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Die vorliegenden Ausführungsformen betreffen die Bildgebung bei der medizinischen Diagnostik. Insbesondere sind multiplanare Rekonstruktionen eines Volumens, das einen Patienten darstellt, gezeigt.
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Ultraschall- oder andere Modalitäten zur medizinischen Bildgebung können angewendet werden, um einen Patienten abzutasten. Zum Beispiel ist die Echokardiografie eine allgemein angewandte Bildgebungsmodalität zum Sichtbarmachen der Struktur des Herzens mittels einer multiplanaren Rekonstruktion (MPR). Die MPR zeigt Bilder von spezifischen Ebenen durch ein 3-dimensionales Volumen. Da das Echo häufig eine 2D-Projektion des menschlichen 3D-Herzens ist, werden Standardansichten erfasst, um die Herzstrukturen besser sichtbar zu machen. Zum Beispiel sind bei der apikalen Vierkammer-(A4C-)Ansicht sämtliche vier Kavitäten, nämlich linke und rechte Ventrikel und linke und rechte Vorhöfe, vorhanden. Bei der apikalen Zweikammer-(A2C-)Ansicht sind nur der linke Ventrikel und der linke Vorhof vorhanden. Ein weiteres Beispiel ist die Bildgebung der intrakranialen Strukturen eines Fötus. Drei Standardebenen werden zur Sichtbarmachung des Kleinhirns, der Cisterna magna und der lateralen Ventrikel mit unterschiedlichen Orientierungen erfasst. Der Benutzer kann die planaren Positionen der MPR so einstellen, dass sie sich von den Standardansichten unterscheiden oder um die Standardansichten zu lokalisieren.
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Benutzer, insbesondere Anfänger, haben häufig Schwierigkeiten beim Verstehen der relativen Orientierungen und Positionen von MPR-Bildern. Ein Verbessern des Verständnisses eines Benutzers hinsichtlich von MPR-Bildern ist wichtig, da sich Benutzer normalerweise mit den 2D-artigen MPR-Bildern wohler fühlen als mit den weniger vertraut aussehenden von einem Volumen wiedergegebenen Bildern. Zum Unterstützen des Verständnisses der räumlichen Verhältnisse zwischen MPR-Bildern werden farbige Linien auf jedem MPR-Bild angezeigt, um zu zeigen, wo die MPRs einander schneiden. Eine weitere Verfahrensweise ist das Ersetzen eines von einem Volumen wiedergegebenen Bilds durch eine dreidimensionale (3D-)MPR-Anzeige, bei der die MPR-Bilder zusammen in den relativen Orientierungen und Positionen wiedergegeben werden. Diese Verfahrensweisen liefern jedoch möglicherweise nicht genügend Informationen, da die Position relativ zum Patienten schwer zu extrapolieren ist. Beim Umschalten von einer MPR-Anordnung zu einer anderen verändern sich die relativen Positionen. Der Sprung zwischen relativen Positionen kann die Fähigkeit des Benutzers zum Verstehen der relativen Orientierungen und Positionen weiter beeinträchtigen.
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Als Einleitung umfassen die nachstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen Verfahren, computerlesbare Medien und Systeme zum Übertragen von räumlichen Beziehungen in einer multiplanaren Rekonstruktion. Eine 3D-MPR-Anzeige von mehreren Ebenen relativ zueinander oder zur Anatomie zeigt die relative Position der MPR-Bildgebungs-Ebenen in einem vorgegebenen Zeitraum. Um für ein besseres Verständnis des Orts der Ebenen relativ zueinander und/oder zur Anatomie beim Übergang zu anderen relative Orten zu sorgen, wird der Übergang animiert. Die Verschiebung der planaren Position erfolgt bei der 3D-MPR-Anzeige allmählich.
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Bei einem ersten Aspekt wird ein Verfahren zum Übertragen von räumlichen Beziehungen bei einer multiplanaren Rekonstruktion geschaffen. Eine dreidimensionale Darstellung einer ersten relativen Positionierung einer oder mehrere Ebenen der multiplanaren Rekonstruktion wird angezeigt. Ein Auslöser für den Übergang von der ersten relativen Positionierung zu einer zweiten relativen Positionierung der einen oder mehreren Ebenen der multiplanaren Rekonstruktion wird empfangen. Der Übergang in der angezeigten dreidimensionalen Darstellung ist so animiert, dass eine oder mehrere Ebenen bei der Animation in intermediärer relativer Positionierung gezeigt sind. Die intermediäre relative Positionierung unterscheidet sich von der ersten und zweiten relativen Positionierung der einen oder mehreren Ebenen der multiplanaren Rekonstruktion.
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Bei einem zweiten Aspekt wird ein System zum Übertragen von räumlichen Beziehungen bei einer multiplanaren Rekonstruktion bereitgestellt. Ein Speicher dient zum Speichern von Daten, die ein Volumen eines Patienten darstellen. Ein Prozessor ist dazu ausgebildet, die multiplanare Rekonstruktion anhand von Daten zu erzeugen. Die multiplanare Rekonstruktion umfasst ein erstes planares Bild einer ersten Ebene durch das Volumen. Ein Zeitgeber ist dazu ausgebildet zu bewirken, dass eine erste Anzeige, die eine erste Ebene darstellt, sich in einer ersten relativen Orientierung und einer ersten relativen Umsetzung mit einer Referenz überlappt, eine zweite Anzeige die erste Ebene in einer zweiten relativen Orientierung und einer zweiten relativen Umsetzung mit der Referenz darstellt, und eine Sequenz von dritten Anzeigen, die die erste Ebene darstellen, sich in relativen Orientierungen und relativen Umsetzungen zwischen den ersten und zweiten relativen Orientierungen und relativen Umsetzungen mit der Referenz überlappen. Eine Anzeige ist dazu ausgebildet, die ersten, zweiten und dritten Anzeigen anzuzeigen.
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Bei einem dritten Aspekt sind in einem nicht-transitorischen computerlesbaren Speichermedium Daten gespeichert, die Anweisungen darstellen, welche von einem programmierbaren Prozessor zum Übertragen von räumlichen Beziehungen bei einer multiplanaren Rekonstruktion ausführbar sind. Das Speichermedium umfasst Anweisungen zum Empfangen einer Benutzereingabe, die eine Veränderung einer oder mehrerer Ebenen bei der multiplanaren Rekonstruktion anzeigt, und das Animieren der Veränderung als einer Sequenz von dreidimensionalen Darstellungen, die die Orientierung und Position der einen oder mehreren Ebenen der multiplanaren Rekonstruktion zeigen, wobei sich die eine oder mehreren Ebenen drehen, umgesetzt werden oder sich über die Sequenz der dreidimensionalen Darstellungen drehen und umgesetzt werden.
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Die vorliegende Erfindung wird von den nachfolgenden Patentansprüchen definiert, und nichts in diesem Abschnitt darf als Einschränkung dieser Patentansprüche angesehen werden. Weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden nachstehend in Zusammenhang mit den bevorzugten Ausführungsformen diskutiert und können später unabhängig voneinander oder in Kombination miteinander beansprucht werden.
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Die Komponenten und die Figuren sind nicht unbedingt maßstabgetreu, es wird vielmehr Wert auf die Erläuterung der Prinzipien der Erfindung gelegt. Ferner bezeichnen in den unterschiedlichen Ansichten in den Figuren gleiche Bezugszeichen durchgehend entsprechende Teile.
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1 ist ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Übertragen von räumlichen Beziehungen bei einer multiplanaren Rekonstruktion (MPR);
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2 ist ein beispielhaftes medizinisches Bild mit Darstellung von MPR-Bildern mit einem von einem Volumen wiedergegebenen Bild und einer 3D-Darstellung;
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3A–D zeigen beispielhafte grafische Darstellungen einer Animation einer 3D-MPR-Darstellung; und
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4 ist ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines medizinischen Bildgebungssystems zum Übertragen von räumlichen Beziehungen in der MPR-Bildgebung.
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Eine 3D-MPR ist zweckmäßig zum Übertragen der räumlichen Beziehungen zwischen den MPRs oder Ebenen der MPR. Die 3D-MPR kann in einer Orientierung eines Formats in Grafikgröße entlang der MPR und als von einem Volumen wiedergegebene Bilder angezeigt werden. Die räumlichen Beziehungen werden ferner durch Animieren der 3D-MPR übertragen, um zu zeigen, wie eine MPR-Zielorientierung und/oder -position mit einer Anfangsorientierung und/oder -position (z. B. einer Referenz- oder aktuellen Orientierung/Position) in Beziehung steht. Das Animieren der 3D-MPR verhilft dem Benutzer zu einem besseren Verständnis der MPR-Orientierungen. Zum Beispiel können 3D-Transösophageal-(TEE-)Benutzer davon profitieren, dass sie den Übergang von einer standardmäßigen TEE-MPR-Ansicht zu einer anderen sehen (z. B. mitt-ösophageal-Vier-Kammer bis mitt-ösophageal-Zwei-Kammer).
