DE102010016034A1 - Verfahren und Systeme zum Anzeigen quantitativer segmentaler Daten im 4D-Rendering - Google Patents

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Abstract

Es ist hiermit ein Verfahren zum Anzeigen quantitativer segmentaler Daten in einer 4D-Darstellung gemeinsam mit einer lokalen Verformung offenbart. Das Verfahren weist auf: Identifizieren (110) eines Segmentes in volumetrischen Bilddaten. Anschließend werden die folgenden Schritte wiederholt, um ein vierdimensionales Rendering zu erzeugen. Die wiederholten Schritte enthalten: Verfolgen des Segmentes (120) der volumetrischen Bilddaten, um ein Verschiebungsfeld zu erzeugen. Eine lokale Verformung des Segmentes wird unter Verwendung des Verschiebungsfeldes identifiziert (130). Und das Segment wird in Bezug auf das Verschiebungsfeld und die lokale Verformung gerendert (140).

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Diese Erfindung betrifft allgemein Verfahren und Systeme zur Darstellung segmentaler quantitativer Messungen in einem vierdimensionalen Rendering (4D-Rendering). Die Verfahren und Systeme sind insbesondere in der medizinischen Bildgebung nützlich.
  • HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG
  • Neue medizinische Bildgebungstechnologie ermöglicht eine regionale quantitative 4D-Analyse von Objekten, wie beispielsweise des Myokards eines Patientenherzens. Die regionale quantitative 4D-Analyse liefert detaillierte Informationen über die Bewegung und Verformung aller Materialpunkte in dem Objekt. Bei der Analyse der Daten ist es jedoch von Vorteil, die Daten in unterschiedliche Segmente zu unterteilen. Beispielsweise ist es in der Kardiologie üblich, die Herzstruktur in Segmente zu unterteilen.
  • Außerdem ist es aufgrund von Bindungseffekten häufig schwierig, eine durch Verformung benachbarter Segmente verursachte Bewegung von einer Bewegung zu unterscheiden, die durch die eigene Verformung der Segmente hervorgerufen ist, was es dadurch für einen Bediener schwierig macht, eine lokale Verformung von der Gesamtbewegung jedes Segmentes zu unterscheiden.
  • Somit wird es vorteilhaft sein, ein Verfahren und System zur Verbesserung der visuellen Wahrnehmung segmentaler Verformung durch Anzeigen jedes Segmentes für sich allein zu schaffen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • In einem Aspekt ergeben einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Anzeigen quantitativer segmentaler Daten in einer 4D-Darstellung eines Objektes. Das Verfahren weist auf: Identifizieren eines Segmentes in volumetrischen Bilddaten. Anschließend werden die folgenden Schritte wiederholt, um ein segmentales Rendering mit lokaler Verformung anzuzeigen. Die wiederholten Schritte enthalten: Verfolgen des Segmentes der volumetrischen Bilddaten, um ein Verschiebungsfeld zu erzeugen; Identifizieren einer lokalen Verformung des Segmentes auf der Basis des Verschiebungsfeldes; und Rendern des Segmentes in Bezug auf das Verschiebungsfeld und die lokale Verformung.
  • In einem anderen Aspekt ergeben einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Verbesserung der visuellen Wahrnehmung einer segmentalen Herzverformungsanzeige in einem dreidimensionalen Rendering. Das Verfahren weist auf: Erhalten eines volumetrischen Herzbildes und Definieren wenigstens eines Segmentes auf dem Herzbild auf der Basis einer Referenz. Anschließend werden die folgenden Schritte wiederholt, um die visuelle Wahrnehmung der segmentalen Verformungsanzeige des Herzens zu verbessern. Die wiederholten Schritte enthalten: Schätzen bzw. Bestimmen eines Verschiebungsfeldes durch Verfolgen (sog. Tracking) des Segmentes, um die Bewegung des Segmentes zu identifizieren; Identifizieren einer lokalen Verformung des Segmentes aus dem Verschiebungsfeld; und Rendern des Segmentes in Bezug auf das Verschiebungsfeld und Ab bilden (sog. Mapping) der lokalen Verformung auf das Rendering.
  • Gemäß einem anderen Aspekt ergeben einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein System, das enthält: einen Computer oder Prozessor, Speicher und eine Anzeige. Das System ist konfiguriert, um ein Segment eines Objektes in volumetrischen Bilddaten zu identifizieren. Das System weist ferner auf: ein Verfolgungs- bzw. Trackingmodul, das konfiguriert ist, um das Segment zu verfolgen, um ein Verschiebungsfeld zu erzeugen; ein Analysemodul, das konfiguriert ist, um eine lokale Verformung des Segmentes aus dem Verschiebungsfeld zu identifizieren; und ein Renderingmodul, das konfiguriert ist, um das Segment in Bezug auf das Verschiebungsfeld zu rendern, wobei das Verfolgungsmodul, das Analysemodul und das Renderingmodul konfiguriert sind, um in iterativer Weise zu funktionieren, um dadurch eine visuell verbesserte segmentale Verformungsanzeige in einer 4D-Darstellung zu erzeugen.
