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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung Schichtdarstellung von einem Volumen mit Hilfe von Volumendaten.
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Bildgebungsverfahren verwenden eine Reihe von verschiedenen Technologien, durch welche Informationen über die die Beschaffenheit eines Objektes erhalten werden. Verbreitet sind z.B. Verfahren, die auf Ultraschall, Röntgenstrahlung oder Spinanregungen (Kernspintomographie) zurückgreifen.
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Moderne Verfahren können Informationen in drei Dimensionen auflösen und liefern Volumendaten, welche aus sog. Grauwerten bestehen, die für Raumpunkte vorliegen. Die Grauwerte stellen ein Maß für die Dichte des untersuchten Objekts an dem entsprechenden Raumpunkt dar. In Zusammenhang von diesen an Raumpunkten gegebenen Grauwerten spricht man auch von Voxeln. Die Voxel bilden einen dreidimensionalen Array von Grauwerten. Für die Visualisierung des Ergebnisses eines Bildgebungsverfahrens werden in drei Dimensionen definierte Voxel auf in den zwei Dimensionen eines Bildschirmes definierte Pixel abgebildet.
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Für die Abbildung von Voxel auf Pixel zur Darstellung auf einem Bildschirm hat sich der Begriff Volume Rendering eingebürgert. Dabei liegen bei diversen medizinischen Bildgebungsverfahren die Voxel bzw. Grauwerten in sog. axialen Schichten bzw. Schnitten dar. Axiale Schichten sind dabei zu einer ausgezeichneten, in der Regel als z-Achse bezeichneten Richtung orthogonale Schichten. Diese z-Achse entspricht in der Computertomographie in der Regel der Bewegungsrichtung. Innerhalb der axialen Schichten ist meist die Auflösung höher als in Richtung der z-Achse.
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Die einfachste Art der Visualisierung ist die Darstellung der einzelnen axialen Schichten auf einem Bildschirm. Dabei können die einzelnen Schichten z.B. nacheinander angezeigt werden. Auf einen entsprechend großen Bildschirm bzw. Monitor ist die Darstellung von z.B. 2–4 Schichtbildern nebeneinander ein adäquates Vorgehen.
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Eine Erweiterung der axialen schichtbezogenen Darstellung liefert das sog. MPR-Verfahren (MPR steht für multi-planar reformatting oder multi-planar reconstruction). Im Rahmen dieses Verfahrens werden Schichtdarstellungen mit einer anderen Orientierung berechnet. Verbreitet ist dabei die Darstellung von den zu den axialen Schnitten orthogonalen sagittalen und coronalen Schichten. Im Prinzip kann ein MPR-Verfahren jedoch für eine beliebige Orientierung von Schichten durchgeführt werden. Durch Interpolation werden dann die Grauwerte innerhalb der Schichten berechnet und in geeigneter Weise angezeigt.
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Neben den MPR-Verfahren gibt es andere, modernere Verfahren, wie z.B. das sog. Ray Casting, bei dem die Durchdringung des Volumens mit Sehstrahlen simuliert wird. Trotzdem erfüllen MPR-Verfahren eine wichtige Funktion für die Visualisierung von Objekteigenschaften, weil ihr Einsatz im bestimmten Situationen Vorteile bringt. Im Besonderen bei der Verdeckung bzw. Okklusion von Teilen des Objekts kann ein geeignet gewählter Schnitt Informationen liefern, die mit Ray Casting nur schwer zugänglich sind.
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Die Erfindung hat zur Aufgabe, Schichtdarstellungen von Volumendaten zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Schichtdarstellung von Volumendaten nach Anspruch 1 und durch eine dem Verfahren entsprechende Vorrichtung nach Anspruch 14 gelöst.
