DE102010033116A1 - Verfahren zur Erzeugung von 3D-Bilddaten - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von 3D-Bilddaten mit einem Bildsystem, insbesondere mit einem Röntgensystem, insbesondere von 3D-Bilddaten mit einem großen Darstellungsbereich bzw. Darstellungsvolumen. Unter dem Begriff Röntgensystem sollen sowohl C-Bogen-Röntgensysteme als auch andere armgestützte oder stativgestützte Röntgensysteme verstanden werden. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Erzeugung von in longitudinaler sowie in transversaler Richtung erweiterten 3D-Bilddatensätzen mit Röntgensystemen zu ermöglichen. Die Erfindung löst diese Aufgabe, indem mindestens zwei aneinandergrenzende 3D-Bilddatensätze separat akquiriert werden, welche eine nicht leere Bilddaten-Schnittmenge besitzen. Auf Basis der nicht leeren Bilddaten-Schnittmenge, also des Überlappungsbereichs, wird anschließend eine automatische Bildregistrierung der aneinandergrenzenden 3D-Bilddatensätze durchgeführt. Die durch die Bildregistrierung gewonnenen separaten Einzel-Bilddatensätze werden zu einem gemeinsamen, weiter erstreckten 3D-Bilddatensatz fusioniert. Durch dieses Verfahren ist es möglich, 3D-Bilddatensätze longitudinal und transversal zu erweitern. Auf Basis der neu generierten, fusionierten 3D-Bilddatensätze ist es möglich, beispielsweise die komplette Aorta, Wirbelsäule, Lungen, Nieren oder Extremitäten darzustellen und für spätere diagnostische Prozessschritte zu verwenden, beispielsweise zum Vermessen oder Segmentieren.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von 3D-Bilddaten mit einem Bildsystem, insbesondere einem Röntgenbildsystem, insbesondere von 3D-Bilddaten mit einem großen Darstellungsbereich bzw. Darstellungsvolumen.
  • Mit C-Bogen-Röntgensystemen können 3D-Bilddaten für die Angiografie akquiriert werden, indem während der C-Bogen-Rotation 2D-Bilddaten aufgenommen werden, die dann zu 3D-Bilddatensätzen, auch als Volumenbilddaten bezeichnet, rekonstruiert werden. Mit diesen Volumenbilddaten können z. B. interventionelle Eingriffe geplant werden.
  • Prinzipiell kann eine solche 3D-Bildakquisition außer mit C-Bogen-Röntgensystemen auch mit anderen armgestützten oder stativgestützten Röntgensystemen durchgeführt werden. Allerdings sind wegen der exakteren mechanischen Führung des Röntgenstrahlers in Relation zum Röntgenbilddetektor und der daraus resultierenden höheren Qualität der akquirierten Bilddaten C-Bogen-Röntgensysteme grundsätzlich besser geeignet und daher üblich. Nachfolgend sollen unter dem Begriff Röntgensystem sowohl C-Bogen-Röntgensysteme als auch andere armgestützte oder stativgestützte Röntgensysteme verstanden werden.
  • Die räumliche Ausdehnung des Bilddaten-Volumens ist bei der Bildakquisition mit Röntgensystemen sowohl entlang der Longitudinalachse als auch entlang der Transversalachse durch die Größe des Röntgenbilddetektors beschränkt. Aufgrund dieser Beschränkung ist es mit einem herkömmlichen Röntgensystem nicht möglich, einen vollständigen 3D-Bilddatensatz gewisser Organe und anatomischer Merkmale zu erzeugen, beispielsweise der kompletten Aorta, Abdomen, Wirbelsäule, Leber, Lunge, Nieren oder Extremitäten, da deren geometrische Ausdehnung entlang der Patientenlongitudinalachse oder Patiententransversalachse im Verhältnis zur Detektorfläche zu groß ist.
