DE102008022141A1

DE102008022141A1 - Verfahren und Gerät zur Verbesserung und/oder Validierung von 3D-Segmentierungen

Info

Publication number: DE102008022141A1
Application number: DE102008022141A
Authority: DE
Inventors: Stein Inge Rabben; Sevald Berg; Andreas Heimdal
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2007-05-07
Filing date: 2008-05-05
Publication date: 2008-11-13
Also published as: US20080281182A1; JP5253876B2; JP2008272480A

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Verbesserung der Segmentierung (507) eines 3-D-Bildes (502) und/oder der Validierung einer Segmentierung eines 3-D-Bildes geliefert, das die Wiedergabe (804) eines erfassten 3-D-Bildes und der Segmentierung eines erfassten 3-D-Bildes auf einem Segmentierungsdisplay (200) umfasst, das mindestens eine räumlich fixierte Schicht (206) und eine interaktive Schicht (202) mit einer Referenzkennzeichnung (208) enthält, die einer Cursorposition (204) in der mindestens einer räumlich fixierten Schicht auf dem Display entspricht. Das Verfahren umfasst ferner die Verwendung (806) einer interaktiven Benutzereingabe (506), um die Bilddaten der interaktiven Schicht und der Referenzkennzeichnung so zu aktualisieren, dass sie mit dnstimmen. Das Verfahren umfasst ferner die Verwendung des Cursors und der Referenzkennzeichnung, um zu verifizieren, dass die Cursorposition auf den Segmentierungsgrenzen (102) des erfassten 3-D-Bildes mit Grenzen (108) des Objekts (106) in den Bilddaten der interaktiven Schicht übereinstimmen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Verfahren und ein Gerät zur Verbesserung und/oder Validierung einer dreidimensionalen (3D) Segmentierung und ist insbesondere im Zusammenhang mit Ultraschallbilddaten, besonders echokardiographischen Bilddaten, nützlich.
Automatische Segmentierungsverfahren werden allgemein verwendet, um in volumetrischen Bilddaten Objekte darzustellen. Es sind verschiedene Verfahren bekannt, die sich für die 3D-Segmentierung eignen. Die meisten Segmentierungsverfahren stützen sich auf die Verformung eines elastischen Modells zu einem Rand bzw. Rändern in volumetrischen Bilddaten hin. Bei der Echokardiographie entwickelt es sich zu einer standardmäßigen klinischen Praxis, auf 3D basierende linke Ventrikelvolumen (LV) und Ejektionsfraktionen (EF) aus 3D-Segmentierungen zu messen.
Die Segmentierung von verrauschten Ultraschalldaten kann eine manuelle Einstellung von Anfangspunkten innerhalb einer Region von Interesse (RVI) erfordern, um es dem Segmentierungsalgorithmus zu ermöglichen, Grenzen eines Segments zu identifizieren. In einigen Situationen ist es für einen Bediener schwer zu erkennen, wo die Anfangspunkte zu setzen sind. Ferner kann die Messung von falschen Kammervolumen die bei einem Patienten durchzuführende Diagnose nachteilig beeinflussen.
Für automatische Segmentierungsverfahren bei 2D-Bilddaten ist es oft von Vorteil, einen Herzzyklus in Schleife zu durchlaufen, um eine zeitliche Einschätzung der erkannten Konturen zu erfassen, weil die Grenze eines Objekts eventuell nur in einer Untergruppe von Datenframes sichtbar ist. Allerdings ist das Durchlaufen eines Herzzyklus in Schleife zeitaufwendig, weil ein Bediener die Schleife kontrollieren und zu einem Frame, das validiert wird, zurückkehren muss.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
In einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zur Verbesserung der Segmentierung eines 3D-Bildes und/oder der Validierung der Segmentierung eines 3D-Bildes geliefert. Bei dem Verfahren wird ein Computer verwendet, der mit einem Prozessor, einem Display, einem Datenspeicher und einer Benutzerschnittstelle ausgestattet ist und der die Darstellung eines erfassten 3D-Bildes und eine Segmentierung eines erfassten 3D-Bildes auf einem Segmentierungsdisplay umfasst, das mindestens eine räumlich fixierte Schicht und eine interaktive Schicht mit eine Referenzkennzeichnung umfasst, die mit einer Cursorposition in der räumlich fixierten Schicht bzw. den räumlich fixierten Schichten auf dem Display übereinstimmt. Das Verfahren umfasst ferner die Verwendung einer interaktiven Benutzereingabe, um die Bilddaten der interaktiven Schicht und die Referenzkennzeichnung so zu aktualisieren, dass sie mit dem Cursor in der räumlich fixierten Schicht oder den räumlich fixierten Schichten übereinstimmen. Das Verfahren umfasst ferner die Verwendung des Cursors und der Referenzkennzeichnung, um zu verifizieren, dass die Cursorpositionen auf den Segmentierungsgrenzen des erfassten 3D-Bildes mit Objektgrenzen in den Bilddaten der interaktiven Schicht übereinstimmen.
In einer weiteren Ausführungsform liefert die Erfindung ein Gerät zur Verbesserung der Segmentierung eines 3D-Bildes und/oder die Validierung einer Segmentierung eines 3D-Bildes. Das Gerät umfasst einen Computer, der mit einem Prozessor, einem Display, einem Datenspeicher, einer Benutzerschnittstelle und einem Wiedergabemodul ausgestattet ist, das so konfiguriert ist, dass es ein erfasstes 3D-Bild und eine Segmentierung des erfassten 3D-Bildes darstellt. Das Gerät ist so konfiguriert, dass es eine interaktive Benutzereingabe verwendet, um Bilddaten einer interaktiven Schicht und einer Referenzkennzeichnung so zu aktualisieren, dass sie mit einem Cursor in mindestens einer räumlich fixierten Schicht übereinstimmen, so dass es einem Benutzer unter Verwendung des Cursors und der Referenzkennzeichnung ermöglicht wird, zu verifizieren, dass die Cursorpositionen auf den Grenzen der Segmentierung des erfassten 3D-Bildes mit den Objektgrenzen in den Bilddaten der interaktiven Schicht übereinstimmen.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liefert ein maschinenlesbares Medium bzw. Medien, auf denen Befehle aufgezeichnet sind, die so konfiguriert sind, dass sie einen Computer, welcher mit einem Prozessor, einem Display, einem Datenspeicher und einer Benutzerschnittstelle ausgestattet ist, Anweisungen geben. Durch die Befehle wird der Computer instruiert, ein erfasstes 3D-Bild zu segmentieren, ein erfasstes 3D-Bild und eine Segmentierung des erfassten 3D-Bildes darzustellen, mindestens eine räumlich fixierte Schicht sowie eine interaktive Schicht anzuzeigen und eine interaktive Benutzereingabe von der Benutzerschnittstelle zu verwenden, um die Segmentierung eines erfassten 3D-Bildes und die Anzeige der räumlich fixierten Schicht oder Schichten und der interaktiven Schicht zu aktualisieren.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm eines Ultraschallbildgebungsgeräts, das gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung konstruiert ist.