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Erfindungsgemäß wird zumindest eine Darstellung von zumindest einer Schicht eines Objektes (z.B. im Zuge eines MPR-Verfahrens) bestimmt. Diese Schicht wird gemäß einer vorgegebenen Orientierung aus Volumendaten bzw. Grauwerten festgelegt bzw. bestimmt. Diese Orientierung kann aber muss nicht einer axialen, coronalen oder sagittalen Darstellung entsprechen. Es kann ein Stapel von parallelen Schichten mit der gewählten Orientierung berechnet werden oder auch nur eine einzelne Schicht in einer vorgegebenen Tiefe. Hier und im Folgenden wird der Begriff Schicht für eine zweidimensionale Entität verwendet. Der Einfachheit halber wird von der Darstellung einer Schicht gesprochen. Dies ist im Sinne der Darstellung von Schichtinformationen gemeint. Dem Fachmann ist unmittelbar ersichtlich, dass das Verfahren z.B. auf Teilbereiche einer Schicht beschränkt werden kann.
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Im Rahmen der Erfindung kann eine Aufnahme von Messdaten eines Objektes im Zuge eines Bildgebungsverfahrens (z.B. CT, MRt, Ultraschall, PET, SPECT, ...) erfolgen, aus denen die Volumendaten bestimmt werden (z.B. mittels eines Rekonstruktionsverfahrens). Bei dem untersuchten Objekt kann es sich sowohl um einen Patienten als auch um ein im Zuge von Materialuntersuchung geprüftes Werkstück handeln.
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Erfindungsgemäß wird eine Reliefdarstellung der zumindest einen Schicht beispielsweise mit Hilfe von Ray Casting bzw. simulierten Strahlen berechnet. Dabei wird unter Reliefdarstellung eine Darstellung mit räumlichen bzw. stereoskopischen Elementen verstanden, bei der diese Elemente zumindest teilweise als Höhenvariationen bzw. Relief erscheinen. Ein Bezug zu einer (bei der Darstellung berücksichtigten) Höhe wird beispielsweise mittels Festlegung eines die Schicht enthaltenden (dreidimensionalen) Ausschnitts des Volumens realisiert. Der Ausschnitt (im Englischen üblicherweise mit „Slab“ bezeichnet) ist typischerweise ein Quader, der bezüglich Länge, Breite und Orientierung der entsprechenden Seitenfläche mit der Schicht übereinstimmt und dessen Höhe erheblich geringer als die anderen Abmessungen ist. Durch die Höhe des Quaders wird dann in der Regel die maximal mögliche Höhe des Reliefs bestimmt, die z.B. der Höhe des Quaders oder der Hälfte davon entspricht. Der Ausschnitt wird vorzugsweise so gewählt, dass die Schicht am Rande oder in der Mitte des Ausschnitts liegt. Die Position am Rande eignet sich für eine einseitige, die in der Mitte für ein zweiseitige z.B. beidseitige Reliefdarstellung.
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Die Einbeziehung von Höheninformationen in die Darstellung der Schicht kann durch eine Abbildung von Volumendatenwerten auf Höhenwerte (bzw. Entfernungswerte) ermöglicht werden, wobei jedem benötigten Volumendatenwert der Schicht ein Höhenwert zugeordnet wird. Diese Abbildung kann eine Skalierung bzw. eine Normierung enthalten, die z.B. im Hinblick auf einen für die Reliefberechnung gewählten Ausschnitt vorgenommen werden. Der Einsatz von bijektiven, die Wertrelationen erhaltenden Abbildungen ist ebenfalls möglich, z.B. um zu stauchen oder strecken, so dass Unterschiede tendenziell herausgehoben oder unterdrückt werden.
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Für die Berechnung des Reliefs können Volumenwerte z.B. mittels Ray Casting bestimmt werden, deren Abstand zur Schicht dem entsprechenden Höhenwert des Volumenwerts am nächstgelegenen Ort der Schicht entspricht. Volumenwerte werden dabei ggfl. durch Interpolation aus den Volumendaten ermittelt. Die so bestimmten Volumenwerte werden dann für die Darstellung der Schicht als Relief verwendet. In diesem Fall geht die aus Volumenwerten der Schicht abgeleitete Höheninformation dadurch ein, dass mit ihr der Ort (ggfl. innerhalb des Ausschnitts) bestimmt wird, dessen Volumenwert bzw. Grauwert für die Reliefdarstellung herangezogen wird. Die Verwendung von Ray Casting hat den Vorteil, dass der Winkel zwischen Strahlen und Schicht als auswählbarer bzw. veränderbarer Parameter für eine Eingabe durch den Nutzer zugänglich gemacht werden kann. Der Betrachtungswinkel kann dann für eine bessere Analyse des dargestellten Reliefs variiert werden.
