ES2292002T3 - Metodo y dispositivo para reconstruir imagenes de seccion bidimensionales. - Google Patents
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Abstract
Un método para reconstruir imágenes en sección bidimensionales a partir de un conjunto de datos de imágenes dinámicas tetradimensionales de un objeto (8) que tiene un espacio interior rodeado por paredes (12), en particular de una cámara del corazón (2), siendo adquiridos el conjunto de datos de imágenes tetradimensionales por un método de generación de imágenes médicas y conteniendo varios conjuntos de datos tridimensionales, cada uno de los cuales representa un cierto marco de tiempo, comprendiendo el método las operaciones siguientes: a) definir un eje largo anatómico (20) a través del objeto (8) tal que la longitud y/o la forma del eje largo anatómico (20) se adapten a la longitud y/o a la forma del objeto; b) definir una serie de puntos de intersección (P1, P2, P3) distribuidos a lo largo del eje largo anatómico (20); c) definir una serie de planos de sección (1-6, S1-S3), cortando cada plano al eje largo anatómico (20) en un punto de intersección (P1, P2, P3), cuyo eje largo anatómico(20) no está contenido en dichos planos de sección; y d) calcular imágenes de sección correspondientes a los planos de sección (1-6, S1-S3) a partir del conjunto de datos de imágenes. en el que se repiten las operaciones a) a d) para cada conjunto de datos tridimensionales, definiendo por tanto un eje largo anatómico (20) para cada marco de tiempo, siendo variables con el tiempo la longitud y/o la forma del eje largo.
Description
Método y dispositivo para reconstruir imágenes
de sección bidimensionales.
El presente invento se refiere a un método y a
un dispositivo para reconstruir imágenes de sección bidimensionales
a partir de un conjunto de datos de imágenes tri- o
tetradimensionales adquiridos mediante generación de imágenes
médicas. En particular, el invento se refiere a la reconstrucción de
tales imágenes de sección bidimensionales de una cámara del corazón
tal como el ventrículo izquierdo.
Los métodos de generación de imágenes médicas
tales como los ultrasonidos, MRI (resonancia magnética), CT
(tomografía computerizada) o PET (tomografía por emisión de
positrones) proporcionan, con frecuencia, la posibilidad de
adquirir conjuntos de datos de imágenes tridimensionales de
determinadas zonas del cuerpo. En el caso de órganos en movimiento
tales como el corazón, los vasos sanguíneos arteriales mayores o
cualesquiera otros órganos sometidos al movimiento cardiaco o
respiratorio, muchos métodos de generación de imágenes médicas
permiten la adquisición de conjuntos de datos de imágenes
tetradimensionales dinámicas, que contienen información sobre
imágenes tridimensionales del objeto en diferentes instantes (por
ejemplo, del corazón en movimiento).
Sin embargo, cuando se ven y se valoran los
datos en volumen adquiridos, la mayoría de los profesionales médicos
recurren de nuevo a las imágenes bidimensionales porque las emplean
para emitir un diagnóstico sobre la base de ciertas vistas
bidimensionales. Por ejemplo, en caso del corazón, el examen se
lleva a cabo utilizando cortes específicamente alineados a través
de las cámaras cardiacas, por ejemplo, la vista de las cuatro
cámaras, la vista de dos cámaras, vistas según el eje largo y
vistas según el eje corto. El eje largo se extiende desde el ápex
hasta la base del corazón, mientras que las vistas según el eje
corto son perpendiculares a las vistas según el eje largo.
Un método del estado de la técnica para valorar
anomalías en el ventrículo izquierdo consiste en reconstruir una
serie de vistas según el eje corto a través del ventrículo
izquierdo, a partir de conjuntos de datos de imágenes dinámicas
tetradimensionales adquiridos mediante ultrasonidos. En otras
aplicaciones, por ejemplo, la MRI, las vistas según el eje corto
pueden adquirirse directamente del corazón. En ambos casos, la
valoración de la viabilidad de la pared ventricular es
considerablemente complicada debido al movimiento del corazón. Como
los planos de sección según el eje corto se mantienen fijos en el
espacio mientras el corazón se mueve a través de ellas, la parte de
la pared ventricular que es visible en una determinada vista según
el eje corto, no es constante en el tiempo. Así, un aparente
abultamiento o hinchazón de la pared ventricular puede ser causado,
simplemente, por el movimiento de una parte diferente del corazón
comprendida dentro del campo de visión.
