WO2009109406A2 - Bildliche darstellung in der virtuellen endoskopie - Google Patents

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WO2009109406A2 PCT/EP2009/001678 EP2009001678W WO2009109406A2 WO 2009109406 A2 WO2009109406 A2 WO 2009109406A2 EP 2009001678 W EP2009001678 W EP 2009001678W WO 2009109406 A2 WO2009109406 A2 WO 2009109406A2
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Georg-Friedemann Rust
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    • G06T2219/20—Indexing scheme for editing of 3D models
    • G06T2219/2012—Colour editing, changing, or manipulating; Use of colour codes

Definitions

  • the invention relates to a method for imaging a three-dimensional measurement data set, which has been obtained by means of an x-ray, radio, or magnetic resonance tomography technique, etc.
  • the invention relates to a device and a method for virtual endoscopy, in particular virtual colonoscopy or bronchoscopy.
  • the pictorial representation of three-dimensional measurement data is a general important task of computer-aided data analysis and processing. Imaging procedures are of increasing importance, especially in the field of medical diagnostics. This X-ray, radio, magnetic resonance imaging etc. can be evaluated for diagnostic purposes.
  • colon Another important area of application is the colon (colon), the so-called colonoscopy, which conventionally takes place with a specially designed endoscope, the colonoscope.
  • colonoscope comprises an optical system, the i.d.R. connected to a screen to allow an internist to diagnose.
  • Introducing the co-endoscope into the bowel area is perceived by many patients as unpleasant or even painful, and there is always the danger, especially in inflammation of the intestinal wall, that the colon wall pierces the intestinal wall.
  • a large number of parallel sections are spatially resolved, for example, recorded with a tomography device.
  • Each of these sections corresponds to a set of two-dimensional image data.
  • These sentences are computer-aided converted into a three-dimensional measurement data set. From the three-dimensional measured data set, in turn, two-dimensional image data can be calculated, which are independent of the orientation of the cut in the actual measurement, e.g. at an angle.
  • the two-dimensional and three-dimensional image data are usually reproduced on two-dimensional display devices (monitor, photograph, etc.) as sectional images (ie, all imaged pixels originate from a sectional plane) or as quasi-three-dimensional images that convey a spatial impression in a similar manner like a conventional photograph (the pixels shown do not all come from one and the same plane).
  • US 2005/0018888 shows a method for visualizing the surface texture of the wall of a hollow organ based on a three-dimensional scan of the hollow organ.
  • the method according to the invention for the pictorial representation of a three-dimensional measurement data set which represents a part of a hollow body according to claim 1, comprises the steps:
  • the three-dimensional measurement data set can represent a part of a human body that is recorded using the computed tomography or nuclear spin tomographic device.
  • This part of the human body may in particular be an organ, in particular the intestine.
  • lungs and bronchi as well as blood vessels in general of the human body may be represented by the three-dimensional dataset.
  • the first intraluminal view may be the image of the surface structure of the interior of the hollow body obtained by conventional (non-virtual) colonoscopy, e.g. a blood vessel or a gut tube. It is preferably displayed in monochrome, wherein different brightness levels can be provided for a three-dimensional impression.
  • density values of the tissue obtained for a predetermined distance from the surface of the surface structure depicted in the first two- and / or three-dimensional intraluminal imaging are color-coded on the surface of the surface structure represented (projected on).
  • the first representation can first be displayed (rendered), and then the color-coded information can be projected onto the surface structure (superimposed) or the corresponding surface structure in the same representation plane as in the first representation in color coding can be directly superimposed second representation (rendered).
  • the present invention will be specifically described with respect to virtual colonoscopy, it is to be understood that the principles of the invention may be applied to any three-dimensional data set. Possible further fields of application in medicine are all types of virtual endoscopy, other tomography methods, ultrasound examination methods, X-ray examinations with tracer substances, etc.
  • the first and / or second two-dimensional intraluminal pictorial representations may correspond to a projection of the inner surface onto a plane.
  • the inner surface may be projected onto surfaces of a cube or cylinder, in particular with the faces of the cube or cylinder being thereafter imaged into a plane.
  • the first and second two- and / or three-dimensional intraluminal imaging may be alternately displayed on a display device, e.g. a computer monitor, be displayed or simultaneously next to each other.
  • the alternating display can take place automatically at predetermined time intervals (for example, the first representation may first be displayed and, after a few seconds, the second representation may be displayed).
  • This change of display can also be repeated periodically.
  • the change can be made by a user (internist) using a controller.
  • the control device may comprise a computer mouse, in particular a scroll wheel and / or one or more keys of a computer mouse, and / or a computer keyboard and / or a touchscreen.
  • the second two- and / or three-dimensional intraluminal imaging with the color-coded processed measurements for example, the physical density
  • the topological first and second or three-dimensional intraluminal pictorial representation and in particular for the whole of the th two-dimensional and / or three-dimensional intraluminal pictorial representation shown part of the hollow body, for example, a bowel section, is provided.