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Konkreter kann die Berechnung von Pixlen im Zuge von Ray Casting mit simulierten Strahlen die folgenden Schritte enthalten:
- A. Für die Berechnung des Reliefs entlang der simulierten Stahlen wird mittels Berechnung von Volumenwerten jeweils ein auf einem Strahl gelegener Ort bestimmt, dessen Abstand zur zumindest einen Schicht dem entsprechenden Höhenwert des Volumenwerts am nächstgelegenen Ort der zumindest einen Schicht entspricht. D.h. entlang eines Strahles wird der Ort bestimmt, dessen Volumenwert dem Höhenwert des nächstgelegenen Ortes der zumindest einen Schicht entspricht. Hierbei kann es sich auch um eine, evtl. numerisch durchgeführt näherungsweise Bestimmung handeln.
- B. der Volumenwert am jeweils nächstgelegenen Ort der zumindest einen Schicht wird für die Berechnung eines mittels dem entsprechenden simuliert Strahl ermittelten Pixels verwendet. In anderen Worten wird der dem Höhenwert des nächstgelegenen Ortes entsprechende Volumenwert für die Pixelberechnung verwendet.
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Gemäß einer Ausgestaltung kann eine Volumenwertsbegrenzung mittels eines Volumenwertefensters (in der Fachliteratur wird hier auch von Window Leveling gesprochen) oder eine Abbildung von Volumenwerte auf Farbwerte vorgenommen werden. Dabei besteht sowohl die Möglichkeit, die Volumenwertbegrenzung bzw. die Abbildung auf Farbwerte auf Volumenwerte der zumindest einen Schicht als auch auf für die Reliefdarstellung bestimmte Volumenwerte anzuwenden. Vorzugsweise wird nur eine der beiden Volumenwertbegrenzungsalternativen angewandt. Die Abbildung auf Farbwerte geschieht beispielsweise mittels Transferfunktionen. Dabei enthalten die Farbwerte optional auch einen Opazitätswert bzw. einen die Lichtdurchlässigkeit beschreibenden Parameter (z.B. Alphawert RGBA bestehend aus RGB-Werten und Opazität).
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Zusätzlich kann für die zur Darstellung bestimmten Volumenwerte ein Shading durchgeführt werden. Dieses Shading berücksichtigt Lichteffekte im Rahmen eines Beleuchtungsmodells. Dabei werden für das Shading Parameter (z.B. Gradient) am Ort des zugehörigen Volumenwerts der Schicht berücksichtigt.
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Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens können Schichtberechnungen und zugehörige Reliefberechnungen zusammen nach Bedarf bzw. on-the-fly durchgeführt werden. Vorzugsweise wird nach der Bestimmung bzw. Festlegung einer Schicht unmittelbar das zugehörige Relief berechnet, bevor zu Berechnung einer weiteren Schicht übergegangen wird. Die direkt im Zusammenhang durchgeführte Bestimmung von Schicht und Berechnung des zugehörigen Reliefs erlaubt praktisch interaktiv Parameteränderungen mit Neuberechnungen, z.B. wenn der Betrachtungswinkel oder Reliefparameter geändert wird.
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Durch die Reliefdarstellung von Schichten auf einem Bildschirm kann die Darstellung erheblich besser optisch erfasst werden. Zudem ist der optische Eindruck der Schichten viel plastischer. Details können durch entsprechend Parametereinstellungen besser aufgelöst und analysiert werden.
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Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung und ein Computerprogramm zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Schichtdarstellung.