2 ist eine Bildansicht eines Mini-Bildgebungsgeräts, das gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung konstruiert ist.
3 ist eine Bildansicht eines tragbaren Ultraschallbildgebungsgeräts, das gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung konstruiert ist.
4 ist eine Zeichnung, welche die sich ergebenden Grenzen und ein Oberflächenmodell eines 3D-Segmentierungsalgorithmus gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung illustriert.
5 ist eine Zeichnung eines Segmentierungsinitialisierungsbildschirms einer Ausführungsform der Erfindung, der eine interaktive Schicht umfasst und bei dem ein Ultraschallbild auf der rechten Seite gemäß einer Cursorposition in einem Ultraschallbild auf der linken Seite automatisch aktualisiert wird.
6 ist ein Flussdiagramm einer Initialisierungsprozedur, die in einer Ausführungsform der Erfindung verwendet wird.
7 ist eine Zeichnung, die eine andere Ausführungsform eines Segmentierungsinitialisierungsbildschirms illustriert, welcher drei apikale Schichten zeigt, die um eine gemeinsame Achse gedreht und zusammen mit einer interaktiven Schicht gezeigt werden.
8 ist ein Flussdiagramm einer Validierungs- und Bearbeitungsprozedur, die in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
9 ist eine Zeichnung eines Segmentierungsvalidierungs- und Bearbeitungsbildschirms, der gemäß einer Ausführungsform der Erfindung konstruiert wird.
10 ist eine Zeichnung einer anderen Ausführungsform eines Segmentierungsvalidierungs- und Bearbeitungsbildschirms.
11 ist eine Zeichnung einer weiteren Ausführungsform des Segmentierungsvalidierungs- und Bearbeitungsbildschirms.
12 ist eine Zeichnung des Segmentierungsvalidierungs- und Bearbeitungsbildschirms aus 11, der Verbesserungen zeigt, die als Resultat der Bearbeitung einer Segmentierung vorgenommen wurden.
13 ist eine Zeichnung, die eine Schnittebene darstellt, die um eine Cursorposition in einem räum lichen Yoyo gemäß verschiedener Ausführungsformen der Erfindung übersetzt wird.
14 ist eine Zeichnung, die eine Schnittebene darstellt, die sich gemäß verschiedener Ausführungsformen der Erfindung um eine gemeinsame Drehachse dreht, wobei sich die Cursorposition nicht auf der Rotationsachse befindet.
15 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens, das in einigen Ausführungsformen der Erfindung verwendet wird.
16 ist ein Flussdiagramm, welches einen der Schritte in Flussdiagramm von 15 detaillierter darstellt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorangegangene Zusammenfassung sowie die folgende detaillierte Beschreibung von bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können besser nachvollzogen werden, wenn sie im Zusammenhang mit den angehängten Zeichnungen gelesen werden. Die Funktionsblocks geben nicht unbedingt in demselben Maße die Aufteilung zwischen den Hardwareschaltkreisen wieder, in dem die Figuren die funktionalen Blocks von verschiedenen Ausführungsformen illustrieren. So können beispielsweise ein oder mehrere Funktionsblocks (z. B. Prozessoren oder Datenspeicher) in einem einzigen Hardwarebauteil (beispielsweise einem Mehrzweck-Signalprozessor oder einem Block oder einer Random Access Memory, Festplatte o. Ä.) implementiert werden. Ebenso kann es sich bei den Programmen um eigenständige Pro gramme, als Subprogramme in einem Betriebssystem integrierte Programme, Funktionen in einem installierten Softwarepaket o. Ä. handeln. Es sei darauf hingewiesen, dass die verschiedenen Ausführungsformen nicht auf die Anordnungen und Instrumentenausstattungen beschränkt sind, die in den Zeichnungen beschrieben werden.
So wie die Begriffe "Element" oder "Schritt", die im Singular aufgeführt werden und denen das Wort "ein" vorangestellt ist, hier verwendet werden, sind sie so aufzufassen, dass sie keinesfalls eine Mehrzahl dieser Elemente oder Schritte ausschließen, es sei denn, eine solche Einschränkung wird explizit festgestellt. Ferner sollen Bezugnahmen auf "eine Ausführungsform" der vorliegenden Erfindung nicht dahingehend interpretiert werden, dass sie das Vorhandensein von zusätzlichen Ausführungsformen ausschließen, welche die aufgeführten Merkmale ebenfalls umfassen. Außerdem können Ausführungsformen, die ein Element oder eine Vielzahl von Elementen „umfassen" oder „haben", die eine bestimmte Eigenschaft haben, zusätzliche solche Elemente umfassen, welche diese Eigenschaft nicht aufweisen, sofern das Gegenteil nicht explizit festgestellt wird.
Die technischen Effekte der verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfassen die Anzeige der räumlichen Umgebung einer Wandregion in einer Segmentierung, so dass ein Bediener die Objektgrenze korrekt identifizieren kann.
1 ist ein Blockdiagramm eines medizinischen Bildgebungssystems 10, das mit einer Sonde oder einem Wandler 12 ausgestattet ist, der so konfiguriert ist, dass er medizinische Rohbilddaten erfasst. In einigen Ausfüh rungsformen ist die Sonde 12 ein Ultraschallwandler und das medizinische Bildgebungssystem 10 ist ein Ultraschallbildgebungsgerät. Es wird auch ein Display 14 (z. B. ein internes und/oder integriertes Display) geliefert, wobei es so konfiguriert ist, dass es ein medizinisches Bild anzeigt. Ein Datenspeicher 22 speichert erfasste Bilddaten, die von einem Strahlenformer 20 verarbeitet worden sind. So wie der Begriff „Rohbilddaten" hier verwendet wird, bezieht er sich auf erfasste Bilddaten, die in Datenspeicher 22 gespeichert sind, wozu auch scanumgewandelte Bilddaten gehören können.
Zur Anzeige eines medizinischen Bildes unter Verwendung von Sonde 12 wird ein nachgeschalteter Prozessor 16 mit einem Software- oder Firmwaredatenspeicher 18 ausgestattet, der Befehle zur Durchführung von Frameverarbeitung und Scanumwandlung unter Verwendung von durch Sonde 12 erfassten medizinischen Rohbilddaten umfasst, die möglicherweise von Strahlenformer 20 weiterverarbeitet wurden. Anstelle von Software und/oder Firmware kann zur Durchführung einer Scanumwandlung auch Hardware oder eine Kombination von zweckbestimmter Hardware und Software oder Software in Kombination mit einem Mehrzweckcomputer oder einem digitalen Signalprozessor verwendet werden. Sobald die Anforderungen für solch eine Software und/oder Hardware und/oder zweckbestimmte Hardware durch das Verständnis der hier enthaltenen Beschreibungen der Ausführungsformen der Erfindung erfasst wurden, kann die Wahl einer bestimmten Implementierung einem Hardwaretechniker oder Softwaretechniker überlassen werden. Allerdings wird für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung eine beliebige zweckbestimmte und/oder Spezialhardware oder ein Spezialprozessor im Block zusammengefasst als „nachgeschalteter Rechner" 16 aufgefasst.