Además, el eje largo es una línea recta, siendo
las vistas tomadas según el eje corto, perpendiculares a ella. Sin
embargo, una línea recta no se conforma bien a la configuración de
las cámaras cardiacas, en particular al ventrículo izquierdo, ya
que éstas, con frecuencia, no son elipses rectas sino que adoptan
forma de "plátano" hacia el ápex. Así, las vistas generadas
usualmente según el eje corto, se toman con frecuencia en un ángulo
desfavorable con la pared del miocardio. Esta situación se ve
acentuada por el hecho de que los ventrículos, con frecuencia,
llevan a cabo complicados movimientos de traslación y de rotación
durante la contracción. Así, los movimientos de la cámara cardiaca
pueden interpretarse, equivocadamente, como alteraciones patológicas
del corazón.
El documento WO 01/37219 describe un método de
calcular imágenes bidimensionales a partir de un conjunto de datos
de imágenes tridimensionales o volumétricas de un cuerpo tubular, en
particular, un vaso sanguíneo. El método comprende definir un eje
geométrico longitudinal, que puede ser un eje curvilíneo, a través
del cuerpo tubular, y calcular planos ortogonales al eje
longitudinal.
Leighton, R.F. y otros, en "Función
ventricular izquierda a partir de imágenes de resonancia magnética
tratadas con ordenador", Proceedings of the Computers in
Cardiology Meeting, celebrada en Jerusalén, del 22 al 29 de
Septiembre de 1989, págs. 203-206, describen un
método de adquisición de imágenes según el eje corto del corazón
por resonancia magnética. Se traza a mano un eje largo, recto, del
ventrículo izquierdo a través del ápex ventricular y el punto medio
de la válvula aórtica. Se adquieren entonces varias rebanadas de
imagen uniformemente espaciadas a lo largo del eje largo y
ortogonalmente a él. Se adquieren las mismas rebanadas de imagen
para varios marcos de tiempo durante un latido cardiaco.
Un objeto del invento es proporcionar un método
para generar imágenes en sección bidimensionales a partir de un
conjunto de datos de imágenes médicas tetradimensionales, que
permita conseguir una representación del objeto que tenga en cuenta
la anatomía específica del objeto cuya imagen se forma y, en el caso
de imágenes dinámicas, permita representar la misma región del
objeto en una serie de imágenes de sección tomadas en instantes
diferentes.
Para conseguir estos objetos, el invento
proporciona un método de acuerdo con la reivindicación 1 para
reconstruir imágenes de sección a partir de un conjunto de datos de
imágenes tetradimensionales de un objeto que tiene un espacio
interior rodeado por paredes, en particular de una cámara del
corazón, que comprende las siguientes operaciones:
- (a)
- definir un eje largo anatómico a través del objeto tal que la longitud y/o la forma del eje largo anatómico se adapten a la longitud y/o la forma del objeto;
- (b)
- definir una serie de puntos de intersección distribuidos a lo largo del eje largo anatómico;
- (c)
- definir una serie de planos de sección, cortando cada plano, en un punto de intersección, al eje largo anatómico, cuyo eje largo anatómico no está contenido en dichos planos de sección; y
- (d)
- calcular, a partir del conjunto de datos de imágenes, imágenes de sección que correspondan a los planos de sección.
El invento se refiere, también, a un dispositivo
que comprende medios de cálculo destinados a llevar a cabo las
anteriores operaciones del método. Otras realizaciones se exponen en
la siguiente descripción y se definen en las reivindicaciones
dependientes.
Así, en contraste con los métodos de la técnica
anterior, el eje largo a través del objeto o del ventrículo no es,
necesariamente, una línea recta, sino que se adapta a la longitud y
a la forma del objeto cuya imagen se adquiere. En el caso del
ventrículo del corazón, ello quiere decir que el eje largo puede
curvarse para seguir la forma del ventrículo en el ápex. El eje
largo así adaptado se denomina, en lo que sigue, "eje largo
anatómico". En caso de un conjunto de datos dinámicos, el eje
largo anatómico podría tener una forma y una longitud diferentes en
cada instante. Especialmente, la longitud pero, posiblemente,
también la curvatura, del eje largo anatómico, variarán durante el
ciclo
cardíaco.
cardíaco.
Se definen entonces los planos de sección, que
representan por ejemplo vistas según el eje corto, con respecto al
eje largo anatómico. Así, los planos de sección también se adaptan a
la anatomía del objeto del que se adquiere la imagen y, en el caso
de un conjunto de datos de imágenes dinámicas, su posición no es
fija en el espacio.
En el contexto de esta solicitud, la expresión
"eje largo anatómico" no se refiere, necesariamente, a un eje
geométrico largo del objeto, sino que puede referirse, también, a un
eje geométrico corto del objeto, dependiendo de su forma y simetría
particulares.