  • color-coded information is only displayed if and when prompted by an operator when an (alleged) anomaly has already been found, whereas the inventive method is the first finding of such anomaly using the second two-dimensional and / or three-dimensional intraluminal imaging ie in particular the processed second subset of the three-dimensional measured data set.
  • the abovementioned various embodiments for the changing display of the first and second representations can be preselected by an operator, in particular at his option.
  • the change of display allows a more secure diagnosis, especially by the different representations compared to each other, taking into account personal preferences for an automatic or manual (using a control device such as a keyboard) change. It is also provided that in the case of an automatic change of the displayed representations, the time duration of the respective display or period of the change can be preselected.
  • polygon sets may represent anatomical surfaces, whereas in the more elaborate volume rendering typically used in the prior art, voxels from different areas / planes parallel to the inner surface shown in the first illustration are used for individual pixels, thereby creating a real image - Time representation of large areas (not only marked small areas of the first three-dimensional intraluminal imaging) in the form of the second three-dimensional intraluminal imaging is not possible or impractical with commonly available computer resources today.
  • a surface rendering possibly allows a higher sensitivity for the detection of blood vessels, etc.
  • the second two- and / or three-dimensional intraluminal imaging can be based on a surface rendering method.
  • the processed second subset can be represented by a surface rendering method.
  • Particularly advantageous for the diagnosis is the use of physical density values as a processed second subset of the three-dimensional measurement data set for the second two-dimensional and / or three-dimensional intraluminal imaging.
  • physical density values as a processed second subset of the three-dimensional measurement data set for the second two-dimensional and / or three-dimensional intraluminal imaging.
  • polyps / tumors and blood vessels can be clearly recognized on account of their opposite soft tissue.
  • density values at a depth (distance from the inner surface shown in the first illustration) of 2 or 3 mm are projected onto the inner surface shown in the first illustration.
  • the data of the processed second subset of the three-dimensional measurement data set represent color-coded average values of physical density values or temperature values for a plurality of surfaces parallel to and at a predetermined distance from the surface shown in the first two-dimensional and / or three-dimensional intraluminal imaging Point of the surface are taken density values for different depths and then averaged, and the averages obtained for the points of the surface are then displayed in the second intraluminal imaging on the inner surface in the same plane of representation as in the first intraluminal imaging.
  • the averaging allows smoother color transitions and thus a better recognizability of anatomical abnormalities or a smoothing of data "outliers".
  • one or more pathological depths may be defined, with a pathological depth defining a predetermined distance with respect to the inner surface shown in the first illustration.
  • a pathological depth defining a predetermined distance with respect to the inner surface shown in the first illustration.
  • the pathological depth (s) can be defined differently.
  • a pathological depth can be the distance correspond to the elements of the second subset of the inner surface.
  • the present invention provides another type of color coded information display in intraluminal views.
  • a depth color coding is performed for a fixed value or range of a diagnostically significant quantity, e.g. the physical density or temperature.
  • the depth color coding on the surface structure of the first two- and / or three-dimensional intraluminal imaging, e.g. a predetermined density values shown in color, the color provides information about the depth at or opposite to the surface of the surface structure tissue of the corresponding density o.a. is available.
  • the depth color coding may include information on which depth with respect to the inner surface is tissue having a density corresponding to the physical density range or the single predetermined density value.
  • a combination of density color coding and depth color coding may be advantageous for displaying various types of information at the same time. For example, a high density near the surface may be indicated by a dark red and farther away by a bright red and a low density near the surface by a dark blue and farther away by a bright blue.
  • deep color coding as well as density color coding on a surface depicted in the first intraluminal view allow the detection of flat growing adjacent tumors, such as 2 to 3 mm thick as well as conventional (non-virtual) ) Endoscopy is difficult or not recognizable.
  • hypervascular tumors can be detected better than before.
  • the projection of density-color coding allows the detection of polyps behind intestinal folds, as well as of blood vessels behind the intestinal mucosa, which indicate a pathological hypervascularization of the intestinal tissue / intestinal wall.
  • the deep color coding in particular makes lymph node metastases behind bronchial walls recognizable.
  • these color-coded representations take place, in particular, in alternation with the first intraluminal view and over the entire inner surface, which is represented therein.
  • at least a subset (which may be the same as the first or second) of the three-dimensional measurement data set for image rendering may be processed in at least one further pictorial representation.
  • the user may be enabled to quickly display several further pictorial representations in succession starting from the first pictorial representation, and thus to obtain a comprehensive overview of the respective displayed region from multiple viewing angles and directions, thereby increasing the likelihood that he eg overlooks a lesion, is drastically reduced.
  • pictorial representations may be in one and the same or different representation planes, e.g. simultaneously with the two- and / or three-dimensional intraluminal pictorial representation, on the basis of the first and / or second and / or a third subset of the three-dimensional data set.
