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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Darstellung eines räumlichen medizinischen Bildes. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein entsprechendes System, ein entsprechendes Verfahren und ein entsprechendes Computerprogramm zur Darstellung eines räumlichen medizinischen Bildes.
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Im Umgang mit räumlichen medizinischen Bildern besteht häufig der Wunsch, die Darstellung dieser Bilder benutzerfreundlicher zu gestalten. Ein Problem, das dabei zu lösen ist, besteht darin, dass räumliche medizinische Bilder einen sehr großen Informationsgehalt aufweisen und ein Betrachter eines solchen Bildes eine Vielzahl an Parametern verändern kann und gegebenenfalls auch ändern muss, um die für ihn wichtigen Informationen angezeigt zu bekommen. Zu diesen Parametern zählt beispielsweise eine Perspektive, aus der auf das räumliche Bild geschaut wird, oder eine Schichttiefe, falls nicht das Äußere eines Objekts des räumlichen medizinischen Bildes von Interesse ist, oder die Wahl eines Ausschnitts aus dem Gesamtbild. Durch eine geeignete Darstellung eines räumlichen medizinischen Bildes kann eine Planung eines chirurgischen Eingriffs verbessert werden oder eine Diagnose kann sicherer gestellt werden.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, eine Vorrichtung für eine intuitive Darstellung eines räumlichen medizinischen Bildes anzugeben. Weiter ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein entsprechendes System, ein entsprechendes Verfahren und ein entsprechendes Computerprogramm zur Darstellung eines räumlichen medizinischen Bildes zu beschreiben.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe mit einer Vorrichtung zur Darstellung eines räumlichen medizinischen Bildes mit den Merkmalen des ersten unabhängigen Patentanspruchs, einem System und Verfahren zur Darstellung eines räumlichen medizinischen Bildes mit den Merkmalen des zweiten unabhängigen Patentanspruchs, einem Verfahren zur Darstellung eines räumlichen medizinischen Bildes mit den Merkmalen des dritten unabhängigen Patentanspruchs und einem Computerprogramm zur Darstellung eines räumlichen medizinischen Bildes mit den Merkmalen des vierten unabhängigen Patentanspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in Unteransprüchen beschrieben.
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Ein Grundgedanke der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Darstellung eines räumlichen medizinischen Bildes, umfassend ein Rechen- und Steuermittel zum Empfangen eines räumlichen medizinischen Bildes, umfassend ein Darstellungsmittel zur Darstellung des medizinischen Bildes, wobei das Darstellungsmittel ein Haltemittel umfasst und mittels des Haltemittels um wenigstens eine Achse um wenigstens einen Drehwinkel drehbar ist, und umfassend ein Sensormittel zur Bestimmung des wenigstens einen Drehwinkels, wobei das Rechen- und Steuermittel zur Darstellung des räumlichen medizinischen Bildes auf dem Darstellungsmittel in Abhängigkeit des wenigstens einen Drehwinkels ausgelegt ist.