Los puntos de intersección que determinan las
posiciones de los planos de sección pueden ser predeterminados o
pueden ser seleccionados por el usuario. En este último caso, al
usuario se le puede presentar una vista según el eje largo del
objeto en la que pueden visualizarse la posición del eje largo
anatómico y los puntos de intersección espaciados a lo largo del
eje. El usuario tendrá entonces la oportunidad de desplazar los
puntos de intersección a lo largo del eje largo anatómico, por
ejemplo para desplazar los planos de sección hacia la zona
patológica que desea examinar con mayor detalle. De preferencia,
cada plano de sección cortará al eje aproximadamente en ángulo
recto, si bien son posibles otros ángulos, dependiendo de la
configuración del objeto del que se forma la imagen. Si los planos
de sección no son planos, como se describe más abajo, pueden estar
orientados de manera que las tangentes del eje largo anatómico y los
planos de sección formen ángulo recto entre sí en el punto de
intersección.
De acuerdo con otra realización, los planos de
sección no son necesariamente planos, sino que pueden arquearse o
curvarse de tal modo que corten a las paredes del objeto en ángulo
recto. Esto tiene la ventaja de que el grosor de la pared, por
ejemplo, la pared del miocardio, no se ve deformada por un corte
oblicuo a su través. Así, las imágenes en sección que finalmente
contempla el usuario, no corresponden, necesariamente, a planos
realmente planos a través del objeto.
En el caso conjuntos de datos dinámicos
consistentes en varios conjuntos de datos de imágenes
tridimensionales correspondientes a diferentes marcos de tiempo,
por ejemplo, diferentes instantes del ciclo cardiaco, el eje largo
anatómico se define, preferiblemente, de nuevo para cada marco de
tiempo, de forma que la longitud y/o la forma del eje largo pueden
ser variables con el tiempo. Por tanto, se puede conseguir que las
posiciones de las imágenes en sección sean variables con el tiempo
y se desplacen con el movimiento del objeto. De acuerdo con una
realización preferida, esto se logra manteniendo constante la
distribución relativa de los puntos de intersección a lo largo del
eje largo anatómico durante diferentes marcos de tiempo. Dicho de
otro modo, las distancias absolutas entre los puntos de
intersección varían con el tiempo en proporción con la longitud del
eje largo anatómico. Si los planos de sección son perpendiculares al
eje largo anatómico, su orientación dentro del conjunto de datos
también variará con la curvatura del eje con el tiempo.
De acuerdo con un segundo aspecto del invento,
se proporciona otro método de acuerdo con la reivindicación 6 para
reconstruir imágenes bidimensionales a partir de un conjunto de
datos de imágenes tetradimensionales de un objeto, que comprende
las operaciones siguientes:
- (a)
- definir un eje largo anatómico a través del objeto tal que la longitud y/o la forma del eje largo anatómico se adapten a la longitud y/o la forma del objeto;
- (b)
- definir un plano longitudinal curvado paralelo al eje largo anatómico;
- (c)
- calcular una imagen longitudinal correspondiente al plano longitudinal curvado.
El invento se refiere, también, a un dispositivo
que comprende medios de cálculo para calcular imágenes
longitudinales de acuerdo con el método anteriormente descrito, y a
medios de presentación para visualizar las imágenes longitudinales,
proyectadas preferiblemente sobre una pantalla o una superficie de
presentación plana.
Así, a partir del eje largo anatómico definido
como se ha descrito en lo que antecede, también es posible
reconstruir una imagen longitudinal que, en el caso del corazón,
corresponda a una vista según el eje largo. Sin embargo, como el
eje largo anatómico de acuerdo con el invento puede curvarse,
arquearse o adaptarse de otro modo a la forma del objeto, la imagen
longitudinal puede no corresponder a un plano verdadero sino a un
plano curvado que se curve en, al menos, una dirección. Cuando se
vea tal imagen longitudinal en una pantalla de presentación, estará
"aplanada" o se presentará de modo que el aspecto
tridimensional será calculado por un método de representación
tridimensional (por ejemplo, 3D Rendering = renderización en
3D).
Una aplicación útil de los métodos anteriormente
descritos consistirá en representar tanto imágenes longitudinales
(correspondientes a vistas según el eje largo) como imágenes en
sección (correspondientes a vistas según el eje corto) en una
pantalla de presentación. Tales representaciones pueden utilizarse
para la evaluación de un examen de eco de esfuerzo, por lo que la
representación permitirá la comparación de imágenes tomadas en
diferentes marcos de tiempo dentro del ciclo cardiaco, o en
distintas situaciones de esfuerzo (por ejemplo, fase de reposo o
fase de pico). Del modo más preferido, las vistas según el eje corto
correspondientes al mismo punto de intersección a lo largo del eje
largo anatómico en diferentes instantes (que no corresponden,
necesariamente, al mismo punto del espacio) se mostrarán una debajo
de otra, permitiéndole al usuario seguir la contracción de una
cierta región de la pared ventricular. Alternativamente, estas
imágenes pueden presentarse en modo cine.