  • Gemäß einem noch weiteren Aspekt ergeben einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Maschinen lesbares Medium oder Maschinen lesbare Medien, auf dem bzw. denen Instruktionen aufgezeichnet sind, die konfiguriert sind, um ein System, das einen Computer oder Prozessor, Speicher und eine Anzeige aufweist, zu instruieren. Das wenigstens eine Medium weist auf: eine Routine zum Erhalten eines Verschiebungsfeldes, das eine Bewegung eines Segmentes repräsentiert; eine Routine zum Identifizieren einer lokalen Verformung des Segmentes anhand des Verschiebungsfeldes; und eine Routine zum Rendern des Segmentes in Bezug auf das Verschiebungsfeld, um dadurch die lokale Verformung anzuzeigen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum visuellen Verbessern einer Anzeige einer segmentalen Bewegung in einer 4D-Darstellung eines Objektes veranschaulicht, wie in einer Ausführungsform der Erfindung beschrieben;
  • 2 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Verbessern einer Anzeige einer Herzsegmentbewegung in einem Oberflächen- oder Volumenrendering veranschaulicht, wie in einer Ausführungsform der Erfindung beschrieben;
  • 3 zeigt ein Blockschaltbild eines Systems, das in der Lage ist, eine visuell verbesserte Anzeige einer Bewegung in einer 4D-Darstellung eines Objektes anzuzeigen, wie in einer Ausführungsform der Erfindung beschrieben;
  • 4 zeigt ein Blockschaltbild eines Prozessors, das bei der Anzeige einer visuell verbesserten Anzeige einer Bewegung in einer 4D-Darstellung eines Objektes unterstützt, wie in einer Ausführungsform der Erfindung beschrieben;
  • 5 veranschaulicht ein Volumenrendering eines einzelnen Segmentes eines linken Ventrikels, das gemäß einer Ausführungsform der Erfindung angezeigt wird;
  • 6A bis 6C veranschaulichen jeweils ein Oberflächenrendering eines einzelnen Segmentes unter Veranschaulichung eines gewöhnlich schraffierten Oberflächenrendering mit einem Drahtgitter, eines Oberflächenrendering mit fotorealistischen Trabekeltexturen und eines Oberflächenrendering mit einem künstlichen Speckle-Muster;
  • 7A und 7B veranschaulichen jeweils eine Verformung eines Segmentes durch ein Oberflächenrendering eines einzelnen Segmentes unter Verwendung eines statischen Drahtgitternetzes und eines statischen teiltransparenten Modells;
  • 8A und 8B veranschaulichen jeweils ein Segment, das in zwei unterschiedlichen Stadien eines Herzzyklus angezeigt ist, unter Hervorhebung der Gesamtbewegung des Segmentes; und
  • 9A und 9B veranschaulichen jeweils eine Anzeige eines gesunden Segmentes und eines infarzierten Segmentes.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die folgende Kurzbeschreibung sowie die folgende detaillierte Beschreibung bestimmter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden besser verstanden, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen werden. In dem Maße, in dem die Figuren Diagramme von Funktionsblöcken verschiedener Ausführungsformen veranschaulichen, sind die Funktionsblöcke nicht notwendigerweise für die Aufteilung auf die Hardwareschaltungen kennzeichnend. Somit können beispielsweise ein oder mehrere der Funktionsblöcke (z. B. Prozessoren oder Speicher) in einem einzelnen Hardwareteil (z. B. einem Universalzweck-Signalprozessor oder einem Block eines Direktzugriffsspeichers, einer Festplatte oder dergleichen) implementiert sein. In ähnlicher Weise können Programme eigenständige Programme sein, sie können als Unterroutinen in einem Betriebssystem enthalten sein, können Funktionen in einem installierten Softwarepaket darstellen und dergleichen. Es sollte verstanden werden, dass die verschiedenen Ausführungsformen nicht auf die in den Zeichnungen veranschaulichten Anordnungen und Mittel beschränkt sind.
  • In dem hierin verwendeten Sinne sollte ein Element oder Schritt, das bzw. der in der Einzahl angegeben und dem das Wort „ein” oder „eine” vorangestellt ist, nicht derart verstanden werden, als würde es bzw. er mehrere Elemente oder Schritte ausschließen, sofern ein derartiger Ausschluss nicht explizit angegeben ist. Außerdem sollen Bezugnahmen auf „eine Ausführungsform” gemäß der vorliegenden Erfindung nicht derart interpretiert werden, als würden sie die Existenz weiterer Ausführungsformen ausschließen, die ebenfalls die angegebenen Merkmale enthalten. Darüber hinaus können, sofern nicht das Gegenteil ausdrücklich angegeben ist, Ausführungsformen, die ein Element oder mehrere Elemente mit einer bestimmten Eigen schaft „aufweisen” oder „haben”, weitere derartige Elemente enthalten, die diese Eigenschaft nicht haben. Außerdem werden die Ausdrücke „Computer” und „Prozessor” hierin im gegeneinander austauschbaren Sinne verwendet, um entweder eine spezialisierte Hardware, um eine digitale Signalverarbeitung, Steuerung, Datenmanipulation und/oder Berechnungen durchzuführen, oder einen Universalcomputer zu bezeichnen, der zur Durchführung der gleichen Funktionen programmiert und/oder eingerichtet sein kann, um mit externen digitalen Signalen gekoppelt zu sein. Die Formulierungen „Computer oder Prozessor” und „Prozessor oder Computer” sollen folglich den gleichen Geltungsbereich wie irgendeiner der einzelnen Ausdrücke haben, und sie sind nicht dazu bestimmt, irgendeine Zwiespältigkeit oder Gegensätzlichkeit zwischen den beiden Ausdrücken zu implizieren.
  • Technische Effekte von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfassen die Bereitstellung eines verbesserten Verfahrens zum Anzeigen quantitativer segmentaler Daten in einer 4D-Darstellung. Einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung enthalten ein Identifizieren einer lokalen Verformung eines Segmentes und ein Anzeigen derselben mit einem relevanten Segment. Außerdem ermöglichen einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Verwendung einer Farbkodierung, um die quantitativen regionalen Parameter darzustellen. Die Segmentflächen können ferner texturiert werden, um eine realistische Anzeige einer Segmentverformung zu erzeugen. Ferner werden in einigen Ausführungsformen quantitative regionale Parameter identifiziert und auf der Textur als Farbcodes überlagert. Auf diese Weise ergibt ein Segment-Rendering mit einer überlagerten farbkodierten Textur, die quantitative regionale Parameter und eine lokale Verformung darstellt, eine verbesserte Anzeige einer Segmentverformung.
  • 1 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum visuellen Verbessern einer Anzeige einer segmentalen Bewegung in einer 4D-Darstellung eines Objektes veranschaulicht, wie in einer Ausführungsform der Erfindung beschrieben. In Schritt 110 wird ein Segment in einem volumetrischen Bild in einem Zeitpunkt identifiziert. Das Segment ist als ein bestimmter Referenzzeitpunkt, wie beispielsweise die Enddiastole, definiert. Die Segmentdefinition kann willkürlich (beispielsweise in oder an einem Herzkranzgefäßgebiet) oder auf der Basis von Standardmodellen mit 16, 17 oder 18 Segmenten, wie sie gewöhnlich in der Kardiologie eingesetzt werden, gewählt werden. Anschließend wird in den verbleibenden Rahmen des Herzzyklus das Anfangssegment auf der Basis der Verfolgungsergebnisse verschoben. In einem Beispiel kann das volumetrische Bild eine Folge von volumetrischen Bildern eines sich bewegenden Objektes, beispielsweise eines sich bewegenden Organs, darstellen. Der Ausdruck volumetrisches Bild oder volumetrische Bilddaten bedeutet eine volumetrische Bildsequenz, die eine Bewegung des Objektes repräsentiert. Das volumetrische Bild kann mit Ultraschallbildgebung, Magnetresonanzbildgebung, 3D- oder 4D-Computertomographie-Bildgebung oder jeder beliebigen sonstigen Bildgebungstechnik erhalten werden. Das Segment aus einem volumetrischen Bild kann durch Verwendung verschiedener Algorithmen oder Vorrichtungen, wie sie in der Industrie eingesetzt werden, identifiziert werden. In dem volumetrischen Bild kann ein interessierender Bereich definiert werden, und der interessierende Bereich kann in Form von verschiedenen Segmenten definiert werden. Ein Kliniker kann den interessierenden Bereich auf der Basis verschiedener Anforderungen auswählen und die Segmente definieren. Jedoch können die Segmente auch von Hand oder automatisch identifiziert werden. Sobald das Segment identifiziert ist, können die folgenden Schritte 120 bis 140 für die verfügbaren Zeitschritte in der volumetrischen Bildsequenz wiederholt werden. In Schritt 120 wird das Segment verfolgt, um ein Verschiebungsfeld zu erzeugen. Das Verschiebungsfeld repräsentiert die Gesamtbewegung des ausgewählten Segmentes. Es kann eine geeignete Verfolgungsmethode (Tracking-Methode) verwendet werden, um das Verschiebungsfeld zu schätzen bzw. zu bestimmen. In Schritt 130 wird eine lokale Verformung des Segmentes anhand des Verschiebungsfeldes geschätzt. Die lokale Verformung des Segmentes ist durch die lokale Variation des Verschiebungsfeldes ungeachtet der Gesamtbewegung benachbarter Segmente definiert. In einer Ausführungsform wird die lokale Verformung eines Segmentes aus der Gesamtbewegung des Segmentes berechnet. Die Gesamtbewegung des Segmentes repräsentiert die Bewegung des Segmentes, die durch seine lokale Verformung hervorgerufen ist, gemeinsam mit der Bewegung, die durch benachbarte oder sonstige Segmente hervorgerufen ist, die in dem Herzbild oder in dem ausgewählten interessierenden Bereich definiert sind. Die Gesamtbewegung des Segmentes wird aus der mittleren Bewegung des Segmentes subtrahiert, die durch Mittelung der Bewegung all der Punkte in dem Segment erhalten wird. Dies ergibt die lokale Verformung des Segmentes. Jedoch kann jeder beliebige Verfolgungs- oder Bildverarbeitungsalgorithmus verwendet werden, um die lokale Verformung des Segmentes zu identifizieren. In Schritt 140 wird das Segment mit Bezug auf die Verschiebung und die lokale Verformung des Segmentes gerendert. Das Rendering kann Oberflächenrendering oder Volumenrendering sein. Das Oberflächen- oder Volumenrendering des Segmentes in Bezug auf das Verschiebungsfeld und die lokale Verformung kann anhand von bekannten Renderingverfahren erzielt werden. Das Rendering wird auf der Basis des Verschiebungsfeldes bewerkstelligt und die lokale Verformung wird auf das Rendering abgebildet bzw. gemappt.