Der Software- oder Firmwaredatenspeicher 18 kann eine Read Only Memory (ROM), Random Access Memory (RAM), eine Minifestplatte, eine Flash Memory Card oder eine beliebige andere Vorrichtung (oder Vorrichtungen) umfassen, die so konfiguriert ist, dass sie Befehle von einem computerlesbaren Medium bzw. Medien ablesen kann. Die Befehle, die in Software- oder Firmwaredatenspeicher 18 (im Folgenden einfach als „Softwaredatenspeicher 18" bezeichnet) enthalten sind, umfassen ferner Befehle zur Erzeugung eines medizinischen Bildes mit einer geeigneten Auflösung zur Anzeige auf Display 14, so dass erfasste Rohbilddaten, die in einem Datenspeicher 22 gespeichert werden, an eine externe Vorrichtung wie beispielsweise einen Computer geschickt werden, und umfassen auch andere im Folgenden noch beschriebe Befehle. Die Bilddaten können über ein verkabeltes oder ein kabelloses Netzwerk 26 (oder eine direkte Verbindung, beispielsweise über ein serielles oder paralleles Kabel oder einen USB-Port) unter Steuerung des nachgeschalteten Prozessors 16 und einer Benutzerschnittstelle 28 vom nachgeschalteten Prozessor 16 an eine externe Vorrichtung 24 gesendet werden. In einigen Ausführungsformen kann es sich bei der externen Vorrichtung 24 um einen Computer oder einen Arbeitsplatz handeln, der mit einem Display und einem Datenspeicher ausgestattet ist. Die Benutzerschnittstelle 28 (die auch ein Display 14 umfassen kann) empfängt auch Daten von einem Benutzer und liefert die Daten an den nachgeschalteten Prozessor 16. In einigen Ausführungsformen kann das Display 14 eine x-y-Eingabe wie beispielsweise eine berührungsempfindliche Oberfläche oder einen Eingabestift (nicht gezeigt) umfassen, um die Eingabe der Datenpunkte und Positionen durch den Benutzer zu ermöglichen. Die Initiierung des Segmentierungsmoduls, die Segmentie rung, die Validierung der Segmentierung und die Bearbeitung der Segmentierung wird ebenfalls durch die in Softwaredatenspeicher 18 gespeicherten Befehle durchgeführt.
2 ist eine Bildzeichnung einer Ausführungsform des medizinischen Bildgebungssystems 10, das in Form einer tragbaren Vorrichtung konfiguriert ist. Das medizinische Bildgebungssystem 10 umfasst ein Display 14, beispielsweise ein berührungsempfindliches Farb-LCD-Display (auf dem ein medizinisches Bild 70 angezeigt werden kann) und die Benutzerschnittstelle 28.
In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weist die Benutzerschnittstelle 28 eine schreibmaschinenähnliche Tastatur 80 von Knöpfen 82 sowie einen oder mehrere Softkeys 84 auf, denen gemäß dem Betriebsmodus des tragbaren medizinischen Bildgebungssystems 10 Funktionen zugeordnet werden können. Ein Abschnitt von Display 14 kann für Kennzeichnungen 86 der Softkeys 84 bestimmt sein. Zum Beispiel erlauben es die in 2 gezeigten Kennzeichnungen einem Benutzer, die aktuellen medizinischen Rohbilddaten zu speichern, einen Abschnitt des Bildes 70 auf dem Display 14 zu vergrößern, die medizinischen Rohbilddaten an eine externe Vorrichtung 24 (in 1 gezeigt) zu exportieren, oder ein Bild anzuzeigen (oder zu exportieren). Die Vorrichtung kann auch zusätzliche Tasten und/oder Regler 88 für spezielle Funktionen aufweisen.
3 illustriert ein medizinisches Bildgebungssystem 10, das in Form einer Mini-Ultraschallvorrichtung konfiguriert ist. So wie der Begriff „Mini" hier verwendet wird, bedeutet er, dass es sich bei dem medizinischen Bildgebungssystem 10 um eine in der Hand zu haltende oder tragbare Vorrichtung handelt, oder dass sie so konfiguriert ist, dass sie in der Hand einer Person, in einer Tasche von der Größe einer Aktentasche oder einem Rucksack getragen werden kann. Beispielsweise kann es sich bei dem medizinischen Bildgebungssystem 10 um eine tragbare Vorrichtung handeln, die die Größe eines typischen Laptop-Computers hat.
Eine Ultraschallsonde 12 weist ein Anschlussende 13 auf, welches über eine Schnittstelle durch einen I/O-Port 11 auf dem medizinischen Bildgebungssystem 10 mit dem medizinischen Bildgebungssystem 10 verbunden ist. Die Sonde 12 weist ein Kabel 15 auf, welches das Anschlussende 13 und das Scanende 17 verbindet, welches zur Abtastung des Patienten verwendet wird. Das medizinische Bildgebungssystem 10 umfasst auch ein Display 14 und eine Benutzerschnittstelle 28.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können Software oder Firmware umfassen, die einen Computer dazu anweisen, bestimmte Aktionen auszuführen. Einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfassen eigenständige Arbeitsplatz-Computer, die einen Datenspeicher, ein Display und eine Benutzerschnittstelle (die beispielsweise eine Maus, ein Touch Screen und einen Eingabestift, eine Tastatur mit Cursorknöpfen oder Kombinationen von diesen umfassen kann) aufweisen. Der Datenspeicher kann beispielsweise Random Access Memory (RAM), Flash Memory und Read Only Memory umfassen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit werden Vorrichtungen, die Medien lesen und/oder beschreiben können, auf welchen Computerprogramme aufgezeichnet werden, ebenfalls unter den Begriff „Datenspeicher" gefasst. Eine nicht vollständige Liste von Medien, die mit Hilfe einer solchen geeigneten Vorrichtung gelesen werden können, umfasst CDs, CD-RWs, DVDs aller Typen, magnetische Medien (wozu Disketten, Kassetten und Festplatten zu zählen sind), Flash Memory in Form von Sticks, Karten und anderen Formen, ROMS und Kombinationen von diesen.
Einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können in einem medizinischen Bildgebungsgerät wie dem medizinischen Bildgebungssystem 10 von 1 integriert werden. Im Zusammenhang mit einem eigenständigen Arbeitsplatz stellt der „Computer" das medizinische Bildgebungssystem 10 dar. Beispielsweise kann der nachgeschaltete Prozessor 16 einen Mehrzweckprozessor mit einem Datenspeicher umfassen, oder es kann ein separater Prozessor und/oder Datenspeicher geliefert werden. Display 14 entspricht dem Display des Arbeitsplatzes, während die Benutzerschnittstelle 28 der Benutzerschnittstelle des Arbeitsplatzes entspricht. Egal ob ein eigenständiger Arbeitsplatz oder ein Bildgebungsgerät verwendet wird, wird Software und/oder Firmware (die im Folgenden allgemein als „Software" bezeichnet wird) verwendet, um den Computer anzuweisen, die Erfindungskombination der hier beschrieben Aktionen durchzuführen. Abschnitte der Software können bestimmte Funktionen haben, und diese Abschnitte werden hier als „Module" oder „Softwaremodule" bezeichnet. Allerdings sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt, als Softwaremodule implementiert zu werden. Daher soll der Begriff „Modul" auch Funktionen einschließen, die teilweise oder vollständig in Hardware implementiert sind, und zwar mit oder ohne Verwendung von Software oder Firmware.
Einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung liefern einen Segmentierungsalgorithmus für volumetrische Bilddaten, während bei anderen Ausführungsformen bereits vorhandene Segmentierungen verwendet werden. 4 ist eine Illustration einer Segmentierung der Grenzen 102 sowie eines Oberflächenmodells 104 bei einem volumetrischen Objekt 106, wobei ein 3D-Segmentierungsalgorithmus verwendet wird, und zwar bei einer Ausführungsform, bei der ein Segmentierungsalgorithmus zur Verfügung gestellt wird. Der Segmentierungsalgorithmus erkennt die Grenzen 108 eines volumetrischen medizinischen Objekts 106. In dem Beispiel, das in 1 dargestellt wird, ist das volumetrische Objekt 106 ein menschliches Herz und die Grenzen 108 sind die Innenwände der linken Herzkammer. Den meisten Segmentierungsalgorithmen ist gemeinsam, dass die Grenzen 102 eines elastischen Modells in volumetrischen Daten sich zu den Rändern 108 hin verformen. Der illustrierte Algorithmus segmentiert das volumetrische Objekt 106 innerhalb der volumetrischen Daten. Das volumetrische Objekt 106 wird dann zusammen mit den Schichten 110, 112, 114 und 116 der Bilddaten durch einen Renderer bei der Segmentierungsinitialisierung und bei Validierungs- und Bearbeitungsbildschirmen auf dem Display, wie beispielsweise Display 14, angezeigt.
Die kleinen runden Kreise 118 in 4, die um das Ventil 120 herum und auch an der Spitze 122 am oberen Abschnitt jeder Bildschicht 110, 112 und 114 gezeigt werden, stellen eine anfängliche Region von Interesse für den Segmentierungsalgorithmus dar. Ein technischer Effekt einiger Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung besteht darin, Verfahren und/oder ein Gerät zur Durchführung einer anfänglichen Beurteilung oder Abschätzung zu liefern und die Ergebnisse der Segmentierung anzuzeigen. Wenn der Segmentierungsalgorithmus nicht richtig oder zufrieden stellend funktioniert hat, besteht ein anderer technischer Effekt einiger Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darin, Verfahren und ein Gerät zur Bearbeitung der Segmentierung mittels Positionierung von Attractors zu liefern.
Wenn ein Bediener eine Segmentierung initialisiert oder bearbeitet, ist es für ihn wichtig, sich zu vergewissern, dass der Cursor sich tatsächlich an einer Wandgrenze befindet. Allerdings können Ultraschalldaten Bildartefakte wie Rückhall und Aussetzer enthalten. Folglich kann es für den Bediener schwierig sein, die genaue Position der Objektgrenze visuell zu identifizieren, wenn ein Bediener eine einzelne Schichtansicht untersucht, welche ein 3D-Modell und die Bilddaten überschneidet. Auch kann es schwierig sein, die richtige Position für die Anfangs- oder Bearbeitungspunkte auszuwählen, wenn die Objektgrenze fast parallel zu der Schichtebene verläuft.
Eine Zeichnung einer Ausführungsform eines interaktiven Schichtungsdisplays 200 wird in 5 gezeigt. Die interaktive Schicht 202 (die als „Slawe" fungiert) wird gemäß der Position des Cursors 204 in einer räumlich fixierten Schicht 206 (die als „Master" fungiert) automatisch aktualisiert. So bewegt sich eine Referenzkennzeichnung 208 in der interaktiven Schicht 202 zu einer Stelle hin, welche der Position des Cursors 204 entspricht, wenn der Cursor 204 in der räumlich fixierten Schicht 206 bewegt wird. Wie man im Einsatz 210 (der nicht unbedingt einen Teil des interaktiven Schichtungsdisplays 200 darstellt) sehen kann, befindet sich die räumlich fixierte Schicht 206 auf einer Ebene 212, während die interaktive Schicht 202 sich in der Ebene 214 befindet, die senkrecht zu Ebene 212 liegt. Eine Überschneidungslinie 218 kann in der interaktiven Schicht 202 zum Zwecke der Unterstützung der Positionierung der räumlich fixierten Schicht 206 angezeigt werden. Außerdem kann in der räumlich fixierten Schicht 206 eine Überschneidungslinie 216 angezeigt werden, um die Position der interaktiven Schicht 202 anzuzeigen. Das interaktive Schichtungsdisplay 200 kann zur manuellen Positionierung der Anfangspunkte 118 für einen Segmentierungsalgorithmus oder für die Validierung oder Bearbeitung der Segmentierungsergebnisse verwendet werden.
Genauer gesagt liefern einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein interaktives Schichtungsdisplay 200, wie dasjenige, das in 5 gezeigt wird. Eine Master-Slave-Beziehung zwischen der räumlich fixierten Schicht 212 unter dem Cursor in einem Masterdisplay 206 und der interaktiven Schicht 202 stellt sicher, dass ein Bediener eine Region von Interesse sehen kann, die allgemein mit 220 gekennzeichnet wird. Schichtebene 214 der interaktiven Schicht 202 umfasst die Position des Cursors 204 in einem dreidimensionalen (3D) Raum, stimmt aber nicht mit der Masterschichtebene 212 überein. Eine Schichtungsebene 214, die orthogonal zur Masterschichtebene 212 verläuft, kann nützlich ein, wobei aber die orthogonale Lage der Ebenen 212 und 214 bei Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich ist. Wenn ein Bediener den Cursor 204 innerhalb der räumlich fixierten Schichtungsebene 212 bewegt, werden die interaktive Schicht 202 und die Referenzkennzeichnung 208 entsprechend aktualisiert.
6 ist ein Flussdiagramm 300 einer Initiierungsprozedur, die bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Ein Renderermodul 302 wird verwendet, um Bilddaten 304 in einem Segmentierungsinitialisierungsdisplay 308 anzuzeigen, bei dem es sich beispielsweise um das interaktive Schichtungsdisplay 200 handeln kann. Nicht bei allen Segmentierungsverfahren ist die manuelle Eingabe der Anfangspunkte und/oder der Region von Interesse erforderlich, so dass bei ihnen kein Initiierungsbildschirm 308 notwendig ist. Wie auch immer, bei denjenigen Segmentierungsverfahren, bei denen eine manuelle Benutzereingabe 306 erforderlich ist, kommt diese Benutzereingabe vom Benutzer, während der Segmentierungsinitialisierungsbildschirm 308 angezeigt wird.