La longitud y la forma del eje largo anatómico
pueden determinarse para cada conjunto de datos de imágenes
tridimensionales del objeto por cualesquiera medios adecuados, de
preferencia de modo totalmente automático, De acuerdo con una
realización, el eje largo anatómico se define determinando primero
sus dos puntos extremos, calculando a continuación de forma
automática la trayectoria del eje largo anatómico entre los puntos
extremos. Los puntos extremos de un eje largo a través del
ventrículo izquierdo podrían ser el ápex y el punto medio de la
válvula mitral. Estos puntos extremos pueden determinarse
automáticamente o los puede definir el usuario.
La trayectoria del eje largo anatómico entre los
puntos extremos puede calcularse, entonces, por cualesquiera medios
adecuados que permitan capturar la forma del objeto, por ejemplo
teniendo en cuenta el centro de gravedad del espacio interior del
objeto.
El conjunto de datos de imágenes tri- o
tetradimensionales pueden adquirirse mediante cualquier método de
generación de imágenes médicas, por ejemplo, ultrasonidos, MRI, CT,
PET o generación de imágenes por infrarrojos. Del modo más
preferido, se utiliza un conjunto de datos de ultrasonidos, porque
éstos proporcionan la necesaria resolución temporal para conseguir
una valoración dinámica del corazón. En este caso, un conjunto de
datos tridimensionales no se representa, con frecuencia, en
coordenadas cartesianas sino que pueden emplearse coordenadas
cilíndricas o polares esféricas, correspondientes a los haces de
ultrasonidos emitidos desde la sonda ultrasónica.
El invento también proporciona un producto de
programa de ordenador que contiene código de programa que, cuando
se ejecuta en un ordenador, puede hacer que éste lleve a la práctica
el método anteriormente descrito.
Se describirán ahora realizaciones preferidas
del invento en relación con los dibujos adjuntos. Los dibujos
muestran imágenes del ventrículo izquierdo; sin embargo, el invento
puede aplicarse igualmente a cualquier otro objeto dentro de un
cuerpo, humano o animal, que pueda definirse adecuadamente mediante
un eje geométrico, tal como un vaso sanguíneo, parte del intestino,
el ventrículo derecho, el atrio izquierdo o el derecho y otros
órganos.
La fig. 1 es un diagrama esquemático que muestra
la longitud del eje largo anatómico en función del tiempo.
La fig. 2 muestra un eje largo esquemático y
vistas de dos cámaras de un ventrículo y la posición del eje largo
anatómico y los puntos de intersección en él.
La fig. 3 ilustra una vista similar a la de la
fig. 2, pero en ella se muestra, también, la forma de los planos de
sección.
La fig. 4 es un diagrama esquemático de una
presentación ilustrativa de vistas según el eje largo; vistas de
dos cámaras, vistas de cuatro cámaras y vistas según el eje corto,
obtenidas de acuerdo con una realización del método del
invento.
La fig. 5 muestra una vista según el eje largo
de acuerdo con la fig. 2 y la fig. 3, una vista respectiva de la
imagen longitudinal obtenida desde el eje anatómico, y la imagen
longitudinal "aplanada".
La fig. 6 es una vista esquemática de cuatro
cámaras de un corazón, que muestra el eje largo, recto, usual.
La fig. 7 es una vista esquemática de cuatro
cámaras de un corazón, que muestra un eje largo anatómico.
La fig. 8 es una representación esquemática de
un dispositivo de ultrasonidos y de un dispositivo de reconstrucción
de imágenes.
Primero se hace referencia a la fig. 6 que
muestra un corte a través del corazón en la denominada vista de las
cuatro cámaras, que corta a las cuatro cámaras del corazón, es
decir, el ventrículo izquierdo 8, el atrio izquierdo 9, el atrio
derecho 10 y el ventrículo derecho 11. También son visibles la aorta
18 y la arteria pulmonar 20. Como resulta evidente a partir del
dibujo, la sangre circula desde el atrio izquierdo por la válvula
mitral 14, al ventrículo izquierdo, y es bombeada desde él, a través
de la válvula aórtica, a la aorta 18. El ventrículo izquierdo 8
está rodeado por paredes 12 que incluyen una capa interior 16, el
endocardio.