  • further representations may represent sections in the spatial structure shown in the first / second illustration. These cuts can be selected by an operator using a controller.
  • the virtual colonoscopy can display two more images, one of which is an "Anterior Wall View” and the other is a “Posterior Wall View,” depending on whether it is an opposite or a posterior view of the intestinal wall.
  • These views are created by cutting the intestinal tube virtually parallel to the longitudinal axis and taking the images with virtual cameras aligned perpendicular to the longitudinal axis (see also below).
  • the further pictorial representation may be a wall view of the hollow organ or blood vessel as viewed from a line of sight that is parallel or antiparallel to the curvature vector at the maximum curvature of the midline of the hollow organ or blood vessel. From this (default) view, the at least one more pictorial representation can then be rotated (eg, by selecting a rotation angle using the wheel of a computer mouse) to easily and quickly provide a complete view of the region of interest.
  • Such a center line can usually still be defined for a hose-like body. If the cross-sections of the body deviate from the ideal circular shape, the calculation of the individual points defining the center line corresponds to that of centers of gravity.
  • the centerline mathematically represents a space curve r (s) parameterized with the arc length s.
  • the tangent unit vector indicates the direction of the curve at that point.
  • the curvature vector points in the direction in which the tangent unit vector changes (the curvature vector is thus perpendicular to the tangent unit vector).
  • the curvature vector is calculated from the second derivative of the space curve according to the arc length d z r (s) / ds 2 and its magnitude is called the curvature of the curve.
  • the "maximum curvature” may be a mathematically absolute maximum curvature, but is usually in the mathematical sense locally maximum curvature (local maximum), ie a point at which the curvature vector is shorter than in the immediate vicinity.
  • the method may also include the steps of:
  • the two- and / or three-dimensional intraluminal pictorial representation may correspond to the first and / or second two- and / or three-dimensional intraluminal pictorial representation, or to another two- and / or three-dimensional intraluminal pictorial representation, which in particular alternately with the first and second / or second two- and / or three-dimensional intraluminal pictorial representation on the display device, such as a computer monitor, or can be displayed side by side at the same time.
  • a fourth subset can also be determined if no third subset has been determined or processed.
  • the determination of the fourth subset may be based on the entire three-dimensional measurement data set or on a subset of the three-dimensional measurement data set, in particular on the first subset.
  • the determination of the fourth subset may correspond to a computer-implemented diagnostic procedure (Computer Aided Diagnosis or Computer Aided Detection).
  • the sensitivity of the Computer Aided Diagnosis method can be set variably. The higher the sensitivity is selected, the more elements of the three-dimensional measurement data set can meet the predetermined criterion.
  • the processing of the fourth subset may include selecting a subset of the fourth subset according to an evaluation criterion, in particular wherein the evaluation criterion is based on data of the three-dimensional measurement data set for a portion of one or more planes at a predetermined distance perpendicular to the inner surface.
  • the evaluation criterion may be based on data, in particular measurement data, the second subset or the processed second subset.
  • the results of the Computer Aided Diagnosis procedure can be selected or filtered. This is particularly advantageous when high sensitivity has been selected for the Computer Aided Diagnosis procedure.
  • the elements of the subset can correspond to possible polyps or tumors.
  • the evaluation criterion may be based on a physical density value and / or temperature value for a region or part of a surface parallel to the inner surface, wherein the region of the projection may correspond to the fourth subset on the parallel surface.
  • the surface may be part of a plane, the plane being parallel to the inner surface.
  • the physical density value and / or temperature value may correspond to an average of physical density values and / or temperature values for regions of multiple surfaces parallel to the inner surface, wherein the regions of projection may correspond to the fourth subset on the parallel surfaces.
  • the predetermined distance of each of the one or more planes or surfaces may in particular correspond to a pathological depth.
  • the processing of the fourth subset may include projecting the fourth subset onto the inner surface or onto one or more surfaces parallel to the inner surface.
  • the projecting may include geometric projection, in particular wherein the projecting may correspond to mapping the fourth subset of the three-dimensional data set to points of the inner surface or to points of one or more surfaces parallel to the inner surface.
  • the projecting may correspond to orthogonal projecting.
  • the fourth subset may comprise at least one contiguous region, in particular wherein one parameter of all elements of each contiguous region satisfies the predetermined criterion.
  • the parameter may in particular correspond to a measured value, in particular a density value or temperature value.
  • each contiguous area may be a subset of the three-dimensional area A measurement data set, wherein each element of the subset or region corresponds to a tuple of parameters and / or measurements, and wherein each tuple comprises information regarding the spatial arrangement of the element.
  • the spatial information can be defined explicitly, in particular by coordinates, or implicitly, in particular by an order of the measured values in the three-dimensional measured data record.
  • the display of the fourth subset may include a mark, in particular a symbolic mark.
  • the projection can be marked on the inner surface.
  • the projection of each contiguous area onto the inner surface may be marked, or only contiguous areas of the selected subset of the fourth subset.