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Mit Hilfe dieses Grundgedankens der Erfindung kann ein räumliches medizinisches Bild in besonderer Weise auf einem Darstellungsmittel, zum Beispiel einem Monitor, dargestellt werden. Das räumliche oder dreidimensionale Bild oder ein räumlicher Datensatz, das ein medizinisches Objekt, wie einen Untersuchungsbereich eines menschlichen oder tierischen Patienten, abbildet, kann zum Beispiel durch ein medizinisches Bildgebungsgerät gewonnen sein. Ein medizinisches Bildgebungsgerät ist ein Gerät zur Erfassung, Verarbeitung, Auswertung und/oder Speicherung von Bildinformationen in Form von Bilddaten. Zur Erfassung der Bildinformationen können beispielsweise akustische Verfahren wie Ultraschall (US), Emissionsverfahren wie Emissionscomputertomographie (ECT) und Positronenemissionstomographie (PET), optische Verfahren, radiologische Verfahren wie Röntgentomographie und Computertomographie (CT) verwendet werden, die Erfassung kann aber auch durch Magnetresonanztomographie (MR oder MRT) oder durch kombinierte Verfahren erfolgen. Meist liegt ein räumliches medizinisches Bild in Form von Voxel, also Bildpunkten auf Gitterpunkten in einem dreidimensionalen Gitter, vor. Vorzugsweise ist das räumliche medizinische Bild durch einen an sich bekannten Segmentierungsalgorithmus segmentiert. Segmentierung ist ein gängiges Verfahren in der medizinischen Bildverarbeitung. In diesem Zusammenhang kann darunter das Freistellen anatomischer Objekte von umgebendem Gewebe, Knochen oder anderen, nicht zu den anatomischen Objekten zugehörigen Bildbestandteilen verstanden werden. Ein einfaches Segmentierungsverfahren ist z.B. ein Schwellwertverfahren. Räumliche Bilder können in einem virtuellen Raum beliebig gedreht werden, bzw. die Perspektive aus der das räumliche Bild betrachtet wird, kann beliebig vorgegeben werden. Die Vorrichtung zur Darstellung des räumlichen medizinischen Bildes umfasst neben dem Darstellungsmittel zur Darstellung des medizinischen Bildes ein Rechen- und Steuermittel, zum Beispiel eine elektronische Schaltung, wie einen Computer, zum Empfangen des räumlichen medizinischen Bildes. Das Rechen- und Steuermittel kann auch Bestandteil eines medizinischen Bildgebungsgerätes sein, wodurch das Empfangen, Beziehen oder Laden des räumlichen medizinischen Bildes einfach durchführbar ist. Das Darstellungsmittel zur Darstellung des medizinischen Bildes wird mittels eines Haltemittels in einer veränderbaren Position gehalten, wobei die veränderbare Position mindestens einen Drehwinkel umfasst, d.h. das Darstellungsmittel kann mit Hilfe des Haltemittels um wenigstens eine Achse um wenigstens einen Drehwinkel gedreht oder gekippt werden. Ein Sensormittel erlaubt die Bestimmung des wenigstens einen Drehwinkels, zum Beispiel in Form eines Messwertes. Der wenigstens eine Drehwinkel kann dem Rechen- und Steuermittel zur Verfügung gestellt werden. Das Rechen- und Steuermittel ist weiter dazu ausgelegt, die Darstellung des räumlichen medizinischen Bildes in Abhängigkeit des wenigstens einen Drehwinkels zu bestimmen und auf dem Darstellungsmittel anzuzeigen. Somit hängt die Darstellung des räumlichen medizinischen Bildes von dem wenigstens einen Drehwinkel ab, beispielsweise dergestalt, dass die Perspektive aus der ein virtueller Beobachter auf das räumliche medizinische Bild schaut in Abhängigkeit des wenigstens einen Drehwinkels gewählt ist.
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Vorzugsweise ist das Darstellungsmittel mittels des Haltemittels um drei Achsen um jeweils einen Drehwinkel drehbar und das Sensormittel ist zur Bestimmung jeder der Drehwinkel ausgelegt.
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Dazu kann das Sensormittel drei Winkelsensoren umfassen, die paarweise orthogonal zueinander ausgerichtet sind, um bei beliebigen Drehungen möglichst große Änderungen in den Messwerten der drei Winkelsensoren zu erhalten. Eine kompakte Bauweise kann erzielt werden, wenn die Winkelsensoren in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Darstellung des räumlichen medizinischen Bildes auf dem Darstellungsmittel in Abhängigkeit des wenigstens einen Drehwinkels ein perspektivisches Schnittbild.
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Unter einem perspektivischen Schnittbild kann hier ein Schnitt durch das räumliche medizinische Bild verstanden werden, wobei die Perspektive, d.h. der Bezug eines Betrachters auf das Objekt des räumlichen medizinischen Bildes, von dem wenigstens einen Drehwinkel abhängt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Rechen- und Steuermittel zur Darstellung des räumlichen medizinischen Bildes auf dem Darstellungsmittel derart ausgelegt, dass ein, dem räumlichen medizinischen Bild anhaftenden, Bildkoordinatensystem und ein, dem Darstellungsmittel anhaftenden, Darstellungsmittelkoordinatensystem vorgebbar sind und dass der wenigstens eine Drehwinkel eine Drehung des Darstellungsmittelkoordinatensystems gegenüber dem Bildkoordinatensystem beschreibt.