  • 3D-Bilddaten, die das gesamte Organ oder anatomische Merkmal oder gar den gesamten Patienten abdecken, sind in solchen Fällen zwar mit robotergestützten Röntgensystemen zu erhalten, damit ist aber nur ein entweder in transversaler oder in longitudinaler Richtung vollständiger 3D-Bilddatensatz möglich. Mit dem bisher bekannten robotergestützten System ist sogar lediglich die transversale, nicht aber die longitudinale Abdeckung möglich. Zu diesem Zweck können robotergestützte Röntgensysteme so gesteuert werden, dass 2D-Bilddaten des hinsichtlich der transversalen Achse vollständigen menschlichen Körpers akquiriert und zu 3D-Bilddaten rekonstruiert werden. Dies ist beispielsweise für onkologische Anwendungen wie die Bildgebung der Leber wichtig.
  • Um ein größeres Körpervolumen betrachten zu können, kann man zwar zwei oder mehrere longitudinal oder transversal beschränkte 3D-Bilddatensätze nebeneinander betrachten. Dabei stehen aber gewisse weitere Bearbeitungsschritte, wie beispielsweise Segmentierungen oder Messungen insbesondere einzelvolumenübergreifender Merkmale, nicht oder nur eingeschränkt zur Verfügung.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Erzeugung von in longitudinaler sowie in transversaler Richtung erweiterten 3D-Bilddatensätzen mit Röntgen- oder anderen Bildsystemen zu ermöglichen.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe, indem mindestens zwei aneinandergrenzende 3D-Bilddatensätze separat akquiriert werden, welche eine nicht leere Bilddaten-Schnittmenge besitzen. Auf Basis der nicht leeren Bilddaten-Schnittmenge, also des Überlappungsbereichs, wird anschließend eine automatische Bildregistrierung der aneinandergrenzenden 3D-Bilddatensätze durchgeführt. Genauer gesagt wird eine Bildregistrierung der Ausschnitte der Bilddatensätze im Überlappungsbereich durchgeführt.
  • Mit Bildregistrierung ist ein Prozess bezeichnet, bei dem zwei oder mehrere Bilder derselben Szene bzw. desselben Darstellungsobjekts bestmöglich in Übereinstimmung mit einer anderen Szene bzw. einem anderen Darstellungsobjekt gebracht werden sollen. Dazu wird eine Transformation berechnet. Für die Transformation wird üblicherweise aber nicht zwangsläufig ein Referenzbild gewählt, das nicht transformiert wird, und mit dem die weiteren Bilder in Übereinstimmung gebracht werden sollen. Die zu registrierenden Bilder unterscheiden sich voneinander, weil sie von unterschiedlichen Positionen, zu unterschiedlichen Zeitpunkten, mit unterschiedlichen Sensoren bzw. Bildsytemen, oder von unterschiedlichen Ausschnitten der Szene bzw. des Darstellungsobjektes aufgenommen wurden. Die Transformation hat die Funktion, die Einzel-Bilder bestmöglich miteinander in Übereinstimmung zu bringen. Dabei können die Rohdaten betrachtet werden oder aber die rekonstruierten 3D Volumina. Die bestmögliche Übereinstimmung wird dabei durch ein Maß für die Gleichheit oder die Ungleichheit der Bilder charakterisiert. Bildregistrierung ist also ein Optimierungsproblem, da es darum geht, die Gleichheit zu maximieren.
  • Üblicherweise umfasst ein Registrierungsverfahren die folgenden grundlegenden Verfahrensschritte:
    • – Merkmalsextraktion: Detektion von Merkmalen, wie beispielsweise Ecken, Kanten oder Konturen, aus den zu registrierenden Bildern,
    • – Merkmalsanpassung: Identifizierung übereinstimmender Merkmale,
    • – Transformationsberechnung: Auswahl eines Transformationstyps und Berechnung der Transformations-Parameter und
    • – Transformation: Transformation, gegebenenfalls einschließlich Interpolationsschritten, der Bilder.