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1 zeigt ein Verfahren zum Übertragen von räumlichen Beziehungen in der multiplanaren Rekonstruktion. Das Verfahren wird von einem Bildgebungssystem zur medizinischen Diagnostik, einer Prüfstation, einer Arbeitsstation, einem Computer, einer PACS-Station, einem Server, Kombinationen daraus oder einer anderen Vorrichtung zur Bildverarbeitung von medizinischem Ultraschall oder anderen Typen von Volumendaten implementiert. Zum Beispiel implementieren das System 10 oder ein computerlesbares Medium 14 und ein Prozessor 12, die in 4 gezeigt sind, das Verfahren, es können jedoch auch andere Systeme verwendet werden. Das Verfahren wird in der gezeigten Reihenfolge oder in einer anderen Reihenfolge implementiert. Weitere, andere oder weniger Vorgänge können durchgeführt werden. Zum Beispiel ist Vorgang 26 optional. Als ein weiteres Beispiel wird ein Abtasten durchgeführt, um die für die Anzeige in Vorgang 24 verwendeten Daten zu erfassen.
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Die Vorgänge 24–28 werden in Echtzeit durchgeführt, wie z. B. während des Abtastens. Der Benutzer kann sich Bilder während des Abtastens ansehen. Die Bilder können mit dem vorangegangenen Durchführen der Vorgänge 24–28 in der gleichen Bildgebungssitzung, jedoch mit anderen Volumendaten in Zusammenhang stehen. Zum Beispiel wird Vorgang 24 für eine anfängliche Abtastung durchgeführt. Die Vorgänge 26 und 28 werden für nachfolgende Abtastungen während der gleichen Bildgebungssitzung durchgeführt. Bei der Echtzeit-Bildgebung können die für ein vorgegebenes Bild verwendeten Volumendaten durch vor kürzerer Zeit erfasste Daten ersetzt werden. Zum Beispiel wird eine anfängliche Volumenwiedergabe mit einem Satz von Daten durchgeführt. Die endgültige Wiedergabe wird mit einem anderen Satz von Daten durchgeführt, die das gleiche oder ein im Wesentlichen gleiches (z. B. aufgrund einer Bewegung des Wandlers oder Patienten) Volumen darstellen. Die Animation kann für MPR-Bilder auf der Basis von einem oder mehreren Sätzen von Daten erfolgen. Bei alternativen Ausführungsformen wird ein gleicher Datensatz für sämtliche der Vorgänge 24–28 entweder in Echtzeit beim Abtasten oder bei einer nach der Abtastung erfolgenden Prüfung verwendet.
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Zum Abtasten wird ein Ultraschallwandler benachbart zu, an oder in einem Patienten positioniert. Ein Volumen-Abtastwandler wird positioniert, wie z. B. ein mechanischer Wobbler, ein TEE-Array oder ein multidimensionales Array. Bei Positionierung benachbart zu oder an einem Patienten wird der Wandler direkt auf der Haut positioniert oder akustisch mit der Haut des Patienten gekoppelt. Bei Positionierung im Patienten wird zum Abtasten innerhalb des Patienten ein intraoperativer, in einer Kavität befindlicher Herzkatheter transösophageal oder ein anderer Wandler, der innerhalb des Patienten positionierbar ist, verwendet.
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Der Benutzer kann den Wandler manuell positionieren, z. B. eine Handsonde verwenden oder Steuerdrähte manipulieren. Alternativ positioniert ein robotergesteuerter oder mechanischer Mechanismus den Wandler. Die Volumenregion des Patienten wird abgetastet, wie z. B. Abtasten eines gesamten Herzes oder eines Teils des Herzens von dem Ösophagus aus oder durch ein anderes Schallfenster. Anderer Organe oder Teile eines Patienten können abgetastet werden. Ein oder mehrere Objekte, wie z. B. das Herz, ein Organ, ein Gefäß, eine Flüssigkeitskammer, Gerinnsel, Läsion, Muskel und/oder Gewebe liegen innerhalb der Region. Der Wobbler oder das multidimensionale Array erzeugt eine Schallenergie und empfängt Antwortechos. Bei alternativen Ausführungsformen wird ein eindimensionales Array zum Abtasten eines Volumens manuell bewegt.
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Ein oder mehrere Sätze von Daten werden erhalten. Die Ultraschalldaten entsprechen einem angezeigten Bild (z. B. detektierte und einer Abtastumwandlung unterzogene Ultraschalldaten), strahlgeformten Daten, detektierten Daten und/oder einer Abtastumwandlung unterzogenen Daten. Die Ultraschalldaten stellen eine Region des Patienten dar. Daten für mehrere planare Schnitte können die Volumenregion darstellen. Alternativ wird eine Volumenabtastung angewendet. Die Region weist Gewebe, Flüssigkeit oder andere Strukturen auf. Unterschiedliche Strukturen oder Typen von Strukturen sprechen unterschiedlich auf den Ultraschall an. Zum Beispiel bewegt sich Herzmuskelgewebe, jedoch langsam im Vergleich zu Flüssigkeit. Das zeitliche Ansprechen kann zu unterschiedlichen Geschwindigkeits- oder Strömungsdaten (z. B. Farbe oder Doppler-Geschwindigkeit oder Energie) führen. Die Form einer Struktur oder der räumliche Aspekt können in den B-Modus-Daten wiedergegeben sein. Die Ultraschalldaten sind Daten in jedem geeigneten Volumen-Bildgebungsmodus. Die Daten stellen die Region dar, für die eine MPR-Bildgebung durchgeführt wird.
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Bei Vorgang 24 wird eine anfängliche dreidimensionale MPR-Darstellung 36 (siehe 2) angezeigt. Anfänglich bedeutet eine erste Darstellung relativ zu nachfolgenden Darstellungen. Die anfängliche Darstellung kann die ursprüngliche Darstellung, die während einer vorgegebenen Bildgebungssitzung oder für ein vorgegebenes Volumen anzeigt wird, sein oder nicht sein. Die dreidimensionale anfängliche Darstellung ist die einer ersten relativen Positionierung einer oder mehrerer Ebenen der multiplanaren Rekonstruktion (MPR). Die dreidimensionale MPR-Darstellung 36 zeigt eine relative Positionierung von Ebenen oder planaren Segmenten, die für eine MPR verwendet werden. Wenn eine oder mehrere Ebenen bei der MPR verwendet werden, kann die relative Position der Ebenen der MPR in einer einzelnen oder kombinierten Darstellung gezeigt werden.
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Die relative Position der Ebenen zueinander und/oder zur Anatomie wird in drei Dimensionen dargestellt. Die dreidimensionale MPR-Darstellung 36 ist dreidimensional, da zwei nicht-parallele Ebenen dargestellt sind. Statt Schnittlinien zu zeigen, zeigt eine vorgegebene Darstellung die relative Position einer oder mehrerer Ebenen aus einer perspektivischen Sicht. Die eine oder mehreren Ebenen sind so gezeigt, als ob sie von einer Person gesehen werden, statt dass eine Liniengrafik gezeigt wird. Die Orientierung und Umsetzung der unterschiedlichen Ebenen zueinander sind gezeigt. Aufgrund der dreidimensionalen MPR-Darstellung 36 kann ein Teil einer Ebene eine andere Ebene verdecken oder auch von dieser anderen Ebene verdeckt sein. Bei dem Beispiel in 2 verdeckt jede Ebene zumindest einen Teil der anderen Ebenen, die in der perspektivischen Ansicht angegeben ist. Dem Benutzer wird eine Darstellung der Ebenen der MPR so gezeigt, als ob diese in dem Volumen betrachtet werden.
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Das Maß in dem oder ob ein Verdecken auftritt, kann von dem Betrachtungswinkel und/oder der relativen Orientierung der Ebenen der MPR abhängig sein. Wenn eine Ebene orthogonal betrachtet wird und die Ebenen orthogonal zueinander verlaufen, dann kann die dreidimensionale Darstellung als eine Ebene mit zwei Linien erscheinen, die ein Plus bilden. Bei nicht-orthogonaler Betrachtung und/oder wenn die Ebenen nicht orthogonal zueinander verlaufen, dann können Abschnitte unterschiedlicher Ebenen verdeckt sein.
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Die relative Position der Ebenen bestimmt ferner, welcher Bereich verdeckt wird. Bei dem Beispiel in 2 sind die Ebenen relativ zueinander zentriert. Bei anderen Ausführungsformen sind eine oder mehrere Ebenen relativ zueinander verschoben oder umgesetzt, möglicherweise entlang den x-, y- und/oder z-Achsen.