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Die Erfindung wird im Folgenden im Rahmen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen
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1 ein mehrere Zeilen von Detektorelementen aufweisendes Spiral-CT-Gerät in schematischer Darstellung in z-Richtung;
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2 einen Längsschnitt entlang der z-Achse durch das Gerät gemäß 1;
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3 ein erfindungsgemäßes MPR-Verfahren im Vergleich zu einem herkömmlichen MPR-Verfahren;
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4 eine schematische Darstellung von Ray Casting für eine erfindungsgemäße Reliefberechnung;
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5 eine mit einem herkömmlichen MPR-Verfahren berechnete Schicht;
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6–8 mit einem erfindungsgemäßen MPR-Verfahren berechnete Schichten.
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In den 1 und 2 ist ein Spiral-CT-Gerät mit einem Mehrzeilendetektor dargestellt. Die 1 zeigt schematisch das Gantry 1 mit einem Fokus 2 und einem ebenfalls rotierenden Detektor 5 (mit Breite B und Länge L) im Schnitt senkrecht zur z-Achse, während die 2 einen Längsschnitt in Richtung der z-Achse zeigt. Das Gantry 1 weist eine Röntgenstrahlenquelle mit ihrem schematisch dargestellten Fokus 2 und einer dem Fokus vorgelagerten quellennahen Strahlenblende 3 auf. Vom Fokus 2 aus verläuft, begrenzt durch die Strahlenblende 3, ein Strahlenbündel 4 zum gegenüberliegenden Detektor 5, welches den dazwischen liegenden Patienten P durchdringt. Die Abtastung erfolgt während der Rotation von Fokus 2 und Detektor 5 um die z-Achse, wobei gleichzeitig der Patient P in Richtung der z-Achse bewegt wird. Es entsteht auf diese Weise im Koordinatensystem des Patienten P eine Spiralbahn S für Fokus 2 und Detektor 5 mit einer Steigung oder Vorschub V, wie sie in der 3 räumlich und schematisch dargestellt ist.
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Bei der Abtastung des Patienten P werden über die Daten-/Steuer-Leitung 6 die vom Detektor 5 erfassten dosisabhängigen Signale an die Recheneinheit 7 übertragen. Mit Hilfe bekannter Methoden, die in den dargestellten Programm-Modulen P1 bis Pn niedergelegt sind, wird anschließend aus den gemessenen Rohdaten die räumliche Struktur des abgetasteten Bereiches des Patienten P bezüglich seiner Absorptionswerte in bekannter Weise (z.B. FBP Verfahren, Feldkamp-Algorithmus, iteratives Verfahren etc.) errechnet bzw. rekonstruiert. Die berechneten Absorptionswerte liegen dann in Form von Voxel vor. In der medizinischen Bildgebung sind diese Voxel durch sog. Grauwerte gegeben.
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Die sonstige Bedienung und Steuerung des CT-Gerätes erfolgt ebenfalls mittels der Recheneinheit 7 und der Tastatur 9. Die Ausgabe der errechneten Daten kann über den Monitor 8 oder einen nicht dargestellten Drucker erfolgen. Für die Darstellung auf dem Monitor 8 oder für die Generierung von Bildern für die Archivierung (z.B. PACS) wird ein Bild aus den Grauwerten erzeugt. Dies entspricht einer Abbildung der Voxel auf Pixel, aus denen sich das Bild zusammensetzt. Entsprechende Verfahren werden als Volume Rendering bzw. Volumenwidergabe bezeichnet. Ein häufig verwendetes Verfahren zur Volumenwidergabe ist das Ray Casting bzw. die Pixelberechnung mittels simulierter Strahlen. Erfindungsgemäß wird jedoch eine Schichtdarstellung verwendet, z.B. ein MPR-Verfahren, welches in 3 erläutert ist.