  • In einer Ausführungsform wird das Segment in Bezug auf das Verschiebungsfeld oberflächengerendert, wobei die lokale Ver formung des Segmentes angezeigt wird. In einer Ausführungsform kann das Oberflächenrendering des Segmentes unter Verwendung von Drahtgittermodellen, künstlichen texturierten Modellen oder teiltransparenten Modellen erzeugt werden. Ferner können in einer Ausführungsform statische Drahtgittermodelle oder statische teiltransparente Modelle von einer Referenzzeit gemeinsam mit dem dynamischen Oberflächenmodell des Segmentes angezeigt werden.
  • In einer Ausführungsform wird das Segment in Bezug auf das Verschiebungsfeld volumengerendert, wobei die lokale Verformung des Segmentes angezeigt wird. In einem Beispiel kann das Volumenrendering durch Verwendung dynamischer Schnittflächen als Segmentgrenzen erzeugt werden. In einem anderen Beispiel können die Volumenrendering-Darstellungen aus synthetisch erzeugten 3D-Standbilddaten, z. B. aus Daten mit einem künstlichen Speckle-Muster, erzeugt werden, wo die Daten entsprechend den Ergebnissen der 3D-Verfolgung bewegt sind. Alternativ kann das Volumenrendering aus 3D-Standbilddaten von anderen Bildgebungsmodalitäten, wie beispielsweise der Magnetresonanzbildgebung (MR-Bildgebung) und der dreidimensionalen Computertomographie (CT), erzeugt werden.
  • In einer Ausführungsform kann wenigstens ein quantitativer regionaler Parameter identifiziert werden, während das Segment verfolgt wird. Einige Beispiele für die quantitativen regionalen Parameter enthalten Geschwindigkeit, Verformung, Verschiebung bzw. Verlagerung, etc. Die quantitativen regionalen Parameter können basierend auf der Verschiebung des Segmentes variieren. Zum Beispiel wird in einem Herzbild die Verformung in den Herzwänden während unterschiedlicher Stadien eines Herzzyklus unterschiedlich sein. Die quantitativen regionalen Parameter können in unterschiedlichen Stadien geschätzt werden und können als Farbcodes oder Verformungsmarkierungen (Defor mationsmarkierungen) dargestellt werden, so dass diese quantitativen regionalen Parameter leicht visualisiert werden können. Somit werden die quantitativen regionalen Parameter in einigen der Ausführungsformen als Farbcodes oder Verformungsmarkierungen dargestellt, und sie können auf einer Textur oder auf der Oberfläche oder auf einem Volumenrendering überlagert werden. Es ist zu beachten, dass die Farbcodes auf der Textur überlagert werden können. Auf diese Weise erzeugt der Ablauf ein 4D-Oberflächenrenderingbild mit einer Textur, die Farbcodes aufweist, die wenigsten einen quantitativen regionalen Parameter darstellen, wodurch die lokale Verformung des Segmentes betont wird.
  • In einer Ausführungsform können unterschiedliche Texturen, wie beispielsweise eine Textur in der Form eines Speckle-Musters, eine Textur, die wie ein Organgewebe aussieht, oder eine Textur, die auf Rendering-Darstellungen von einer beliebigen Bildgebungsmodalität basiert, verwendet werden. Die Bildgebungsmodalität könnte jede beliebige Bildgebungsmodalität enthalten und braucht nicht auf die Modalität beschränkt zu sein, durch die die anfänglichen volumetrischen Bilder akquiriert worden sind.
  • In einer Ausführungsform können mehrere Segmente zur gleichen Zeit nebeneinander auf einer Anzeige dargestellt werden. Dadurch wird ein visueller Vergleich der Segmentverformung erleichtert.
  • 2 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Verbesserung der Anzeige einer Herzsegmentbewegung in einem 3D-Rendering, wie in einer Ausführungsform der Erfindung beschrieben, veranschaulicht. In Schritt 210 wird ein volumetrisches Herzbild erhalten. Das Bild kann unter Verwendung jedes beliebigen Bildgebungssystems erhalten werden. In einem Bei spiel ist das Bild ein volumetrisches Ultraschallbild eines Herzens. In Schritt 220 wird für eine Referenzzeit ein Herzsegment definiert. In Schritt 230 wird das Segment verfolgt, um ein Verschiebungsfeld zu erhalten, das die Bewegung des Segmentes repräsentiert. Das Verschiebungsfeld kann unter Verwendung eines beliebigen Verfolgungsverfahrens (Trackingverfahrens) geschätzt werden. In Schritt 240 wird eine lokale Verformung des Segmentes erhalten. In einer Ausführungsform wird die lokale Verformung eines Segmentes aus dem Verschiebungsfeld des Segmentes erhalten. Das Verschiebungsfeld des Segmentes repräsentiert eine Bewegung, die durch benachbartes Gewebe hervorgerufen ist, gemeinsam mit der lokalen Verschiebung des Segmentes, die durch seine lokale Verformung hervorgerufen ist. Die lokale Verformung könnte durch jedes beliebige bekannte Analyseverfahren erhalten werden. In Schritt 250 wird das Segment in Bezug auf das Verschiebungsfeld gerendert. Das Segment könnte volumen- oder oberflächengerendert werden. In Schritt 260 wird die identifizierte lokale Verformung in das Rendering abgebildet bzw. gemappt und angezeigt. Dies ergibt eine eine visuell verstärkte segmentale Verformung aufweisende Anzeige in einer 4D-Darstellung.