Un eje largo usual 19 está ilustrado, también,
en la fig. 6. Sus puntos extremos A, B son el ápex 17 por un lado y
el punto medio de la válvula mitral 14 por el otro. En el estado de
la técnica, se trazaba una línea recta, rígida, entre estos dos
puntos y se tomaban imágenes de sección perpendiculares a esta
línea. Sin embargo, como es evidente a partir de la fig. 6, el
ventrículo izquierdo tiene una forma que se diferencia bastante de
un elipsoide y, en la zona del ápex, termina en un extremo que se
estrecha a modo de "plátano". Así, una línea recta no es la
forma geométrica más adecuada para el eje largo.
Así, en un ejemplo del invento, el eje largo se
adaptará a la forma del ventrículo izquierdo con el fin de formar
un "eje largo anatómico". Esto no excluye una línea recta, sino
que incluye otras formas. Como se muestra en la fig. 7, el eje
largo anatómico 20 se extiende también entre los puntos A y B; sin
embargo, entre ellos se han definido tres puntos adicionales C1,
C2, C3 que siguen la curvatura del ventrículo izquierdo. Estos
puntos pueden ser definidos por el usuario o pueden calcularse
automáticamente, como se describe más adelante. Entre estos puntos,
puede calculare el eje largo anatómico por interpolación.
De acuerdo con un método preferido de cálculo
del eje largo anatómico, se define una línea recta 19 entre los dos
puntos extremos A, B (véase la fig. 6). Luego, en una posición
predeterminada a lo, largo de la línea recta, se define un plano S
perpendicular a la línea recta 19. Este plano S cortará las paredes
ventriculares. A partir de una imagen de sección correspondiente a
este plano S, el endocardio, es decir, el revestimiento interior de
la pared del ventrículo, puede ser reconocido automáticamente por
métodos de detección de contorno como es sabido en la técnica
anterior. A partir de esta sección transversal del espacio
ventricular, puede calcularse el centro de gravedad y establecerse
como nuevo punto C3 de intersección del eje largo anatómico a
través de este plano particular. Este paso puede repetirse en
diferentes posiciones a lo largo del eje largo, hasta que se hayan
calculado un número de puntos C1, C2, C3,... suficientes con el fin
de interpolar un eje largo anatómico a través de estos puntos.
La fig. 1 muestra otro aspecto del eje largo
anatómico, que es su variación con el tiempo. La fig. 1 ilustra
diversas vistas esquemáticas de dos cámaras del ventrículo izquierdo
en diferentes momentos durante el ciclo cardíaco. Como resulta
evidente a partir de la figura, la longitud y/o la forma del eje
largo 20, varían considerablemente con el paso del tiempo.
Como se muestra en la fig. 1, el eje largo
anatómico puede variar con el tiempo pero ser recto (en lugar de
curvado), o puede adaptarse a la forma del ventrículo pero no variar
con el tiempo (por ejemplo, para un conjunto de datos
tridimensionales estáticos) o puede ser variable con el tiempo y
curvarse en el espacio.
La fig. 2 ilustra cómo pueden obtenerse las
imágenes de sección a partir del eje largo anatómico 20. El eje
largo anatómico 20 se muestra en una vista según el eje largo usual,
que podría visualizarse en una unidad de presentación de un aparato
de ultrasonidos. Para reconstruir las vistas según el eje corto,
primero se definen varios puntos de intersección P1, P2, P3,... en
el eje largo anatómico. En el ejemplo, los puntos de intersección
están separados de manera equidistante a lo largo del eje largo. Sin
embargo, los puntos de intersección pueden distribuirse de
cualquier otra forma, por ejemplo, más cerca del ápex que de la
base, o vice versa. Alternativamente, se le puede permitir al
usuario desplazar los puntos de intersección a lo largo del eje
largo anatómico, hacia una cierta región de interés. cuando se han
definido los puntos de intersección, se hacen pasar planos de
sección 1, 2, 3, 4, 5, 6 perpendiculares al eje largo anatómico por
los puntos de intersección P1, P2, P3,...
De acuerdo con una alternativa, se calculan
vistas según el eje corto que corresponden a los planos de sección
1 a 6. Las vistas se reconstruyen a partir del conjunto de datos de
imágenes tri- o tetradimensionales empleando métodos de
interpolación bien conocidos. Esto puede hacerse definiendo una
retícula con un número determinado de puntos en el plano de cada
plano de sección y calculando un valor de gris de la imagen para
cada punto a partir de los píxeles (elementos de imagen) del
conjunto de datos de imágenes tri- o tetradimensionales. Ello puede
suponer el uso de filtros en el espacio, por ejemplo de 2x2x2
voxeles o de 4x4x4 voxeles, que contribuyan a cada punto de la
imagen de sección. Las vistas según el eje corto así reconstruidas
pueden presentarse, entonces, en un monitor o imprimirse para que
las examine un médico.