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3 zeigt das erfindungsgemäße Vorgehen im Vergleich zu einem herkömmlichen MPR-Verfahren. Ausgangspunkt sind Volumendaten 13, welche mittels eines Bildgebungsverfahrens erhalten wurden. Typischerweise sind dabei mittels einer Modalität 11 Daten für ein zu untersuchendes Objekt aufgenommen worden, aus welchen in einem Rekonstruktionsschritt 12 die Volumendaten 13 erhalten wurden.
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Die Modalität 11 kann z.B. Röntgentechnologie, Kernspintomographie, Ultraschall, PET (position emission tomography) oder SPECT (single-photon emission computed tomography) verwenden. Bei den in 1 und 2 gezeigten Modalitäten werden typischerweise Projektionen des Objektes aus verschiedenen Richtungen aufgenommen, aus welchen mittels eines iterativen (z.B. Feldkamp-Algorithmus) oder exakten Rekonstruktionsverfahrens (z.B. FBP, d.h. filtered back projection) die Volumendaten rekonstruiert werden.
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Die Volumendaten werden herkömmlich wie auf der linken Seite von 3 dargestellt und erfindungsgemäß wie auf der rechten Seite gezeigt mittels eines MPR-Verfahrens visualisiert. Dabei wird im Folgenden das Vorgehen für eine Schicht bzw. einen Schnitt dargestellt. Eine Schicht ist dabei als Schnitt der Volumendaten mit einer Ebene definiert, wobei die Ebene z.B. durch einen Punkt und zwei zueinander nicht parallele Vektoren definiert werden kann. Vorzugsweise wird die Schicht durch Wahl einer Orientierung und einer Tiefe bzw. einen Abstand zum Betrachter vor- bzw. eingegeben. Eine Eingabe kann mittels eines Eingabepanels erfolgen. Entsprechend kann für eine Vielzahl von parallelen Schichten verfahren werden, so dass ein Bilderstapel (Vielzahl) von Schichten für eine gewählte Orientierung der Schnitte erhalten wird. Der Schichtabstand kann in diesem Fall auch ein Eingabeparameter sein.
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Für jedes Pixel einer Darstellung auf einem Bildschirm wird zunächst eine Wertberechnung gestartet (Schritte 21, 31). Dabei wird ein dem Pixel zugeordneter Strahl (Schritte 22, 32) aus einer vorgegeben Richtung (in der Regel Blickrichtung) durch das Volumen propagiert.
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An diesem Punkte weichen herkömmliches und erfindungsgemäßes Vorgehen voneinander ab. Während herkömmlich der Schnittpunkt mit der MPR-Schicht und durch Interpolation von Volumendaten 13 bzw. Voxeln der Grauwert (bzw. der Wert der rekonstruierten Daten) an diesem Schnittpunkt bestimmt werden (Schritt 24), werden erfindungsgemäß die Strahlen zur Ermittlung von für die Reliefdarstellung herangezogenen Grauwerten benutzt. Für die darzustellende MPR-Schicht ist ein Ausschnitt des Volumens SLAB definiert, der die maximale Höhe des Reliefs beschränkt (vgl. 4; dabei fällt der untere Rand des Ausschnitts SLAB mit der MPR-Schicht MPR zusammen. Der in der 4 gezeigte Abstand ist nur der besseren Darstellung geschuldet). Es wird ein Strahl durch den Ausschnitt propagiert. Der Ausgangspunkt ist dabei der Schnittpunkt des (in Schritt 32 erzeugten) Strahls mit der Oberfläche des Ausschnitts. Nachdem der Schnittpunkt SP(SLAB) bestimmt wurde (Schritt 33) wird der Strahl in äquidistanten Schritten durch den Ausschnitt fortgesetzt. In Schritt 42 wird der minimale Abstand zur MRR-Schicht berechnet und der Grauwert für diesen Punkt durch Interpolation bestimmt. Dieser Grauwert wird abgebildet auf eine Höhe bzw. Länge. Falls diese Höhe geringer ist als der Abstand des Strahls RAY (Abfrage 44) wird der Strahl RAY um einen weiteren Schritt propagiert (Schritt 47) und das Vorgehen (Schritte 41–44) wiederholt. Anderenfalls wird der „genaue“ Schnittpunkt SP bestimmt und für die Reliefdarstellung verwendet.