In einigen Ausführungsformen, bei denen das Bild beispielsweise ein echokardiographisches Bild des Herzens ist, kann eine apikale Schicht als Masterbild 206 verwendet werden. Allerdings kann, wie in 7 gezeigt, eine Vielzahl von apikalen Schichten 206, 400 und 402 auf einem interaktiven Schichtungsdisplay 200 zusammen mit der interaktiven Schicht 202 angezeigt werden. Die Anzeige einer Vielzahl von apikalen Schichten 206, 400 und 402 kann verwendet werden, um das ganze Objekt vollständige zu visualisieren, so dass Punkte zur Initialisierung der Segmentierung ausgewählt werden können. Cursor 204 kann sich in einer beliebigen der drei Schichten 206, 400 oder 402 befinden. In 4 befindet sich der Cursor 204 in Schicht 400, und daher erscheint auch auf der interaktiven Schicht 202 auf der Überschneidungslinie 404 eine Referenzkennzeichnung 208, welche der Position des Cursors 204 entspricht. Die Überschneidungslinie 404 entspricht Schicht 400 und wird über die interaktive Schicht 202 gelegt. Die Überschneidungslinie 406 stellt eine gemeinsame Achse für alle apikalen Schichten 206, 400 und 402 dar. Andere Überschneidungslinien 408 und 410 entsprechen jeweils den Schichten 206 und 402. Überschneidungslinien 412, 414 und 416 entsprechen der Überschneidung der Ebenen, welche jeweils die apikalen Schichten 206, 400 und 402 enthalten, und der interaktiven Schicht 202.
In einigen Ausführungsformen der Erfindung wird eine Benutzereingabe verwendet, um eine Vielzahl von Anfangspunkten 118 in einer Vielzahl von räumlich fixierten Schichten, wie beispielsweise den apikalen Schichten 206, 400 und 402, zu positionieren. Es kann eine beliebige Anzahl von Anfangspunkten 118 ausgewählt werden, und Subsätze einer unterschiedlichen Anzahl von Punkten können je nach Bedarf über die Vielzahl von Schichten 206, 400 und 402 verteilt werden. Allerdings ist es bei 3D-Bildern manchmal schwierig zu erkennen, ob die Anfangpunkte 118 auf einer Objektgrenze liegen oder nicht. Die interaktive Schicht 202 bietet eine visuelle Unterstützung bei der Bestimmung, ob die Anfangspunkte 118 sich tatsächlich auf einer Objektgrenze befinden. Wenn Cursor 204 bewegt wird, kann sich die Abbildung der interaktiven Schicht 202 verändern. So liefern einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und Gerät zur Einstellung von Anfangspunkten innerhalb eines Volumens.
8 ist ein Flussdiagramm 500 einer Validierungs- und Bearbeitungsprozedur, die bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Bilddaten 502 werden an ein Segmentierungsmodul 504 geliefert, welches die Bilddaten 502 (mit Benutzereingabe 506 in einigen Ausführungsformen, wie oben besprochen) verwendet, um ein segmentiertes Objekt 507 zu generieren. Das segmentierte Objekt 507 wird zusammen mit den Bilddaten 502 vom Wiedergabemodul 508 verwendet, um einen Segmentierungsvalidie rungs- und Bearbeitungsbildschirm 510 zu generieren. Der Bediener verwendet den Segmentierungsvalidierungs- und Bearbeitungsbildschirm 510, um eine zusätzliche Eingabe 506 an Wiedergabemodul 508 zu liefern, so dass der Segmentierungsvalidierungs- und Bearbeitungsbildschirm 510 aktualisiert wird. Wenn der Bediener mit der von ihm durchgeführten Bearbeitung zufrieden ist, wird die zusätzliche Eingabe 506 (z. B. die Koordinaten des überarbeiteten Anfangspunktes oder ein zusätzlicher Bearbeitungspunkt) an das Segmentierungsmodul 504 geliefert, so dass das segmentierte Objekt 507 aktualisiert wird. Es bestehen keine Einschränkungen in Bezug auf den Typ von Segmentierungsalgorithmus, der vom Segmentierungsmodul 504 verwendet wird; allerdings ist das deformierbare Modell ein Beispiel zur Verwendung in Modul 504. Es sei darauf hingewiesen, dass nicht in allen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine Anforderung darstellt, dass das Segmentierungsobjekt bearbeitet wird. Ausführungsformen, bei denen es nicht möglich oder notwendig ist, dass das Segmentierungsobjekt bearbeitet wird, fallen ebenfalls in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung. So umfasst der Geltungsbereich des Begriffs „Validierungs- und Bearbeitungsdisplay", wie er hier verwendet wird, auch Ausführungsformen, welche Validierungsdisplays ohne Bearbeitungsmöglichkeit aufweisen, sofern das Gegenteil nicht explizit festgestellt wird.
9 ist eine Zeichnung einer Ausführungsform eines Segmentierungsvalidierungs- und Bearbeitungsbildschirms 510. Diese spezifische Ausführungsform zeigt, wie zuvor zu sehen war, eine Vielzahl von apikalen Schichten 206, 400 und 402, und eine vertikale Achse 406, welche eine Rotationsachse oder gemeinsame Achse der apikalen Schichten 206, 400 und 402 darstellt. Es wird auch eine in teraktive Schicht 202 sowie eine Vielzahl von Kurzachsen(SAX)-Schichten 600, 602 und 604 gezeigt. Kurzachsenschichten 600, 602 und 604 liegen jeweils orthogonal zu den apikalen Schichten 206, 400 und 402. Das mittlere obere Bild 402 weist vier horizontale Linien 606, 608, 610 und 612 auf, von denen drei (606, 608 und 612) die Lage oder Position der Kurzachsenschichten 600, 602 und 604 auf der rechten Seite zeigen. Da eine relativ große Anzahl von Schichten gezeigt wird, ist es sehr leicht, auf visuellem Wege zu bestimmen, ob ein Segmentierungsalgorithmus versagt oder nicht. Linien 614, 616, 618, 620, 622 und 624 und 626 zeigen das Ergebnis (die Grenze) des Segmentierungsalgorithmus, und diese Linien werden über die Grauskalen-Bilddaten gelegt, wodurch man die Segmentierungsergebnisse besonders leicht sehen und bewerten kann.
Segmentierungsvalidierungs- und Bearbeitungsbildschirm 510 liefert die Möglichkeit, die Segmentierung in einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu bearbeiten. Cursor 204 wird in einer Masterschicht 206 gezeigt. Die Position des Cursors 204 wird auch in der interaktiven Schicht 202 angegeben. Indem die Position des Cursors 204 in einer interaktiv aktualisierten, orthogonalen Schicht wie der interaktiven Schicht 202 angegeben wird, in welcher die Referenzkennzeichnung 208 so aktualisiert wird, dass sie der Position des Cursors 204 entspricht, ist es möglich, eine Grenze in einer Richtung zu sehen, bei der es sich nicht um die Richtung der Masterschicht handelt. Daher ist es möglich zu identifizieren, ob sich der Cursor auf einer Grenze befindet oder nicht, und ob der Cursor bewegt werden muss, so dass er sich einer Grenze annähert.