  • a marker based on a contiguous region of the selected subset may be formed differently, particularly in shape and / or color, as a marker based on a contiguous region that is not an element of the selected subset.
  • the fourth subset in particular the selected subset, can be depicted.
  • a "voxel rendering” method or a "surface rendering” method may be used for rendering.
  • the representation of the inner surface can be provided with a transparency.
  • parts of the fourth subset, which lie below the inner surface can be visualized.
  • the representation of a contiguous region of the selected subset may be different, particularly in shape and / or color, from the representation of a contiguous region that is not an element of the selected subset.
  • the method may further include:
  • the characteristic point may correspond to the center of gravity, in particular the geometric center of gravity, of the connected area.
  • the characteristic point may correspond to the element with the smallest normal distance to the inner surface.
  • the image rendering or display may be based on the entire fourth subset or only on the selected subset.
  • the image rendering or display may include only contiguous regions that are elements of the selected subset, or all contiguous regions of the fourth subset.
  • the image rendering or display may be based on the entire fourth subset, wherein the image rendering or display of the selected subset may be different than the image rendering or display of the unselected subset.
  • the predetermined criterion may include a density criterion and / or a shape criterion.
  • the measurement data set may in particular include parameters for the location and measured values for the signal intensity.
  • the signal intensity at a location may be proportional to a local physical density at that location.
  • a signal intensity may correspond to a gray value or a color value.
  • the signal intensity can be displayed as a gray value or as a color value.
  • a shape criterion may include a curvature parameter, a ratio of spatial dimensions in different directions, a maximum and / or minimum spatial extent, and / or a maximum and / or minimum ellipticity.
  • the determination of the fourth subset may include a pattern analysis.
  • a pattern can be defined as an intensity distribution.
  • the intensity distribution can be two- or three-dimensional.
  • the determination of the fourth subset may include searching for a predetermined pattern in the three-dimensional measurement data set or in a subset of the three-dimensional measurement data set.
  • the density criterion may comprise a predetermined density value, in particular a maximum, minimum or average density value, and / or a predetermined density range, in particular the density parameter or density measured value of each element of a contiguous area of the fourth subset has a density value above or below the predetermined density value or a density value in the predetermined density area.
  • a shape criterion may correspond to a density criterion.
  • a predetermined intensity distribution in this case corresponds to a predetermined density distribution.
  • the predetermined criterion may include a minimum spatial extent for a contiguous area. The smaller this minimum spatial extent is chosen, the more contiguous areas can usually be determined.
  • the present invention also provides a method for computer-implemented examination of a hollow body, in particular a hollow organ, comprising the steps:
  • Processing the fourth subset based on an evaluation criterion in particular wherein the evaluation criterion is based on data of the three-dimensional measurement data set for an area of one or more planes at a predetermined distance perpendicular to the inner surface.
  • the inner surface of the hollow body may in particular comprise elements of the first subset.
  • the processing of the fourth subset may include selecting a subset of the fourth subset according to the evaluation criterion.
  • the evaluation criterion may be based on a physical density value and / or temperature value for a region of a surface parallel to the inner surface, wherein the region of projection may correspond to the fourth subset on the parallel surface.
  • the physical density value and / or temperature value may correspond to an average of physical density values and / or temperature values for regions of multiple surfaces parallel to the inner surface, wherein the regions of projection may correspond to the fourth subset on the parallel surfaces.
  • the processing of the fourth subset may include projecting the fourth subset onto the inner surface or onto one or more surfaces parallel to the inner surface.
  • the projecting may include geometric projection, in particular wherein the projecting may correspond to mapping the fourth subset of the three-dimensional data set to points of the inner surface or to points of one or more surfaces parallel to the inner surface.
  • the projecting may correspond to orthogonal projecting.
  • the fourth subset may comprise at least one contiguous region, in particular wherein one parameter of all elements of each contiguous region satisfies the predetermined criterion.
  • the method for computer-implemented examination of a hollow body may also comprise the following steps:
  • the method for computer-implemented examination of a hollow body may also comprise the following steps:
  • the image rendering or display may be based on the entire fourth subset or only on the selected subset.
  • the image rendering or display may be based on the entire fourth subset, wherein the image rendering or display of the selected subset may be different than the image rendering or display of the unselected subset.
  • the image reproduction or display of the fourth subset may be formed as shown above.
  • the step of representing the processed fourth subset may comprise one, in particular simultaneous or alternating, pictorial representation of the three-dimensional measurement data set according to a method described above.
  • the present invention also provides a computer program product comprising one or more computer-readable media (data carriers) having computer-executable instructions for performing the steps of any of the methods described above.
  • an image processing and image reproduction system for carrying out one of the above examples of the method according to the invention, which comprises: An image processing and display system for performing a method as described above, comprising:
  • a display device suitable for displaying the first and second three-dimensional intraluminal pictorial representations of the part of the hollow body.