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In der schematischen Darstellung von 4 ist dies teilweise noch detaillierter gezeigt. Die Grauwerte der MPR-Schicht MPR bilden durch Abbildung von Grauwerten auf Höhenwerte eine Art Höhenprofil GM(MPR). In Realität werden die Werte dieses Profils nur an relevanten Orten (z.B. i-1 und i) bestimmt. Die Propagation des Strahls RAY innerhalb des Ausschnitts SLAB startet beim Schnittpunkt SP(SLAB) zwischen dem Strahl RAY und der Oberfläche des Abschnitts OB(RAY).
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Beim Schritt i-1 ist der Abstand d(i-1) zur MPR-Schicht MPR noch größer als der (durch Interpolation bestimmte) Grauwert bzw. Höhenwert GW(i-1) an dieser Stelle MPR(i-1). Im nächsten Schritt i dreht sich dieses Verhältnis um (d(i) > GW(i), wobei GW(i) den Grauwert von MPR(i) darstellt) und die Propagation des Strahls RAY wird abgebrochen. Mittels binärem Verfahren (Halbierung von Abschnitten, beginnend mit [i-1, i], und Mittelpunktsvergleich mit GW(MPR) sowie Auswahl von Teilabschnitt mit Schnittpunkt SP) wird der Schnittpunkt SP von dem Strahl RAY mit den Grauwerten bzw. den entsprechenden Höhenwerten GW(MPR) bestimmt. Der Grauwert an dem Ort des nächsten Punkts MPR(SP) auf der MPR-Schicht zum Schnittpunkts SP wird dann für die Reliefdarstellung herangezogen (GW(RAY) = GW(MPR(SP)).
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4 ist eine vereinfachte Darstellung, in der die folgenden zwei Aspekte nicht berücksichtigt sind.
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Zum einen wird üblicherweise eine Volumenwertsbegrenzung bzw. ein Window Leveling durchgeführt. Das hat folgende Bewandtnis. Bei medizinischen Anwendungen wird zur Beschreibung der rekonstruierten Schwächungswerte üblicherweise eine Skala verwendet, die nach dem Wissenschaftler Hounsfield benannt ist und ungefähr von – 1000 (für Lungengewebe) bis 3000 (Knochen) reicht. Jedem Wert auf dieser Skala wird eine Graustufe zugeordnet, so dass man insgesamt auf etwa 4000 darzustellende Graustufen kommt. Dieses im CT bei dreidimensionalen Bildrekonstruktionen übliche Schema lässt sich auf zur Visualisierung verwendeten Monitoren nicht einfach übernehmen. Dies liegt zum einen daran, dass auf einem handelsüblichen 8Bit-Monitor maximal 256 (d.h. 28) Graustufen dargestellt werden können. Eine Darstellung einer höheren Anzahl von Graustufen ist zudem nicht sinnvoll, weil die Granularität der Darstellung des Displays deutlich die des menschlichen Auges, welches ungefähr 35 Graustufen unterscheiden kann, bereits deutlich übertrifft. Für die Darstellung menschlichen Gewebes versucht man daher, die diagnostisch interessanten Details zu extrahieren. Zu diesem Zweck wird ein Fenster festgesetzt, welches einen bestimmten, um ein für die Diagnose relevantes Niveau definierten Grauwertbereich umfasst.
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Dieses Window Leveling ist in 3 in den Schritten 25 bzw. 43 dargestellt. Bei dem Vorgehen von 3 ist wird bei dem erfindungsgemäßen Vorgehen das Window Leveling auf Grauwerte der MPR-Schicht angewendet und beschränkt damit de facto die Höhe des Reliefs. D.h. durch die Fensterwahl kann die maximale Reliefhöhe eingestellt werden. Die maximal mögliche Höhe ist dabei durch den Ausschnitt SLAB vorgegeben, welcher die Grenze bildet, wenn die Fensterwahl eine größere Höhe zulassen würde. Alternativ (oder ergänzend) kann ein Window Leveling auch auf den Grauwert des Schnittpunkts SP angewandt werden, d.h. in 3 würde die Volumenwertsbegrenzung zwischen Schritt 45 und Schritt 46 vorgenommen werden.