  • Das Rendering könnte Oberflächenrendering oder Volumenrendering sein.
  • In einer Ausführungsform kann durch Verfolgung des interessierenden Bereiches wenigstens ein auf eine Bewegung zurückzuführender quantitativer regionaler Parameter, wie beispielsweise Verformung, Geschwindigkeit, Verschiebung, etc., in dem Segment identifiziert werden. Die quantitativen regionaler Parameter werden aus dem Verschiebungsfeld gewonnen und als Farbcodes in den Rendering-Darstellungen präsentiert. Dies verbessert die Anzeige.
  • In einer Ausführungsform könnte die verbesserte Anzeige durch Verwendung von Bildern von mehr als einem einzelnen Bildgebungssystem erreicht werden. Das Verfahren zur kombinierten 4D-Darstellung quantitativer segmentaler Daten eines Objektes könnte einen Empfang eines statischen Segmentes von einem volumetrischen Bild eines Objektes enthalten, das durch ein Vorlagen-Bildgebungssystem (sog. Template-Bildgebungssystem) gewonnen werden könnte. Sobald das Segment definiert ist, kann das Segment in Bezug auf volumetrische Bilder ausgerichtet werden, die von einem ersten Bildgebungssystem gewonnen werden. In dem volumetrischen Bild, das durch das erste Bildgebungssystem erhalten wird, wird ein Segment definiert, das dem einen ähnlich ist, das in Bezug auf das Vorlagen-Bildgebungssystem identifiziert worden ist. Es wird das Verschiebungsfeld erhalten, das der Bewegung des Segmentes entspricht, das in den durch das erste Bildgebungssystem akquirierten volumetrischen Bildern definiert ist. Das durch das Vorlagen-Bildgebungssystem definierte Segment wird in Bezug auf das Verschiebungsfeld, das durch das erste Bildgebungssystem identifiziert wird, gerendert. Aus dem identifizierten Verschiebungsfeld kann die lokale Verformung des Segmentes erhalten werden, und das gerenderte Segment kann mit der lokalen Verformung verschoben bzw. verlagert werden. In einer Ausführungsform enthalten das Vorlagen- und das erste Bildgebungssystem ein Ultraschallbildgebungssystem, ein Magnetresonanz-Bildgebungssystem und/oder ein Computertomographie-Bildgebungssystem.
  • 3 zeigt ein Blockschaltbild eines Systems 300, das in der Lage ist, eine visuell verbesserte Anzeige einer Bewegung in einer 4D-Darstellung eines Objektes, wie in einer Ausführungsform der Erfindung beschrieben, anzuzeigen. Das System 300 ist konfiguriert, um eine Sonde oder einen Wandler 310 zu haben, die bzw. der konfiguriert ist, um medizinische Bildroh daten zu akquirieren. Das System 300 kann volumetrische Bilder eines sich bewegenden Objektes akquirieren und diese in einer Bildspeichervorrichtung speichern. In einigen Ausführungsformen ist die Sonde 310 ein Ultraschallwandler, und das System 300 ist ein Ultraschallbildgebungssystem. Ein Speicher 330 speichert akquirierte Bildrohdaten, die in einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung durch einen Prozessor 320 verarbeitet werden können. Es ist auch eine Anzeige 340 (z. B. eine interne Anzeige) vorgesehen, die konfiguriert ist, um ein medizinisches Bild in verschiedenen Formen, beispielsweise als Oberflächenrendering-Darstellungen oder Volumenrendering-Darstellungen, anzuzeigen.
  • Um ein medizinisches Bild, das unter Verwendung der Sonde 310 erhalten wird, anzuzeigen, ist der Prozessor 320 mit einem Software- oder Firmware-Speicher 322 versehen, der Instruktionen enthält, um Bildverarbeitungstechniken an den akquirierten rohen medizinischen Bilddaten durchzuführen. Obwohl sie in 3 gesondert veranschaulicht sind, ist es nicht erforderlich, dass der Software-Speicher 322 und der Speicher 330 gesonderte physikalische Speicher bilden. Es kann eine spezielle, zweckbestimmte Hardware anstelle der Software und/oder Firmware verwendet werden, um eine Bildverarbeitung vorzunehmen, oder es kann eine Kombination aus spezieller Hardware und Software oder Software in Kombination mit einem Universalzweckprozessor oder einem digitalen Signalprozessor eingesetzt werden. Sobald die Anforderungen für eine derartige Software und/oder Hardware und/oder spezielle Hardware aus einem Verständnis der Beschreibungen der hierin enthaltenen Ausführungsformen der Erfindung erlangt worden sind, kann die Wahl irgendeiner speziellen Implementierung Hardware-Ingenieuren und/oder Software-Ingenieuren überlassen werden. Jedoch wird jede dedizierte und/oder Spezialzweckhardware oder jeder Spe zialzweckprozessor als in dem Block mit der Bezeichnung Prozessor 320 subsummiert angesehen.
  • Der Software- oder Firmware-Speicher 322 kann einen Festwertspeicher (ROM), einen Direktzugriffsspeicher (RAM), eine Miniaturfestplatte, eine Flash-Speicherkarte oder jede beliebige Art einer Vorrichtung (oder von Vorrichtungen) enthalten, die konfiguriert ist, um Instruktionen aus einem Maschinen lesbaren Medium oder Maschinen lesbaren Medien zu lesen. Die in dem Software- oder Firmware-Speicher 322 enthaltenen Instruktionen beinhalten Instruktionen, um ein medizinisches Bild einer geeigneten Auflösung zur Anzeige auf der Anzeige 340 zu erzeugen und/oder akquirierte rohe oder scannkonvertierte Bilddaten, die in dem Datenspeicher 330 gespeichert sind, zu einer (nicht veranschaulichten) externen Vorrichtung, wie beispielsweise einem Computer, zu senden. Die Bilddaten können von dem Prozessor 320 zu der externen Vorrichtung über ein drahtgebundenes oder drahtloses Netzwerk (oder über eine Direktverbindung, z. B. über ein serielles oder paralleles Kabel oder einen USB-Port) unter der Steuerung durch den Prozessor 320 und eine (nicht veranschaulichte) Benutzerschnittstelle gesandt werden. In einigen Ausführungsformen kann die externe Vorrichtung ein Computer oder eine Workstation mit einer Anzeige und einem Speicher sein. Die Benutzerschnittstelle (die auch die Anzeige 340 enthalten kann) empfängt ferner Bilddaten von einem Benutzer und liefert die Daten zu dem Prozessor 320. In einigen Ausführungsformen kann die Anzeige 340 eine x-y-Eingabevorrichtung, wie beispielsweise eine berührungsempfindliche Oberfläche und einen Eingabestift (nicht veranschaulicht) enthalten, um eine Benutzereingabe zu ermöglichen.