  • Die durch die Bildregistrierung gewonnenen separaten Einzel-Bilddatensätze werden zu einem gemeinsamen, weiter erstreckten 3D-Bilddatensatz fusioniert. Die Bildregistrierung kann dabei mit den 2D-Rohdaten, d. h. noch nicht zu 3D-Bilddatensätzen rekonstruierten Aufnahmen, erfolgen. Auf Grund der Geometrieinformationen, welche die Einzelbilder aufweisen (z. B. LAO RAO und CRAN CAUD Angulation), können zusammengehörige Paare der unterschiedlichen Rohdatensätze gefunden werden. Alternativ kann die Registrierung auch mit den bereits rekonstruierten 3D-Bilddatensätzen durchgeführt werden. Im Überlappbereich der beiden aneinandergrenzenden Einzel-Bilddatensätze kann als Pixelinformation beispielsweise der Mittelwert aus den beiden Original-Bilddatensätzen gesetzt werden. In Bereichen, die keinen Überlapp haben, wird die jeweilige Original-Pixelinformation verwendet. Durch dieses Verfahren ist es möglich, 3D-Bilddatensätze longitudinal und transversal zu erweitern. Dies kann mit aktuell akquirierten oder auch mit aus einer Datenbank geladenen, zu einem beliebigen Zeitpunkt erstellten Daten geschehen.
  • Auf Basis der neu generierten, fusionierten 3D-Bilddatensätze ist es möglich, beispielsweise die komplette Aorta, Wirbelsäule, Lungen, Nieren oder Extremitäten darzustellen und für spätere diagnostische Prozessschritte zu verwenden, beispielsweise zum Vermessen oder Segmentieren. Die neu generierten 3D-Bilddatensätze können vorteilhafter Weise entsprechend gekennzeichnet in einer Datenbank abgelegt werden.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform mit einem roboterbasierten Röntgensystem können mehr als zwei Bild-Akquisitionen einschließlich Translation des Röntgensystems automatisiert durchgeführt und registriert werden, z. B. iterativ. Dadurch kann beispielsweise ein 3D-Ganzkörper-Bilddatensatz generiert werden, ohne eine Translation des Patiententisches zu benötigen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die Registrierung und Neugenerierung mit 3D-Bilddatensätzen von anderen Bildsytemen, sogenannten Modalitäten, durchgeführt werden und ist nicht auf Bilddatensätze von Röntgensystemen beschränkt. Beispielsweise könnte die Registrierung und Fusion von Bilddatensätzen anderer Modalitäten Computertomographen (CT), Magnetresonanztomographen (MR), Positronen-Emissions-Tomographen (PET) etc unterstützt werden. Weiter können dabei auch Bilddatensätze verschiedener Modalitäten gegenseitig registriert und fusioniert werden.
  • Die vorangehend erläuterten Verfahren und Ausführungsformen haben insbesondere den Vorteil, dass 3D-Ganzkörper-Bilddatensätze aufgenommen und dadurch zusätzliche oder alternative CT-Scans vermieden werden können.