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Ein weiterer, optionaler Schritt (Schritt 48 in 3) ist das Shading des in Schritt 45 bestimmten Grauwertes an der Position des Schnittpunkts SP zur Berücksichtigung von Lichteffekten. Dabei kann z.B. ein lokales Beleuchtungs- oder Lichtmodell für das Shading verwendet werden (z.B. ein Phong-Shading oder ein verwandtes lokales Beleuchtungsmodell wie Blinn-Phong Modell, Warn Modell, etc.). Typischerweise fließen bei diesen Modellen Parameter (meist Gradient der Volumendaten) von dem Ort ein, an dem die Lichteffekte berücksichtigt werden. Z.B. verwendet das Phong Shading – auch als Normalenvektor-Interpolations-Shading bezeichnet – im Standardfall eine Interpolation der Flächennormale. Dabei werden meist ein von der Blickrichtung des Betrachters abhängiger Anteil einer perfekten Reflexion und ein Anteil einer diffusen Reflexion nach dem Lambertschen Gesetz berücksichtigt. Die Anteile der Lichtintensität werden aus der Winkellage von Lichtquelle und Beobachterstandpunkt zur Normalen ermittelt und im Anschluss an den gewünschten Oberflächeneindruck (z.B. matt oder spiegelnd) angepasst.
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Vorzugsweise werden für die Berechnung der Lichteffekte für den Grauwert an der Position des Schnittpunkts SP nicht die Parameter an diesem Ort sondern die Parameter für den nächstliegenden Ort der MPR-Schicht verwendet. D.h. für die Berechnung von Shading bzw. Lichteffekten wird auf die MPR-Schicht abgehoben.
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In 5 ist eine Darstellung einer Schicht mit herkömmlichen Verfahren (in Schritt 26 von 3 ausgegebene Pixel) und in 6 die entsprechende erfindungsgemäße Reliefdarstellung (in Schritt 46 von 3 ausgegebene Pixel) gezeigt. Die erfindungsgemäße Darstellung ist erheblich plastischer und klarer bzgl. der Schichtstruktur. Ein weiter Vorteil besteht darin, dass durch Variation der für die Reliefdarstellung verwendeten Parameter eine bessere Analyse des dargestellten Objekts möglich ist. So ist in 7 der Betrachtungswinkel flacher, so dass Erhöhungen noch deutlicher hervortreten. Durch Bewegung bzw. Rotation können so Eigenschaften des Reliefs besser nach Bedarf als Hügel bzw. Täler des Reliefs visualisiert werden.
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Ein weiterer Parameter ist die Höhe des Reliefs, die beispielsweise über die Höhe des Ausschnitts beeinflusst wird. Dies wird z.B. aus 8 deutlich in der ein um einen Faktor vier in Vergleich zu 7 höherer Ausschnitt gewählt wurde. Insbesondere können trotz der Beschränkung handelsüblicher Monitore (256 Graustufen für typische LCD-Monitore und 1024 für manche Spezialmonitore) durch geeignete Wahl bzw. Anpassung von Reliefhöhe und Fensterparameter praktisch fast beliebige Unterschiede bei dem Relief aufgelöst werden, d.h. die Einschränkungen der Hardware können durch das erfindungsgemäße Verfahren kompensiert werden.
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Die Erfindung ist nicht auf den Gegenstand des Ausführungsbeispiels beschränkt. Insbesondere ist sie auf beliebiges Volume Rendering mit Schichtdarstellung anwendbar. Entsprechende Volumendaten können mittels vielerlei Modalitäten sowohl für medizinische Untersuchungen als auch für Materialuntersuchungen gewonnen worden sein.