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Ein räumliches medizinisches Bild, das mit einem medizinischen Bildgebungsgerät gewonnen wurde, ist üblicherweise mit einem Koordinatensystem, hier Bildkoordinatensystem genannt, das zum Beispiel durch den Hersteller des medizinischen Bildgebungsgerätes festgelegt sein kann, verknüpft. Dadurch können verschiedene Bilder miteinander verglichen werden, da beispielsweise die Orientierung der räumlichen medizinischen Bilder gleich ist. Die Achsen eines kartesischen Bildkoordinatensystems eines Computertomografiegerätes können zum Beispiel parallel zu den Kanten eines quaderförmigen Patientenlagerungstisches ausgerichtet sein. Das Bildkoordinatensystem kann vorgebbar übernommen oder geändert werden. Die Ausrichtung des Darstellungsmittels kann ebenfalls mit einem Koordinatensystem, hier Darstellungsmittelkoordinatensystem genannt, verknüpft sein oder vorgebbar verknüpft werden. Beispielsweise können die Achsen eines kartesischen Darstellungsmittelkoordinatensystems parallel zu dem vorherigen Beispiel des Bildkoordinatensystems liegen, wenn die Kanten eines quaderförmigen Darstellungsmittels parallel zu den Kanten des quaderförmigen Patientenlagerungstisches ausgerichtet sind. In dieser Konstellation kann in dieser Ausgestaltung der Erfindung ein räumliches medizinisches Bild ohne Änderung der Perspektive auf dem Darstellungsmittel angezeigt werden. Ein Kippen oder Drehen des Darstellungsmittels aus der ursprünglichen Lage dreht das Darstellungsmittelkoordinatensystem gegenüber dem Bildkoordinatensystem, was mittels des Sensormittels detektierbar ist. Der Drehwinkel der Drehung geht in die Darstellung des räumlichen medizinischen Bildes auf dem Darstellungsmittel ein, beispielsweise durch eine geänderte Perspektive, die dem Drehwinkel der Drehung entspricht. Das Ergebnis ist eine intuitiv verstehbare Darstellung des räumlichen medizinischen Bildes, denn die Perspektive folgt der Ausrichtung oder Orientierung des Darstellungsmittels, die durch einen Anwender, zum Beispiel einen Arzt, vorgebbar ist. Durch das vorgebbare Bildkoordinatensystem und das vorgebbare Darstellungsmittelkoordinatensystem kann erzielt werden, dass bei nicht gedrehten Koordinatensystemen die Perspektive der Darstellung des räumlichen medizinischen Bildes gleich einer Perspektive ist, mit der ein Anwender auf ein Untersuchungsobjekt blickt, das in dem medizinischen Bildgebungsgerät gelagert ist, mit dem das räumliche medizinische Bild gewonnen wurde.
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Mit besonderem Vorteil umfasst das Haltemittel wenigstens ein Gelenk und wenigstens eine Komponente des Sensormittels ist in dem wenigstens einen Gelenk angeordnet.
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Durch ein Gelenk kann die Lage oder Ausrichtung des Darstellungsmittels, das von dem Haltemittel gehalten wird, geändert werden. Ein Sensormittel, das in dem Gelenk angeordnet ist, kann die Bewegung, z.B. eine Drehung, detektieren. Das Haltemittel kann zum Beispiel als Bodenstativ mit einem Drehgelenk und einem Drehwinkelsensor ausgeführt sein.
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Es wird vorgeschlagen, dass das Haltemittel einen Haltearm oder einen Haltearm mit wenigstens zwei Gliedern und wenigstens zwei Gelenken umfasst.
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Ein teleskopischer Arm, wie er beispielsweise aus der Robotik bekannt ist, kann über mehrere Glieder verfügen, die durch Gelenke verbunden sind. Ein Ende des teleskopischen Arms kann mit einer Wand oder einer Decke verbunden sein, während an dem anderen Ende das Darstellungsmittel angeordnet ist. Mit einem teleskopischen Arm können die Position und die Lage des Darstellungsmittels leicht verändert werden. Durch ein Sensormittel, dessen Komponenten Drehungen der Gelenke messen, können die Position und/oder die Lage des Darstellungsmittels, beziehungsweise die Änderung der Position und/oder der Lage bestimmt werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass das Haltemittel einen Haltearm umfasst, an oder in dem ein Übertragungsmittel zur Übertragung von Daten und/oder Energie angeordnet ist.