De acuerdo con otra alternativa, las vistas
según el eje corto no se toman a lo largo de los planos de sección
1 a 6, planos, sino a partir de planos que cortan al eje largo
anatómico en los mismos puntos de intersección P1, P2, P3,..., pero
que se curvan con el fin de cortar a las paredes ventriculares en
ángulo recto, como se muestra en la fig. 3. La fig. 3 representa la
posición de estos planos de sección S1, S2, S3, curvos como líneas
en negrita, tanto en las vistas según el eje largo como en las
vistas de dos cámaras. De preferencia, la forma curvada de los
planos de sección S1, S2, S3 se calcula detectando primero la
posición de las paredes ventriculares dentro de cada conjunto de
datos tridimensionales por métodos conocidos de adquisición de
superficies o de generación de umbrales. Conociendo la forma de la
pared ventricular, es posible curvar automáticamente los planos de
sección con el fin de cortar a la pared perpendicularmente. Como se
muestra en loa dibujos, los planos de sección S1, S2, S3 pueden
tener forma cónica o, alternativamente, forma esférica o
elipsoidal.
\newpage
Una vez que se ha determinado la curvatura de
los planos de sección, se calculan las imágenes de sección o las
imágenes según el eje corto correspondientes a estos planos por
interpolación a partir de los respectivos conjuntos de datos tri- o
tetradimensionales, como se ha descrito en lo que antecede. Para
seguir las estructuras a medida que pasa el tiempo, por ejemplo, se
aplicará un método de seguimiento de voxeles para calcular el eje
largo anatómico y el correspondiente eje corto con el transcurso del
tiempo.
Un posible método de presentación de las vistas
según el eje corto determinadas por el método anterior y otras
vistas, se ilustra en la fig. 4. Las cuatro columnas muestran vistas
según el eje largo, vistas de dos cámaras, vistas de cuatro cámaras
y vistas según el eje corto, respectivamente. En las líneas
horizontales, estas vistas se muestran en diferentes marcos de
tiempo dentro del ciclo cardiaco o en diferentes fases de eco de
esfuerzo como fases de valles o de picos. El espectador será así
capaz de seguir y comparar el movimiento del músculo cardiaco
durante el ciclo del corazón o las diferentes fases de esfuerzo.
En la fig. 5 se representa una realización del
segundo aspecto del invento, que puede llevarse a la práctica
alternativamente o además del primer aspecto. El primer dibujo de la
fig. 5 ilustra una vista según el eje largo con un eje largo
anatómico 20 obtenido como se ha descrito anteriormente. Sin
embargo, en lugar de planos perpendiculares al eje largo anatómico
20, se define ahora un plano paralelo al eje largo anatómico. Este
plano se curvará del mismo modo que el eje largo anatómico, como se
muestra en la vista en perspectiva del segundo dibujo. Este plano
longitudinal 36 se adapta, en su forma, a la forma del ventrículo
izquierdo y, también, puede tomarse como base para la
reconstrucción de una imagen por interpolación a partir del conjunto
de datos tri- o tetradimensionales. Cuando se visualice dicha
imagen en un monitor, estará "aplanada", como se muestra en el
último dibujo de la fig. 5.
Los métodos de reconstrucción anteriormente
descritos pueden ejecutarse mediante cualquier ordenador tal como
un PC, un puesto de trabajo o una unidad médica de generación de
imágenes. De acuerdo con una realización preferida, tal dispositivo
de tratamiento está conectado o incorporado en una unidad 22 de
ultrasonidos, como se muestra en la fig. 8. La fig. 8 es una
representación esquemática de una unidad de ultrasonidos y un
dispositivo de tratamiento destinados a llevar a la práctica el
método anterior. Se adquieren datos de imágenes ultrasónicas de un
paciente 28 utilizando la cabeza 24 de ultrasonidos. Los datos de
ultrasonidos se transmiten a la unidad 22 de ultrasonidos que
reconstruye conjuntos de datos de imágenes tri- o tetradimensionales
a partir de los datos de ultrasonidos. Cuando se adquieren imágenes
dinámicas, puede emplearse un dispositivo 25 de ECG para realizar
un electrocardiograma durante la adquisición ultrasónica, que se
utilizará para referir los datos de imágenes a marcos de tiempo
específicos dentro del ciclo cardiaco. Los conjuntos de datos tri-
o tetradimensionales adquiridos pueden ser tratados, entonces,
mediante el dispositivo 30 de reconstrucción, por ejemplo un
ordenador. El dispositivo 30 incluye medios de almacenamiento y de
tratamiento de datos y está conectado con un dispositivo de
presentación, por ejemplo un monitor, y opcionalmente con un teclado
32 y un ratón y/o un mando de bola 38.