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Die dreidimensionale MPR-Darstellung 36 wird durch Verzerren von MPR-Bildern oder Bildkonturen zum Berücksichtigen unterschiedlicher räumlicher Beziehungen in einer Betrachtungsrichtung ausgebildet. Bei alternativen Ausführungsformen sind die Volumendaten maskiert oder werden die MPR-Bilder als ein Volumen behandelt und wird die dreidimensionale MPR-Darstellung 36 vom MPR-Bild-Volumen wiedergegeben. Andere Verfahrensweisen können angewendet werden.
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Die Betrachtungsrichtung der dreidimensionalen MPR-Darstellung 36 ist die gleiche wie eine Volumenwiedergabe-Betrachtungsrichtung. Alternativ werden andere Betrachtungsrichtungen verwendet, wie z. B. eine vorbestimmte oder vom Benutzer gewählte Betrachtungsrichtung. Bei noch weiteren Ausführungsformen basiert die Betrachtungsrichtung auf der relativen Position des Wandlers zum Volumen oder basiert auf der Anatomie des Patienten.
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Bei einer Ausführungsform ist die dreidimensionale MPR-Darstellung 36 aus Drahtgittern oder Grafiken, die die planaren Segmente oder Ebenen darstellen, gebildet. Die Drahtgitter besitzen jede geeignete Form, wie z. B. ein Quadrat oder Rechteck. Die Drahtgitter können einen Anzeigeschirm oder eine Fenstergrenze darstellen. Bei anderen Ausführungsformen stellen die Drahtgitter eine Bildgrenze dar, wie z. B. sektor- oder Vektor®-geformte Drahtgitter.
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Bei einer weiteren Ausführungsform ist die dreidimensionale MPR-Darstellung 36 aus den MPR-Bildern 32 ohne zusätzliche Grafiken oder Drahtgitter gebildet. Die Bilder können eingefärbt oder anderweitig verändert sein, so dass ein MPR-Bild von einem anderen unterscheidbar ist, wenn diese als Teil der dreidimensionalen MPR-Darstellung 36 gezeigt sind. Alternativ werden die Bilder ohne eine andere Veränderung als bezüglich der Orientierung und Anordnung relativ zueinander verwendet. Die Unterschiede im Bildkontext zeigen die Grenze zwischen den MPR-Bildern, die überlappend angezeigt sind. Bei noch weiteren Ausführungsformen wird eine Kombination aus den MPR-Bildern und Drahtgittern verwendet. Die dreidimensionale MPR-Darstellung 32 zeigt die Frames mit den MPR-Bildern, die in den Frames enthalten sind. Andere Verfahrensweisen können angewendet werden, um die MPR-Bilder 36 voneinander zu unterscheiden, die in der dreidimensionalen MPR-Darstellung 36 enthalten sind.
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Die dreidimensionale MPR-Darstellung 36 kann andere Informationen enthalten. Bei dem Beispiel in 2 ist die dreidimensionale MPR-Darstellung 36 mit einer Volumenwiedergabe verschmolzen. Drahtgitter, die die Ebenen darstellen, liegen über einem von einem Volumen wiedergegebenen Bild. Das von einem Volumen wiedergegebene Bild ist mit einer der MPR-Ebenen als einer Clipping-Ebene und der Betrachtungsebene orthogonal zu oder nahezu (z. B. innerhalb von 10 Grad) orthogonal zur Clipping-Ebene gebildet. Folglich scheint die Volumenwiedergabe eine der mehreren MPR-Ebenen darzustellen. Die Betrachtungsrichtung, Clipping-Ebene und/oder Betrachtungsebene für die Volumenwiedergabe können sich von einer vorgegebenen MPR-Ebene unterscheiden oder dieser nicht zugeordnet sein.
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Da die der dreidimensionalen MPR-Darstellung 36 hinzugefügte Volumenwiedergabe mit dem Kommunizieren der räumlichen Beziehung kollidieren kann, kann die verschmolzene Volumenwiedergabe mit der Zeit, wie z. B. über eine oder mehrere Sekunden, schwächer werden. Alternativ bleibt die Volumenwiedergabe ein Teil der dreidimensionalen MPR-Darstellung 36.
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Als ein weiteres Beispiel werden Kennzeichnungen der dreidimensionalen MPR-Darstellung 36 hinzugefügt. Eine oder mehrere, wie z. B. sämtliche, Ebenen können identifiziert werden. Es kann jede geeignete Kennzeichnung verwendet werden, wie z. B. numerische oder textliche Kennzeichnungen. Bei einer Ausführungsform entsprechen die Kennzeichnungen Betrachtungsnamen, wie z. B. A2C, A4C und LAX. Bei einer weiteren Ausführungsform sind die Kennzeichnungen Farben, wie z. B. rot für ein Frame, blau für ein weiteres und grün für ein drittes. Alternativ werden keine zusätzlichen Informationen hinzugefügt.
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Die dreidimensionale MPR-Darstellung 36 wird allein angezeigt. Zum Beispiel weist ein Großteil oder mehr des Anzeigeschirms die dreidimensionale MPR-Darstellung 36 auf. In Anbetracht dieser Bemessung können die Frames der dreidimensionalen Darstellung 36 auch die MPR-Bilder 32 enthalten. Die MPR-Bilder 32 sind als normal bemessene Bilder gezeigt, werden jedoch in der dreidimensionalen MPR-Darstellung 36 zusammen angezeigt. Separate MPR-Bilder 32 und/oder die Volumenwiedergabe 34 werden nicht gleichzeitig gezeigt.
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Bei einer weiteren Ausführungsform ist die dreidimensionale MPR-Darstellung 36 als ein Symbol, Format in Grafikgröße oder eine andere Größe, die kleiner ist als andere gleichzeitig gezeigte Bilder, bemessen. 2 zeigt ein Beispiel, bei dem planare Bilder 32 der MPR, die aus einem Volumen, einer Volumenwiedergabe 34 des Volumens und der dreidimensionalen MPR-Darstellung 36 extrahiert sind, gleichzeitig gezeigt sind.
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Die MPR dient für ein, zwei, drei oder mehr Ebenen. 2 zeigt drei MPR-Bilder 32. Die MPR-Bilder 32 sind planare Bilder für konzeptionelle Ebenen durch das Volumen. Die Ebenen verlaufen durch das abgetastete Volumen. Daten entlang oder benachbart zu jeder Ebene werden verwendet, um ein MPR-Bild 32 zu erzeugen. Bei dem Beispiel in 2 sind die drei MPR-Bilder 32 für drei orthogonal zueinander verlaufende Ebenen vorgesehen, wobei sich alle drei Ebenen in der Mitte jedes Ebenenschnitts schneiden. Jedes MPR-Bild 32 weist eine horizontale und eine vertikale Linie auf, die das Schneiden der anderen Ebenen zeigen. Diese Linien sind hinzugefügte Grafiken statt dreidimensionaler Darstellungen.
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2 zeigt ferner ein von einem Volumen wiedergegebenes Bild 34. Unter Verwendung der Fläche, Projektion oder einer anderen Volumenwiedergabetechnik werden die Daten, die das Volumen darstellen, als ein Bild wiedergegeben. Das Bild weist Informationen aus dem gesamten Volumen oder einem nicht-planaren Abschnitt des Volumens auf. Zum Beispiel wird der Wert eines vorgegebenen Pixels aus den mehreren Voxeln entlang einer Linie, die entlang einer Betrachtungsrichtung durch das Pixel verläuft, bestimmt. Unter Anwendung eines Vergleichs wird ein Wert einer Fläche (z. B. der höchste oder erste oberhalb eines Schwellwerts) ausgewählt. Bei einer weiteren Verfahrensweise werden durch Alpha-Blending oder eine andere Projektions-Verfahrensweise Daten entlang der Linie kombiniert. Bei alternativen Ausführungsformen wird kein von einem Volumen wiedergegebenes Bild 34 erzeugt.
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Bei einer Ausführungsform dient die dreidimensionale Darstellung des Volumens (z. B. des von einem Volumen wiedergegebenen Bilds 34) für eine standardmäßige diagnostische Ansicht. Eine Wiedergabe- oder Clipping-Ebene verläuft parallel oder im Wesentlichen parallel (berücksichtigt z. B. im Wesentlichen einen Versatz zum Betrachten einer Klappe oder einer anderen internen Struktur) zu einer standardmäßigen zweidimensionalen Ansicht. Zum Beispiel entspricht die Clip-Ebene einer A4C-Ansicht, einer A2C-Ansicht, einer LAX- oder einer anderen standardmäßigen Ansicht, und die Betrachtungsrichtung entspricht einer Orthogonalen zur Clip-Ebene mit oder ohne Versatz. Die angezeigte Darstellung kann gekennzeichnet (z. B. A4C) und/oder annotiert (z. B. hervorgehobene Klappe) sein. Auf im Wesentlichen gleiche Weise können die MPR-Bilder 32 für standardmäßige Ansichten vorgesehen sein.
