gemeinsame Ursache: Das unkontrollierbare Wachstum von abnormalen Zellen. Wenn die meisten Krebszellen wachsen und sich ansammeln, bilden sie einen Tumor. Die medizinische Diagnosebildgebung erlaubt eine Untersuchung verschiedener Sektionen des menschlichen Körpers auf Krebszellen und Tumore.
Eine spezielle Art der medizinischen Diagnosebildgebung zur Feststellung von Krebsgeschwülsten ist die tomographische Rekonstruktion. Eine tomographische Rekonstruktion rekonstruiert tomographische Bilder aus zweidimensionalen oder dreidimensionalen Bildscans. Die tomographische Rekonstruktion rekonstruiert ein Bild aus Bilddatenprojektionen (etwa Röntgenstrahlprojektionen), die in einem Bildakquisitionssystem erzeugt wurden. Daten mehrerer Projektionen werden miteinander kombiniert, um ein ein Objekt darstellendes Bild zu erzeugen. Häufig werden zweidimensionale Schichten (Slices) aus Scans eines dreidimensionalen Objektes rekonstruiert. Die zweidimensionalen Schichten können zur Herstellung eines dreidimensionalen Bildes miteinander kombiniert werden. Diese zwei- oder dreidimensionalen Bilder können von einem Arzt oder einem anderen Heilkundigen, bspw. bei der Suche nach Krebsgeschwülsten betrachtet werden.
Unter Verwendung einer tomographischen Rekonstruktion können aber nicht alle Arten von Krebsgeschwülsten auf einfache Weise detektiert werden. Ein solches Gebiet ist das von Kolonrektalkrebs. Abgesehen von Hautkrebs ist Kolonrektalkrebs der dritthäufigste Krebs, der sowohl bei Männern als auch Frauen in den Vereinigten Staaten diagnostiziert wurde. Die American Cancer Society schätzt, dass etwa 105.500 neue Fälle von Kolonkrebs (49.000 Männer und 56.500 Frauen) und 42.000 neue Fälle von Rektalkrebs (23.800 Männer und 18.200 Frauen) im Jahr 2003 diagnostiziert werden. Es wird erwartet, dass Kolonrektalkrebs im Jahr 2003 etwa 57.100 Todesfälle (28.300 Männer und 28.800 Frauen) verursachen wird.
Es wird vermutet, dass Kolonrektalkrebs sich langsam über eine Zeit von mehreren Jahren entwickelt. Die meisten Kolonrektalkrebse beginnen als Polyp, einer Masse Gewebe, die in die Mitte des Rohrs hineinwächst aus dem das Kolon oder das Rektum besteht. Sobald sich ein Krebs in diesen Polypen bildet, kann der Krebs in die Mitte des Kolons oder Rektums hinein wachsen. Der kanzeröse Polyp wächst auch in die Wand des Kolons oder Rektums hinein, wo die Krebszellen in Blutgefäße hineinwachsen können. Aus diesen Gefäßen können dann Krebszellen losbrechen, die sich in andere Teile des Körpers verteilen.
Wenngleich Kolonkrebs die dritthäufigste diagnostizierte Krebsart und die zweithäufigste mit Krebs in Verbindung stehende Todesursache in den Vereinigten Staaten ist, wurde geschätzt, dass bis zu 90% der Kolonkrebse verhütet werden könnten. Kolonpolypen entwickeln sich langsam und brauchen Jahre bevor sie kanzerös werden. Wenn Polypen frühzeitig aufgespürt werden, können sie entfernt werden, bevor sie sich zu Krebs entwickeln oder wenn sie bereits kanzerös sind, können sie entfernt werden bevor sich der Krebs ausbreitet. Einer der Schlüsselpunkte für die Verhütung von Kolonkrebs ist deshalb die Untersuchung auf potentiell kanzeröse Polypen. Die Wichtigkeit dieser Untersuchung wird noch dadurch erhöht, dass die meisten Kolonpolypen keinerlei Symptome hervorrufen und fast 75% der Menschen die einen Kolonkrebs entwickeln zeigen keine Risikofaktoren für die Krankheit, womit keine Warnung für den Beginn einer Krebserkrankung erfolgt.
Die American Cancer Society empfiehlt, dass jede Person, die älter als 50% Jahre ist, auf Kolonkrebs untersucht wird. Sie schätzt, dass wenn jeder untersucht würde, jedes Jahr Tausende von Menschenleben gerettet werden könnten. Obwohl Kolonkrebs die zweithäufigste, mit Krebs in Verbindung stehende Todesursache ist, werden gegenwärtig lediglich 40% der Amerikaner, die einem Erkrankungsrisiko ausgesetzt sind untersucht. Nur so wenige Personen werden deshalb untersucht, weil die Menschen die Untersuchungsmethoden auf Kolonkrebs typischerweise als unangenehm empfinden. Ein solches Untersuchungsverfahren verlangt bspw. eine Untersuchung des Stuhls auf Blut. Das Blutuntersuchungsverfahren erfordert, dass die Patienten zuhause Stuhlproben sammeln und diese dann zur Untersuchung in die Praxisräume des Arztes einsenden. Ein anderes Untersuchungsverfahren, die Koloskopie, bedingt eine Darmspülung, ein Vorgang, der etwa einen Tag dauert und an den sich eine Sedierung und eine Untersuchung des Kolon mit einer ca. 1,5 m langen Sonde anschließt. Wegen der zeitaufwendigen und invasiven Natur der Koloskopie entschließen sich viele Leute keine Koloskopie durchführen zu lassen.
Die tomographische Rekonstruktion eines Kolon wurde als viel versprechende Technik für eine Massenuntersuchung auf Kolonrektalkrebs empfohlen. Die tomographische Rekonstruktion eines Kolon wird häufig als computertomographische Kolographie (CTC), auch als virtuelle Koloskopie bezeichnet. Eine virtuelle Koloskopie ist eine Technik zur Feststellung kolonrekta ler Neoplasmen unter Benutzung eines Computertomographie(CT)-Scans eines gespülten und mit Luft aufgeblähten Kolons. Der CTC-Scan beinhaltet typischerweise zwei CT-Scans des Kolons nämlich einen Scan in Bauchlage und einen Scan in Rückenlage. Ein Scan in Bauchlage kann bspw. beinhalten, dass der Patient mit dem Gesicht nach unten liegt. Daneben kann ein Scan in Rückenlage beinhalten, dass der Patient bspw. mit dem Gesicht nach oben liegt. Sowohl der Scan in Bauch- als auch der in Rückenlage nehmen Hunderte von Bildern des Bauches des Patienten auf, die jeweils einen Bauchlage- und einen Rückenlagebildersatz bilden. Jedes Bild wird bspw. in 20 bis 30 Sekunden aufgenommen, was eine einfachere und bequemere Untersuchung ergibt als sie bei anderen Untersuchungsvorgängen gegeben ist. Eine CTC benötigt in der Regel ca. 10 Minuten und die Person kann noch am gleichen Tag zu ihrer Arbeit zurückkehren. Demgemäß sind ein System und ein Verfahren zu einem schnellen, effektiven und schonenden Untersuchungsprozess in hohem Maße wünschenswert. Es besteht ein Bedürfnis nach einem Verfahren und einem System, das die frühzeitige Erkennung von kanzerösen Polypen und anderen Materialien leichter ermöglicht.