Preferiblemente, se utilizará primero el
dispositivo de presentación 34 para ofrecer una vista usual según
el eje largo del objeto del que se generan imágenes, en la que puede
representarse la posición del eje largo anatómico 20 calculado
automáticamente y que, opcionalmente, el usuario puede cambiar. Una
vez que el usuario ha aprobado la longitud, la forma y la posición
del eje largo anatómico 20, el dispositivo de reconstrucción 30
calculará la posición de los puntos de intersección P1, P2, P3 que,
también, pueden presentarse en el monitor 34. Opcionalmente, el
usuario puede emplear el ratón y/o el mando de bola para cambiar la
posición de los puntos de intersección como se ha descrito en lo
que antecede. En la siguiente operación, el dispositivo 30 de
reconstrucción definirá una serie de planos de sección
correspondientes a los puntos de intersección. Opcionalmente, en el
monitor 34 pueden presentarse, también, la posición y la alineación
de estos planos de sección, de forma similar a la fig. 3, para que
sean aprobados por el usuario. Finalmente, el dispositivo 30 de
reconstrucción calculará las imágenes según el eje corto anatómico
correspondientes a los planos de sección y presentará dichas
imágenes en el monitor 34.
El dispositivo 30 de reconstrucción puede
integrarse en la unidad 32 de ultrasonidos.
En el método y en el dispositivo de acuerdo con
el invento pueden realizarse cambios y/o modificaciones sin
apartarse por ello del alcance del invento propiamente dicho.
Claims (12)
1. Un método para reconstruir imágenes en
sección bidimensionales a partir de un conjunto de datos de imágenes
dinámicas tetradimensionales de un objeto (8) que tiene un espacio
interior rodeado por paredes (12), en particular de una cámara del
corazón (2), siendo adquiridos el conjunto de datos de imágenes
tetradimensionales por un método de generación de imágenes médicas
y conteniendo varios conjuntos de datos tridimensionales, cada uno
de los cuales representa un cierto marco de tiempo,
comprendiendo el método las operaciones
siguientes:
a) definir un eje largo anatómico (20) a través
del objeto (8) tal que la longitud y/o la forma del eje largo
anatómico (20) se adapten a la longitud y/o a la forma del
objeto;
b) definir una serie de puntos de intersección
(P1, P2, P3) distribuidos a lo largo del eje largo anatómico
(20);
c) definir una serie de planos de sección
(1-6, S1-S3), cortando cada plano al
eje largo anatómico (20) en un punto de intersección (P1, P2, P3),
cuyo eje largo anatómico (20) no está contenido en dichos planos de
sección; y
d) calcular imágenes de sección correspondientes
a los planos de sección (1-6, S1-S3)
a partir del conjunto de datos de imágenes.
en el que se repiten las operaciones a) a d)
para cada conjunto de datos tridimensionales, definiendo por tanto
un eje largo anatómico (20) para cada marco de tiempo, siendo
variables con el tiempo la longitud y/o la forma del eje largo.
2. El método de la reivindicación 1, en el que
la distribución relativa de los puntos de intersección (P1, P2, P3)
a lo largo del eje largo anatómico (20) se mantiene constante
durante los diferentes marcos de tiempo, de tal modo que las
distancias absolutas entre los puntos de intersección (P1, P2, P3)
varíen con el tiempo en proporción con la longitud del eje largo
anatómico (20).
3. El método de acuerdo con una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque
los puntos de intersección (P1, P2, P3) están
espaciados de forma equidistante a lo largo del eje largo (20), o
sus posiciones en un marco de tiempo están definidas por un
usuario.
4. El método de acuerdo con una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque
los planos de intersección (S1, S2, S3) se
curvan con el fin de cortar a las paredes (12) del objeto (8) en
ángulo recto.
5. Un método, en particular de acuerdo con una
de las reivindicaciones precedentes, para reconstruir imágenes
bidimensionales a partir de un conjunto de datos de imágenes
dinámicas tetradimensionales de un objeto (8) que tiene un espacio
interior rodeado por paredes (12), en particular de una cámara del
corazón (8), siendo adquirido el conjunto de datos por un método de
generación de imágenes médicas y conteniendo varios conjuntos de
datos tridimensionales, cada uno de los cuales representa un cierto
marco de tiempo, cuyo método comprende las siguientes
operaciones:
a) definir un eje largo anatómico (20) a través
del objeto (8) tal que la longitud y/o la forma del eje largo
anatómico (20) se adapten a la longitud y/o a la forma del
objeto;
b) definir un plano longitudinal (36) paralelo
al eje largo anatómico (20);
calcular una imagen longitudinal correspondiente
al plano longitudinal (36),
en el que se repiten las operaciones a) a d)
para cada conjunto de datos tridimensionales, definiendo por tanto
un eje largo anatómico (20) para cada marco de tiempo, siendo
variables con el tiempo la longitud y/o la forma del eje largo.