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Die für die MPR-Bilder 32 und das von einem Volumen wiedergegebene Bild 34 verwendeten Daten stammen aus einem vorgegebenen Satz. Die Daten stellen den Patienten zu einem vorgegebenen Zeitpunkt dar. Für Bilder für andere Zeitpunkte werden andere Sätze von Daten verwendet, wie z. B. für eine Echtzeit-Bildgebung. Bei anderen Ausführungsformen wird ein statischer oder einzelner Satz von Daten für Bilder verwendet, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten angezeigt werden. Die Darstellung wird durch das Vorhandensein von statischen MPR-Ebenen und/oder statischen Daten statisch. Bei entweder unterschiedlichen Daten über die Zeit oder unterschiedlichen MPR-Ebenen über die Zeit können die Bilder über die Zeit variieren. Die dreidimensionale MPR-Darstellung 36 kann bei Veränderungen in den Bildern variieren oder nur aufgrund von Veränderungen bei der relativen Position der Ebenen variieren.
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Die relative Position der Ebenen wird auf jede geeignete Weise festgelegt. Jede geeignete MPR-Verfahrensweise kann angewendet werden. Zum Beispiel stellt der Benutzer die Position und/oder Orientierung einer oder mehrerer Ebenen ein. Der Benutzer kann versuchen, eine standardmäßige, bevorzugte oder diagnostische Ansicht für eine, mehrere oder sämtliche der Ebenen zu lokalisieren. Von den unterschiedlichen Ebenen werden unterschiedliche Ansichten geliefert. Unter Anwendung von Anklicken oder Ziehen oder einer anderen Benutzereingabe wird eine Ebene in eine gewünschte Position umgesetzt und/oder gedreht. Die dreidimensionale MPR-Darstellung 36 gibt diese Veränderungen wieder oder wird nicht aktiviert, bis der Benutzer anzeigt, dass die gewünschten planaren Positionen erreicht sind.
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Bei einer weiteren Verfahrensweise wird ein Prozessor oder eine automatische Detektion der planaren Positionen angewendet. Zum Beispiel werden anatomische Merkmale detektiert. Als ein weiteres Beispiel lokalisiert ein maschinenlernender Klassifizierer die Ebenenpositionen aus den den Patienten darstellenden Daten. Die Ebenen werden relativ zur Anatomie positioniert.
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Bei noch einer weiteren Verfahrensweise werden die planaren Positionen relativ zum Wandler festgelegt. Zum Beispiel definieren die Azimut-, Höhen- und Reichweiten-(Tiefen-)Dimensionen des Wandlers drei orthogonale Ebenen. Andere Orientierungen relativ zum Wandler können angewendet werden, wie z. B. eine, bei der wahrscheinlich standardmäßige Herzbilder geliefert werden unter der Voraussetzung, dass ein ausgewähltes oder zugeordnetes Schallfenster zum Abtasten des Volumens verwendet wird.
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Die relative Position der Ebenen kann für die vom Benutzer erstellte Positionierung, Standard-Positionierung, Vorgabe-Positionierung und/oder Referenz-Positionierung verwendet werden. Zum Beispiel kann eine Referenzposition relativ zum Wandler vorgesehen sein, die wahrscheinlich vom Benutzer erkannt wird, oder willkürlich gewählt sein. Eine Standard-Positionierung entspricht dem Liefern von standardmäßigen Ansichten, wie z. B. A2C-, A4C- und LAX-Ansichten. Eine Vorgabe-Positionierung ist eine anfängliche, vorbestimmte oder eingestellte Position, die eine Referenz- oder Standardposition sein kann oder nicht sein kann. Die Vorgabe kann eine von einem Benutzer ausgewählte bevorzugte Positionierung sein.
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Bei Vorgang 26 wird ein Auslöser für den Übergang von der einen relativen Positionierung zu einer anderen relativen Positionierung empfangen. In Reaktion auf eine Prozessor- oder Benutzereingabe wird ein Signal erzeugt und empfangen. Das Signal zeigt die Auswahl der relativen Positionierung an. Das Signal kann die Auswahl einer nächsten Anordnung der Ebenen der MPR anzeigen. Eine einzelne Eingabe, wie z. B. Betätigen einer einzelnen Taste oder Klicken auf ein Symbol, kann den Übergang auslösen. Bei anderen Ausführungsformen können mehrere Eingaben verwendet werden. Der Auslöser kann frei von Benutzereingaben empfangen werden, wie z. B. einer Zeitspanne, die seit einem von einem Benutzer eingestellten oder von einem Prozessor bestimmten Ereignis vergangen ist.
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Bei einer Ausführungsform ist der Auslöser eine vom Benutzer getroffene Auswahl einer Vorgabe-, Standard-, Referenz- oder einer anderen räumlichen Anordnung. Der Übergang erfolgt von einer aktuellen Anordnung zu einer anderen auswählbaren Anordnung (z. B. Standard- oder Vorgabeanordnung). Statt dass der Benutzer eine dreidimensionale Betrachtungsrichtung oder eine Clipping-Ebenen-Interaktion mit einer oder mehreren der Ebenen verwendet, zeigt der Benutzer die unterschiedliche Anordnung auf eine nicht-räumliche Weise an. Die Auswahl kann mittels eines Symbols, einer Menüauswahl oder einer anderen Benutzereingabe erfolgen. Zum Beispiel wählt der Benutzer eine von verschiedenen Optionen aus einem Drop-down-Menü aus. Die Optionen können eine oder mehrere Standard-Ansichtsanordnungen, eine oder mehrere Vorgabeanordnungen, eine oder mehrere Referenzanordnungen und/oder eine oder mehrere vom Benutzer erstellte Anordnungen umfassen. Die aktuell angezeigte Anordnung unterscheidet sich von einer dieser aus der Liste ausgewählten Anordnungen. Unter Verwendung der Liste wird die Anordnung ausgewählt, ohne dass der Benutzer die Orte der Ebenen von der aktuellen Anordnung bis zur ausgewählten Anordnung manipuliert.
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Bei einem weiteren Beispiel manipuliert der Benutzer eine oder mehrere der Ebenen und speichert die Anordnung als eine Vorgabe- oder Referenzanordnung. Der Benutzer manipuliert ferner eine oder mehrere Ebenen zu einer anderen Anordnung. Der Auslöser kann zum Übergang zurück zur vorhergehenden Anordnung oder zum Übergang zwischen vom Benutzer identifizierten Anordnungen dienen.
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Der Auslöser dient zum Übergang zwischen unterschiedlichen relativen Positionen einer oder mehrerer Ebenen der MPR. Eine oder mehrere Ebenen werden bewegt (z. B. umgesetzt und/oder gedreht). Folglich verändert sich die relative Position der Ebenen zueinander. Eine oder mehrere Ebenen der MPR liefern eine räumliche Referenz für die eine oder mehreren anderen Ebenen. Die Referenz stellt die Anatomie des Patienten dar, um einen räumlichen Kontext für den Benutzer zu liefern. Andere Referenzen, wie z. B. eine 3D-Wiedergabe, können verwendet werden. Die Referenz kann ein Raum sein, wie z. B. das Zeigen der Ebene auf einem gleichförmigen Hintergrund. Folglich verändert sich die relative Position einer oder mehrerer der Ebenen zur Patientenanatomie. Der Übergang führt zu einer Neuorientierung und/oder Neupositionierung, wie z. B. einer Rücksetzung der Orientierung, Auf-/Ab-Rechts-Flips oder einer anderen relativen Verschiebung.
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Da der Übergang von einer aktuellen Anordnung zu einer vorbestimmten Anordnung sein muss, würde ein Sprung auftreten, wenn lediglich zwischen den zwei Anordnungen umgeschaltet würde. Die dreidimensionale MPR-Darstellung 36 würde sich scheinbar augenblicklich vom Zeigen der Ebenen in einer relativen Positionierung zu einer anderen verändern, und zwar unabhängig vom Maß an Veränderung. Dies kann für den Benutzer verwirrend sein.