Die gegenwärtig gebräuchliche CTC ist aber kein praktisches klinisches Werkzeug zur Kolonkrebsuntersuchung. Um CTC zu einem brauchbaren Verfahren zum Untersuchen auf Kolonkrebs zu machen, sollte eine Technik die Zeit zur Beurteilung einer großen Anzahl von Bildern in zeitsparender Weise und zur hochgenauen Feststellung von Polypen und Massen verkürzen. Die Beurteilung einer vollständigen CTC-Untersuchung ist aber heute zeitaufwendig. Ein typischer CTC-Untersuchungsvorgang erzeugt 150–300 axiale CT-Bilder sowohl für den Rückenlage- als auch für den Bauchlagebildsatz, was eine Gesamtmenge von 300–700 Bildern pro Patient bedeutet. Studien zeigten, dass die Fallbeurteilungszeit pro Patient zwischen 15 und 40 Minuten liegt, selbst wenn die Beurteilung der Unterlagen von Fachleuten der Bauchbildgebung erfolgt. Demgemäß besteht der Wunsch nach einem System und einem Verfahren, die die CTC-Beurteilungszeit pro Fall verkürzen.
Außerdem bleibt die heutige Diagnosesicherheit von CTC anfällig gegenüber Wahrnehmungsfehlern. Verschiedene Studien berichteten über eine verhältnismäßig niedrige Sensitivität von bspw. 40%–70% bei der Feststellung von Polypen unter Verwendung einer CTC-Untersuchung. Eine niedrige Detektionsrate kann von dem System und dem Verfahren herrühren, die zur Darstellung und Betrachtung der Bilder verwendet werden. Demgemäß könnten ein verbessertes System und Verfahren zur Darstellung und Betrachtung der Bilder das Erkennen von kanzerösen Gebilden verbessern. Wie bereits erwähnt, beinhaltet eine CTC-Untersuchung zwei Scans: Einen Scan in Bauchlage und einen Scan in Rückenlage. Wegen der elastischen Struktur des Kolon können auch mehrere Scans zweckmäßig sein. Das Kolon ist nämlich ein flexibles Gebilde ähnlich einem Akkordeon, das abhängig von der jeweiligen Körperlage seine Gestalt verändert. Teile des Kolon, die in einer Bauchlagenansicht sichtbar sein mögen, können bspw. in einer Rückenlagenansicht, und umgekehrt, nicht sichtbar sein. Demgemäß muss, um eine genaue Darstellung des Kolon zu haben sowohl ein Bauchlagenscan als auch ein Rückenlagenscan durchgeführt werden.
Ein weiterer Grund dafür, dass die Ausführung zweier Scans des Kolons eine genauere Darstellung als ein einzelner Scan liefern, liegt darin, dass obwohl Untersuchungsvorbereitungsvorgänge eine Darmspülung verlangen, doch überschüssige Flüs sigkeit und Restfekalien in dem Kolon während der Untersuchung verblieben sein können. Weil diese überflüssigen Materialen die Tendenz haben sich zwischen einem Bauchlagebildsatz und einem Rückenlagebildsatz zu verschieben können Zielobjekte oder potentielle Polypen zwar in einem Bildersatz beobachtbar aber in dem anderen Bildersatz abgedeckt sein. Deshalb müssen bei einer CTC-Fallbeurteilung beide Bildersätze verglichen und kontrastiert werden.
Häufig werden sowohl der Bauchlagebildersatz als auch der Rückenlagebildersatz gleichzeitig verglichen und kontrastiert. Idealerweise wird ein spezieller Teil des Kolon in einem Satz nach Polypen durchsucht und sodann wird auch der entsprechende Teil des Kolon in dem zweiten Satz ebenfalls auf Polypen hin betrachtet. Jede potentielle Geschwulst oder Polyp wird genau untersucht, um festzustellen, ob es sich tatsächlich um einen Polypen oder lediglich um exzessives Material handelt. Ein Verfahren zur Unterscheidung von exzessivem Material von einem Polypen besteht darin, entsprechende Orte des Kolon sowohl in dem Bauchlagebildersatz als auch in dem Rückenlagebildersatz miteinander zu vergleichen. Da das exzessive Material dazu neigt, sich zwischen einem Bauchlage- und einem Rückenlagebildscan zu verschieben, liegt das an einem speziellen Ort in dem einem Bildersatz zu sehende exzessive Material in dem entsprechenden anderen Bildersatz üblicherweise an einer anderen Stelle. Demgegenüber verändern aber Polypen typischerweise zwischen den Bildersätzen nicht ihr Lage. Wenn demgemäß eine Geschwulst an einer speziellen Stelle des Kolon in beiden Bildersätzen vorhanden ist, kann es sich bei der Geschwulst um einen potentiellen Polypen handeln.
Die Betrachtung der gleichen Geschwulst an entsprechenden Stellen des Kolons sowohl in dem Bauchlage- als auch in dem Rückenlagebildsatz erleichtert eine Vergleichsanalyse. Gebräuchliche Systeme und Verfahren zur Betrachtung von CTC-Bauchlage- und Rückenlagebildersätzen verknüpfen die Bilder aber nicht miteinander. Miteinander unverknüpfte Bilder können aber für einen Benutzer Schwierigkeiten bringen, wenn er entscheiden soll, ob in dem Bauchlagebildersatz und in dem Rückenlagebildersatz einander entsprechende Orte betrachtet werden oder nicht. Demgemäß mutmaßt der Benutzer in der Regel, ob der in dem Bauchlagebildersatz betrachtete Teil des Kolons der gleiche Teil des Kolons ist, der in dem Rückenlagebildersatz betrachtet wird.
Abzuschätzen ob der in dem Bauchlagebildersatz betrachtete Teil des Kolons der gleiche Teil des Kolons ist, der in dem Rückenlagebildersatz betrachtet wird, ist wegen der von Hand vorzunehmenden ungenauen Natur der Analyse sehr zeitraubend. Einen Benutzer dazu zu zwingen, einen Ort im Kolon zu vermuten führt zu einer außerordentlich langen CTC-Fallbeurteilungszeit pro Patient. Ein Benutzer verbringt eine beträchtliche Zeit damit, sich zu vergewissern, ob er einander entsprechende Orte des Kolons, sowohl in jeder der Bauchlageansichten als auch in jeder der Rückenlagenansichten, betrachtet. Selbst wenn ein Benutzer glaubt, dass er zwei einander entsprechende Orte eines Kolons betrachtet so kann der Benutzer in der Regel dessen nicht sicher sein. Wie im Vorstehenden erläutert, macht eine lange CTC-Fallbeurteilungszeit eine klinische Untersuchung gegenwärtig unpraktikabel.
Außerdem gibt eine rohe Abschätzung einander entsprechender Orte eine in hohem Maße ungenaue Vorgangsweise zur Unterscheidung von exzessivem Material von potentiell kanzerösen Gebilden oder anderen Objekten. Die eingangs erwähnte niedrige Detektionsrate bei der Feststellung von Polypen unter Verwendung einer CTC-Untersuchung ist teilweise durch die Unfähigkeit des Benutzers bedingt zu erkennen, ob er in Bauchlage- und Rückenlageansichten einander entsprechende Orte betrachtet. Wie erläutert, macht die niedrige Detektionsrate gegenwärtig klinische CTC-Untersuchungen unzweckmäßig. Es besteht deshalb ein Bedürfnis nach einem System und einem Verfahren, die entsprechende Orte eines Objekts auf mehreren Bildern miteinander synchronisieren. Ein solches System und Verfahren können dazu verwendet werden, beispielsweise einander entsprechende Orte des Bauchlage- und des Rückenlagebildersatzes einer CTC-Untersuchung miteinander zu synchronisieren und dadurch die CTC-Fallbeurteilungszeit zu verkürzen und die Detektionsrate von potentiell kanzerösen Polypen zu erhöhen.