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Ein Übertragungsmittel, z.B. in Form von elektrischen Leitungen, kann das Darstellungsmittel mit Energie versorgen und Bilddaten von dem Rechen- und Steuermittel an das Darstellungsmittel übermitteln. Es ist auch vorstellbar, dass Bilddaten drahtlos, über an sich bekannte Verfahren der drahtlosen Datenübertragung, von dem Rechen- und Steuermittel an das Darstellungsmittel übertragen werden.
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In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens eine Komponente des Sensormittels derart angeordnet, dass es direkt an eine Bewegung des Darstellungsmittels gekoppelt ist.
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Eine direkte Kopplung liegt beispielsweise vor, wenn das Sensormittel mit dem Darstellungsmittel direkt oder unmittelbar verbunden ist, zum Beispiel wenn es innerhalb eines Gehäuses des Darstellungsmittels angeordnet ist. Dadurch kann die Ausrichtung des Darstellungsmittels einfach gemessen werden.
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Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Sensormittel wenigstens einen Sensor aus der Gruppe von Schwerkraftsensor, Magnetsensor und Gyroskop umfasst.
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Schwerkraftsensoren und Magnetsensoren sind an sich bekannte Ausführungsformen von Winkelsensoren, Gyroskope oder Kreiselinstrumente sind an sich bekannte Drehratensensoren, deren Messgrößen durch Integration in Drehwinkel überführt werden können. Ein Schwerkraftsensor kann dazu ausgelegt sein, eine Neigung des Schwerkraftsensors gegenüber dem Schwerefeld der Erde zu messen. Ein Magnetsensor kann dazu ausgelegt sein, die Orientierung, und somit einen Drehwinkel, des Magnetsensors in Abhängigkeit des Magnetfeldes der Erde zu bestimmen. Abhängig von einer konkreten Ausgestaltung der Geometrie der Vorrichtung, kann es notwendig sein, mehrere der genannten Sensortypen zu einem Sensormittel zusammen zu fassen.
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Zudem ist es von Vorteil, wenn das Sensormittel zusätzlich zur Messung einer Verschiebung des Darstellungsmittels ausgelegt ist und wenn das Rechen- und Steuermittel zur Darstellung des räumlichen medizinischen Bildes auf dem Darstellungsmittel in Abhängigkeit der Verschiebung ausgelegt ist.
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Eine Verschiebung des Darstellungsmittels kann zum Beispiel durch Sensoren bestimmt werden, die in Gelenken eines teleskopischen Haltearms positioniert sind. Eine Verschiebung des Darstellungsmittels kann beispielsweise eine Änderung des dargestellten Bildausschnitts oder der dargestellten Ebene des räumlichen medizinischen Bildes, also ein „Eintauchen“ in das Bild oder ein „Austauchen“ aus dem Bild, auf dem Darstellungsmittel bewirken.
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Zweckmäßig umfasst die Darstellung des räumlichen medizinischen Bildes auf dem Darstellungsmittel in Abhängigkeit der Verschiebung einen Zoomfaktor.
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Eine intuitive Einstellung eines Zoomfaktors kann durch ein Heranziehen oder ein Wegschieben des Darstellungsmittels erfolgen. Bei einer Bewegung in Richtung eines Anwenders, also einem Heranziehen, kann das räumliche medizinische Bild zum Beispiel vergrößert werden, wobei das Maß der Vergrößerung von dem Maß des Heranziehens abhängen kann.
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Es ist denkbar, dass das Darstellungsmittel eine berührungsempfindliche Oberfläche zur Entgegennahme und Weitergabe von Benutzereingaben an das Rechen- und Steuermittel zur Beeinflussung der Darstellung des räumlichen medizinischen Bildes umfasst.