  • Ein Grundgedanke der Erfindung besteht in einem Verfahren, bei dem zunächst eine Akquisition von 2D-Bilddatensätzen mit einem Röntgensystem erfolgt, und dann eine Rekonstruktion von 3D-Einzel-Bilddatensätzen aus den 2D-Bilddatensätzen. Anschließend erfolgt die Auswahl von mindestens zwei entlang einer Fusionsachse aufeinanderfolgenden 3D-Einzel-Bilddatensätzen, die bezüglich des Darstellungsobjektes einen gegenseitigen Überlappungsbereich aufweisen. Die Auswahl Selektion kann manuell oder automatisch erfolgen. Danach erfolgt die gegenseitige Bildregistrierung überlappender 3D-Einzel-Bilddatensätze im Überlappungsbereich. Schließlich erfolgt die Fusion der bildregistrierten 3D-Einzel-Bilddatensätze. Die Registrierung und die Fusion der Bilddaten erfolgt in Abhängigkeit von einer zuvor gewählten Fusionsachse. Auch die vorhergehende Akquisition der Bilddaten kann von der zuvor gewählten Fusionsachse abhängig erfolgen.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass eine rigide Bildregistrierung durchgeführt wird. Bei einer rigiden Registrierung wird, da hier im Rahmen der Transformation nur Rotation und Translation der Bilddaten gestattet ist, der ursprüngliche Informationsgehalt der Original-Bilddatensätze weitestgehend erhalten.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass eine nicht-rigide Bildregistrierung durchgeführt wird. Bei einer nicht-rigiden Registrierung sind im Rahmen der Transformation neben den Operationen Translation und Rotation weitergehende Operationen gestattet. Dadurch können Abweichungen zwischen den Einzel-Bilddatensätzen, die beispielsweise durch unterschiedliche Deformation der Organe während verschiedener Atmungsphasen oder kardialer Zyklen entstehen können, minimiert werden.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass die 2D-Bilddatensätze automatisiert akquiriert werden. Dabei erfolgt in Abhängigkeit von der zuvor gewählten Fusionsachse eine automatisierte Translation des Röntgensystems relativ zum Darstellungsobjekt bzw. des Darstellungsobjekts relativ zum Röntgensystem zwischen der Akquisition zweier 2D-Bilddatensätze. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn bereits bei der Akquisition der Einzel-Bilddatensätze die Translation des Röntgensystems parallel zum Patiententisch und zur Patientenachse oder alternativ dazu die Translation des Patiententisches bei konstanter Position des Röntgensystems so erfolgt, dass die beiden akquirierten Einzel-Bilddatensätze einen Überlappungsbereich aufweisen, der für die automatische Registrierung dieser Volumina in Betracht gezogen werden kann, der also beispielsweise ausreichend groß ist.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass die Translationsachse und die Anzahl von Translationsschritten automatisiert in Abhängigkeit von der zuvor zu treffenden Wahl eines Darstellungsobjektes eingestellt werden. Beispielsweise kann eine Information über die Anzahl der für bestimmte Organe oder anatomische Merkmale erforderlichen 3D-Einzel-Bilddatensätze in entsprechenden sogenannten Organprogrammen hinterlegt werden. Dadurch kann zusätzliche Nutzerinteraktion während der Akquisition der Bilddaten vermieden werden.
  • Weitere Vorteile und Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und Figuren. Es zeigen:
  • 1 Verfahren zur Registrierung und Fusionierung,
  • 2 Verfahren mit automatischer Translation bei Akquisition der Bilddaten und
  • 3 Verfahren mit iterativen zusätzlichen Akquisitionsläufen.
  • In 1 ist ein Verfahren zur Registrierung und Fusionierung von 3D-Bilddatensätzen schematisch als Ablauf dargestellt. Im Schritt S1 wird ein 3D-Bilddatensatz geladen. Im Schritt S2 wird ein zusätzlicher 3D-Bilddatensatz geladen. Falls die anschließende Registrierung von einem Referenz-Bilddatensatz ausgeht, wird hierfür der zuerst im Schritt S1 geladene Bilddatensatz herangezogen. In diesem Fall wird im Rahmen der Registrierung der jeweils hinzu geladene 3D-Bilddatensatz transformiert.
  • Im Schritt S3 erfolgt die Auswahl der Fusionsachse. Dabei wird Longitudinalachse und Transversalachse selektiert, d. h. es wird entschieden, ob entlang einer Längsachse des Darstellungsobjekts oder entlang einer Querachse des Darstellungsobjekts 3D-Bilddatensätze fusioniert werden sollen. Im Anwendungsfall medizinischer diagnostischer Bildgebung des Menschen wird also entschieden, ob 3D-Bilddatensätze entlang der Körperachse oder quer zur Körperachse des Menschen fusioniert werden.
  • Im Schritt S4 erfolgt die gegenseitige Registrierung der geladenen 3D-Einzel-Bilddatensätze inklusive Transformation und nachfolgender Fusionierung.