Kurze Beschreibung der Erfindung
Unter einem Aspekt wird ein Verfahren zur Synchronisierung entsprechender Landmarks auf einer Anzahl Bilder eines elastischen Objektes geschaffen. Das Verfahren beinhaltet das Identifizieren mehrerer Landmarks auf einem ersten Bild des Objektes und auf einem zweiten Bild des Objektes, das Bestimmen einer Entsprechung zwischen den Landmarks in dem ersten Bild und den Landmarks in dem zweiten Bild, das Bestimmen einer Abstandstransformation zwischen einem Paar benachbarter Landmarks in dem ersten Bild und dem entsprechenden Paar benachbarter Landmarks in dem zweiten Bild und, bei der Dar stellung des ersten und des zweiten Bildes, das Verwenden der Abstandstransformation um zwischen den benachbarten Landmarks zu navigieren, derart, dass entsprechende Landmarks des ersten und des zweiten Bildes bei der Navigation etwa gleichzeitig erreicht werden.
Unter einem anderen Aspekt wird ein System zum Synchronisieren entsprechender Landmarks auf einer Anzahl Bilder eines Objektes geschaffen. Das System beinhaltet eine Landmarkseinheit, die dazu eingerichtet ist, mehrere Landmarks in einem ersten Bild des Objektes und in einem zweiten Bild des Objektes zu identifizieren, eine Korrespondenz zwischen den Landmarks in dem ersten Bild und den Landmarks in dem zweiten Bild festzustellen und eine Abstandstransformation zwischen einem Paar benachbarter Landmarks in dem ersten Bild und dem entsprechenden Paar benachbarter Landmarks in dem zweiten Bild festzustellen. Das System beinhaltet eine Bilddisplayeinheit zur Darstellung des ersten und zweiten Bildes des Objekts. Die Bilddisplayeinheit ist dazu ausgelegt, unter Verwendung der Abstandstransformation glatt zwischen benachbarten Landmarks zu navigieren, derart, dass entsprechende Landmarks des ersten und des zweiten Bildes während der Navigation etwa gleichzeitig erreicht werden.
Unter einem weiteren Aspekt wird ein computerlesbares Medium zur Verwendung in einem Bildverarbeitungssystem geschaffen. Das Medium beinhaltet Instruktionen, die das System anleiten mehrere Landmarks in einem ersten Bild des Objektes und in einem zweiten Bild des Objekts zu identifizieren, Instruktionen, die das System dazu veranlassen, eine Korrespondenz zwischen den Landmarks in dem ersten Bild und den Landmarks in dem zweiten Bild festzustellen, Instruktionen, die das System dazu anleiten, eine Abstandstransformation zwischen einem Paar benachbarter Landmarks in dem ersten Bild und dem entsprechenden Paar benachbarter Landmarks in dem zweiten Bild zu bestimmen und Instruktionen, die das System dazu anleiten unter Verwendung der Abstandstransformation einen Benutzer in die Lage zu versetzen, bei Betrachtung des ersten und des zweiten Bildes unter Verwendung des Systems glatt zwischen den benachbarten Landmarks so zu navigieren, dass entsprechende Landmarks des ersten und zweiten Bildes während der Navigation etwa gleichzeitig erreicht werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
1 ist ein schematisches Blockschaltbild eines Bildverarbeitungssystems zur Synchronisierung entsprechender Landmarks auf einer Anzahl Bilder eines Objektes, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
2 ist eine graphische Darstellung von Daten, die bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden,
3 veranschaulicht eine beispielhafte Korrespondenz von Landmarks, bei Rückenlage- und Bauchlageansicht eines Objekts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
4 ist ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Synchronisieren entsprechender Landmarks auf einer Anzahl Bilder eines Objekts, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
1 ist ein schematisches Blockschaltbild eines Bildverarbeitungssystems 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das System 100 beinhaltet eine Bildquelleneinheit 102. Die Bildquelleneinheit 102 enthält einen (nicht dargestellten) Bildersatz 103 und einen (nicht dargestellten) zweiten Bildersatz 105 eines Objektes, etwa eines elastischen Objektes, ohne aber darauf beschränkt zu sein. Das System 100 enthält außerdem eine Speichereinheit 104, eine Bezugspunktidentifikationseinheit 106, eine Landmarkseinheit 108, eine Registriereinheit 110, eine Bedienerkonsole 112, eine Bilddisplayeinheit 114 und eine Bilddisplayeinheit 116.
Bei einer Ausführungsform vorverarbeitet das System 100 Bilddaten 103, 105, und stellt dann die verarbeiteten Bilddaten 103, 105 zur Darstellung und zur Navigation durch einen Benutzer zur Verfügung. Zusätzlich oder alternativ stehen die Bilddaten 103, 105 vor der Verarbeitung durch das System 100 für die Darstellung zur Verfügung. Die Bildquelleneinheit 102 liefert die Bilddaten 103, 105 zur Verarbeitung zu der Speichereinheit 104. Die Speichereinheit 104 speichert sodann die Bilddaten 103, 105. Die Speichereinheit 104 ist mit der Bezugspunktidentifikationseinheit 106, der Bilddisplayeinheit 114, der Bilddisplayeinheit 116, der Registriereinheit 110 und der Bildquelleneinheit 102 funktionell verbunden. Vorverarbeitete Bilddaten 103, 105 werden der Bezugspunktidentifikationseinheit 106 übermittelt. Die Bezugspunktidentifikationseinheit 106 führt daran Operationen aus und ist mit der Landmarkseinheit 108 funktionell gekoppelt. Die Landmarkseinheit 108 führt Operationen aus und ist mit der Registriereinheit 110 operativ gekoppelt. Die Registriereinheit 110 orga nisiert die verarbeiteten Daten und kommuniziert mit der Speichereinheit 104. Die Speichereinheit 104 liefert dann die verarbeiteten Bilddaten 103, 105 zu den Bilddisplayeinheiten 114, 116. Die Bedienerkonsoleneinheit 112 ist mit den Bilddisplayeinheiten 114, 116 und der Landmarkseinheit 108 funktionell gekoppelt. Die Bedienerkonsoleneinheit 112 kann optional mit der Bezugspunktidentifikationseinheit 106 operativ gekoppelt sein. Die Bedienerkonsoleneinheit 112 kann irgend einen geeigneten Steuermechanismus (oder -mechanismen) enthalten, der es der Einheit 112 ermöglicht, in der hier beschriebenen Weise zu arbeiten, etwa eine Kugelsteuerung, eine Tastatur, einen Touchscreen und/oder eine Maus. Optional kann die Bedienerkonsoleneinheit 112 eine Komponente einer oder beider Bilddisplayeinheiten 114, 116 sein.
Die Komponenten des Systems 100 können getrennte Einheiten sein, sie können in verschiedenen Formen integriert und in Hardware und/oder in Software implementiert sein. Außerdem kann das System 100 hier nicht beschriebene und/oder dargestellte Komponenten enthalten, die einige oder alle Funktionen einer oder mehrerer der hier beschriebenen und/oder veranschaulichten Komponenten des Systems 100 ausführen. Jede Komponente des Systems 100 kann irgendeinen zweckentsprechenden Aufbau und/oder Mittel aufweisen, die es der Komponente ermöglichen in der hier beschriebenen Weise zu wirken, wie etwa einem Prozessor und/oder einen Speicher, ohne darauf beschränkt zu sein. Außerdem können mehrere Bildsätze verwendet werden. Obwohl 1 eine Ausführungsform der Erfindung beispielhaft wiedergibt, die zwei Bildersätze (einen ersten Bildsatz 103 und eine zweiten Bildsatz 105) beispielhaft verwendet ist die Erfindung nicht auf zwei Bildersätze beschränkt. Alternativ können mehrere Bilder von einem einzigen Bildersatz genommen werden. Außerdem können mehrere Bilddisplayeinheiten verwendet werden. Obwohl 1 beispielhaft eine Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht, die zwei Bilddisplayeinheiten verwendet, sind Ausführungsformen der Erfindung nicht auf zwei Bildersätze beschränkt.