  • In einer Ausführungsform kann ein medizinisches Bildgebungssystem als eine miniaturisierte Vorrichtung konfiguriert sein. In dem hier verwendeten Sinne bedeutet „miniaturisiert”, dass das medizinische Bildgebungssystem eine in einer Hand haltbare oder handgeführte Vorrichtung ist oder konfiguriert ist, um in einer Personenhand, einem Aktentaschen großen Etui oder einem Rucksack getragen zu werden. Zum Beispiel kann ein medizinisches Bildgebungssystem eine handgeführte Vorrichtung mit einer Größe eines typischen Laptop-Computers sein. In einem Beispiel kann das medizinische Bildgebungssystem ein Ultraschallbildgebungssystem sein.
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können eine Software oder Firmware aufweisen, die einen Computer anweist, bestimmte Aktionen auszuführen. Einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weisen eigenständige Stand-Alone-Workstation-Computer auf, die einen Speicher, eine Anzeige und einen Prozessor enthalten. Die Workstation kann ferner eine Benutzereingabeoberfläche bzw. -schnittstelle, enthalten (die zum Beispiel eine Maus, einen berührungsempfindlichen Bildschirm und einen Eingabestift, eine Tastatur mit Cursortasten oder Kombinationen von diesen enthalten kann). Der Speicher kann beispielsweise einen Direktzugriffsspeicher (RAM), einen Flash-Speicher oder einen Festwertspeicher enthalten. Für die Zwecke der Einfachheit sind Vorrichtungen, die Medien, auf denen Computerprogramme aufgezeichnet sind, lesen und/oder beschreiben können, ebenfalls in dem Umfang des Begriffs „Speicher” enthalten. Eine nicht erschöpfende Liste von Medien, die mit einer derartigen geeigneten Vorrichtung gelesen werden können, enthält CDs, CD-RWs, DVDs sämtlicher Arten, magnetische Medien (einschließlich Floppy-Diskette, Band und Festplatten), Flash-Speicher in Form von Sticks, Karten und anderen Formen, ROMs, etc., und Kombinationen von diesen.
  • Einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können in einem System, wie beispielsweise einem Ultraschallbildge bungssystem 300 nach 3, eingebaut sein. Entsprechend einer Stand-Alone-Workstation kann der „Computer” als die Vorrichtung selbst oder wenigstens als ein Teil der darin enthaltenen Komponenten angesehen werden. Zum Beispiel kann der Prozessor 320 einen Universalzweckprozessor mit einem Speicher aufweisen, oder es kann ein gesonderter Prozessor und/oder Speicher vorgesehen sein. Die Anzeige 340 kann der Anzeige der Workstation entsprechen, während die Benutzeroberfläche bzw. -schnittstelle der Benutzeroberfläche bzw. -schnittstelle der Workstation entsprechen kann. Unabhängig davon, ob eine Stand-Alone-Workstation oder eine Bildgebungsvorrichtung verwendet wird, kann eine Software und/oder Firmware (die hier nachstehend generisch als „Software” bezeichnet werden) dazu verwendet werden, den Computer anzuweisen, die erfindungsgemäßen Kombination von Aktionen, wie hierin beschrieben, auszuführen. Teile der Software können spezielle Funktionen haben, und diese Teile können als „Module” oder „Softwaremodule” bezeichnet werden. Jedoch können diese Module in einigen Ausführungsformen eine oder mehrere elektronische Hardwarekomponenten oder Spezialzweck-Hardwarekomponenten aufweisen, die konfiguriert sein kann bzw. können, um den gleichen Zweck wie das Softwaremodul zu erfüllen oder bei der Anwendung des Softwaremoduls zu unterstützen. Somit kann ein „Modul” auch eine Hardware oder eine Kombination aus Hardware und Software, die eine Funktion erfüllt bzw. erfüllen, bezeichnen.
  • In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung enthält der Prozessor 320 ein (nicht veranschaulichtes) Modul, um wenigstens ein Segment in einem volumetrischen Bild eines Objektes zu identifizieren. Alternativ kann das System 300 konfiguriert sein, um das Segment zu identifizieren. Das Segment kann von Hand oder automatisch identifiziert werden. Der Prozessor 320 enthält ferner Module, die in dem Prozessor oder Computer in Form eines gespeicherten Programms und/oder in ei ner Spezialzweck-Hardware implementiert sein können. Diese Module enthalten ein Verfolgungs- bzw. Trackingmodul 324, das konfiguriert ist, um das Segment in Bilddaten zu verfolgen, um ein Verschiebungsfeld zu erzeugen. Ferner ist ein Analysemodul 326 enthalten, das konfiguriert ist, um die lokale Verformung des Segmentes zu identifizieren. Das Analysemodul 326 ist konfiguriert, um das Verschiebungsfeld von dem Verfolgungsmodul 324 zu empfangen, wobei aus dem Verschiebungsfeld die lokale Verformung abgeleitet wird. Ein Renderingmodul 328 ist in Verbindung mit dem Analysemodul 326 vorgesehen und ist konfiguriert, um die 4D-Darstellung des Segmentes mit der lokalen Verformung zu rendern. Die Anzeige 340 ist konfiguriert, um das verbesserte Oberflächen- oder Volumenrendering anzuzeigen. Das Verfolgungsmodul 324, das Analysemodul 326 und das Renderingmodul 328 sind konfiguriert, um iterativ zu wirken, um dadurch ein verbessertes Rendering, das eine lokale Verformung des Segmentes darstellt, zu erzeugen. Die verschiedenen Module, die genannt wurden, sollen im Einzelnen unter Bezugnahme auf 4 erläutert werden.
  • 4 zeigt ein Blockschaltbild eines Prozessors, der beim Anzeigen einer visuell verbesserten Anzeige einer Bewegung in einer 4D-Darstellung eines Objektes unterstützt, wie in einer Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Von einem Bildgebungssystem 402 oder von einer Bildspeichervorrichtung 404 werden volumetrische Bilddaten 410 erhalten. Anhand der volumetrischen Bilddaten 410 wird ein Segment 415 definiert. Das Segment 415 kann manuell oder automatisch definiert werden. Eine Benutzereingabe 422 und das Segment 415 werden einem Verfolgungsmodul 420 zugeführt, das das Segment 415 verfolgt, um ein Verschiebungsfeld 424 zu bestimmen. Die Benutzereingabe 422 ist nicht notwendigerweise für alle Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erforderlich, so dass einige Ausführungsformen optional oder ansonsten irgendeine Funktionalität zur Erfassung einer Benutzereingabe 422 nicht bieten müssen. Die Benutzereingabe 422, wenn sie vorgesehen ist, enthält Initialisierungsdaten und könnte andere in anderem Softwarespeicher, wie beispielsweise 322 (siehe 3), gespeicherte Instruktionen enthalten. Das Verfolgungsmodul 420 kann jedes beliebige bekannte Verfahren einsetzen, das verwendet werden kann, um ein Objekt in dem Segment 415 zu verfolgen und ein Verschiebungsfeld 424 zu erzeugen. Alternativ kann das Verfolgungsmodul 420 einen definierten interessierenden Bereich oder die volumetrischen Bilddaten 410 verfolgen, um das Verschiebungsfeld 424 zu erhalten. In einer Ausführungsform kann das Objekt ein Herz sein, und das Segment kann eine Region der linken oder rechten Ventrikelwand sein.