  • Processing the fourth subset based on an evaluation criterion in particular wherein the evaluation criterion is based on data of the three-dimensional measurement data set for a part of one or more planes at a predetermined distance perpendicular to the inner surface.
  • the image processing and image reproduction system may further comprise a computer tomographic or nuclear spin tomographic device for generating the three-dimensional measurement data set and a memory device for storing at least a part of the three-dimensional measurement data set.
  • a computer tomographic or nuclear spin tomographic device for generating the three-dimensional measurement data set
  • a memory device for storing at least a part of the three-dimensional measurement data set.
  • Figure 1 shows useful views of virtual colonoscopy presented to a user at the same time.
  • FIG. 1 shows virtual intestinal views.
  • two-dimensional views from left to right in sequence, an axial view, corresponding to a section perpendicular to the intestinal longitudinal axis, a lateral or sagittal view and a frontal view, are shown.
  • the sectional planes of the three sectional images are perpendicular to each other.
  • the two-dimensional cross-sectional images are calculated from the three-dimensional /) measurement data set created using a computer tomograph, which in turn has been created from a large number of two-dimensional measurement data records.
  • the images on the bottom left are called wall views or "wall views.” These images are created by virtually cutting the intestine parallel to the longitudinal axis and taking pictures with virtual cameras aligned perpendicular to the longitudinal axis "and” Posterior Wall View “and, depending on whether it is an opposite or back view of the intestinal wall.
  • the pictorial representation below right represents a spatial intraluminal view, which gives the internist a spatial idea of the area to be examined or treated.
  • This intraluminal view corresponds to the image of the interior of the intestinal tube, ie, the inner surface structure, of the intestinal tract obtained with a conventional intestinal spiculation, with the difference that it was created virtually.
  • the surface structure is shown monochrome, with different levels of brightness the convey three-dimensional spatial impression.
  • Such views are well known in the art.
  • the internist inspects the intestinal tube along the intestine using the intraluminal view (on-flight). If he discovers a real or apparent anomaly, he can mark the spot in question and then display new section views for the highlighted area, and display additional color-coded information in two- or three-dimensional views.
  • the latter provides a further intraluminal view in which processed measurement data which are of high relevance to the diagnosis, in particular physical density values, are color-coded (eg projected) on the surface structure conventionally displayed in the virtual endoscopy, and this in particular for the entire region of the intestine section shown in FIG.
  • These processed measurement data are those obtained for one or more areas / planes at a predetermined distance below the surface structure in the intraluminal view shown in FIG.
  • e.g. Physical density values projected at a distance of 2 mm below the surface shown on it in color coding The user can switch between the intraluminal view shown in Figure 1 and that with the color-coded processed measurement data, for example by keystroke or mouse click.
  • Such a change of views can also be done automatically at certain time intervals or in each case after changing the view shown by virtual movement along the intestine.
  • both types of intraluminal views can be shown simultaneously in different windows.
  • the inventively provided by default intraluminal view with the color-coded density values from opposite the monochrome surface structure deeper levels parallel to the surface thus serves as a primary discovery aid, a function that can not meet representations using color-coded density values, as these always limited to previously identified and identified sub-areas topologically presented surface structures are provided.
  • the internist is thus enabled to switch on-flight (virtual flight of the camera through and along the intestine) between representations of the inner intestinal surface and of information, such as density values, over levels below this represented intestinal surface.
  • on-flight virtual flight of the camera through and along the intestine
  • information such as density values
  • the internist is thus enabled to switch on-flight (virtual flight of the camera through and along the intestine) between representations of the inner intestinal surface and of information, such as density values, over levels below this represented intestinal surface.
  • on-flight virtual flight of the camera through and along the intestine
  • information such as density values
  • density values represented in color coding can display averaged values over several levels in order to achieve smoother color transitions.
  • a color-coded value may be obtained at a location from physical density averaging along a normal vector to the surface at 2.8, 2.9, 3.1, and 3.2 mm intervals from the surface.
  • the present invention provides another type of color coded information display in intraluminal views.
  • a depth color coding for a fixed value range for example a fixed value, of a diagnostically significant measured variable, for example the physical density
  • a region of increased density near the intraluminal view of the surface structure shown in Figure 1 may be red and one that is relatively far away (lower lying) encoded in blue. This makes it easy to detect the extension of an anomaly of increased density, in particular perpendicular to the surface normal of the surface.
  • Such information is eg valuable for an endo-bronchial biopsy of lymph node metastases.
  • the value range can be selected, for example, by a displayed slider bar, for example with a computer mouse.
  • possible pathological regions can be determined according to a predetermined criterion.
  • CAD Computer Aided Diagnosis
  • CAD methods are often algorithms for shape analysis, but may include other algorithms for the automatic detection of possible pathological areas, whereby the sensitivity of the CAD method can be set high, so that many possible pathological areas are found In this case, however, the number of possible pathological areas found can be too large, for each of these possible pathological areas a relevance can then be determined according to an evaluation criterion, and the physician can then be shown only the possible pathological areas that fulfill the evaluation criterion the possible pathological B areas that meet the evaluation criterion, in a different representation, for example, in a different color coding represented.