Bezugnehmend auf 1 können der erste Bildersatz 103 und der zweite Bildersatz 105 bspw. jeweils aus zwei Bildern oder zwei Bildersammlungen des gleichen Objektes von verschiedenen Ansichten bestehen. Beispielsweise können der erste Bildersatz 103 ein oder mehrere Bilder eines Objektes in einer ersten Position und der zweite Bildersatz 105 ein oder mehrere Bilder eines Objektes in einer zweiten Position beinhalten. Um ein Beispiel zu benennen, kann das Objekt für einen ersten Bildersatz 103 bspw. auf einer ersten Seite liegen, wobei eine zweite Seite nach oben weist und während des zweiten Bildersatzes 105 kann das Objekt bspw. so gewendet sein, dass es auf der zweiten Seite liegt während die erste Seite nach oben weist.
Die einzelnen Bilder in den Bildersätzen 103, 105 können die gleichen Parameter wie die anderen Bildern in dem jeweiligen Bildersatz oder davon verschiedene Parameter aufweisen. Lediglich zum Zwecke der Erklärung sei erwähnt, dass der Bildersatz so aufgebaut sein kann, dass er die Ansicht eines Objektes beim kreisförmigen Umlaufen des Objektes wiedergibt. Als Beispiel kann bei der Aufnahme von Bilden in einem 360° Kreis rings um das Objekt in dem Bildersatz jeweils ein Bild pro Grad aufgenommen werden. In diesem Beispiel wären 360 Bilder in dem Bildersatz vorhanden. Ausführungsformen der Erfindung sind nicht auf Bildersätze mit kreisförmigem Umlaufmuster beschränkt, noch gibt es eine Beschränkung von Ausfüh rungsformen der Erfindung auf Inkremente von einem Grad in einem Bildersatz oder auf die 1 Grad-Einheit als jeweiligen Messpunkt. Ein Bildersatz ist ein Satz von Bildern, unabhängig davon, ob der Satz ein Bild oder mehrere Bilder enthält.
Bilder und Bildersätze können aus den verschiedensten Quellen und Methoden hervorgehen. Beispielsweise können Bilder und Bildersätze als zwei-, drei- oder vierdimensionale Bilder akquiriert werden. Zweidimensionale Bilder beinhalten eine doppelte Vektorebene, dreidimensionale Bilder beinhalten eine dreifache Vektorebene und vierdimensionale Bilder beinhalten eine dreifache Vektorebene und eine Zeitkomponente. Die Bildgebungseinrichtung kann unmittelbar mit dem System 100 verbunden sein oder indirekt mit dem System 100 in Verbindung stehen. Ein Beispiel einer indirekten Verbindung kann eine Bildgebungseinrichtung sein, die mit einer Bildspeichereinheit, etwa einem Bildarchivierungs- und Kommunikationssystem (PACS), verbunden ist, welche ihrerseits über ein Datennetzwerk mit dem System 100 in Verbindung steht. Jedewede Verfahren und Vorrichtungen, die zur Erzeugung und Lieferung von Bildern und Bildersätzen in der Lage sind, können zur Benutzung bei dem System 100 brauchbar sein.
Nach der Akquisition durch das System 100 werden der vorverarbeitete erste Bildersatz 103 und der vorverarbeitete zweite Bildersatz 105 zu der Speichereinheit 104 übermittelt. Die Speichereinheit 104 speichert zwei-, drei- oder vier-(Zeit)-dimensionale Daten wie sie von dem ersten Bildersatz 103 und dem zweiten Bildersatz 105 geliefert werden. Die gespeicherten Bildersätze 103, 105 können zum Display zu den Displayeinheiten 114, 116 oder zu der Bezugspunktidentifikationseinheit 106 übermittelt werden. Die Bezugspunktidentifi kationseinheit 106 identifiziert ein spezielles Merkmal des Objektes, das allen Bildern des Satzes gemeinsam ist und das als Bezugspunkt verwendet werden kann, um darauf Berechnungen zu beziehen. Bei einer Ausführungsform ist der Bezugspunkt ein einzelnes Merkmal, das, abhängig von der Position des Objektes sich nicht deformiert oder seinen Ort verändert. Alternativ kann die Bezugspunktidentifikationseinheit 106 einen Benutzer in die Lage versetzen, unter Verwendung der Bedienerkonsoleneinheit 112 von Hand den Bezugspunkt zu identifizieren oder auszuwählen.
Nachdem der Bezugspunkt identifiziert worden ist, werden der erste Bildersatz 103 und der zweite Bildersatz 105 zu der Landmarkseinheit 108 gesandt. Landmarks sind dauerhafte Merkmale eines Objektes, die abhängig von der jeweiligen Position des Objektes, sich verändern können oder nicht. Die Landmarkseinheit 108 ermöglicht es einem Benutzer, die dauerhaften Merkmale des Objektes, sowohl in dem ersten Bildersatz 103 als auch in dem zweiten Bildersatz 105, unter Benutzung eines automatischen und/oder manuellen Prozesses zu identifizieren und zu verknüpfen wie dies im Weiteren noch erläutert werden will.
Im Einzelnen kann ein Benutzer bei einigen Ausführungsformen die Landmarkseinheit 108 über die Bedienerkonsoleneinheit 112 dazu benutzen, in jedem der ersten und zweiten Bildersätze 103, 105 eine oder mehrere Landmarks des Objektes manuell zu identifizieren. Der Benutzer kann über die Bedienerkonsoleneinheit 112 dann manuell eine Übereinstimmung zwischen den Landmarks in dem ersten und dem zweiten Bildersatz 103 bzw. 105 feststellen. Genauer besehen wird jede in dem ersten Bildersatz 103 ausgewählte Landmark mit der entspre chenden Landmark in dem zweiten Bildersatz 105, und/oder umgekehrt, unter Verwendung der Bedienerkonsoleneinheit 112 verknüpft oder dieser gleich gesetzt. Beispielsweise kann der Benutzer Landmarks A₁, B₁ in dem ersten Bildersatz 103 und Landmarks A₂, B₂ in dem zweiten Bildersatz 105 auswählen. Der Benutzer kann sodann die Landmark A₁ in dem ersten Bildersatz 103 der Landmark A₂ in dem zweiten Bildersatz 105 gleichsetzen. In ähnlicher Weise kann der Benutzer die Landmark B₁ in dem ersten Bildersatz 193 der Landmark B₂ in dem zweiten Bildersatz 105 gleichsetzen. Die Landmarks jedes Satzes einander entsprechender Landmarks geben die jeweils gleiche Struktur des Objektes, betrachtet in verschiedenen Bildersätzen, wieder. Beispielsweise kann der zweite Bildersatz 105 Bilder des gleichen Objektes in einer von dem ersten Bildersatz 103 verschiedenen Position und/oder Bilder des gleichen Objektes, die zu einer verschiedenen Zeit wie jener des ersten Bildersatzes 103 aufgenommen worden sind, beinhalten.