10 ist eine Zeichnung einer anderen Ausführungsform des Segmentierungsvalidierungs- und Bearbeitungsbildschirms 510. In dieser Ausführungsform hat der Bediener den Cursor 204 zu einer Kurzachsenschicht 602 bewegt. Folglich hat sich die interaktive Schicht 202 in einer apikalen Schichtungsebene verändert, welche die 3D-Position des Cursors 204 überschneidet. Linien 650, 652 und 654 geben die Ausrichtung der interaktiven Schicht an.
11 ist eine Zeichnung einer anderen Ausführungsform des Segmentierungsvalidierungs- und Bearbeitungsbildschirms 510, und 12 ist eine Zeichnung des Segmentierungsvalidierungs- und Bearbeitungsbildschirms 510 aus 11, der Veränderungen zeigt, die infolge der Bearbeitung der Segmentierung in 11 vorgenommen wurden. Man beachte, dass sich die Segmentgrenzenlinien 614, 616, 618, 620, 622, 624 und 626 zwischen 11 und 12 als Ergebnis der Einstellung eines Bearbeitungspunktes an der Position von Cursor 204 abseits einer Position auf Linie 614 verändert haben.
13 ist eine Zeichnung, die die Schichtungsebene 710 darstellt, die sich um eine Position des Cursors 204 in einem räumlichen Yoyo übersetzt. Diese Form von räumlichem Yoyo funktioniert, indem die Schichtungsebene 710 sehr langsam zwischen Positionen, wie sie von parallel zur Schichtungsebene 710 liegenden Ebenen 712 und 714 angezeigt werden, und in einigen Ausführungsformen anderen parallelen Ebenen zwischen Ebenen 712 und 714 auf und ab bewegt wird, was die Lokalisierung einer Grenze ermöglicht, die eventuell nicht auf einer Schichtungsebene, aber auf einer anderen benachbarten Ebene sichtbar ist.
14 ist eine Zeichnung, welche die Schichtungsebene 710 darstellt, die sich um eine gemeinsame Rotationsachse 702 dreht, und zwar wiederum in einem räumlichen Yoyo, wobei sich aber die Position des Cursors 204 nicht auf der Rotationsachse 702 befindet. Diese Form von räumlichem Yoyo funktioniert, indem die Schichtungsebene 710 zwischen Positionen, wie denen, die durch Ebenen 716 und 718 angezeigt werden, langsam hin- und her gekippt wird.
Räumliche Yoyos können verwendet werden, um Grenzen in Ultraschallbildern zu lokalisieren, und sie können daher in einigen Ausführungsformen der Erfindung in Renderern integriert werden. Genauer gesagt kann es sein, dass Grenzen in einem Ultraschallbild nur zeitweilig auftreten. Wenn beispielsweise ein Herz vollständig kontrahiert ist, können die Grenzen einer Herzkammer leicht sichtbar sein, während die Grenze zu einem anderen Zeitpunkt verschwinden oder weniger leicht sichtbar sein kann. Ein räumlicher Yoyo von einem der beiden bzw. von beiden Typen, welche in 13 und 14 gezeigt werden, erlauben es einem Bediener, beim Einstellen der Anfangspunkte langsam rückwärts und vorwärts zu scrollen. Der räumliche Yoyo funktioniert, indem eine Schichtungsebene sehr langsam nach oben und unten bewegt wird oder indem die Schichtungsebene langsam vorwärts und rückwärts gekippt wird, wodurch eine Grenze lokalisiert werden kann, die eventuell nicht auf einer Schichtungsebene zu sehen ist, die aber auf einer anderen benachbarten Ebene sichtbar sein kann.
15 ist ein Flussdiagramm 800 eines Verfahrens, das bei einigen Ausführungsformen der Erfindung verwendet wird. Bei der Segmentierung zur Segmentierung und Validierung eines 3D-Bildes kann ein Computer 10 verwendet werden, der mit einem nachgeschalteten Prozessor 16, einem Datenspeicher 18 und einer Benutzerschnittstelle 28 ausgestattet ist. Das Verfahren umfasst bei 804 eine Wiedergabe eines erfassten 3D-Bildes und die Segmentierung des erfassten 3D-Bildes auf einem Segmentierungsbildschirm mit mindestens einer räumlich fixierten Schicht und einer interaktiven Schicht mit einer Referenzkennzeichnung, die einer Cursorposition in der mindestens einen räumlich fixierten Schicht 206 auf dem Display entspricht. Als nächstes umfasst das Verfahren bei 806 ferner die Verwendung einer interaktiven Benutzereingabe zur Aktualisierung von Bilddaten der interaktiven Schicht und der Referenzkennzeichnung, so dass sie in der mindestens einen räumlich fixierten Schicht mit dem Cursor übereinstimmen. Als nächstes umfasst das Verfahren bei 808 die Benutzung des Cursors und der Referenzkennzeichnung, die visuelle Verifizierung, dass die Cursorpositionen auf den Grenzen der Segmentierung des erfassten 3D-Bildes den Objektgrenzen in den Bilddaten der interaktiven Schicht entsprechen.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren bei 810 ferner die Aktualisierung der Segmentierung des erfassten 3D-Bildes auf deinem Bearbeitungsdisplay, um die Segmentierung des 3D-Bildes zu verbessern. In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren bei 802 auch die Segmentierung des erfassten 3D-Bildes. 16 ist ein Flussdiagramm, in dem Schritte detailliert beschrieben werden, die in einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Kasten 802 enthalten sind. Beispielsweise kann die Segmentierung des erfassten 3D-Bildes bei 902 die Anzeige der Bilddaten auf einem interaktiven Display und bei 904 die Annahme von mindestens einem aus Anfangspunkten und einer Region von Interesse als Benutzereingabe umfassen, um die Segmentierung zu initialisieren und das interaktive Schichtungsdisplay zu aktualisieren. Ferner kann Block 902 die Anzeige einer Vielzahl von Kurzachsenschichten der Region von Interesse umfassen, die entlang der Kommunikationsachse der apikalen Schichten liegen.
Kehrt man nun zu 15 zurück, so kann in einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Wiedergabe des erfassten 3D-Bildes bei 804 die Anzeige einer Vielzahl von räumlich fixierten Schichten einer Region von Interesse umfassen, die zusammen mit einer interaktiven Schichtungsanzeige der Region von Interesse, die an einer anderen Achse ausgerichtet ist, um eine gemeinsame Achse herum gedreht werden.
Einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfassen die Ausrichtung einer oder mehrerer Schichtungsebenen gemäß einer Segmentierungsposition bei 805. In einigen Ausführungsformen kann Block 806 auch mindestens eines aus Übersetzung und Drehung einer Schichtungsebene umfassen, so dass die Sichtbarkeit eines Objekts von Interesse in den Bilddaten sowie die Auswahl der interaktiven Benutzereingabe zur Aktualisierung der Segmente des erfassten 3D-Bildes ermöglicht wird. In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren die Verwendung einer Ultraschallbildgebungsvorrichtung zur Erfassung eines 3D-Bildes bei 801. Das erfasste 3D-Ultraschallbild kann aus einem Bild des Herzens eines Patienten bestehen und die Segmentierung kann die Segmentierung des Herzens des Patienten umfassen.