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Für eine bessere Darstellung einer räumlichen Beziehung zwischen Anordnungen, die es dem Benutzer ermöglicht, die räumliche Beziehung zwischen Ebenen weiterhin zu verstehen, wird der Übergang in Vorgang 28 animiert. In Reaktion auf den Auslöser wird der Übergang in der angezeigten dreidimensionalen MPR-Darstellung 36 animiert. Die Animation zeigt die Bewegung einer oder mehrerer der Ebenen, die in der dreidimensionalen MPR-Darstellung 36 dargestellt sind, relativ zu den anderen Ebenen. Die Ebenen werden relativ zueinander gedreht und/oder umgesetzt. Die dreidimensionale MPR-Darstellung 36, die über die Zeit angezeigt wird, zeigt die Orientierung und Position der Ebenen der MPR, wobei sich die Ebenen drehen, umgesetzt werden oder sich drehen und umgesetzt werden. Die Sequenz der dreidimensionalen MPR-Darstellung 36 stellt eine Vielzahl von Schritten dar, die sich mit einer Vielzahl von intermediären relativen Positionen allmählich oder in anderer Weise von der aktuellen Anordnung zur endgültigen Anordnung verändern.
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Statt des Springens von einer Anordnung zur nächsten (z. B. von der anfänglichen zur endgültigen) wird mindestens eine intermediäre dreidimensionale MPR-Darstellung 36 erzeugt. Die intermediären dreidimensionalen MPR-Darstellungen 36 animieren den Übergang von der aktuellen dreidimensionalen MPR-Darstellung 36 zu einer anderen dreidimensionalen MPR-Darstellung 36. Das dreidimensionale Bild, das die MPR zeigt, scheint einen allmählichen Übergang durchzuführen.
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Bei einer Ausführungsform umfasst die Animation oder der allmähliche Übergang eine Vielzahl von intermediären dreidimensionalen MPR-Darstellungen 36. Jede der intermediären dreidimensionalen MPR-Darstellungen 36 und die anfänglichen und endgültigen dreidimensionalen MPR-Darstellungen 36 entsprechen unterschiedlichen relativen Positionen der Ebenen relativ zueinander oder einer Ebene relativ zur Anatomie. Die Ansicht der Ebenen wird zwischen der aktuellen Anordnung und der ausgewählten Anordnung gedreht und/oder umgesetzt. Die anfänglichen, intermediären und endgültigen dreidimensionalen MPR-Darstellungen 36 werden erzeugt und als eine Sequenz angezeigt. Die Sequenz stellt Schritte in den unterschiedlichen Anordnungen dar, die sich allmählich von der anfänglichen Anordnung zur endgültigen Anordnung verändern.
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Jede geeignete Schrittgröße, Anzeigeperiode jeder Darstellung oder Zeit zwischen dreidimensionalen MPR-Darstellungen 36 kann verwendet werden. Bei einer Ausführungsform wird jede der intermediären dreidimensionalen MPR-Darstellungen 36 für eine kurze Zeit angezeigt, so dass sich z. B. eine oder mehrere der Ebenen während des Übergangs kontinuierlich zu drehen und/oder zu gleiten scheinen. Zum Beispiel werden jede Sekunde fünf oder mehr dreidimensionale MPR-Darstellungen 36 mit leicht unterschiedlichen Anordnungen angezeigt. Aufgrund von relativ kleinen Schrittgrößen bei der relativen Drehung und/oder Umsetzung, wie z. B. Umsetzung nur eines oder weniger Pixel und/oder Drehen um nur einige Grade oder weniger, scheint sich die dreidimensionale MPR-Darstellung 36 übergangslos zu verändern.
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Bei einer alternativen Ausführungsform verwendet die Animation beim Übergang variierende Geschwindigkeiten oder Schrittgrößen zwischen Anordnungen. Zum Beispiel pausiert der Übergang bei jeder dreidimensionalen MPR-Darstellung 36 für eine Weile (z. B. 1–10 Sekunden) und geht dann zur nächsten weiter. Als ein weiteres Beispiel erfolgt der Übergang zu Beginn und/oder in der Mitte einer Animation schneller als am Ende.
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Bei weiteren Ausführungsformen erfolgt eine ruckartige oder nicht-übergangslose Bewegung. Zum Beispiel wird anfänglich eine dreidimensionale MPR-Darstellung 36 angezeigt. Sobald der Benutzer eine andere Anordnung auswählt, springt die dreidimensionale MPR-Darstellung ohne Animation (z. B. ohne intermediäre Darstellungen) zu einer Referenzanordnung. Der Übergang von der Referenzanordnung zur ausgewählten Anordnung ist dann animiert.
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Wenn sich die Position von mehr als einer Ebene zwischen den Anordnungen verändert, werden mehrere Ebenen gleichzeitig gedreht und/oder umgesetzt. Die Schrittgröße kann sich an das Maß an Veränderung anpassen, so dass sich eine Ebene schneller zu bewegen scheint als die andere, so dass beide den Übergang gleichzeitig beenden. Alternativ kann eine Ebene weiterhin die Position verändern, nachdem eine andere die Veränderung beendet hat. Bei weiteren Ausführungsformen werden die Ebenenübergänge nacheinander animiert, wie z. B. Drehen und Umsetzen einer ersten Ebene und dann einer zweiten Ebene und dann einer dritten Ebene. Das Drehen und Umsetzen einer vorgegebenen Ebene kann gleichzeitig oder sequentiell erfolgen.
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Die Animation erfolgt von einer Anfangsanordnung zu einer weiteren Anordnung. Die aktuellen Positionen gehen zu Voreinstell-, Standard-, Vorgabe-, Referenz- oder anderen Positionen über. Die einzelne dreidimensionale MPR-Darstellung 36 ist animiert und dreht sich aus einer Anfangsorientierung und -position in die Zielorientierungen und -positionen und/oder wird in diese umgesetzt. Die Animation kann durch eine Sequenz von Zielorientierungen erfolgen, wie z. B. Animation des Übergangs von einer aktuellen Anordnung zu einer Referenzanordnung und dann zu einer ausgewählten (z. B. vorbestimmten) Anordnung.
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3A–D stellen Musterbeispiele aus einer animierten Sequenz einer dreidimensionalen MPR-Darstellung 36 dar. 3A stellt eine Anfangs- oder aktuelle Anordnung der MPR dar. Die dreidimensionale MPR-Darstellung 36 weist drei Ebenen in nicht-orthogonalen Winkeln relativ zueinander, jedoch mit einem gemeinsamen Mittelpunkt dar. Die Mittelpunkte können voneinander versetzt sein. Jeder geeignete Winkel kann vorgesehen sein. Diese MPR-Anordnung kann eine Standard-, Vorgabe-, Referenz-, von einem Benutzer erstellte oder andere Anordnung sein. Der Benutzer wählt eine Referenz- oder andere Anordnung aus. Zum Beispiel wählt der Benutzer die orthogonale Anordnung aus, die in der dreidimensionalen MPR-Darstellung 36 in 3D als Vorgabe gezeigt ist. Bei einer Ausführungsform sind die in 3A gezeigten Ebenen animiert, damit sie direkt zur Anordnung in 3D übergehen. Die Anordnung in 3B wird nicht verwendet. Stattdessen bewegen sich die Ebenen um das geringstmögliche Maß oder direkt, um den Übergang zu animieren. 3C zeigt eine intermediäre dreidimensionale MPR-Darstellung beim Übergang von der Anordnung in 3A zur Anordnung in 3D.
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Bei weiteren Ausführungsformen werden die Ebenen animiert, um zu einer Referenz- oder anderen Anordnung als einer intermediären überzugehen. Zum Beispiel wird eine vorbestimmte Referenzanordnung unabhängig von der aktuellen oder endgültigen Anordnung verwendet. 3B zeigt ein Beispiel einer intermediären Anordnung als eine Referenzanordnung. Bei der Referenzanordnung verlaufen sämtliche der Ebenen parallel zueinander, so dass sie in einem Stapel mit oder ohne Raum zwischen den Ebenen erscheinen. Bei der Animation gehen die Ebenen von der Anordnung in 3A zum Stapel in 3B über, so dass sich die Ebenen so zu drehen scheinen, dass sie parallel sind. Es wird jede geeignete Anzahl von intermediären Anordnungen gezeigt. Der animierte Übergang von dieser Referenzanordnung geht dann zur Anordnung in 3D weiter, wobei eine oder mehrere intermediäre Anordnungen gezeigt sind (z. B. 3C). Es kann jede geeignete Anzahl von intermediären dreidimensionalen MPR-Darstellungen 36 verwendet werden. Im Vergleich zu den parallelen Ebenenpositionen des Stapels zeigt die endgültige dreidimensionale MPR-Darstellung Ebenen mit einer nicht-parallelen Positionierung, wie z. B. Ebenen mit Winkeln zwischen 45 und 135 Grad zueinander.