Zusätzlich oder alternativ können die Landmarks von der Landmarkseinheit 108 automatisch identifiziert werden. Speziell durchsucht die Landmarkseinheit 108 den ersten Bildersatz 103 und den zweiten Bildersatz 105 nach Landmarks. Beispielsweise kann die Landmarkseinheit 108 Landmarks A₁, B₁ in dem ersten Bildersatz 103 und Landmarks A₂, B₂ in dem zweiten Bildersatz 105 identifizieren. Die Landmarkseinheit 108 vergleicht dann, auf der Suche nach gleichen Landmarks in jedem Satz, die Landmarks des ersten Bildersatzes 103 mit den Landmarks des zweiten Bildersatzes 105. Wenn die Landmarkseinheit 108 gleiche Landmarks findet, verknüpft die Landmarkseinheit 108 jede Landmark in dem ersten Bildersatz 103 mit der entsprechenden Landmark in dem zweiten Bildersatz, oder setzt diese Landmarks einander gleich, um auf diese Weise die je weilige Entsprechung zwischen allen identifizierten Landmarks zu bestimmen. Wenn zum Beispiel die Landmarks A₁, B₁ in dem ersten Bildersatz 103 von der Landmarkseinheit 108 identifiziert wurden, sucht die Landmarkseinheit 108 die entsprechenden Landmarks A₂, B₂ in dem zweiten Bildersatz 105 und lokalisiert diese.
Die Landmarkseinheit 108 kann den Abstand jeder Landmark in jedem Bildersatz von dem Bezugspunkt und/oder einen Abstand jeder Landmark in jedem Bildersatz von jeweils benachbarten Landmarks in dem gleichen Bildersatz bestimmen. Beispielsweise kann ein Abstand von dem Bezugspunkt zu der Landmark A₁ in dem ersten Bildersatz 103 und/oder ein Abstand von dem Bezugspunkt zu der Landmark A₂ in dem zweiten Bildersatz 105 bestimmt werden. Zusätzlich kann ein Abstand von dem Bezugspunkt zu der Landmark B₁ in dem ersten Bildersatz 103 und/oder der Abstand von dem Bezugspunkt zu der Landmark B₂ in dem zweiten Bildersatz 105 bestimmt werden. Sobald die jeweilige Abstandsinformation von dem Bezugspunkt für die Landmark A, B für eine oder beide Bildersätze des ersten und zweiten Bildersatzes 103, 105 bekannt ist, kann auch der Abstand von der Landmark A zur Landmark B auf dem einen oder auf beiden Sätzen des ersten und zweiten Bildersatzes 103, 105 bestimmt werden.
Sowie die Landmarkseinheit 108 die Abstände zwischen jeden einzelnen benachbarten Landmark in jedem Bildersatz 103, 105 bestimmt hat, bestimmt die Landmarkseinheit 108 eine Abstandstransformation zwischen jedem Paar benachbarter Landmarks in dem ersten Bildersatz 103 und dem entsprechenden Paar einander benachbarter Landmarks in dem zweiten Bildersatz 105. Im Einzelnen vergleicht die Landmarkseinheit 108 für jedes Paar einander benachbarter Landmarks in dem ersten Bildersatz 103 und für das jeweils entsprechende Paar einander benachbarter Landmarks in dem zweiten Bildersatz 105 den Abstand zwischen den beiden einander benachbarten Landmarks in dem ersten Bildersatz 103 mit dem Abstand der entsprechenden beiden einander benachbarten beiden Landmarks in dem zweiten Bildersatz 105. Die Landmarkseinheit 108 kann z.B. den Abstand zwischen den Landmarks A₁, B₁ in dem ersten Bildersatz 103 mit dem Abstand zwischen den Landmarks A₂, B₂ in dem zweiten Bildersatz 105 vergleichen. Auf der Grundlage des Vergleiches kann für jedes Paar einander benachbarter Landmarks in dem ersten Bildersatz 103 und dem entsprechenden Paar einander benachbarter Landmarks in dem zweiten Bildersatz 105 eine Abstandstransformation bestimmt werden, die verschiedene Geschwindigkeiten zur Bewegung über die entsprechenden Abstände während der Betrachtung der Bildersätze 103, 105 festlegt derart, dass etwa die gleiche Zeit benötigt wird, um die einander entsprechenden verschiedenen Abstände zu durchqueren. Mit anderen Worten bestimmt die Abstandstransformation die Geschwindigkeit mit der die Bilddisplayeinheit 114 den Abstand zwischen einem Paar einander benachbarter Landmarks in dem ersten Bildersatz navigieren muss und eine davon verschiedene Geschwindigkeit mit der die Bilddisplayeinheit 116 den Abstand zwischen dem entsprechenden Paar einander benachbarter Landmarks in dem zweiten Bildersatz 105 navigieren muss, derart, dass die Navigation zwischen dem Paar einander benachbarter Landmarks in dem ersten Bildersatz 103 etwa die gleiche Zeit wie die Navigation zwischen dem entsprechenden Paar einander benachbarter Landmarks in dem zweiten Bildersatz 105 in Anspruch nimmt. Demgemäß können die so bestimmten Abstandstransformationen dazu verwendet werden, ein glattes Navigieren zwischen Landmarks bei Betrachtung des ersten und zweiten Bildersatzes 103, 105 zu erleichtern. Genauer betrachtet, wenn der Benutzer aufeinander folgend durch die Landmarks jedes der Bildersätze 103, 105 navigiert, werden jeweils einander entsprechende Landmarks der Bildersätze 103, 105 etwa gleichzeitig erreicht.
Die Landmarks in jedem Bildersatz 103, 105, die jeweils bestimmten Entsprechungen zwischen den Landmarks in dem ersten und dem zweiten Bildersatz 103 bzw. 105 und jede bestimmte Abstandstransformation können in dem Speicher 108 gespeichert werden. Bei einigen Ausführungsformen werden die Landmarks von jedem Bildersatz 103, 105, die jeweils bestimmten Entsprechungen zwischen den Landmarks in dem ersten und dem zweiten Bildersatz 103 bzw. 105 und jede bestimmte Abstandstransformation der Registriereinheit 110 zur Organisation und/oder Aufzeichnung übermittelt bevor sie der Speichereinheit 104 zur Speicherung zugeleitet werden.
Bei einer Ausführungsform sind, nachdem die Speichereinheit 104 die von der Registriereinheit 110 oder der Landmarkseinheit 108 empfangenen, bearbeiteten Bilddaten 103, 105 gespeichert hat, die verarbeiteten Bilddaten 103, 105 zur Darstellung und Navigation zugänglich. Wie im Vorstehenden erläutert, können die Bilddaten zur Darstellung verfügbar sein. Beispielsweise können Bilder auf den Displayeinheiten 114, 116 dargestellt und nach der Verarbeitung der Bilddaten 103, 105 in dem System 100 aufgefrischt werden. Die Darstellung der Bilddaten 103, 105 kann aus einer ganzheitlichen oder einer partiellen zwei-, drei- oder vierdimensionalen Darstellung des Objektes bestehen. Darüberhinaus bestimmt die Zahl der darzustellenden Bildersätze nicht die Zahl der Displayeinheiten. Jede beliebige Kombination von Displayeinhei ten und Bildersätzen kann verwendet werden, um die Erfindung zu implementieren. Die Kombination nach 1 ist lediglich ein Beispiel.
Bezugnehmend auf 1 kann ein Benutzer oder ein Computerprogramm die Darstellung des Bildersatzes 103 auf der Bilddisplayeinheit 114 und die Darstellung des Bildersatzes 105 auf der Bilddisplayeinheit 116 bestimmen. Das auf der Bilddisplayeinheit 116 dargestellte Bild aus dem Bildersatz 105 entspricht dem auf der Bilddisplayeinheit 114 dargestellten Bild aus dem Bildersatz 103. Beide Darstellungen erlauben es dem Benutzer einen jeweils gleichen Ort des Objektes in zwei verschiedenen Bildersätzen zu betrachten. Eine Navigation der Bilderdaten 103, 105 kann statische und/oder dynamische Bilder in zweidimensionalen, dreidimensionalen und/oder vierdimensionalen Ansichten involvieren. Die Bedienerkonsoleneinheit 116 kann es auch ermöglichen durch ein Objekt „hindurch zu fliegen". Während des Durchflugs werden Teilansichten des Objektes in rascher Folge betrachtet, um so einen Videofilm der Bilder in einem Bildersatz 103 bzw. 105 zu erzeugen.