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Darstellungsmittel mit berührungsempfindlicher Oberfläche, sind als sogenannte Touch Pads bekannt. Im Zusammenhang mit der Erfindung können vorteilhaft Benutzereingaben oder Gesten eines Anwenders erkannt werden, die zum Beispiel folgende Elemente umfassen können:
- – eine Ein-Finger Berührung,
- – eine Zwei-Finger Berührung,
- – eine Ein-Finger Wisch-Berührung,
- – eine Zwei-Finger Spreiz-Bewegung,
- – eine Zwei-Finger Dreh-Bewegung,
- – zwei aufeinanderfolgende Berührungen,
- – eine mehrfach Berührung.
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Vorteilhaft ist, wenn das Darstellungsmittel motorisch bewegbar ist.
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Neben einer händischen Bedienung durch einen Anwender kann das Darstellungsmittel auch zum Beispiel durch Motoren, die in Gelenken eines teleskopischen Haltearms integriert sind, und von einem Anwender bedient werden, bewegt werden.
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Ein weiterer Grundgedanke der Erfindung ist ein System zur Darstellung eines räumlichen medizinischen Bildes, umfassend eine der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtungen und eine Bilderfassungseinheit zur Gewinnung eines räumlichen medizinischen Bildes und zur Zurverfügungstellung des räumlichen medizinischen Bildes dem Rechen- und Steuermittel der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Als Bilderfassungseinheit eignen sich insbesondere die zuvor genannten medizinischen Bildgebungsgeräte, wie Computertomografiegeräte oder Magnetresonanztomografiegeräte.
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Ein weiterer Grundgedanke der Erfindung ist ein Verfahren zur Darstellung eines räumlichen medizinischen Bildes, wobei das Verfahren eine der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtungen zur Gewinnung eines räumlichen medizinischen Bildes nutzt und wenigstens folgende Verfahrensschritte umfasst:
- S1) Empfangen eines räumlichen medizinischen Bildes durch das Rechen- und Steuermittel;
- S2) Bestimmen von wenigstens einem Drehwinkel des Darstellungsmittels um wenigstens eine Achse;
- S3) Darstellen des räumlichen medizinischen Bildes durch das Rechen- und Steuermittel auf dem Darstellungsmittel in Abhängigkeit des wenigstens einen Drehwinkels.
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Merkmale der jeweiligen erfindungsgemäßen Vorrichtung, wie zum Beispiel ein Sensormittel, das auch zur Bestimmung einer Verschiebung des Darstellungsmittels geeignet ist, werden bevorzugt durch ein erfindungsgemäßes Verfahren genutzt, indem zum Beispiel Messwerte des Sensormittels, das auch zur Bestimmung einer Verschiebung des Darstellungsmittels geeignet ist, in die Darstellung des räumlichen medizinischen Bildes auf dem Darstellungsmittel eingehen.
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Vorzugsweise wird das Verfahren wenigstens teilweise automatisch ausgeführt.
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Automatisch ausgeführte Verfahren bieten den Vorteil, dass weniger Eingriffe einer Bedienperson notwendig sind, die oftmals zeitaufwändig und fehleranfällig sind. Beispielsweise kann das Rechen- und Steuermittel ein perspektivisches Schnittbild des räumlichen medizinischen Bildes in Abhängigkeit des wenigstens einen Drehwinkels automatisch berechnen und auf dem Darstellungsmittel darstellen.
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Die Erfindung betrifft zudem ein Computerprogramm, das die Schritte eines der erfindungsgemäßen Verfahren zur Darstellung eines räumlichen medizinischen Bildes durchführt, wenn es auf einer Recheneinrichtung ausgeführt wird. Die Recheneinrichtung kann dabei beispielsweise das Rechen- und Steuermittel einer der erfindungsgemäßen Vorrichtungen zur Darstellung eines räumlichen medizinischen Bildes sein.
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Die nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.