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Wenn die MPR-Bilder 32 und/oder die Volumenwiedergabe 34 als Teil der dreidimensionalen MPR-Darstellung 36 enthalten sind, verändern sich die MPR-Bilder 32 und/oder die Volumenwiedergabe 34 mit der Animation oder verändern sich nicht mit dieser. Zum Beispiel zeigen 3A–D die Volumenwiedergabe 36, die mit der dreidimensionalen MPR-Darstellung 36 verschmolzen ist. In 3A wird die Volumenwiedergabe 34 in einer Betrachtungsrichtung orthogonal zu einer der Ebenen wiedergegeben. Entsprechend wird die verschmolzene Volumenwiedergabe 34 verzerrt, eingestellt oder wiedergegeben, um den Winkel der Ebene zum Anzeigeschirm oder Betrachter innerhalb der dreidimensionalen MPR-Darstellung zu berücksichtigen. In 3B, C und D ist die Ebene als orthogonal zum Betrachter (parallel zum Anzeigeschirm) gezeigt, so dass sie sich nicht bewegt, und die Betrachtungsrichtung der Wiedergabe ist mit der Betrachtungsrichtung des Betrachters ausgerichtet. Beim Übergang von 3B zu 3D ist die Volumenwiedergabe 34 die gleiche. Beim Übergang von 3A zu 3B ist die Volumenwiedergabe die gleiche, und zwar anders als bei der Einstellung, um das Drehen der Ebene zu berücksichtigen, oder die Volumenwiedergabe wird jedes Mal dann durchgeführt, wenn sich der Betrachtungswinkel der Volumenwiedergabe mit der Veränderung der Ebenenorientierung verändert.
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Wenn die MPR-Bilder 32 und/oder die Volumenwiedergabe 34 auf demselben Anzeigeschirm als separate Bilder angezeigt werden, dann verändern sich die dreidimensionale MPR-Darstellung 36 (siehe zum Beispiel 2), die MPR-Bilder 32 und/oder die Volumenwiedergabe 34 mit der Animation oder verändern sich nicht mit dieser. Zum Beispiel hat die Volumenwiedergabe 34 eine Betrachtungsrichtung orthogonal zur Ebene des MPR-Bilds 32, das sich oben auf den MPR-Bildern 32 befindet. Wenn die Ebene relativ zum Volumen gedreht wird, und die entsprechende Animation der dreidimensionalen MPR-Darstellung 36 die Veränderung zeigt, verändert sich die Position der Ebene relativ zum Volumen, das von den Daten dargestellt wird. Die Ebene schneidet unterschiedliche Daten, so dass ein unterschiedliches MPR-Bild 32 angezeigt wird. Alternativ wird das MPR-Bild 32 bei der Animation eingefroren oder springt vor Beendigung der Animation zum endgültigen MPR-Bild 32. Die Betrachtungsrichtung und/oder Clipping-Ebene zum Wiedergeben des vom Volumen wiedergegebenen Bilds 34 kann sich bei der Animation verschieben oder beim Übergang die gleiche bleiben.
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Während der gesamten Animation wird die dreidimensionale MPR-Darstellung 36 angezeigt. Am Ende des Übergangs wird die endgültige dreidimensionale MPR-Darstellung 36 angezeigt. ”Endgültig” wird verwendet, um die ausgewählte MPR-Anordnung anzuzeigen, zu der die Animation bei einer vorgegebenen Auswahl oder einem vorgegebenen Auslöser übergeht. Unterschiedliche dreidimensionale MPR-Darstellungen 36 für unterschiedliche Anordnungen können später behandelt werden. Die endgültige dreidimensionale MPR-Darstellung 36 stammt aus der ausgewählten Anordnung der MPR. Die endgültige dreidimensionale MPR-Darstellung 36 wird nach dem Übergang angezeigt, z. B. als letzter Schritt bei der Animation.
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Die Länge des Bestehenbleibens der endgültigen dreidimensionalen MPR-Darstellung 36 ist die gleiche wie oder eine andere als bei den intermediären. Die endgültige dreidimensionale MPR-Darstellung 36 wird statisch angezeigt. Die dreidimensionale MPR-Darstellung 36 wird bei der ausgewählten Ansicht aufrechterhalten, bis ein Anzeiger von einer anderen Anordnung empfangen wird, wie z. B. der Einstellung eines Ebenenorts durch den Benutzer. Bei alternativen Ausführungsformen ist die endgültige dreidimensionale Darstellung nicht-statisch, z. B. befindet sie sich in einer Animationsschleife, so dass die endgültige dreidimensionale MPR-Darstellung 36 über eine im Wesentlichen gleiche Zeitspanne angezeigt wird wie intermediäre Ansichten innerhalb der Animation. Der Übergang kann Teil einer Schleife sein, so dass die dreidimensionale MPR-Darstellung 36 im Übergang bleibt.
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4 zeigt ein Bildgebungssystem 10 für die medizinische Diagnostik zum Übertragen räumlicher Beziehungen bei der multiplanaren Rekonstruktion. Das System 10 ist ein Ultraschall-Bildgebungssystem für die medizinische Diagnostik, kann jedoch auch ein Computer, eine Arbeitsstation, eine Datenbank, ein Server oder ein anderes Bildgebungssystem sein. Andere Bildgebungssysteme für die medizinische Diagnostik können verwendet werden, wie z. B. ein Computertomografie- oder Magnetresonanzsystem.
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Das System 10 weist einen Prozessor 12, einen Speicher 14, eine Anzeige 16, einen Wandler 18, einen Zeitgeber 20 und eine Benutzereingabevorrichtung 22 auf. Weitere, anderer oder weniger Komponenten können vorgesehen sein. Zum Beispiel weist das System 10 einen Sendestrahlformer, Empfangsstrahlformer, B-Modus-Detektor, Doppler-Detektor, Frequenzgangdetektor, Kontrastmitteldetektor, Abtastumwandler, ein Filter, Kombinationen daraus oder andere jetzt bekannte oder später entwickelte Ultraschallsystemkomponenten für die medizinische Diagnostik auf. Als ein weiteres Beispiel weist das System 10 keinen Wandler 18 auf. Der Zeitgeber 20 ist separat gezeigt, kann jedoch auch Teil des Prozessors 12 sein.
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Der Wandler 18 ist eine piezoelektrische oder kapazitive Vorrichtung, die zum Umwandeln zwischen Schall- und elektrischer Energie dient. Der Wandler 18 ist ein Array von Elementen, wie z. B. ein multidimensionales oder zweidimensionales Array. Alternativ ist der Wandler 18 ein Wobbler für mechanisches Abtasten in einer Dimension und elektrisches Abtasten in einer anderen Dimension.
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Das System 10 verwendet den Wandler 18 zum Abtasten eines Volumens. Eine elektrische und/oder mechanische Steuerung ermöglicht das Senden und Empfangen entlang unterschiedlichen Abtastlinien in dem Volumen. Jedes geeignete Abtastmuster kann verwendet werden. Bei einer Ausführungsform ist der Sendestrahl breit genug für das Empfangen entlang einer Vielzahl von Abtastlinien, wie z. B. Empfangen einer Gruppe von bis zu 20 oder mehr Empfangslinien für jedes Senden. Bei einer weiteren Ausführungsform ist eine ebene, kollimierte oder divergierende Sendewellenform für das Empfangen entlang einer Vielzahl von, einer großen Anzahl von oder sämtlicher Abtastlinien vorgesehen.
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Ultraschalldaten, die ein Volumen darstellen, werden in Reaktion auf das Abtasten erzeugt. Die Ultraschalldaten werden strahlgeformt, detektiert und/oder einer Abtastumwandlung unterzogen. Die Ultraschalldaten können in jedem geeigneten Format vorhanden sein, wie z. B. als Polar- oder Kartesische Koordinaten, Kartesische Koordinaten mit einer Polarkoordinatenbeabstandung zwischen Ebenen oder in einem anderen Format. Bei weiteren Ausführungsformen werden die Ultraschalldaten durch Übermittlung, wie z. B. aus einem Wechselmedium oder über ein Netzwerk, erfasst. Andere Typen von medizinischen Daten, die ein Volumen darstellen, können ebenfalls erfasst werden.
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Der Speicher 14 ist ein Puffer, ein Cache, ein RAM, ein Wechselmedium, eine Festplatte, ein magnetischer, optischer oder anderer jetzt bekannter oder später entwickelter Speicher. Der Speicher 14 kann eine einzelne Vorrichtung oder eine Gruppe von zwei oder mehr Vorrichtungen sein. Der Speicher 14 ist innerhalb des Systems 10 gezeigt, kann jedoch auch außerhalb oder entfernt von anderen Komponenten des Systems 10 angeordnet sein.