  • Im Schritt S5 wird der neu generierte, fusionierte 3D-Bilddatensatz zur Anzeige gebracht, üblicherweise auf einem Computerbildschirm. Im Schritt S6 wird das Fusionsergebnis, d. h. der neu generierte 3D-Bilddatensatz, überprüft. Die Überprüfung kann sowohl automatisch anhand eines entsprechenden Computerprogramms erfolgen, als auch optisch durch eine Sichtkontrolle bzw. Sichtüberprüfung. Falls das Fusionsergebnis überarbeitet werden soll, erfolgt im Schritt S7 eine Überarbeitung. Anschließend wird der überarbeitete 3D-Bilddatensatz erneut im Schritt S5 angezeigt und im Schritt S6 überprüft.
  • Falls die Überprüfung des Fusionsergebnisses mit dem Ergebnis verläuft, dass keine Überarbeitung erforderlich ist, wird der neu generierte, fusionierte 3D-Bilddatensatz im Schritt S8 gespeichert.
  • Im Schritt S9 wird abgefragt, ob ein weiterer 3D-Bilddatensatz hinzu-fusioniert werden soll. Falls dies der Fall ist, wird das Verfahren ausgehend vom Schritt S2 mit dem Laden eines zusätzlichen, neuen 3D-Bilddatensatzes erneut durchlaufen. Falls die anschließende Registrierung von einem Referenz-Bilddatensatz ausgeht, wird hierfür vorzugsweise der im vorherigen Durchlauf neu generierte, fusionierte und gespeicherte 3D-Bilddatensatz verwendet.
  • Falls im Schritt S9 entschieden wird, dass kein weiterer 3D-Bildddatensatz hinzu-fusioniert werden soll, endet das Verfahren im Schritt S10.
  • In 2 ist ein Verfahren mit automatischer Translation des bildgebenden Systems bei Akquisition der Bilddatensätze als Ablauf schematisch wiedergegeben. Das wiedergegebene Verfahren ist zum Einsatz in der bildgebenden medizinischen Diagnostik vorgesehen. Es ermöglicht eine automatisierte Akquisition von 3D-Bilddaten von Organen oder anatomischen Merkmalen, für die Voreinstellungen hinterlegt sind. Die Voreinstellungen sind nachfolgend als Organprogramm bezeichnet.
  • Im Schritt S11 wird das gewünschte Organprogramm gewählt. Die Auswahl des Organprogramms kann zum einen automatisiert anhand einer Workflow-Steuerung erfolgen, zum anderen kann das Organprogramm von einer Bedienperson ausgewählt werden. Im Schritt S12 werden 2D-Bilddaten akquiriert, wobei ggf. Voreinstellungen des Organprogramms beispielsweise bezüglich erforderlicher Röntgenenergien genutzt werden. Anschließend werden aus den akquirierten 2D-Bilddaten 3D-Bilddatensätze rekonstruiert.
  • Im Schritt S13 wird das bildgebende Röntgensystem, bei dem es sich vorzugsweise um ein C-Bogen-Röntgensystem handelt, entlang einer durch das Organprogramm vorgegebenen Fusionsachse translatiert. Die Richtung der Translation sowie die Weite des Translationsschritts sind ebenfalls durch das voreingestellte Organprogramm vorgegeben. Anschließend erfolgt im Schritt S14 eine erneute Akquisition von 2D-Bilddaten samt anschließender Rekonstruktion von 3D-Bilddatensätzen.
  • Je nach gewähltem Organprogramm ergeben sich weitere Voreinstellungen für die Akquisition und Rekonstruktion der Bilddaten. Anschließend erfolgt im Schritt S15 die gegenseitige Registrierung der zuvor erzeugten 3D-Einzel-Bilddatensätze. Die Registrierung kann, je nach gewähltem Organprogramm, eine rigide oder nicht-rigide Registrierung sein. Danach werden die registrierten 3D-Einzel-Bilddatensätze zu einem neuen 3D-Bilddatensatz fusioniert. Insbesondere die Frage, ob Pixelwerte im Überlappungsbereich der zu fusionierenden Einzel Bilddatensätze als Mittelwerte der Einzel-Bilddatensatz-Pixelwerte gebildet werden, oder ob sie auf andere Weise gesetzt werden, kann ebenfalls durch das Organprogramm vorgegeben sein.