  • Das Verschiebungsfeld 424 wird zu einem Analysemodul 430 geliefert. Das Analysemodul 430 extrahiert wenigstens die lokale Verformung 435 des Segmentes 415 aus dem Verschiebungsfeld 424.
  • In einer Ausführungsform kann das Analysemodul 430 ferner konfiguriert sein, um wenigstens einen quantitativen regionalen Parameter zu extrahieren, der die Bewegung des Segmentes 415 kennzeichnet. Das Analysemodul 430 ist optional mit einer Textur 436 versehen. Die Textur 436 könnte von einer Speichervorrichtung 432 oder einem sekundären Bildgebungssystem 434 geliefert werden. Das Analysemodul 430 ist ferner konfiguriert, um die identifizierten quantitativen regionalen Parameter in Farbcodes umzuwandeln, und die Farbcodes können auf der Textur 436 überlagert werden. Die farbkodierten Texturen 437, die die quantitativen Parameter repräsentieren, werden durch das Analysemodul erzeugt.
  • Das Segment 415 wird gemeinsam mit dem Verschiebungsfeld 424 und der lokalen Verformung 435 einem Renderingmodul 440 zugeführt. Dem Renderingmodul 440 kann ferner die farbkodierte Textur 437 zugeführt werden. Alternativ kann die farbkodierte Textur 437 auf eine Oberfläche, die aus den volumetrischen Bilddaten 410 identifiziert wird, überlagert werden, und die mit der farbkodierten Textur 437 überlagerte Oberfläche kann gemeinsam mit dem Verschiebungsfeld 424 und der lokalen Verformung 435 dem Renderingmodul 440 zugeführt werden. Die volumetrischen Bilddaten 410 können auch von dem Bildgebungssystem 402 oder von der Bildspeichervorrichtung 404 geliefert werden. Die volumetrischen Bilddaten 410 können in dem hierin verwendeten Sinne beliebige einzelne oder mehrere von Bilddaten, synthetischen Bilddaten, einer sekundären (oder tertiären, etc.) Modalität von Bilddaten (z. B. ein CT- oder MR-Bildgebungsbild) und einem Herzmodell oder jedes beliebige sonstige volumetrische anatomische Modell aufweisen. Die volumetrischen Bilddaten 410 werden gemeinsam mit dem Verschiebungsfeld 424, der lokalen Verformung 435 und der farbkodierten Textur 437 durch das Renderingmodul 440 gerendert, und es wird ein verbessertes Rendering 450 erzeugt, das eine lokale Verformung mit wenigstens einem regionalen quantitativen Parameter anzeigt, der auf einer Textur in Form eines Farbcodes überlagert ist.
  • Es sollte beachtet werden, dass Konfigurationen gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf Herzanwendungen oder medizinische Anwendungen beschränkt sind, wobei in einem derartigen Falle die anzuzeigenden volumetrischen Bilddaten 410 Daten sein würden, die ein anderes Objekt mit anderen Verschiebungseigenschaften repräsentieren.
  • 5 veranschaulicht ein Volumenrendering eines einzelnen Segmentes 500 des linken Ventrikels, das gemäß einer Ausführungsform der Erfindung angezeigt wird. In diesem Beispiel wird das Volumenrendering aus 4D-Originaldaten erzeugt, wobei die Segmentgrenzen als dynamische Schnittflächen verwendet werden. Das Segment 500 wird mit Farbcodes 510 angezeigt, die als unterschiedliche Schattierungen der Farbe Rot veranschaulicht sind und die die quantitativen regionalen Parameter darstellen. In einem Beispiel können die regionalen quantitativen Parameter Verformungen in Längsrichtung, Umfangsrichtung oder Radialrichtung enthalten.
  • 6A bis 6C veranschaulichen jeweils ein Oberflächenrendering eines einzelnen Segmentes, wobei ein gewöhnlich schattiertes Oberflächenrendering mit einem Drahtgitter bzw. Drahtmodell, ein Oberflächenrendering mit fotorealistischen Trabekeltexturen und ein Oberflächenrendering eines künstlichen Speckle-Musters veranschaulicht sind. Insbesondere veranschaulicht 6A ein Oberflächenrendering eines einzelnen Segmentes 600 mit einem Drahtgittermodell. Das Segment 600 wird mit Farbcodes 610 angezeigt, die in der Farbe Rot dargestellt sind. 6B veranschaulicht ein Oberflächenrendering mit farbkodierter Textur, die auf dem Segment 600 überlagert ist. Die Trabekel oder innere Wand eines Segmentes 605 werden bzw. wird mit einer darauf überlagerten Textur 615 angezeigt. Die Textur 615 ist farbkodiert, wie mit einer unterschiedlichen Schattierung der Farbe Rot dargestellt. Die Farbcodes 610 repräsentieren die quantitativen regionalen Parameter. Durch Überlagerung der Textur 615 auf dem Oberflächenrendering der inneren Wand des Segmentes 605 wird eine realistische Ansicht erzeugt. Die Textur 615 kann ein künstliches endokardial-, epikardial- oder myokardialähnliches Muster enthalten. 6C veranschaulicht ein Oberflächenrendering mit einem künstlichen Speckle-Muster auf dem Segment 600. Die Trabekel 605 oder die innere Wand des Segmentes 600 werden/wird mit einem künstlichen Speckle-Muster 620 angezeigt.
  • 7A und 7B veranschaulichen jeweils eine Verformung eines Segmentes unter Verwendung eines statischen Drahtgittermodells und eines statischen halb- bzw. teiltransparenten Modells. Insbesondere veranschaulicht 7A ein Segment 700 in einem verformten Zustand, gerendert in Bezug auf ein Drahtgittermodell 710. Das Drahtgittermodell 710 wird verwendet, um das unverformte Segment darzustellen. Farbcodes 715, die quantitative regionale Parameter repräsentieren, sind auf dem verformten Segment 700 überlagert. In ähnlicher Weise veranschaulicht 7B das verformte Segment 700 in einem verformten Zustand, gerendert in Bezug auf ein teiltransparentes Drahtgittermodell 720. Farbcodes 715, die quantitative regionale Parameter repräsentieren, sind auf dem verformten Segment 700 überlagert. Diese Anzeige der verformten Segmente 700 gemeinsam mit den unverformten Segmenten unter Verwendung verschiedener Modelle ermöglicht einen einfachen Vergleich. Farbcodes, die in dem verformten Segment 700 und dem unverformten Segment 720 auf dem teiltransparenten Drahtgittermodell verwendet werden, sind mit unterschiedlichen Rotschattierungen dargestellt. Eine dunklere Schattierung wird für das verformte Segment 700 im Vergleich zu dem unverformten Modell 720 verwendet.