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Der Speicher 14 speichert die Ultraschalldaten. Zum Beispiel speichert der Speicher 14 Flusskomponenten (z. B. Geschwindigkeit, Energie oder beides) und/oder B-Modus-Ultraschalldaten. Die medizinischen Bilddaten sind ein dreidimensionaler Datensatz oder eine Sequenz von solchen Sätzen. Zum Beispiel wird eine Sequenz von Sätzen über einen Abschnitt, einen oder mehrere Herzzyklen des Herzes gespeichert. Eine Vielzahl von Sätzen kann vorgesehen sein, wie z. B. der Bildgebung eines gleichen Patienten, eines Organs oder einer Region aus unterschiedlichen Winkeln oder von unterschiedlichen Orten zugeordnet sein. Die Daten stellen ein Volumen eines Patienten dar, wie z. B. die Darstellung eines Abschnitts oder der Gesamtheit des Herzes.
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Für eine Echtzeit-Bildgebung umgehen die Ultraschalldaten den Speicher 14, werden vorübergehend im Speicher 14 gespeichert oder werden aus dem Speicher 14 geladen. Die Echtzeit-Bildgebung kann eine Verzögerung um einen Bruchteil von Sekunden oder sogar Sekunden zwischen der Erfassung von Daten und der Bildgebung erlauben. Zum Beispiel erfolgt eine Echtzeit-Bildgebung durch Erzeugen der Bilder im Wesentlichen gleichzeitig mit der Erfassung von Daten durch Abtasten. Beim Abtasten zum Erfassen eines nächsten oder nachfolgenden Satzes von Daten werden Bilder für einen vorhergehenden Satz von Daten erzeugt. Die Bildgebung erfolgt während der gleichen Bildgebungssitzung, die zum Erfassen von Daten genutzt wird. Das Maß an Verzögerung zwischen Erfassung und Bildgebung für eine Echtzeitoperation kann variieren, z. B. eine größere Verzögerung beim anfänglichen Lokalisieren von Ebenen einer multiplanaren Rekonstruktion bei geringerer Verzögerung bei der nachfolgenden Bildgebung. Bei alternativen Ausführungsformen werden die Ultraschalldaten von einer vorangegangenen Bildgebungssitzung im Speicher 14 gespeichert und zur Bildgebung ohne gleichzeitige Erfassung genutzt.
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Der Speicher 14 ist zusätzlich oder alternativ ein computerlesbares Speichermedium mit Verarbeitungsanweisungen. Der Speicher 14 speichert Daten, die Anweisungen darstellen, welche vom programmierten Prozessor 12 zum Übertragen von räumlichen Beziehungen bei einer multiplanaren Rekonstruktion ausführbar sind. Die Anweisungen zum Implementieren der hier diskutierten Prozesse, Verfahren und/oder Techniken sind auf computerlesbaren Speichermedien oder Speichern bereitgestellt, wie z. B. einem Cache, Puffer, RAM, Wechselmedium, einer Festplatte oder anderen computerlesbaren Speichermedien. Computerlesbare Speichermedien umfassen verschiedene Typen von flüchtigen und nicht-flüchtigen Speichermedien. Die in den Figuren dargestellten oder hier beschriebenen Funktionen, Vorgänge oder Aufgaben werden in Reaktion auf einen oder mehrere Sätze von Anweisungen ausgeführt, die in oder auf computerlesbaren Speichermedien gespeichert sind. Die Funktionen, Vorgänge oder Aufgaben sind unabhängig vom besonderen Typ des Anweisungssatzes, Speichermediums, Prozessors oder der Verarbeitungsstrategie und können von Software, Hardware, integrierten Schaltungen, Firmware, Mikrocode und dergleichen durchgeführt werden, die allein oder in Kombination arbeiten. Ähnlich können Verarbeitungsstrategien Multiverarbeitung, Multitasking, Parallelverarbeitung und dergleichen umfassen. Bei einer Ausführungsform werden die Anweisungen zum Lesen durch lokale oder entfernte Systeme auf einer Wechselmedienvorrichtung gespeichert. Bei weiteren Ausführungsformen werden die Anweisungen zum Übermitteln durch ein Computernetzwerk oder über Telefonleitungen an einem entfernten Ort gespeichert. Bei noch weiteren Ausführungsformen werden die Anweisungen innerhalb eines vorgegebenen Computers, CPU, GPU oder Systems gespeichert.
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Der Prozessor 12 ist ein Universalprozessor, Digitalsignalprozessor, Dreidimensionaldaten-Prozessor, eine Grafikverarbeitungseinheit, anwendungsspezifische integrierte Schaltung, ein feldprogrammierbares Gate-Array, eine digitale Schaltung, analoge Schaltung, Kombinationen daraus oder eine andere jetzt bekannte oder später entwickelte Vorrichtung zum Verarbeiten von medizinischen Bilddaten. Der Prozessor 12 ist eine einzelne Vorrichtung, eine Vielzahl von Vorrichtungen oder ein Netzwerk. Bei mehr als einer Vorrichtung kann ein paralleles oder sequentielles Aufteilen der Verarbeitung angewendet werden. Unterschiedliche Vorrichtungen, die den Prozessor 12 bilden, können unterschiedliche Funktionen durchführen, wie z. B. ein Abtast-Controller und ein Bildgenerator, die getrennt voneinander arbeiten. Bei einer Ausführungsform ist der Prozessor 12 ein Steuerprozessor oder ein anderer Prozessor eines Bildgebungssystems für die medizinische Diagnostik, wie z. B. ein Prozessor für ein Ultraschall-Bildgebungssystem für die medizinische Diagnostik. Bei einer weiteren Ausführungsform ist der Prozessor 12 ein Prozessor einer Bildgebungs-Prüf-Arbeitsstation oder eines PACS-Systems. Bei noch einer weiteren Ausführungsform ist der Prozessor 12 ein Volumenwiedergabe-Prozessor. Der Prozessor 12 arbeitet gemäß gespeicherten Anweisungen zum Durchführen von verschiedenen hier beschriebenen Vorgängen, wie z. B. das Erhalten von Daten, Erzeugen von dreidimensionalen MPR-Darstellungen (d. h. eines Bilds, das die räumliche Beziehung einer oder mehrerer MPR-Ebenen zeigt), Animieren eines Übergangs zwischen unterschiedlichen MPR-Anordnungen und/oder Steuern der Bildgebung.
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Bei einem Ausführungsbeispiel erzeugt der Prozessor 12 multiplanare Rekonstruktionen und eine Volumenwiedergabe der Volumendaten, wie z. B. des Herzes. Drei oder eine andere Anzahl von MPR-(multiplanare Rekonstruktion)Bilder werden erzeugt. Ein viertes Fenster oder ein Abschnitt der Anzeige wird für eine dreidimensionale Darstellung des Volumens verwendet. Die dreidimensionale Darstellung kann für jede gewünschte Ansicht wiedergegeben werden, wie z. B. eine Ansicht, die der Platzierung einer Clip-Ebene am Ort einer der MPRs entspricht. Die Betrachtungsrichtung für die Volumenwiedergabe verläuft orthogonal zu oder leicht versetzt von der Orthogonalen (z. B. 5–10 Grad) zur Clip-Ebene, die am Ort der MPR in den Volumendaten platziert ist. Die Clip-Ebene wird als eine Clipping-Ebene verwendet, wobei die Darstellung aus den Daten hinter der Clip-Ebene vom Betrachtungspunkt des Benutzers aus gesehen wiedergegeben wird. Die MPR kann ohne die Volumenwiedergabe erfolgen.
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Der Prozessor 12 erzeugt eine dreidimensionale MPR-Darstellung zu Anzeigezwecken. Die dreidimensionale MPR-Darstellung enthält in einem selben Bild oder benachbart zueinander Anzeiger der einen oder mehreren Ebenen der MPR, die zu Referenzzwecken dienen. Die Ebenen sind gleichzeitig gezeigt, um die relative Position der Ebenen zueinander anzuzeigen. Die MPR-Bilder zeigen die Anatomie auf den Ebenen. Die Volumenwiedergabe zeigt eine dreidimensionale Ansicht der Anatomie. Die dreidimensionale MPR-Darstellung zeigt die MPR oder relative planare Positionen mit oder ohne zusätzliches Zeigen von Anatomieinformationen.
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In Reaktion auf einen Auslöser bewirkt der Prozessor 12 ein Verschieben der dreidimensionalen MPR-Darstellung. Eine oder mehrere Ebenen innerhalb der Darstellung scheinen sich zu bewegen. Die Verschiebung in der Ebenenposition wird als eine animierte Drehung und/oder Umsetzung aus einer relativen Anordnung von MPR-Ebenen in eine andere durchgeführt. Eine Sequenz von Übergängen wird gebildet, um die Anordnung allmählich aus einer aktuellen Positionierung in eine andere Positionierung zu verschieben.