  • Anschließend erfolgt im Schritt S16 die Anzeige des neu generierten, fusionierten 3D-Bilddatensatzes und im Schritt S17 die Überprüfung des Fusionsergebnisses durch einen Menschen und/oder ein Computerprogramm. Falls das Überprüfungsergebnis anzeigt, dass eine Überarbeitung des Fusionsergebnisses erforderlich ist, erfolgt diese im Schritt S18. Im Anschluss daran erfolgt die erneute Anzeige des Fusionsergebnisses im Schritt S16 und Überprüfung im Schritt S17. Falls keine weitere Überarbeitung des Fusionsergebnisses erforderlich ist, wird dieses im Schritt S19 gespeichert und das Verfahren endet im Schritt S20.
  • In 3 ist ein Verfahren zur bildgebenden medizinischen Diagnostik mit iterativ wählbaren zusätzlichen Akquisitionsläufen schematisch als Ablauf dargestellt. Wie im vorangehend erläuterten Verfahren wird zunächst im Schritt S21 ein Organprogramm gewählt. Im Schritt S22 erfolgen die Akquisition von 2D-Bilddaten, ggf. nach Vorgaben des Organprogramms, sowie die Rekonstruktion von 3D-Bilddatensätzen aus den akquirierten 2D-Bilddatensätzen.
  • Im Schritt S23 erfolgt, nach Vorgaben des Organprogramms bezüglich Translationsachse, Translationsrichtung und Translationsschrittweite, die automatische Translation des Röntgensystems entlang der gewählten Achse. Im Schritt S24 werden erneut 2D-Bilddaten akquiriert und daraus 3D-Bilddatensätze rekonstruiert.
  • Im Schritt S25 erfolgt, wie vorangehend erläutert, nach Vorgaben des Organprogramms, die gegenseitige Registrierung der neu erzeugten 3D-Einzel-Bilddatensätze und deren anschließende Fusionierung. Im Schritt S26 wird der neu erzeugte, fusionierte 3D-Bilddatensatz angezeigt. Im Schritt S27 erfolgt die Überprüfung des neu erzeugten 3D-Bilddatensatzes. Ergibt die Überprüfung, dass eine Überarbeitung erforderlich ist, erfolgt im Schritt S28 die Überarbeitung des Fusionsergebnisses und anschließend im Schritt S26 die erneute Anzeige und im Schritt S27 die erneute Überprüfung.
  • Ergibt die Überprüfung, dass keine Überarbeitung des Fusionsergebnisses angezeigt ist, wird im Schritt S29 abgefragt, ob zusätzliche Bilddaten akquiriert und/oder fusioniert werden sollen. Beispielsweise könnte eine Bedienperson einen größeren Bereich des Patienten untersuchen wollen. Oder eine Bedienperson könnte entscheiden, dass andere 3D-Bilddaten bzw. 3D-Bilddaten aus anderen Quellen, z. B. von anderen Modalitäten wie Computertomographen, Magnetresonanztomographen oder Positronen-Emissions-Tomographen, hinzu-fusioniert werden sollen. Falls weitere 3D-Einzel-Bilddatensätze hinzu-fusioniert werden sollen, erfolgt dies durch erneutes Durchlaufen der Schritte S25 und folgende (durchgezogene Linie von S29 zu S25).
  • Falls ein weiterer Teilbereich des Patienten der Bildgebung hinzugefügt werden soll, erfolgt eine erneute Translation des Röntgensystems im Schritt S23 und die weiteren Schritte S24. Folgende werden durchlaufen (strichlierte Linie von S29 zu S23).
  • Falls keine weiteren Bilddaten akquiriert oder fusioniert werden sollen, erfolgt im Schritt S30 das Speichern des neu generierten, fusionierten 3D-Bilddatensatzes und das Verfahren endet im Schritt S30.