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Weitere vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den nachfolgenden Figuren samt Beschreibung. Es zeigen:
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1 schematisch und beispielhaft eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Darstellung eines räumlichen medizinischen Bildes;
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2 schematisch und beispielhaft ein Sensormittel zur Verwendung mit einer der erfindungsgemäßen Vorrichtungen zur Darstellung eines räumlichen medizinischen Bildes;
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3 schematisch und beispielhaft ein Darstellungsmittel in einem Anfangszustand und ein zugehöriges perspektivisches Schnittbild;
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4 schematisch und beispielhaft ein Darstellungsmittel in einem gekippten Zustand und ein zugehöriges perspektivisches Schnittbild;
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5 schematisch und beispielhaft ein Darstellungsmittel nach einer Verschiebung und ein zugehöriges vergrößertes Schnittbild;
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6 beispielhaft ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Darstellung eines räumlichen medizinischen Bildes.
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1 zeigt schematisch und beispielhaft eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zur Darstellung eines räumlichen medizinischen Bildes. Das räumliche medizinische Bild ist durch eine Bilderfassungseinheit 60, hier ein Computertomografiegerät, gewonnen und stellt den Thorax und das Abdomen eines Untersuchungsobjektes 64, hier ein menschlicher Patient, dar. Die Vorrichtung 10 umfasst ein Rechen- und Steuermittel 12, hier einen Computer, der in die Bilderfassungseinheit 60 integriert ist, und das zum Empfangen des räumlichen medizinischen Bildes ausgelegt ist. Die Vorrichtung 10 umfasst weiter ein Darstellungsmittel 14, hier einen Computerbildschirm, zur Darstellung des medizinischen Bildes. Das Darstellungsmittel 14 wird von einem Haltemittel 16 in einer vorgebbaren Position und Lage bzw. Ausrichtung oder Orientierung gehalten. Das Haltemittel 16 ist als teleskopischer Arm ausgeführt und weist mehrere Glieder 52, 52‘ auf, die durch Gelenke 50, 50‘ verbunden sind. Ein Ende des teleskopischen Arms ist mit einer Decke verbunden, an dem anderen Ende ist das Darstellungsmittel 14 angeordnet. Mit dem teleskopischen Arm können die Position und die Lage des Darstellungsmittels 14 leicht verändert werden. Durch das Haltemittel 16 kann das Darstellungsmittel 14 um wenigstens eine Achse um wenigstens einen Drehwinkel, hier um alle drei Raumachsen um alle drei Raumwinkel gedreht werden. Außerdem kann durch den teleskopischen Arm das Darstellungsmittel 14 auch translatorisch verschoben werden. Ein Sensormittel 18 ist zur Bestimmung des wenigstens einen Drehwinkels, hier zur Bestimmung aller drei Raumwinkel, ausgeführt. Das Sensormittel umfasst zur Bestimmung der drei Raumwinkel drei Winkelsensoren, die paarweise orthogonal zueinander ausgerichtet sind, und die durch ihre unmittelbare Anordnung an dem Darstellungsmittel 14 direkt an eine Bewegung des Darstellungsmittels 14 gekoppelt sind. Weiter umfasst das Sensormittel nicht dargestellte Komponenten, die Drehungen der Gelenke 50, 50‘ messen können und so die Position des Darstellungsmittels 14 bestimmen können. Das Rechen- und Steuermittel 12 ist zur Darstellung des räumlichen medizinischen Bildes auf dem Darstellungsmittel 14 ausgelegt, wobei die Darstellung in Abhängigkeit des wenigstens einen Drehwinkels erfolgt. Das räumliche medizinische Bild, das mit der Bilderfassungseinheit 60 gewonnen wurde, ist mit einem Bildkoordinatensystem 40 verknüpft. Die Achsen des kartesischen Bildkoordinatensystems 40 der Bilderfassungseinheit 60 sind in diesem Ausführungsbeispiel parallel zu den Kanten eines im Wesentlichen quaderförmigen Patientenlagerungstisches 66 ausgerichtet. Die Ausrichtung des Darstellungsmittels 14 ist mit einem Darstellungsmittelkoordinatensystem 42 verknüpft. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Achsen des kartesischen Darstellungsmittelkoordinatensystems 42 parallel zu dem Bildkoordinatensystem 40, wenn die Kanten des quaderförmigen Darstellungsmittels 14 parallel zu den Kanten des quaderförmigen Patientenlagerungstisches 66 ausgerichtet sind. In dieser Konstellation wird das räumliche medizinische Bild ohne Änderung der Perspektive auf dem Darstellungsmittel 14 angezeigt. Ein Kippen oder Drehen des Darstellungsmittels 14 aus der ursprünglichen Lage dreht das Darstellungsmittelkoordinatensystem 42 gegenüber dem Bildkoordinatensystem 40, was mittels des Sensormittels 18 detektierbar ist. Der Drehwinkel der Drehung geht in die Darstellung des räumlichen medizinischen Bildes auf dem Darstellungsmittel 14 ein, beispielsweise durch eine geänderte Perspektive, die dem Drehwinkel der Drehung entspricht. Das Ergebnis ist eine intuitiv verstehbare Darstellung des räumlichen medizinischen Bildes, denn die Perspektive folgt der Ausrichtung oder Orientierung des Darstellungsmittels 14, die durch einen Anwender 62, zum Beispiel einen Arzt, vorgebbar ist. Durch das vorgebbare Bildkoordinatensystem 40 und das vorgebbare Darstellungsmittelkoordinatensystem 42 kann erzielt werden, dass bei nicht gedrehten Koordinatensystemen die Perspektive der Darstellung des räumlichen medizinischen Bildes gleich einer Perspektive ist, mit der der Anwender 62 auf das Untersuchungsobjekt 64 blickt, das in der Bilderfassungseinheit 60 gelagert ist, mit dem das räumliche medizinische Bild gewonnen wurde. Durch die Bestimmbarkeit der Position des Darstellungsmittels 14 kann eine intuitive Einstellung eines Zoomfaktors erfolgen. Durch ein Heranziehen des Darstellungsmittels 14 in Richtung des Anwenders 62 wird das räumliche medizinische Bild vergrößert auf dem Darstellungsmittel 14 dargestellt.
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Ein Übertragungsmittel 54, hier elektrische Leitungen, versorgt das Darstellungsmittel 14 mit Energie und übermittelt Bilddaten von dem Rechen- und Steuermittel 12 an das Darstellungsmittel 14.
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Die Vorrichtung 10 zur Darstellung eines räumlichen medizinischen Bildes kann zusammen mit der Bilderfassungseinheit 60 als System zur Darstellung eines räumlichen medizinischen Bildes angesehen werden.
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In 2 ist schematisch und beispielhaft ein Sensormittel 18 zur Verwendung mit einer der erfindungsgemäßen Vorrichtungen zur Darstellung eines räumlichen medizinischen Bildes dargestellt. Das Sensormittel 18 verfügt beispielsweise über drei nicht dargestellte Winkelsensoren, die paarweise orthogonal zueinander ausgerichtet sind. Dadurch können Drehungen um die drei Raumwinkel 32, 32‘ und 32‘‘ um die drei Raumachsen 30, 30‘ und 30‘‘ gemessen werden und einem Rechen- und Steuermittel zur Verfügung gestellt werden.
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3 zeigt schematisch und beispielhaft ein Darstellungsmittel 14 in einem Anfangszustand und ein zugehöriges perspektivisches Schnittbild 22. Das Darstellungsmittel 14 ist mit Hilfe eines Haltemittels 16, hier ein Haltearm mit einem Gelenk 50, gehalten. Ein Darstellungsmittelkoordinatensystem 42 ist mit dem Darstellungsmittel 14 verbunden. Ein räumliches medizinisches Bild 20 ist mit einem zugehörigen Bildkoordinatensystem 40 verbunden. Ein Sensormittel 18 misst für die drei Raumwinkel der drei Raumachsen jeweils den Wert Null, da die Achsen des Bildkoordinatensystems 40 und die zugehörigen Achsen des Darstellungsmittelkoordinatensystems 42 parallel sind. Das diesen Raumwinkeln zugehörige perspektivische Schnittbild 22 des räumlichen medizinischen Bildes 20, das auf dem Darstellungsmittel 14 dargestellt wird, ist in diesem Ausführungsbeispiel vorgebbar ein Schnitt in der x-z-Ebene des räumlichen medizinischen Bildes 20, auf einer vorgebbaren Höhe der y-Achse.