Es sei daher darauf hingewiesen, dass einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein interakti ves Verfahren und Gerät zur Initialisierung und/oder der Validierung und Bearbeitung einer Segmentierung liefern. Einige Ausführungsformen liefern auch eine verlässlichere Initiierung, Validierung und Bearbeitung einer Segmentierung sowie leichter reproduzierbare Endresultate, insbesondere Volumenmessungen von Segmenten eines Objekts.
Es sei auch darauf hingewiesen, dass einige Ausführungsformen der Erfindung Verfahren und ein Gerät zur Erkennung der Position einer Grenze in volumetrischen Daten liefern, um die visuelle Beurteilung in Bezug darauf zu verbessern, wo die wahre Objektgrenze in einem Bild liegt, indem die räumliche Umgebung der untersuchten Kontur betrachtet wird.
Es sei darauf hingewiesen, dass die obige Beschreibung illustrativen Zwecken dient und keinesfalls einschränkend ist. Beispielsweise können die oben beschriebenen Ausführungsformen (und/oder Aspekte von diesen) in Kombination miteinander verwendet werden. Zusätzlich können viele Modifikationen vorgenommen werden, um die Erkenntnisse der Erfindung an eine bestimmte Situation oder ein Material anzupassen. Obwohl die hier beschriebenen Dimensionen, Materialien und Beschichtungen die Parameter der Erfindung definieren sollen, sind sie nicht einschränkender Natur und stellen beispielhafte Ausführungsformen dar. Nach der Durchsicht der obigen Beschreibung werden auf diesem Gebiet fachkundigen Personen viele andere Ausführungsformen einfallen. Der Schutzumfang der Erfindung sollte daher unter Bezugnahme auf die angehängten Patentansprüche bestimmt werden, und zwar zusammen mit dem vollen Schutzumfang der Äquivalente, zu welchem die Patenansprüche berechtigen. In den angehängten Patentansprüchen werden die Begriffe „ent halten" und „in dem/der" als die einfachen [englischen] Äquivalente für die jeweiligen Begriffe „umfassend" und „worin" benutzt. Außerdem werden in den nachfolgenden Patentansprüchen die Begriffe „erster", „zweiter", „dritter" etc. lediglich als Kennzeichnungen benutzt und sollen keine numerischen Anforderungen an die jeweiligen Objekte stellen. Ferner sind die Einschränkungen der folgenden Patentansprüche nicht in Mittel-Plusfunktionsformat geschrieben und sollen nicht auf der Grundlage von 35 U. S. C, § 112, Paragraph 6 interpretiert werden, sofern nicht und bis bei solchen Anspruchsbeschränkungen explizit der Ausdruck „Mittel für" gefolgt von einer Nennung der Funktion ohne weitere Struktur verwendet wird.
Es wird ein Verfahren zur Verbesserung der Segmentierung 507 eines 3D-Bildes 502 und/oder der Validierung einer Segmentierung eines 3D-Bildes geliefert, das die Wiedergabe 804 eines erfassten 3D-Bildes und der Segmentierung eines erfassten 3D-Bildes auf einem Segmentierungsdisplay 200 umfasst, das mindestens eine räumlich fixierte Schicht 206 und eine interaktive Schicht 202 mit einer Referenzkennzeichnung 208 enthält, die einer Cursorposition 204 in der mindestens einer räumlich fixierten Schicht auf dem Display entspricht. Das Verfahren umfasst ferner die Verwendung 806 einer interaktiven Benutzereingabe 506, um die Bilddaten der interaktiven Schicht und der Referenzkennzeichnung so zu aktualisieren, dass sie mit dem Cursor in der räumlich fixierten Schicht übereinstimmen. Das Verfahren umfasst ferner die Verwendung des Cursors und der Referenzkennzeichnung, um zu verifizieren, dass die Cursorpositionen auf den Segmentierungsgrenzen 102 des erfassten 3D-Bildes mit Grenzen 108 des Objekts 106 in den Bilddaten der interaktiven Schicht übereinstimmen.

10: medizinisches Bildgebungssystem oder Computer
11: I/O-Port
12: Sonde oder Wandler
13: Anschlussende
14: Displayeinheit 33
15: Kabel
16: nachgeschalteter Prozessor
17: Scanende
18: Software- oder Firmwarespeicher
20: Strahlenformer
22: Datenspeicher
24: externe Vorrichtung
26: verkabeltes oder kabelloses Netzwerk
28: Benutzerschnittstelle
70: medizinisches Bild
80: schreibmaschinenähnliche Tastatur
82: Knöpfe
84: Softwarekeys
86: Kennzeichnungen
88: Regler
102: Segmentierungsgrenzen
104: Oberflächenmodell
106: volumetrisches Objekt
108: Objektgrenzen
110: eine Bildschicht
112: weitere Bildschicht
114: weitere Bildschicht
116: weitere Bildschicht
118: Anfangspunkte (durch kleine runde Kreise angezeigt)
120: Ventil
122: eine Spitze
200: interaktives Schichtungsdisplay
202: interaktive Schicht
204: Cursor
206: apikale, räumlich fixierte Schicht
208: Referenzkennzeichnung
210: Einsatz
212: räumlich fixierte Masterschichtungsebene
214: weitere Schichtungsebene
216: Überschneidungslinie
220: Region von Interesse
300: Flussdiagramm
302: Renderermodul
304: Bilddaten
306: manuelle Benutzereingabe
308: Segmentierungsinitiierungsbildschirm
402: weitere apikale Schicht
404: Überschneidungslinie
408: weitere Überschneidungslinie
410: weitere Überschneidungslinie
412: weitere Überschneidungslinie
414: weitere Überschneidungslinie
416: und weitere Überschneidungslinie
500: Flussdiagramm
502: Bilddaten
504: Segmentierungsmodul
506: zusätzliche Eingabe
507: segmentiertes Objekt
508: Wiedergabemodul
510: Bearbeitungsdisplay
600: Kurzachsenschicht
602: weitere Kurzachsenschicht
604: weitere Kurzachsenschicht
606: einevon vier horizontalen Linien
608: zweitevon vier horizontalen Linien
610: drittevon vier horizontalen Linien
612: viertevon vier horizontalen Linien
614: Grenzlinie
616: weitere Grenzlinie
618: weitere Grenzlinie
620: weitere Grenzlinie
620: weitere Grenzlinie
622: weitere Grenzlinie
624: weitere Grenzlinie
624: weitere Grenzlinie
626: und eine weitere Grenzlinie
650: Linie, welche die Ausrichtung der interaktiven Schicht angibt
652: weitere Linie, die Ausrichtung der interaktiven Schicht angibt
654: weitere Linie, die Ausrichtung der interaktiven Schicht angibt
702: gemeinsame Rotationsachse
710: eine Schichtungsebene
712: Ebene, die eine Grenzposition einer Schichtungsebene angibt, die sich in einem räumlichen Yoyo bewegt
714: weitere Ebene, die eine Grenzposition einer Schichtungsebene angibt, die sich in einem räumlichen Yoyo bewegt
716: Ebene, die eine Grenzposition einer Schichtungsebene angibt, die sich um eine gemeinsame Achse in einem geneigten räumlichen Yoyo bewegt
800: Flussdiagramm
801: Verwendung einer Ultraschallbildgebungsvorrichtung zur Erfassung eines 3D-Bildes
802: Segmentierung eines erfassten 3D-Bildes
804: Wiedergabe des erfassten 3D-Bildes und Segmentierungdes erfassten 3D-Bildes, etc.