  • the area of the inner surface that corresponds to a projection of the possible pathological area onto the inner surface can be marked in an intraluminal view.
  • a border of the area of the inner surface which corresponds to the projection of a possible pathological area onto the inner surface can be used as marking.
  • a pointer symbol, for example an arrow symbol, can also be used as a marker.
  • the color of the border and / or the arrow symbol may be based on the relevance of the potential pathological area. For example, the border and / or the arrow symbol may be displayed in red if the possible pathological area meets the evaluation criterion, and blue in the case of non-fulfillment of the evaluation criterion.
  • Particularly advantageous for the diagnosis is the use of physical density values as for the selection of the possible pathological areas on the basis of the evaluation criteria. killed.
  • density values at a depth (distance from the inner surface shown in the first illustration) of 2 or 3 mm are used for the evaluation criterion.
  • a potential pathological region may be considered relevant if the density value in a region of a plane at a depth of, for example, 2 or 3 mm with respect to the inner surface that corresponds to a projection of the potential pathological region to that plane exceeds a critical value and / or lies within a predetermined density range.
  • the evaluation criterion may be obtained on averaging of the physical density along a normal vector to the surface, in particular at intervals of 2.8, 2.9, 3.1 and 3.2 mm to the surface.
  • the advantages of CAD methods can be seen with the benefits of depth information, i.
  • Information about tissue properties at a predetermined depth with respect to an inner surface can be combined.
  • the CAD method can also provide the smallest suspect shapes, which are then searched for relevance based on the depth information. For example, on soft tissue association, to be checked. As a result, a fast, automatic detection using CAD is possible with a high, correctly positive probability.
  • a computer-implemented method for examining a hollow body can receive measured data, for example computed tomography or nuclear spin tomographic data. These measurement data can then be segmented to determine an inner surface. The determination of the surface can be carried out by a known method.
  • structures i. contiguous areas, which fulfill a predetermined criterion. These structures can correspond to possible pathological areas. The relevance of these structures can be determined by means of an evaluation criterion.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur bildlichen Darstellung eines dreidimensionalen Messdatensatzes, der einen Teil eines Hohlkörpers repräsentiert, die Schritte umfassend: Verarbeiten einer ersten Teilmenge des zwei- und/oder dreidimensionalen Messdatensatzes für eine Bildwiedergabe in einer ersten zwei- und/oder dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung einer inneren Oberfläche des Teils des Hohlkörpers, Verarbeiten einer zweiten Teilmenge des dreidimensionalen Messdatensatzes für eine Bildwiedergabe in einer zweiten zwei- und/oder dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung des Teils des Hohlkörpers, Darstellen der verarbeiteten ersten Teilmenge des dreidimensionalen Messdatensatzes in Form der ersten zwei- und/oder dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung in einer Darstellungsebene und Darstellen der verarbeiteten zweiten Teilmenge des dreidimensionalen Messdatensatzes in Form der zweiten zwei- und/oder dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung in der Darstellungsebene, wobei Daten der verarbeiteten zweiten Teilmenge des dreidimensionalen Messdatensatzes für eine oder mehrere Ebenen in einem vorbestimmten Abstand senkrecht zu der in der ersten zwei- und/oder dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung dargestellten Oberflächenstruktur farbcodiert auf der in der gesamten ersten zwei- und/oder dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung dargestellten Oberflächenstruktur des Inneren des Hohlkörpers dargestellt werden.

Description

Bildliche Darstellungen in der virtuellen Endoskopie
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur bildlichen Darstellung eines dreidimensionalen Messdatensatzes, welcher mithilfe einer Röntgen-, Radio-, oder Kernspintomographie- Technik, etc. gewonnen worden ist. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zur virtuellen Endoskopie, wie insbesondere der virtuellen Koloskopie oder Bronchoskopie.
Hintergrund der Erfindung
Die bildliche Darstellung dreidimensionaler Messdaten ist eine allgemeine wichtige Aufgabe der computergestützten Datenanalyse und -aufbereitung. Bildgebende Verfahren sind insbesondere im medizinisch-diagnostischen Bereich von wachsender Bedeutung. Hierbei können Röntgen-, Radio-, Kernspintomographie-Aufnahmen etc. zu diagnostischen Zwecken ausgewertet werden.
Ein Anwendungsbeispiel betrifft die computergestützte Bronchoskopie. Ein weiteres wichtiges Anwendungsgebiet ist die Spiegelung des Dickdarms (Kolon), die sogenannte Koloskopie, die herkömmlich mit einem hierfür speziell entwickelten Endoskop, dem Koloskop, erfolgt. Ein solches Koloskop umfasst ein optisches System, das i.d.R. mit einem Bildschirm verbunden ist, um einem Internisten eine Diagnose zu ermöglichen. Die Einführung des Ko- loskops in den Darmbereich wird von vielen Patienten als unangenehm oder gar schmerzhaft empfunden, und es besteht immer die Gefahr, insbesondere bei Entzündungen der Darmwand, dass mit dem Koloskop die Darmwand durchstoßen wird.