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In 4 ist schematisch und beispielhaft ein Darstellungsmittel 14 in einem gekippten Zustand und ein zugehöriges perspektivisches Schnittbild 22 dargestellt. Wieder ist das Darstellungsmittel 14 mit Hilfe eines Haltemittels 16, hier ein Haltearm mit einem Gelenk 50, gehalten. Ein Darstellungsmittelkoordinatensystem 42 ist mit dem Darstellungsmittel 14 verbunden. Ein räumliches medizinisches Bild 20 ist mit einem zugehörigen Bildkoordinatensystem 40 verbunden. Da das Darstellungsmittel 14 um die x-Achse des Darstellungsmittelkoordinatensystems 42 gedreht ist, wird ein Sensormittel 18 für diesen Raumwinkel einen Wert ungleich, insbesondere größer, Null messen. Folglich ist das diesen Raumwinkeln zugehörige perspektivische Schnittbild 22 des räumlichen medizinischen Bildes 20, das auf dem Darstellungsmittel 14 dargestellt wird, in diesem Ausführungsbeispiel um den gemessenen Drehwinkel gedreht.
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5 zeigt schematisch und beispielhaft ein Darstellungsmittel 14 nach einer Verschiebung 34 und ein zugehöriges vergrößertes Schnittbild 24. Wieder ist das Darstellungsmittel 14 mit Hilfe eines Haltemittels 16 gehalten. Ein Darstellungsmittelkoordinatensystem 42 ist mit dem Darstellungsmittel 14 verbunden. Ein räumliches medizinisches Bild 20 ist mit einem zugehörigen Bildkoordinatensystem 40 verbunden. Das Darstellungsmittel 14 ist von einer ersten Position, symbolisiert durch eine gestrichelte Darstellung, durch eine Verschiebung 34 in eine zweite Position, symbolisiert durch durchgezogene Linien, übergegangen. Ein Sensormittel 18 ist dazu ausgelegt, translatorische Verschiebungen zu messen und an ein Rechen- und Steuermittel weiterzugeben. Das Rechen- und Steuermittel ist zur Darstellung des räumlichen medizinischen Bildes 20 auf dem Darstellungsmittel 14 in Abhängigkeit der Verschiebung 34 ausgelegt. Insbesondere umfasst die Darstellung des räumlichen medizinischen Bildes 20 auf dem Darstellungsmittel 14 in Abhängigkeit der Verschiebung 34 einen Zoomfaktor. Da die Verschiebung 34 in Richtung der negativen y-Achse des Bildkoordinatensystems 40 erfolgte, ist der Zoomfaktor vorgebbar größer Eins gewählt, so dass das Schnittbild 24 eine Vergrößerung darstellt.
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6 zeigt schließlich beispielhaft ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens 1 zur Darstellung eines räumlichen medizinischen Bildes. Das Verfahren 1 umfasst die Verfahrensschritte S1 bis S4. Es beginnt, „Start“, mit Verfahrensschritt S1 und endet, „End“, nach Verfahrensschritt S4. Die einzelnen Verfahrensschritte lauten:
- S1) Empfangen eines räumlichen medizinischen Bildes durch das Rechen- und Steuermittel;
- S2) Bestimmen von wenigstens einem Drehwinkel des Darstellungsmittels um wenigstens eine Achse;
- S3) Darstellen des räumlichen medizinischen Bildes durch das Rechen- und Steuermittel auf dem Darstellungsmittel in Abhängigkeit des wenigstens einen Drehwinkels;
- S4) Abfragen eines Abbruchkriteriums und falls das Abbruchkriterium erfüllt, „J“, ist, beenden, „Ende“, des Verfahrens, ansonsten, „N“, Sprung zu Verfahrensschritt S2.
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Unter einem Abbruchkriterium kann beispielsweise das Drücken eines Tasters oder das Erreichen eines vorgebbaren Zählerstandes eines Wiederholungszählers verstanden werden. Durch die Abfrage des Abbruchkriteriums kann das Verfahren wiederholt ausgeführt werden. In Verbindung mit zumindest teilweise automatisch ausgeführten Verfahrensschritten kann ein quasi kontinuierlich ablaufendes Verfahren gebildet werden.