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Für die Animation weisen anfängliche, endgültige und eine Sequenz von intermediären Darstellungen jeweils unterschiedliche relative Ebenenpositionen auf. Um die Drehung zu zeigen, werden eine oder mehrere Ebenen um eine oder mehrere Achsen inkrementiert. Jede geeignete Größe eines Drehinkrements und jede geeignete Zeitspanne zwischen aufeinanderfolgenden Schritten bei der Drehung können verwendet werden. Zum Beispiel wird die dargestellte dreidimensionale MPR-Darstellung bei einer Anzeigerate des Monitors, z. B. ~60 Hz, erstellt. In Abhängigkeit von der Rate der Veränderung der animierten MPR kann die dreidimensionale MPR-Darstellung mit einer Rate bis hin zur Anzeigerate verändert werden.
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Der Zeitgeber 20 ist ein Taktgeber, Prozessor, Zähler oder eine andere Schaltung zum Unterscheiden von Zeitsegmenten. Bei einer Ausführungsform ist der Zeitgeber 20 der Prozessor 12. Der Zeitgeber 20 ist programmierbar oder kann unter Verwendung von festen Perioden arbeiten. Der Prozessor 12 verwendet den Zeitgeber 20 zum Bewirken der Animation. In Reaktion auf einen Zählstand, eine absolute Zeit, einen Zeitschwellwert, einen Taktzyklus oder andere Zeitgebungsinformationen des Zeitgebers 20 bewirkt der Prozessor 12 eine Anzeige der nächsten dreidimensionalen MPR-Darstellung in der Animationssequenz.
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Der Zeitgeber 20 bewirkt, dass der Prozessor 12 eine anfängliche dreidimensionale MPR-Darstellung statisch oder anfänglich anzeigt. Die dreidimensionale MPR-Darstellung stellt den Ort der MPR-Ebenen relativ zueinander und/oder zur Anatomie des Patienten dar. Jede geeignete Periode einer statischen Anzeige kann verwendet werden, z. B. bis der Benutzer einen Übergang anzeigt. Auf im Wesentlichen gleiche Weise bewirkt der Zeitgeber 20, dass der Prozessor 12 die endgültige dreidimensionale MPR-Darstellung für jede Periode statisch anzeigt. ”Endgültig” wird verwendet, um die Ansicht darzustellen, zu der die Wiedergabe übergeht. Die endgültige Ansicht kann eine anfängliche Ansicht für eine weitere Animation oder einen weiteren Übergang sein. Die Animation kann von der anfänglichen Ansicht aus starten oder nicht starten und kann bei der anfänglichen Ansicht enden oder nicht enden. Kein, ein oder mehrere für den Benutzer bemerkbare Sprünge können erfolgen.
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Für die Animation bewirkt der Zeitgeber 20, dass der Prozessor 12 eine Sequenz von dreidimensionalen MPR-Darstellungen zu Anzeigezwecken erzeugt. Die Sequenz stellt Ebenenpositionen zwischen den anfänglichen und endgültigen dreidimensionalen MPR-Darstellungen dar. Auf der Basis des Zeitgebers 20 wird jede der dreidimensionalen MPR-Darstellungen der Sequenz für einen kürzeren Zeitraum als die statischen Anzeigen der anfänglichen und/oder endgültigen Ansichten angezeigt. Zum Beispiel zeigt der Zeitgeber 20 an, ob ein weiterer Schritt bei der Animation erfolgen soll. Dadurch wird bewirkt, dass der Prozessor 12 die geeignete dreidimensionale MPR-Darstellung von Drahtgittern der MPR-Ebenen erzeugt, wobei eine oder mehrere MPR-Ebenen leicht von einer aktuell oder zuvor angezeigten dreidimensionalen MPR-Darstellung versetzt sind. Die Zeit zwischen dreidimensionalen Darstellungen bei der Animation kann ein Bruchteil einer Sekunde, wie z. B. 1/10 einer Sekunde oder weniger, sein.
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Der Zeitgeber 20 steuert teilweise die Rate der Veränderung beim Übergang von einer Anordnung von Ebenen zu einer anderen. Die Schrittgröße beim Übergang kann auch die Rate des Übergangs beeinflussen. Der Zeitgeber 20 steuert die Geschwindigkeit der Drehung und/oder Umsetzung. Diese Zeitsteuerung ermöglicht, dass sich die Animation für den Benutzer in Echtzeit zu drehen (z. B. um die x-, y- und/oder z-Achsen) und umgesetzt zu werden (z. B. entlang den x-, y- und/oder z-Achsen) scheint. Der räumliche Übergang zwischen Anordnungen wird gezeigt. Die Geschwindigkeit ist langsam genug, um es einem Benutzer zu ermöglichen, die Veränderung zu verstehen und die neuen Orte der Ebenen schnell zu interpretieren. Längere Perioden können vorgesehen sein. Zum Beispiel wird eine Gesamtzeit für die Animation von der anfänglichen Anordnung bis zur endgültigen Anordnung eines vorgegebenen Übergangs eingestellt. Die Rate der Veränderung wird durch Auswählen einer von mehreren Funktionen gesteuert (d. h. die Rate der Veränderung der Betrachtungsrichtung kann eine konstante, lineare oder eine nicht-lineare Funktion sein).
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Die Anzeige 16 ist eine CRT-, LCD-, Plasma-, Monitor-, Projektor-, Drucker- oder eine andere jetzt bekannte oder später entwickelte Anzeigevorrichtung. Die Anzeige 16 zeigt die anfängliche dreidimensionale MPR-Darstellung, die Sequenz von dreidimensionalen MPR-Darstellungen und die endgültige dreidimensionale MPR-Darstellung an. Bilder, wie z. B. dreidimensionale MPR-Darstellungen, werden einzeln oder in Kombination mit MPR-Anzeigen oder -Bildern angezeigt. Mehrere Bilder können in unterschiedlichen Abschnitten eines Anzeigeschirms der Anzeige 16, wie z. B. in verschiedenen Fenstern, angezeigt werden.
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Die Benutzereingabevorrichtung 22 ist eine Taste, ein Schieber, ein Knopf, eine Tastatur, eine Maus, ein Trackball, ein Touchscreen, ein Touchpad, Kombinationen daraus oder andere jetzt bekannte oder später entwickelte Benutzereingabevorrichtungen. Der Benutzer kann die Benutzereingabevorrichtung 22 bedienen, um den Zeitgeber 20 zu programmieren, Wiedergabewerte einzustellen (z. B. eine Clip-Ebene definieren, einen Typ der Wiedergabe auswählen, einen Versatzwinkel einstellen oder die Schrittgröße oder die Geschwindigkeit für die Animation einstellen), MPR-Ebenen-Anordnungen auszuwählen, eine Position einer oder mehrerer Ebenen zu ändern oder das System 10 zu bedienen. Der Prozessor 12 bewirkt einen Übergang einer Animation von der anfänglichen dreidimensionalen MPR-Darstellung über die Sequenz von dreidimensionalen MPR-Darstellungen zur endgültigen dreidimensionalen MPR-Darstellung in Reaktion auf die Aktivierung der Benutzereingabevorrichtung 22 durch den Benutzer. Zum Beispiel wählt der Benutzer eine Vorgabe-, Referenz-, Standard-, vorbestimmte oder andere Anordnung aus einem Menü, einer Gruppe von Symbolen oder einer anderen Liste aus. Alternativ ist eine einzelne Taste oder eine Auswahl an der Benutzerschnittstelle für den Übergang zu einer Vorgabe-, vorbestimmten, Standard-, benutzerprogrammierten oder anderen Anordnung vorgesehen. In Reaktion auf die Benutzereingabe geht der Prozessor 12 durch die Animation zur angezeigten Anordnung über. Eine einzelne Eingabe kann verwendet werden, um einen Übergang zu bewirken (z. B. Auswahl eines Symbols), oder es kann eine Vielzahl von Eingaben (z. B. Umsetzen oder anderweitiges Definieren der Animation oder Ebenenpositionen) verwendet werden. Die Eingaben dienen nicht zum Ziehen oder manuellen Bewegen der MPR-Ebenen. Anstelle einer Auswahl einer vorbestimmten Anordnung durch einen Benutzer können die Animation und der Übergang in Reaktion auf einen von einem Prozessor erzeugten Auslöser erfolgen.
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Obwohl die Erfindung vorstehend mit Bezug auf verschiedene Ausführungsformen beschrieben worden ist, versteht sich, dass zahlreiche Veränderungen und Modifikationen durchgeführt werden können, ohne dass dadurch vom Schutzumfang der Erfindung abgewichen wird. Die vorstehende detaillierte Beschreibung darf daher nur als Erläuterung und nicht als Einschränkung angesehen werden, und es versteht sich, dass es die nachfolgenden Patentansprüche einschließlich sämtlicher Äquivalente sind, die das Wesen und den Schutzumfang dieser Erfindung definieren.