Als Alternative wurde daher die virtuelle Koloskopie entwickelt, bei der kein physikalisches Koloskop in den Körper des Patienten eingeführt werden muss. Stattdessen werden anstelle von Koloskopen die Verfahren und Vorrichtungen der Computertomographie/Kernspintomographie verwendet, um Messdaten aufzunehmen und diese Daten op- tisch mithilfe von Computern darzustellen. Die Entwicklung der virtuellen Koloskopie wurde maßgeblich dadurch unterstützt, dass die Durchführung von aufwendigen Bildverarbeitungsverfahren wegen der hohen Rechenleistung neuerer Computer mittlerweile problemlos möglich ist.
Für die virtuelle Koloskopie wird eine große Zahl von parallelen Schnitten ortsaufgelöst beispielsweise mit einer Tomographieeinrichtung aufgenommen. Jedem dieser Schnitte entspricht ein Satz zweidimensionaler Bilddaten. Diese Sätze werden rechnergestützt in einen dreidimensionalen Messdatensatz umgewandelt. Aus dem dreidimensionalen Messdatensatz können wiederum zweidimensionale Bilddaten berechnet werden, die unabhängig von der Schnittausrichtung bei der eigentlichen Messung sind, z.B. schräg dazu. Die zwei- und dreidimensionalen Bilddaten werden in der Regel auf zweidimensionalen Wiedergabeeinrichtungen (Monitor, Foto, etc) wiedergegeben, und zwar als Schnittbilder (d.h. alle abgebildeten Bildpunkte entstammen einer Schnittebene) oder als quasi-dreidimensionale Bilder, die einen räumlichen Eindruck auf ähnliche Weise vermitteln, wie eine herkömmliche Foto- graphie (die abgebildeten Bildpunkte entstammen nicht sämtlich ein und derselben Ebene).
Beispielsweise zeigt die US 2005/0018888 ein Verfahren zur Visualisierung der Oberflächentextur der Wand eines Hohlorgans auf Basis einer dreidimensionalen Abtastung des Hohlorgans.
Es ist hierzu zu bemerken, dass a priori nicht entschieden werden kann, welche der Ansichten für eine möglichst aussagekräftige Diagnose am besten geeignet ist. Obwohl die räumlichen (quasi-dreidimensionalen) Darstellungen wegen des vermittelten räumlichen Eindrucks sehr anschaulich sind und dadurch hilfreich für die Orientierung sind, können aber gerade in diesen Darstellungen Krankheitsbefunde wie Läsionen etc. durch Gewebe oder eine Darmfalte verdeckt werden und dadurch nicht sichtbar sein. Insbesondere wird in dem heutigen Stand der Technik der diagnostizierende Internist nur dann weitere virtuelle Schnitte und Diagnoseverfahren durchführen, wenn in der herkömmlichen dreidimensionalen Ansicht Auffälligkeiten sichtbar vorhanden sind. Hierunter leidet die Verlässlichkeit der virtuellen Endoskopie in einer für die Gesundheit der Patienten beinahe unzumutbarer Weise.
Es ist daher die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, ein Verfahren und System für eine virtuelle Endoskopie bereitzustellen, mit denen die geschilderten Nachteile der virtuellen Endoskopie vermieden werden können, und die insbesondere dem Fachmann eine leichte und intuitive Handhabung erlauben, sodass dieser ohne einen wesentlich erhöhten Aufwand zu einer gegenüber dem Stand der Technik deutlich zuverlässigeren Diagnose gelangen kann.
Beschreibung der Erfindung
Die oben genannte Aufgabe wird durch das Verfahren von Anspruch 1 und das Bildverarbei- tungs- und Bildwiedergabesystem mit den Merkmalen von Anspruch 18 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen werden in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur bildlichen Darstellung eines dreidimensionalen Messdatensatzes, der einen Teil eines Hohlkörpers repräsentiert, gemäß Anspruch 1 , umfasst die Schritte:
Verarbeiten einer ersten Teilmenge des dreidimensionalen Messdatensatzes für eine (erste) Bildwiedergabe in einer ersten zwei- und/oder dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung einer inneren Oberfläche(nstruktur) des Teils des Hohlkörpers;
Verarbeiten einer zweiten Teilmenge des dreidimensionalen Messdatensatzes für eine (zweite) Bildwiedergabe in einer zweiten zwei- und/oder dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung des Teils des Hohlkörpers;
Darstellen der verarbeiteten ersten Teilmenge des dreidimensionalen Messdatensatzes in Form der ersten zwei- und/oder dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung in einer Darstellungsebene; und
Darstellen der verarbeiteten zweiten Teilmenge des dreidimensionalen Messdatensatzes in Form der zweiten zwei- und/oder dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung in derselben Darstellungsebene wie diejenige Darstellungsebene, in der die Darstellung der ersten zwei- und/oder dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung erfolgt, wobei Daten der verarbeiteten zweiten Teilmenge des dreidimensionalen Messdatensatzes für eine oder mehrere Flächen/Ebenen in einem vorbestimmten Abstand senkrecht zu der in der ersten zwei- und/oder dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung dargestellten inneren Oberfläche(nstruktur) farbcodiert auf der gesamten in der ersten zwei- und/oder dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung dargestellten inneren Oberfläche dargestellt werden.