Die Bilddisplayeinheiten 114, 116 sind zur glatten Navigation zwischen einander benachbarten Landmarks in jedem der Bildersätze 103, 105 ausgelegt. Im Einzelnen, wenn der Benutzer aufeinander folgend durch die Landmarks jeder der Bildersätze 103, 105 navigiert, erreicht er einander entsprechende Landmarks auf den Bildersätzen 103, 105 jeweils etwa gleichzeitig. Die glatte reibungslose Navigation ist durch die vorher bestimmten Abstandstransformationen zwischen jedem Paar einander benachbarter Landmarks auf dem ersten Bildersatz 103 und dem entsprechenden Paar einander benachbarter Landmarks auf dem zweiten Bildersatz 105 ermöglicht. Im Einzelnen, regeln die Bilddisplayeinheiten 114, 116, basierend auf den festgelegten Abstandstransformationen, jeweils eine Rate mit der die Bilddisplayeinheit (z.B. die Einheit 114) den Abstand zu der jeweils nächsten Landmark ihres Bildersatzes (z.B. des Bildersatzes 103) navigiert bezüglich der Rate ein, mit der die andere Displayeinheit (z.B. die Einheit 116) den Abstand zu der entsprechenden Landmark auf dem anderen Bildersatz, (z.B. Bildersatz 105) navigiert.
Als Beispiel kann das System 100 dazu verwendet werden, eine computertomographische (CTC)-Kolonographie durchzuführen, um Kolonkrebs festzustellen. Bei einer CTC wird ein Computertomographie(CT)-Gerät verwendet, um Bilder des menschlichen Kolon zu akquirieren. Es werden zwei Bildersätze akquiriert, nämlich ein Bauchlagebildersatz und ein Rückenlagebildersatz. Eine Computertomographie-Gerät, das zur Akquisition der Bilder verwendet wird, kann ein lokales Gerät oder ein Gerät sein, das mit einem Netzwerk verbunden ist, in dem Bilder abgespeichert oder aufgefunden werden können. Die Bilder sind in der Regel bei der Akquisition zwei- drei- oder vierdimensionale Bilder.
2 zeigt eine Bauchlage- und eine Rückenlagedarstellung eines menschlichen Kolon gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Rückenlagenbildersatz 210 zeigt eine typische dreidimensionale und eine typische zweidimensionale Darstellung eines Kolon aus einem CT-Rückenlagescan. Ein Bauchlagebildersatz 220 zeigt eine typische dreidimensionale und eine typische zweidimensionale Darstellung eines Kolons aus einem CT-Bauchlagescan. Die Dar stellungen werden unter Verwendung mehrerer Bilder in jedem Bildersatz erzeugt.
4 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren 1000 zur Synchronisierung einander entsprechender Landmarks auf dem Rückenlagebildersatz 210 und dem Bauchlagebildersatz 220 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Bezugnehmend auf die 1, 2, 4 kann z.B. der erste Bildersatz 103 als der Rückenalgebildersatz 210 und der zweite Bildersatz 105 als der Bauchlagebildersatz 220 bezeichnet werden. Bei einer Ausführungsform werden der Rückenlagebildersatz 210 und der Bauchlagebildersatz 220 bei 1002 durch die Bildquelleneinheit 102 akquiriert und bei 1004 der Speichereinheit 104 übermittelt. Die Speichereinheit 104 speichert bei 1006 den Rückenlage- und den Bauchlagebildersatz 210 bzw. 220. Der Rückenlagebildersatz 210 und der Bauchlagebildersatz 220 werden sodann bei 108 der Bezugspunktidentifikationseinheit 106 übermittelt. Wie bereits erwähnt, wird die Bezugspunktidentifikationseinheit 106 entweder von Hand oder automatisch dazu verwendet bei 1010 einen Bezugspunkt zu Berechnungszwecken zu identifizieren. Bei einer Ausführungsform ist der Bezugspunkt ein menschlicher Anus. Der Anus ist ein anatomisch ausgeprägtes Objekt, das sich bei Übergängen zwischen der Bauchlageansicht und der Rückenlageansicht nicht wesentlich deformiert. Demgemäß dürfte der Ort des Anus sowohl in dem Bauchlagebildersatz 220 als auch in dem Rückenlagebildersatz 210 der gleiche sein, was den Ort des Anus als Bezugspunkt zur Durchführung von Berechnungen sowohl in dem Bauchlagebildersatz 220 als auch in dem Rückenlagebildersatz 210 geeignet macht.
Der Bauchlagebildersatz und der Rückenlagebildersatz 210 bzw. 220 werden sodann bei 1011 der Landmarkseinheit 108 zugeleitet. Daraufhin werden eine Anzahl Landmarks in dem Bauchlagebildersatz 220 und in dem Rückenlagebildersatz 210 entweder manuell oder automatisch bei 1012 identifiziert. Wie im Vorstehenden erläutert, sind Landmarks abhängig von der Lage des Objekts dauerhafte Merkmale eines Objektes. Bei einer Ausführungsform sind die Landmarks z.B. Falten oder Polypen des Kolon. Obwohl das Kolon seine Position von der Bauchlageansicht zu der Rückenlageansicht verändert, bleiben die Falten des Kolon sowohl auf der Bauchlageansicht als auch auf der Rückenlageansicht in der Regel erkennbar. Bei einigen Ausführungsformen können einige oder alle der bei 1012 identifizierten Landmarks von diagnostischem Wert sein, wie etwa ein Polyp, ohne auf einen solchen beschränkt zu sein. 3 veranschaulicht ein Beispiel der Landmarks, die bei 1012 entweder manuell und/oder automatisch gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung identifiziert werden können. Der Rückenlagebildersatz 210 zeigt Landmarks 1, 2, 3, 4, 5, 6 und 7. Der Bauchlagebildersatz zeigt entsprechende Landmarks 1, 2, 3, 4, 5, 6 und 7, die die gleiche Struktur des Kolon bei den Landmarks 1 bis 7 auf dem Rückenlagebildersatz 210 wiedergeben. Außerdem ist der Bezugspunkt 330 dargestellt. Die Landmarks 1, 2, 3, 4 und 5 geben verschiedene Falten des Kolon wieder. Die Landmarks 6, 7 zeigen verschiedene Polypen des Kolon. Der Bezugspunkt 330 gibt z.B. einen Anus wieder.
Sobald die Landmarks in dem Rückenlagebildersatz 210 und in dem Bauchlagebildersatz 220 bei 1012 entweder manuell und/oder automatisch identifiziert worden sind, wird bei 1014 die jeweilige Entsprechung zwischen den Landmarks des Rückenlagebildersatzes 210 und des Bauchlagebildersatzes 220 be stimmt. Wie im Vorstehenden erläutert, kann die Entsprechung bei 1014 entweder manuell durch einen Benutzer und/oder automatisch durch die Landmarkseinheit 108 festgestellt werden. Einander entsprechende Landmarks können auf den Bildersätzen 210, 220 nicht im gleichen Abstand von dem Bezugspunkt 330 liegen. Eine ungleichmäßige Dehnung des Kolons beim Übergang aus der Bauchlage in die Rückenlage ist in 3 veranschaulicht. Obwohl die Landmarks 3, 4, 5 und 7 jedes der Bildersätze 210, 220 im Wesentlichen die jeweils gleiche Struktur des gleichen Objektes anzeigen, liegen die Landmarks 3, 4, 5 und 7 des Bauchlagesatzes 220 in anderen Abständen von dem Bezugspunkt 330, wie, die Landmarks 3, 4, 5, und 7 des Rückenlagebildersatzes 210. In 3 betont der Unterschied zwischen dem Abstand D₁ zwischen den Landmarks 6, 7 auf dem Bauchlagebildersatz 220 und dem Abstand D₂ zwischen den Landmarks 6, 7 auf dem Rückenlagebildersatz 210 die Abstandsungleichheit eines elastischen Objektes wie des Kolons.