  • Die vorangehend erläuterten Verfahren umfassen die nachfolgend aufgeführten Verfahrensschritte:
    • S1 3D-Bilddatensatz laden
    • S2 zusätzlichen 3D-Bilddatensatz laden
    • S3 Auswahl Fusionsachse
    • S4 Registrierung und Fusionierung
    • S5 Anzeige fusionierter 3D-Bilddatensatz
    • S6 Überprüfung Fusionsergebnis
    • S7 Überarbeitung Fusionsergebnis
    • S8 Speichern
    • S9 weiteren 3D-Bilddatensatz fusionieren
    • S10 Ende
    • S11 Organprogramm wählen
    • S12 Bilddaten Akquisition und Rekonstruktion
    • S13 Translation Röntgensystem
    • S14 Bilddaten Akquisition und Rekonstruktion
    • S15 Registrierung und Fusionierung
    • S16 Anzeige fusionierter 3D-Bilddatensatz
    • S17 Überprüfung Fusionsergebnis
    • S18 Überarbeitung Fusionsergebnis
    • S19 Speichern
    • S20 Ende
    • S21 Organprogramm wählen
    • S22 Bilddaten Akquisition und Rekonstruktion
    • S23 Translation Röntgensystem
    • S24 Bilddaten Akquisition und Rekonstruktion
    • S25 Registrierung und Fusionierung
    • S26 Anzeige fusionierter 3D-Bilddatensatz
    • S27 Überprüfung Fusionsergebnis
    • S28 Überarbeitung Fusionsergebnis
    • S29 zusätzliche Bilddaten Akquisition und Rekonstruktion?
    • S30 Speichern
    • S31 Ende
  • Ein Grundgedanke der Erfindung lässt sich wie folgt zusammenfassen: Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von 3D-Bilddaten mit einem Bildsystem, insbesondere Röntgensystem, insbesondere von 3D-Bilddaten mit einem großen Darstellungsbereich bzw. Darstellungsvolumen. Unter dem Begriff Röntgensytem sollen sowohl C-Bogen-Röntgensysteme als auch andere armgestützte oder stativgestützte Röntgensysteme oder sonstige Bildsyteme verstanden werden. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Erzeugung von in longitudinaler sowie in transversaler Richtung erweiterten 3D-Bilddatensätzen mit Bildsystemen zu ermöglichen. Die Erfindung löst diese Aufgabe, indem mindestens zwei aneinandergrenzende 3D-Bilddatensätze separat akquiriert werden, welche eine nicht leere Bilddaten-Schnittmenge besitzen. Auf Basis der nicht leeren Bilddaten-Schnittmenge, also des Überlappungsbereichs, wird anschließend eine automatische Bildregistrierung der aneinandergrenzenden 3D-Bilddatensätze durchgeführt. Die durch die Bildregistrierung gewonnenen separaten Einzel-Bilddatensätze werden zu einem gemeinsamen, weiter erstreckten 3D-Bilddatensatz fusioniert. Durch dieses Verfahren ist es möglich, 3D-Bilddatensätze longitudinal und transversal zu erweitern. Auf Basis der neu generierten, fusionierten 3D-Bilddatensätze ist es möglich, beispielsweise die komplette Aorta, Wirbelsäule, Leber, Lungen, Nieren oder Extremitäten darzustellen und für spätere diagnostische Prozessschritte zu verwenden, beispielsweise zum vermessen oder segmentieren.