6. El método de una de las reivindicaciones
precedentes, que comprende además la operación de:
g) presentar las imágenes de sección y/o la
imagen longitudinal en una pantalla de presentación (34).
7. El método de acuerdo con una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque
el eje largo anatómico (20) se determina
definiendo manual o automáticamente sus dos puntos extremos (A, B),
y calculando a continuación automáticamente la trayectoria del eje
largo anatómico (20) entre ellos.
8. El método de la reivindicación 7,
caracterizado porque la trayectoria del
eje largo anatómico se calcula automáticamente
i) definiendo una línea recta (19) entre los dos
puntos extremos (A, B);
ii) definiendo un plano (S) perpendicular a la
línea recta (19) entre ambos puntos extremos y en una posición
predeterminada de la misma.
iii) calculando el centro del área (C3) del
espacio interior del objeto cortado por el plano (S),
iv) definiendo una nueva trayectoria del eje
largo anatómico (20) a través del centro del área (C3) calculada en
la operación iii),
v) repitiendo las operaciones ii) a iv).
9. El método de acuerdo con una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque
el conjunto de datos de imágenes
tetradimensionales se adquiere por ultrasonidos.
10. Un dispositivo para reconstruir imágenes de
sección bidimensionales a partir de un conjunto de datos de
imágenes dinámicas tetradimensionales de un objeto (8) que tiene un
espacio interior rodeado por paredes (12), en particular de una
cámara del corazón (8), siendo adquirido el conjunto de datos de
imágenes por un método de generación de imágenes médicas y
conteniendo varios conjuntos de datos tridimensionales, cada uno de
los cuales representa un cierto marco de tiempo, que comprende
medios de cálculo (32) para
a) calcular un eje largo anatómico (20) a través
del objeto, tal que la longitud y/o la forma del eje largo
anatómico (20) se adapten a la longitud y/o a la forma del
objeto;
b) definir, o permitir que un usuario defina,
una serie de puntos de intersección (P1, P2, P3) distribuidos a lo
largo del eje largo anatómico (20);
c) definir una serie de planos de intersección
(1-6, S1-S3), cada uno de cuyos
planos corta, en un punto de intersección (P1, P2, P3) al eje largo
anatómico (20), en el que el eje largo anatómico (20) no está
contenido en dichos planos de sección;
d) calcular imágenes de sección correspondientes
a los planos de sección,
y medios de presentación (22) para
g) presentar las imágenes de sección (SAX)
calculadas por los medios de cálculo.
11. Un dispositivo, en particular de acuerdo con
la reivindicación 10, para reconstruir imágenes longitudinales
bidimensionales a partir de un conjunto de datos de imágenes
dinámicas tridimensionales de un objeto (8) que tiene un espacio
interior rodeado por paredes (12), en particular de una cámara del
corazón (8), siendo adquirido el conjunto de datos de imágenes por
un método de generación de imágenes médicas y conteniendo varios
conjuntos de datos tridimensionales que representan, cada una, un
cierto marco de tiempo, que comprende
medios de cálculo para
a) calcular un eje largo anatómico (20) a través
del objeto, tal que la longitud y/o la forma del eje largo
anatómico (20) se adapten a la longitud y/o a la forma del
objeto;
b) definir un plano longitudinal (36) paralelo
al eje largo anatómico,
c) calcular una imagen longitudinal
correspondiente al plano longitudinal (36),
y medios de presentación (22) para
d) presentar la imagen longitudinal.
12. Producto de programa de ordenador almacenado
en un medio legible por ordenador y que contiene código de programa
que puede hacer que un ordenador lleve a la práctica el método de
acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9 cuando se está
ejecutando el producto en el ordenador.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP05010443A EP1722333B1 (en) | 2005-05-13 | 2005-05-13 | Method and device for reconstructing two-dimensional sectional images |
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|---|---|
| ES2292002T3 true ES2292002T3 (es) | 2008-03-01 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES05010443T Expired - Lifetime ES2292002T3 (es) | 2005-05-13 | 2005-05-13 | Metodo y dispositivo para reconstruir imagenes de seccion bidimensionales. |
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