Unter Verwendung des Bezugspunktes 330 bestimmt die Landmarkseinheit 108 sodann bei 1016 den Abstand jeder Landmark in dem Bauchlagebildersatz 220 von jeder benachbarten Landmark in dem Bauchlagebildersatz 220 und bestimmt außerdem bei 1016 den Abstand jeder Landmark in dem Rückenlagebildersatz 210 von jeder benachbarten Landmark in dem Rückenlagebildersatz 210. Beispielsweise bezugnehmend auf 3 kann die Landmarkseinheit 108 den Abstand D₁ zwischen den Landmarks 6, 7 in dem Bauchlagebildersatz 210 und sodann den Abstand D₂ zwischen den Landmarks 6, 7 in dem Rückenlagebildersatz 210 messen. Die Landmarkseinheit 108 bestimmt sodann bei 1018 eine Abstandstransformation zwischen jedem Paar einander benachbarter Landmarks in dem Rückenlagebildersatz 210 und dem entsprechenden Paar einander benachbarter Landmarks in dem Bauchlagebildersatz 220. Im Einzelnen vergleicht die Landmarkseinheit 108 für jedes Paar einander benachbarter Landmarks in dem Rückenlagebildersatz 210 und dem entsprechenden Paar einander benachbarter Landmarks in dem Rückenlagenbildersatz 210 den Abstand zwischen dem Paar benachbarter Landmarks in dem Rückenlagebildersatz 210 mit dem Abstand zwischen dem entsprechenden Paar einander benachbarter Landmarks in dem Bauchlagebildersatz 220.
Die Landmarkeinheit 108 kann z.B. den Abstand D1 zwischen den Landmarks 6, 7 in dem Bauchlagebildersatz 220 mit dem Abstand D2 zwischen den Landmarks 6, 7 in dem Rückenlagebildersatz 210 vergleichen. Basierend auf diesem Vergleich kann bei 1016 für jedes Paar einander benachbarter Landmarks in dem Rückenlagebildersatz 210 und das jeweils entsprechende Paar einander benachbarter Landmarks in dem Bauchlagebildersatz 220 eine Abstandstransformation bestimmt werden, die verschiedene Geschwindigkeiten zur Bewegung längs der entsprechenden Abstände bei der Betrachtung der Bildersätze 210, 220 festlegt, derart, dass etwa die gleiche Zeit benötigt wird, um die verschiedenen einander jeweils entsprechenden Abstände zu durchqueren. Mit anderen Worten, legt die Abstandstransformation z.B. die Geschwindigkeit mit der die Bilddisplayeinheit 114 den Abstand zwischen einem Paar einander benachbarter Landmarks in dem ersten Rückenlagebildersatz 210 navigieren muss und eine davon verschiedene Geschwindigkeit fest, mit der die Bilddisplayeinheit 116 den Abstand zwischen dem entsprechenden Paar einander benachbarter Landmarks in dem Bauchlagebildersatz 220 navigieren muss, damit die Navigation zwischen dem jeweiligen Paar einander benachbarter Landmarks in dem Rückenlagebildersatz 210 etwa die gleiche Zeit erfordert wie die Navigation zwischen dem ent sprechenden Paar einander benachbarter Landmarks in dem Bauchlagebildersatz 220. Demgemäß können die bei 1016 bestimmten Abstandstransformationen dazu verwendet werden bei der Betrachtung des Rückenlagebildersatzes 210 bzw. des Bauchlagebildersatzes 220 eine glatte Navigation zwischen Landmarks zu erleichtern. Im Einzelnen bedeutet das, dass wenn der Benutzer aufeinander folgend durch die Landmarks eines der Bildersätze 210, 220 navigiert, er etwa gleichzeitig bei entsprechenden Landmarks des jeweils anderen bzw. 220 ankommt.
Die Landmarks von jedem der Bildersätze 210, 220, die bestimmte Korrespondenz zwischen den Landmarks in dem Bauchlage- und dem Rückenlagebildersatz 220 bzw. 210 und jede festgelegte Abstandstransformation können in dem Speicher 108 bei 1020 abgespeichert werden. Bei einigen Ausführungsformen werden die Landmarks von jedem der Bildersätze 220, 210, der bestimmte Abstand zwischen den Landmarks in den Bildersätzen 220, 210 und festgelegte Abstandstransformationen der Registriereinheit 110 zur Organisation und/oder Aufzeichnung übermittelt bevor sie der Speichereinheit 104 zur Abspeicherung zugeleitet werden.
Nachdem die Speichereinheit 104 bei 1020 die von der Registriereinheit 110 oder der Landmarkseinheit 108 empfangenen verarbeiteten Bildersätze 220, 210 abgespeichert hat, werden die verarbeiteten Bildersätze 220, 210 bei 1022 dargestellt. Der Rückenlagebildersatz 210 wird bei 102 bspw. auf der Bilddisplayeinheit 114 dargestellt, während der Rückenlagebildersatz 220 bspw. auf der Bilddisplayeinheit 116 dargestellt wird. Die Darstellung der Bildersätze 220, 210 bei 1022 kann aus einer zwei-, drei- oder vierdimensionalen Ganz- oder Teildarstellung des Kolon bestehen. Sowohl die Bilddisplayeinheit 114 als auch die Bilddisplayeinheit 116 zeigen den gleichen Teil des Kolon. Alternativ kann die Bilddisplayeinheit 114 z.B. den Bauchlagebildersatz und die Bilddisplayeinheit 116 den Rückenlagebildersatz 210 des Kolon darstellen. Alternativ können, wie im Vorstehenden erwähnt, sowohl der Bauchlagebildersatz 220 als auch der Rückenlagebildersatz 220 bzw. 210 auf einer einzigen Displayeinheit dargestellt werden.
Bei der Darstellung der Bildersätze 220, 210 benutzen die Bilddisplayeinheiten 114, 116 die festgelegten Abstandstransformationen bei 1024 um eine glatte Navigation zwischen den Landmarks auf jeden der Bildersätze 220, 210 zu ermöglichen Im Einzelnen regeln, basierend auf den festgelegten Abstandstransformationen, die Bilddisplayeinheiten 114, 116 jeweils eine Geschwindigkeit, mit der die Displayeinheit 114 den Abstand zu der nächsten Landmark des Rückenlagebildersatzes 210 navigiert, relativ zu der Geschwindigkeit ein, mit der die Bilddisplayeinheit 116 den Abstand zu der jeweils entsprechenden Landmark des Bauchlagebildersatzes 220 navigiert. Demgemäß kann ein Benutzer bei der Betrachtung der Bildersätze 220, 210 bei 1024 glatt zwischen einigen der oder allen Landmarks 1–7 in dem Bauchlagebildersatz 220 bzw. dem Rückenalgebildersatz 210 navigieren. Im Einzelnen werden, wenn der Benutzer bspw. aufeinander folgend durch die Landmarks jedes der Bildersätze 210, 220 navigiert, jeweils entsprechende Landmarks der Bildersätze 210, 220 etwa gleichzeitig erreicht.
Wenngleich die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben worden ist, so versteht sich für den Fachmann doch, dass zahlreiche Veränderungen vorgenommen und Äquivalente substituiert werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Außerdem können Abwandlungen gemacht werden, um eine spezielle Situation oder ein spezielles Material an die Lehre der Erfindung anzupassen, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Die Erfindung ist deshalb nicht auf die speziellen erläuterten Ausführungsformen beschränkt, sondern sie umfasst alle Ausführungsformen, die in den Schutzumfang der beigefügten Patentansprüche fallen.