Claims (7)

  1. Verfahren zur Erzeugung von 3D-Bilddatensätzen, umfassend die Schritte, nicht notwendigerweise in der nachfolgenden Reihenfolge: – Akquisition von 2D-Bilddatensätzen mit einem Bildsystem, insbesondere Röntgenbildsystem, – Rekonstruktion von 3D-Einzel-Bilddatensätzen aus den 2D-Bilddatensätzen, – Auswahl einer räumlichen Orientierung als Fusionsachse, – Auswahl von zwei entlang der Fusionsachse aufeinanderfolgenden 3D-Einzel-Bilddatensätzen, die bezüglich des Darstellungsobjektes einen gegenseitigen Überlappungsbereich aufweisen, – gegenseitige Bildregistrierung der 3D-Einzel-Bilddatensätze im Überlappungsbereich und – Fusion der bildregistrierten 3D-Einzel-Bilddatensätze.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine rigide Bildregistrierung durchgeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine nicht-rigide Bildregistrierung durchgeführt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die 2D-Bilddatensätze automatisiert akquiriert werden, und dass in Abhängigkeit von der gewählten Fusionsachse eine automatisierte Translation des Röntgensystems relativ zum Darstellungsobjekt bzw. des Darstellungsobjekts relativ zum Röntgensystem zwischen der Akquisition zweier 2D-Bilddatensätze erfolgt.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Translationsachse und die Anzahl von Translationsschritten automatisiert in Abhängigkeit von der Wahl eines Darstellungsobjektes eingestellt werden.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bildsystem als Magnetresonanztomograph (MR), Computertomograph (CT), oder Positronen-Emissions-Tomograph (PET) ausgebildet ist.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Bilddatensätze von verschiedenen Bildsystemen miteinander registriert und fusioniert werden.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3232933A1 (de) * 2014-12-18 2017-10-25 Koninklijke Philips N.V. Bildgebungssystem zur abbildung eines länglichen interessierenden bereichs eines objekts
US11576727B2 (en) 2016-03-02 2023-02-14 Nuvasive, Inc. Systems and methods for spinal correction surgical planning
US11701703B2 (en) 2008-04-04 2023-07-18 Nuvasive, Inc. Systems, devices, and methods for designing and forming a surgical implant
US11998242B2 (en) 2015-02-13 2024-06-04 Nuvasive, Inc. Systems and methods for planning, performing, and assessing spinal correction during surgery

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005023195A1 (de) * 2005-05-19 2006-11-23 Siemens Ag Verfahren zur Erweiterung des Darstellungsbereiches einer Volumenaufnahme eines Objektbereiches
DE102007052124A1 (de) * 2007-10-31 2009-06-10 Siemens Ag Verfahren zur Fusion wenigstens zweier Bildaufnahmevolumina zu einer gemeinsamen dreidimensionalen Bildaufnahme sowie zugehörige medizinische Einrichtung

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005023195A1 (de) * 2005-05-19 2006-11-23 Siemens Ag Verfahren zur Erweiterung des Darstellungsbereiches einer Volumenaufnahme eines Objektbereiches
DE102007052124A1 (de) * 2007-10-31 2009-06-10 Siemens Ag Verfahren zur Fusion wenigstens zweier Bildaufnahmevolumina zu einer gemeinsamen dreidimensionalen Bildaufnahme sowie zugehörige medizinische Einrichtung

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J.B.MAINTZ, M.A. VIERGEVER: An overview of medical image registration methods. Symposium of Belgian hospital physicists association (SBPH/BVZF), vol. 12, 1996/1997, Seite 1-22 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11701703B2 (en) 2008-04-04 2023-07-18 Nuvasive, Inc. Systems, devices, and methods for designing and forming a surgical implant
US11931795B2 (en) 2008-04-04 2024-03-19 Nuvasive Inc. Systems, devices, and methods for designing and forming a surgical implant
EP3232933A1 (de) * 2014-12-18 2017-10-25 Koninklijke Philips N.V. Bildgebungssystem zur abbildung eines länglichen interessierenden bereichs eines objekts
EP3232933B1 (de) * 2014-12-18 2022-07-20 Koninklijke Philips N.V. Bildgebungssystem zur abbildung eines länglichen interessierenden bereichs eines objekts
US11998242B2 (en) 2015-02-13 2024-06-04 Nuvasive, Inc. Systems and methods for planning, performing, and assessing spinal correction during surgery
US11576727B2 (en) 2016-03-02 2023-02-14 Nuvasive, Inc. Systems and methods for spinal correction surgical planning
US11903655B2 (en) 2016-03-02 2024-02-20 Nuvasive Inc. Systems and methods for spinal correction surgical planning

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