805: Anpassungvon einer oder mehreren Schichtungsebenen gemäß der Position der Segmentierung
806: Verwendung einer interaktiven Benutzereingabe zur Aktualisierung der Bilddaten der interaktiven Schicht, etc.
808: Verwendung des Cursors und der Referenzkennzeichnung, um auf visuellem Wege zu verifizieren, dass die Cursorpositionen auf den Segmentierungsgrenzen den Objektgrenzen mit den Objektgrenzen übereinstimmen
810: Aktualisierung der Segmentierung des erfassten 3D-Bildes, etc.
902: Anzeige von Bilddaten auf dem interaktiven Schichtungsdisplay
904: Annahmevon mindestens einem aus Anfangspunkten und einer Region von Interesse als Benutzereingabe umfassen, um die Segmentierung zu initialisieren und dasinteraktive Schichtungsdisplay zu aktualisieren

Claims

Verfahren für mindestens eines aus der Verarbeitung einer Segmentierung (507) eines 3D-Bildes (502) oder der Validierung einer Segmentierung eines 3D-Bildes, wobei bei dem Verfahren ein Computer (10) verwendet wird, der einen Prozessor (16), ein Display (14), einen Datenspeicher (22) und eine Benutzerschnittstelle (28) aufweist, wobei das Verfahren beinhaltet: die Wiedergabe (804) eines erfassten 3D-Bildes und einer Segmentierung eines erfassten 3D-Bildes auf dem Segmentierungsdisplay (200), das mindestens eine räumlich fixierte Schicht (206) und eine interaktive Schicht (202) mit einer Referenzkennzeichnung (208) umfasst, die einer Cursorposition in der mindestens einen räumlich fixierten Schicht auf dem Display entspricht; die Verwendung (806) einer interaktiven Benutzereingabe (506), um die Bilddaten der interaktiven Schicht und der Referenzkennzeichnung so zu aktualisieren, dass sie mit dem Cursor in der räumlich fixierten Schicht übereinstimmen; die Verwendung (808) des Cursors und der Referenzkennzeichnung, um zu verifizieren, dass die Cursorpositionen auf den Segmentierungsgrenzen (102) des erfassten 3D-Bildes mit Objektgrenzen (108) in den Bilddaten der interaktiven Schicht übereinstimmen.
Verfahren gemäß Anspruch 1, ferner die Aktualisierung (810) der Segmentierung des erfassten 3D-Bildes auf deinem Bearbeitungsdisplay (510) zur Verbesserung der Segmentierung des 3D-Bildes umfassend.
Verfahren gemäß Anspruch 1, ferner die Segmentierung (802) des erfassten 3D-Bildes umfassend, wobei diese Segmentierung des erfassten 3D-Bildes die Anzeige der Bilddaten (502) auf einem interaktiven Schichtungsdisplay (200) und die Annahme von mindestens einem aus Anfangspunkten und einer Region von Interesse (220) als Benutzereingabe beinhaltet, um die Segmentierung zu initialisieren und das interaktive Schichtungsdisplay zu aktualisieren.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wiedergabe des erfassten 3D-Bildes die Anzeige einer Vielzahl von räumlich fixierten Schichten (206, 400, 402) einer Region von Interesse (220) umfasst, die zusammen mit einer interaktiven Schichtanzeige (202) der Region von Interesse (220), die an einer anderen Achse ausgerichtet ist, um eine gemeinsame Achse (406) herum gedreht werden.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erfasste 3D-Ultraschallbild aus einem Bild des Herzens (106) eines Patienten besteht und die Segmentierung aus der Segmentierung des Herzens des Patienten besteht.
Gerät zur Verbesserung der Segmentierung (507) eines 3D-Bildes (502) und/oder Validierung der Segmentierung eines 3D-Bildes, wobei das Gerät umfasst: einen Computer (10), der einen Prozessor (16), ein Display (14), einen Datenspeicher (22) und eine Benutzerschnittstelle (28) aufweist; ein Wiedergabemodul (804), das so konfiguriert ist, dass es ein erfasstes 3D-Bild und die Segmentierung eines erfassten 3D-Bildes wiedergibt; wobei das Gerät so konfiguriert ist, dass es die interaktive Benutzereingabe (506) verwendet, um die Bilddaten der interaktiven Schicht (202) und die Referenzkennzeichnung (208) so zu aktualisieren (806), dass sie mit dem Cursor in der räumlich fixierten Schicht (206) übereinstimmen, so dass der Cursor und die Referenzkennzeichnung verwendet werden können, um zu verifizieren, dass die Cursorpositionen auf den Segmentierungsgrenzen (102) des erfassten 3D-Bildes mit Grenzen (108) des Objekts (106) in den Bilddaten der interaktiven Schicht übereinstimmen.
Gerät gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät zur Unterstützung des Benutzers bei der Segmentierung des erfassten 3D-Bildes ein Segmentierungsmodul (504) aufweist, das so konfiguriert ist, dass es Bilddaten (502) auf dem interaktiven Schichtungsdisplay (200) anzeigt und eine interaktive Benutzereingabe (506) empfangen kann, welche aus mindestens den Anfangspunkten und einer Region von Interesse (220) besteht, um die Segmentierung zu initialisieren und das interaktive Schichtungsdisplay zu aktualisieren.
Gerät gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät zur Anzeige von Bilddaten auf dem interaktiven Schichtungsdisplay ein Bearbeitungsmodul (508) umfasst, das so konfiguriert ist, dass es eine Vielzahl von räumlich fixierten Schichten (206, 400, 402) einer Region von Interesse (220) anzeigt, die zusammen mit einer interaktiven Schichtanzeige (202) der Region von Interesse (220), die an einer anderen Achse ausgerichtet ist, um eine gemeinsame Achse (406) herum gedreht werden.
Gerät gemäß Anspruch 8, ferner ein räumliches Yoyo-Modul umfassend, das so konfiguriert ist, dass es den Computer für mindestens eines aus der Übersetzung (712, 714) und der Drehung (716, 718) einer Schichtungsebene (700) instruiert, so dass die Sichtbarkeit eines Objekts von Interesse (220) in den Bilddaten sowie die Auswahl der interaktiven Benutzereingabe zur Aktualisierung der Segmente des erfassten 3D-Bildes ermöglicht wird.
Gerät gemäß Anspruch 6, ferner eine Ultraschallsonde 12 und einen Strahlenformer 20 mit Übertragungs- und Empfangsschaltkreisen umfassend, die für die Erfassung von 3D-Ultraschallbilddaten konfiguriert sind.