100: System
102: Bildquelleneinheit
103: erster Bildersatz
104: Speichereinheit
105: zweiter Bildersatz
106: Bezugspunktidentifikationseinheit
107: zweiter Bildersatz
108: Landmarkseinheit
110: Registriereinheit
112: Bedienerkonsole
114: Bilddisplayeinheit
116: Bilddisplayeinheit
210: Rückenlagebildersatz
220: Bauchalgebildersatz
330: Bezugspunkt
1000: Verfahren
1002: Der Rückenlagebildersatz und der Bauchlagebildersatz 220 werden von der Bildquelleneinheit 102 akquiriert.
1004: Der Rückenlagebildersatz 210 und der Bauchlagebildersatz 220 werden von der Bildquelleneinheit 102 akquiriert und der Speichereinheit 104 übermittelt.
1006: Die Speichereinheit 104 speichert den Rückenlagebildersatz und den Bauchlagebildersatz 210 bzw. 220 ab.
1008: Der Rückenlagebildersatz 210 und der Bauchlagebildersatz 220 werden sodann der Bezugspunktidentifikationseinheit 106 übermittelt.
1010: Die Bezugspunktidentifikationseinheit 106 wird entweder manuell oder automatisch dazu benutzt einen Bezugspunkt für Berechnungszwecke zu identifizieren.
1011: Der Bauchalgebildersatz und der Rückenlagebildersatz 220 bzw. 210 werden sodann der Landmarkseinheit übermittelt.
1012: Eine Anzahl Landmarks in dem Bauchlagebildersatz und in dem Rückenlagebildersatz 210 werden sodann manuell oder automatisch identifiziert.
1014: Nachdem die Landmarks in dem Rückenlagebildersatz 210 und in dem Bauchlagebildersatz 220 bei 1012 identifiziert wurden, wird entweder manuell und/oder automatisch eine Entsprechung zwischen den Landmarks der Rückenlagebildersatzes 210 und dem Bauchlagebildersatz 220 bei 1014 bestimmt.
1016: Unter Verwendung des Bezugspunktes 330 bestimmt sodann die Landmarkseinheit 108 bei 1016 einen Abstand jeder Landmark in dem Bauchlagebildersatz 220 von jeder benachbarten Landmark in dem Bildersatz 220 und bestimmt bei 1016 einen Abstand jeder Landmark in dem Rückenlagebildersatz 210 von jeder benachbarten Landmark in dem Rückenlagebildersatz 210.
1018: Die Landmarkseinheit 108 bestimmt sodann bei 1018 eine Abstandstransformation zwischen jedem Paar einander benachbarter Landmarks in dem Rückenlagebildersatz 210 und zwischen dem entsprechenden Paar einander benachbarter Landmarks in dem Bauchlagebildersatz 220
1020: Die Landmarks von jedem Bildersatz 210, 220, die ermittelte Entsprechung zwischen den Landmarks in dem Bauchlagebildersatz und dem Rückenlagebildersatz 220 bzw. 210 und jede festgelegte Abstands transformation können sodann bei 1020 in der Speichereinheit 104 gespeichert werden.
1022: Nachdem die Speichereinheit 104 bei 1020 die von der Registriereinheit 110 oder der Landmarkseinheit 108 empfangenen verarbeiteten Bildersätze 220, 210 abgespeichert hat, werden die verarbeiteten Bildersätze 220, 210 bei 1022 dargestellt.
1024: Bei der Darstellung der Bildersätze 220, 210 verwenden die Bilddisplayeinheiten 114, 116 die ermittelten Abstandstransformationen um bei 1024 eine glatte Navigation zwischen Landmarks auf jedem Bildersatz 220, 210 zu ermöglichen.

Claims

System (100) zur Synchronisierung einander entsprechender Landmarks auf einer Anzahl Bilder eines Objektes, wobei das System beinhaltet: Eine Landmarkseinheit (108), die dazu eingerichtet ist: eine Anzahl Landmarks auf einem ersten Bild (103, 210) des Objektes und auf einem zweiten Bild (105, 220) des Objektes zu identifizieren (10, 12); eine Entsprechung zwischen den Landmarks auf dem ersten Bild (103, 210) und den Landmarks auf dem zweiten Bild (105, 220) zu bestimmen (1014); und eine Abstandstransformation zwischen einem Paar einander benachbarter Landmarks auf dem ersten Bild (103, 210) und zwischen dem entsprechenden Paar einander benachbarter Landmarks in dem zweiten Bild (103, 210) zu bestimmen (1018); und eine Bilddisplayeinheit (114, 116) zur Darstellung des ersten (103, 210) und zweiten (105, 220) Bildes des Objektes wobei die Bilddisplayeinheit (114, 116) dazu eingerichtet ist unter Verwendung der Abstandstransformation glatt zwischen den jeweils benachbarten Landmarks zu navigieren (1024) derart, dass einander entsprechende Landmarks des ersten (103, 210) und des zweiten (105, 220) Bildes während der Navigation etwa gleichzeitig erreicht werden.
System nach Anspruch 1, das außerdem eine Bezugspunktidentifikationseinheit 106 aufweist, die dazu eingerich tet ist einen ersten Bezugspunkt (330) in dem ersten Bild (103, 210) des Objektes und einen zweiten Bezugspunkt (330) in dem zweiten Bild (105, 220) des Objektes zu identifizieren (1016), wobei der erste Bezugspunkt (330) dem zweiten Bezugspunkt (330) entspricht.
System nach Anspruch 1, bei dem die Landmarkseinheit (108) dazu eingerichtet ist, die Abstandstransformation zwischen dem Paar einander benachbarter Landmarks auf dem ersten Bild (103, 210) und dem entsprechenden Paar einander benachbarter Landmarks auf dem zweiten Bild (105, 210), dadurch zu bestimmen (1018), dass ein erster Abstand zwischen dem Paar einander benachbarter Landmarks auf dem ersten Bild (103, 210) bestimmt wird (1016); ein zweiter Abstand zwischen dem entsprechenden Paar einander benachbarter Landmarks auf dem zweiten Bild (105, 220) bestimmt wird (1016); und der erste und der zweite Abstand miteinander verglichen werden, um die Abstandstransformation zu erhalten.
System nach Anspruch 1, bei dem das erste (103, 210) und das zweite (105, 220) Bild des Objektes jeweils wenigstens eines von zweidimensionalen Ansichten, dreidimensionalen Ansichten und vierdimensionalen Ansichten ist.
System nach Anspruch 1, bei dem das Objekt das Kolon eines menschlichen Körpers ist und das erste (103, 210) und das zweite (105, 220) Bild Computertomographie-Scans sind, wobei das erste Bild (103, 210) ein Bauchlagescan des menschlichen Körpers und das zweite Bild (105, 220) ein Rückenlagescan des menschlichen Körpers ist.
System nach Anspruch 1, das außerdem eine Bedienerkonsoleneinheit (112) aufeist, die funktionell mit der Landmarkseinheit (108) und der Bilddisplayeinheit (114, 116) verbunden ist.
System nach Anspruch 1, bei dem die Landmarkseinheit (108) es einem Benutzer ermöglicht die mehreren Landmarks auf dem ersten Bild (103, 210) des Objektes und auf dem zweiten Bild (105, 220) des Objektes manuell zu identifizieren.
System nach Anspruch 1, bei dem die Landmarkseinheit (108) es einem Benutzer gestattet die Entsprechung zwischen den Landmarks auf dem ersten Bild (103, 210) und den Landmarks auf dem zweiten Bild (105, 220) manuell zu bestimmen.