  • 8A und 8B veranschaulichen jeweils ein Segment 800, das in unterschiedlichen Stadien eines Herzzyklus angezeigt wird, unter Hervorhebung der Gesamtbewegung der Segmente. Insbesondere sind die Segmente 800 in zwei unterschiedlichen Stadien des Herzzyklus, z. B. in der Enddiastole bzw. der Endsystole, dargestellt. Es ist eine statische Struktur, beispielsweise eine teiltransparente Ebene 810 vorgesehen, um die Gesamtbewegung des Segmentes 800 hervorzuheben. Rotationseffekte sind über die teiltransparente Ebene 810 ersichtlich. Eine Deformationsmarkierung 820 ist an der Vorderfläche des Segmentes 800 vorgesehen und zeigt Hauptverformungen an dem Segment 800 an. Es ist zu beachten, dass an dem Ende der Dias tole die Deformationsmarkierung 820 im Vergleich zu dem Ende der Systole weniger gestreckt ist, wie jeweils durch die 8A bzw. 8B veranschaulicht.
  • In einer (nicht veranschaulichten) Ausführungsform ist die Deformationsmarkierung 820 eine Verformungsmarkierung, und sie kann auf der Basis quantitativer Parameter farbkodiert sein. Zum Beispiel kann die Farbkodierung ein Verhältnis zwischen longitudinaler und radialer Verformung repräsentieren.
  • 9A und 9B veranschaulichen jeweils ein Oberflächenrendering mit einem gesunden Segment und einem infarzierten Segment. Das gesunde Segment 900 ist in 9A angezeigt, und das infarzierte Segment 950 ist in 9B veranschaulicht. Die Segmente sind anhand quantitativer Informationen aus der Verformungsanalyse farbkodiert. Das gesunde Segment 900 ist in Rot 905 veranschaulicht, wobei Rot eine Kontraktion kennzeichnet. 9B veranschaulicht das infarzierte Segment 950 in einer expandierten Stellung, wie durch die blaue Farbe 955 veranschaulicht. Die Farben vermitteln den regionalen Parameter Verformung. In einer Ausführungsform kann eine (nicht veranschaulichte) Markierung vorgesehen sein, um die regionalen Parameter darzustellen.
  • Die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung ergeben Volumenrendering- und Oberflächenrendering-Darstellungen einzelner Herzsegmente mit verbesserter visueller Wahrnehmung lokaler Verformungen. Des Weiteren erzielen einige der Ausführungsformen Abbildungen quantitativer regionaler Parameter auf segmentalen Volumen- oder Oberflächenrendering-Darstellungen.
  • In noch weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann ein Maschinen lesbares Medium oder können Maschinen lesbare Medien einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, magnetische Platten und Disketten, optische Platten und Disketten und/oder ROM, Flash-ROM und/oder Batterie gepuffertes RAM oder beliebige(s) sonstige(s) geeignete(s) magnetische(s), optische(s) oder elektronische(s) Medium oder Medien enthalten. Das Medium (oder die Medien) weist(weisen) darauf aufgezeichnete Instruktionen auf, die konfiguriert sind, um ein System 300 anzuweisen, das einen Computer oder Prozessor 320, einen Speicher 322, 330 und eine Anzeige 340 enthält, wie in 3 veranschaulicht. Die Instruktionen enthalten Instruktionen zur Verfolgung eines identifizierten Segmentes von volumetrischen Bewegtbilddaten, um ein Verschiebungsfeld zu erzeugen. Die Instruktionen enthalten ferner Instruktionen zur Identifizierung einer lokalen Verformung des Segmentes aus dem Verschiebungsfeld und zum Rendern des Segmentes auf der Basis des Verschiebungsfeldes unter Veranschaulichung der lokalen Verformung. Die Instruktionen enthalten ferner Instruktionen, um die vorstehend erwähnten Schritte mehrere Male zu wiederholen. Die wiederholten Schritte können ferner Instruktionen zur Identifizierung quantitativer regionaler Parameter aus einer Verschiebung der dreidimensionalen Daten enthalten. Die Wiederholung erzeugt somit ein oberflächengerendertes 4D-Bild mit einer Textur, die Farbcodes aufweist, die wenigstens einen quantitativen regionalen Parameter repräsentieren, und gemeinsam mit der lokalen Verformung des Segmentes angezeigt werden.
  • Es versteht sich somit, dass Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine intuitive Anzeige einer lokalen Verformung in einem segmentalen Volumen- oder Oberflächenrendering ergeben. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind bei der Analyse einer Herzstruktur im Detail besonders nützlich.
  • Es ist zu verstehen, dass die obige Beschreibung dazu vorgesehen ist, nur veranschaulichend und nicht restriktiv zu sein. Beispielsweise können die vorstehend beschriebenen Aus führungsformen (und/oder deren Aspekte) in Kombination miteinander verwendet werden. Außerdem können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehren der Erfindung anzupassen, ohne von deren Rahmen abzuweichen. Während irgendwelche Dimensionen oder Materialarten, die hierin beschrieben sind, die Parameter der Erfindung definieren sollen, sind sie in keinem Sinne beschränkend, und sie stellen lediglich beispielhafte Ausführungsformen dar. Es werden sich viele weitere Ausführungsformen für Fachleute auf dem Fachgebiet bei der Durchsicht der obigen Beschreibung erschließen. Der Umfang der Erfindung sollte folglich unter Bezugnahme auf die beigefügten Ansprüche gemeinsam mit dem vollen Rahmen von Äquivalenten, die derartige Ansprüche umfassen, bestimmt werden. In den beigefügten Ansprüchen werden die Ausdrücke „enthaltend” und „in dem/der” als Äquivalente der jeweiligen Ausdrücke, „aufweisend” und „worin” verwendet. Außerdem werden in den folgenden Ansprüchen die Ausdrücke „erste(r,s)”, „zweite(r,s)” und „dritte(r,s)”, etc. lediglich als Bezeichnungen verwendet, und sie sind nicht dazu vorgesehen, irgendeine zahlenmäßige Anforderung ihren Objekten aufzuerlegen.
  • Diese Beschreibung verwendet Beispiele, um die Erfindung, einschließlich der besten Ausführungsform, zu offenbaren und auch um einem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung umzusetzen, wozu eine Herstellung und Verwendung jeglicher Vorrichtungen oder Systeme und eine Durchführung jeglicher enthaltener Verfahren gehören. Der patentierbare Umfang der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert und kann weitere Beispiele enthalten, die sich für Fachleute erschließen. Derartige weitere Beispiele sollen in dem Schutzumfang der Ansprüche enthalten sein, wenn sie strukturelle Elemente haben, die sich von dem Wortsinn der Ansprüche nicht unterscheiden, oder wenn sie äquivalente strukturelle Elemente mit gegenüber dem Wortsinn der Ansprüche unwesentlichen Unterschieden enthalten.
  • Es ist hiermit ein Verfahren zum Anzeigen quantitativer segmentaler Daten in einer 4D-Darstellung gemeinsam mit einer lokalen Verformung offenbart. Das Verfahren weist auf: Identifizieren 110 eines Segmentes in volumetrischen Bilddaten. Anschließend werden die folgenden Schritte wiederholt, um ein vierdimensionales Rendering zu erzeugen. Die wiederholten Schritte enthalten: Verfolgen des Segmentes 120 der volumetrischen Bilddaten, um ein Verschiebungsfeld zu erzeugen. Eine lokale Verformung des Segmentes wird unter Verwendung des Verschiebungsfeldes identifiziert 130. Und das Segment wird in Bezug auf das Verschiebungsfeld und die lokale Verformung gerendert 140.
  • 1
    • 110
    Aktion der Identifizierung eines Segmentes in einem volumetrischen Bild
    120
    Aktion der Verfolgung des Segmentes
    130
    Aktion der Identifizierung einer lokalen Verformung
    140
    Aktion des Renderns des Segmentes
  • 2
    • 210
    Aktion des Erhalts eines volumetrischen Herzbildes
    220
    Aktion der Definition eines Segmentes
    230
    Aktion der Schätzung eines Verschiebungsfeldes
    240
    Aktion der Identifizierung einer lokalen Verformung
    250
    Aktion des Renderns des Segmentes
    260
    Aktion des Mappings der lokalen Verformung
  • 3
    • 310
    Sonde
    320
    Prozessor
    322
    Software-Speicher
    324
    Verfolgungsmodul, Trackingmodul
    326
    Analysemodul
    328
    Rendering-Modul
    330
    Speicher
    340
    Anzeige
  • 4
    • 402
    Bildgebungssystem
    404
    Bildspeichervorrichtung
    410
    Volumetrisches Bild
    415
    Segment
    420
    Verfolgungsmodul, Trackingmodul
    422
    Benutzereingabe
    424
    Verschiebungsfeld
    430
    Analysemodul
    432
    Speichervorrichtung
    434
    Sekundäres Bildgebungssystem
    435
    Lokale Verformung
    436
    Textur
    437
    Farbkodierte Textur
    440
    Rendering-Modul
    450
    Verbessertes Rendering
  • 5
    • 500
    Segment
    510
    Farbcodes
  • 6A
    • 600
    Segment
    610
    Farbcodes
  • 6B
    • 600
    Segment
    605
    Trabekel
    610
    Farbcodes
    615
    Textur
  • 6C
    • 600
    Segment
    605
    Trabekel
    620
    Künstliches Speckle-Muster
  • 7A
    • 700
    Verformtes Segment
    710
    Drahtgittermodell des unverformten Segmentes
    715
    Farbcodes
  • 7B
    • 700
    Verformtes Segment
    720
    Teiltransparentes Modell des unverformten Segmentes
    710
    Farbcodes
  • 8A, 8B
    • 800
    Segment
    810
    Teiltransparente Ebene
    820
    Deformationsmarkierung, Verformungsmarkierung
  • 9A
    • 900
    Gesundes Segment
    905
    Farbcodes
  • 9B
    • 900
    Infarziertes Segment
    905
    Farbcodes

Claims (10)

  1. Verfahren zum Anzeigen quantitativer segmentaler Daten in einer vierdimensionalen Darstellung eines Objektes, das aufweist: Identifizieren eines Segmentes (110) in volumetrischen Bilddaten; Wiederholen der folgenden Schritte mehrere Male: Verfolgen des Segmentes (120) der volumetrischen Bilddaten, um ein Verschiebungsfeld hervorzubringen; Identifizieren einer lokalen Verformung (130) des Segmentes auf der Basis des Verschiebungsfeldes; und Rendern des Segmentes (140) in Bezug auf das Verschiebungsfeld und die lokale Verformung.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Verfolgens (120) aufweist: Identifizieren des Verschiebungsfeldes, das eine Bewegung des Segmentes repräsentiert, und Identifizieren wenigstens eines quantitativen regionalen Parameters.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren ferner aufweist: Überlagern der quantitativen regionalen Parameter in dem Segment mit einer Markierung oder Farbcodes.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Renderns (140) aufweist: Oberflächenrendering oder Volumenrendering des Segmentes in Bezug auf das Verschiebungsfeld.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Volumenrendering eines statischen Segmentes, das durch ein Vorlage-Bildgebungssystem abgebildet wird, in Bezug auf das durch ein erstes Bildgebungssystem erhaltene Verschiebungsfeld durchgeführt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Oberflächenrendering des Segmentes erzeugt wird mit: Drahtgittermodellen, künstlichen texturierten Modellen und/oder teiltransparenten texturierten Modellen.
  7. Verfahren zur Verbesserung der visuellen Wahrnehmung einer segmentalen Verformungsanzeige eines Herzens in einem dreidimensionalen Rendering, das aufweist: Erhalten (210) eines volumetrischen Herzbildes; Definieren wenigstens eines Segmentes (220) auf dem volumetrischen Herzbild auf der Basis einer Referenz; und Wiederholen der folgenden Schritte mehrere Male: Schätzen eines Verschiebungsfeldes (230) durch Verfolgen des Segmentes, um eine Bewegung des Segmentes zu identifizieren; Identifizieren einer lokalen Verformung (240) des Segmentes aus dem Verschiebungsfeld; Rendern des Segmentes (250) in Bezug auf das Verschiebungsfeld; und Abbilden der lokalen Verformung (260) auf das Rendering.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Verfahren ferner aufweist: Identifizieren wenigstens eines regionalen quantitativen Parameters und Darstellen desselben als Farbcodes in den Rendering-Darstellungen.
  9. System, das einen Computer oder Prozessor (320), Speicher (322, 330) und eine Anzeige (340) aufweist, wobei das System konfiguriert ist, um ein Segment eines Objektes in volumetrischen Bilddaten zu identifizieren, wobei das System ferner enthält: ein Verfolgungsmodul (324), das konfiguriert ist, um das Segment zu verfolgen, um ein Verschiebungsfeld hervorzubringen; ein Analysemodul (326), das konfiguriert ist, um eine lokale Verformung des Segmentes aus dem Verschiebungsfeld zu identifizieren; und ein Renderingmodul (328), das konfiguriert ist, um das Segment in Bezug auf das Verschiebungsfeld zu rendern; wobei das Verfolgungsmodul (324), das Analysemodul (3226) und das Renderingmodul (328) konfiguriert sind, um iterativ zu wirken, um dadurch eine visuell verbesserte segmentale Verformungsanzeige in einer vierdimensionalen Darstellung zu erzeugen.
  10. System nach Anspruch 9, wobei das System ein Ultraschallbildgebungssystem ist, das ferner eine Ultraschallsonde (310) aufweist, wobei das System konfiguriert ist, um 4D-Bilddaten unter Verwendung der Ultraschallsonde zu erhalten, und wobei die 4D-Bilddaten Ultraschallbilddaten sind.
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