Der dreidimensionale Messdatensatz kann insbesondere einen Teil eines menschlichen Körpers darstellen, der mithilfe der computertomographischen oder kernspintomographischen Vorrichtung aufgenommen wird. Dieser Teil des menschlichen Körpers kann insbesondere ein Organ, insbesondere der Darm sein. Des weiteren können auch Lungen und Bronchien sowie Blutgefäße im Allgemeinen des menschlichen Körpers durch den dreidimensionalen Datensatz repräsentiert sein.
Die erste Intraluminalansicht kann dem mit einer konventionellen (nicht-virtuellen) Darmspiegelung erhaltenem Bild der Oberflächenstruktur des Inneren des Hohlkörpers, z.B. eines Blutgefäßes oder eines Darmrohrs entsprechen. Sie wird vorzugsweise monochrom dargestellt, wobei verschiedene Helligkeitsstufen für einen dreidimensionalen Eindruck vorgesehen werden können. In der zweiten zwei- und/oder dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung werden beispielsweise Dichtewerte des Gewebes, die für einen vorbestimmen Abstand von der Oberfläche der in der ersten zwei- und/oder dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung dargestellten Oberflächenstruktur gewonnnen wurden, farbcodiert auf der Oberfläche der Oberflächenstruktur dargestellt (darauf projiziert).
So kann man insbesondere eine Projektion farbcodierter physikalischer Dichtewerte auf die in der ersten zwei- und/oder dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung gezeigten Oberfläche(nstruktur) in der zweiten Darstellung erhalten. In der zweiten Darstellung kann zunächst die erste Darstellung angezeigt (gerendert) werden, und es können dann die farbcodierten Informationen auf die Oberflächenstruktur projiziert werden (überlagert werden) oder es kann direkt die entsprechende Oberflächenstruktur in derselben Darstellungsebene wie in der ersten Darstellung in der Farbcodierung der zweiten Darstellung angezeigt (gerendert) werden. Wiewohl die vorliegende Erfindung speziell mit Hinsicht auf die virtuelle Koloskopie beschrieben wird, versteht es sich, dass sich die Grundgedanken der Erfindung auf jeden beliebigen dreidimensionalen Datensatz anwenden lassen. Mögliche weitere Anwendungsgebiete in der Medizin sind sämtliche Arten der virtuellen Endoskopie, andere Tomographie- verfahren, Ultraschalluntersuchungsmethoden, Röntgenuntersuchungen mit Tracerstoffen, etc.
Weitere Anwendungen der vorliegenden Erfindung liegen auf dem Gebiet der Intestinoskopie, NHN-Endoskopie und Ventrikel-Endoskopie. Eine besonders wichtige weitere Anwendung betrifft die virtuelle Bronchoskopie. Die Erkennung von Lungenkarzinomen sowie der Metastasierung in Lymphknoten kann auf der Grundlage des hier offenbarten Verfahrens gegenüber dem Stand der Technik verbessert werden.
Die erste und/oder zweite zweidimensionale intraluminale bildliche Darstellungen können einer Projektion der inneren Oberfläche auf eine Ebene entsprechen. Insbesondere kann die innere Oberfläche auf Flächen eines Würfels oder Zylinders projiziert werden, insbesondere wobei die Flächen des Würfels oder Zylinders danach in eine Ebene abgebildet werden.
Die erste und zweite zwei- und/oder dreidimensionale intraluminale bildliche Darstellung können abwechselnd auf einer Anzeigevorrichtung, z.B. einem Computermonitor, angezeigt werden oder zeitgleich nebeneinander. Die abwechselnde Anzeige kann insbesondere automatisch in vorbestimmten Zeitintervallen erfolgen (beispielsweise kann zunächst die erste und nach einigen Sekunden die zweite Darstellung angezeigt werden). Dieser Wechsel der Anzeige kann sich auch periodisch wiederholen. Der Wechsel kann von einem Anwender (Internisten) mithilfe einer Steuereinrichtung vorgenommen werden. Die Steuereinrichtung kann eine Computermaus, insbesondere ein Scrollrad und/oder eine oder mehrere Tasten einer Computermaus, und/oder eine Computertastatur und/oder einen Touchscreen umfassen.
Es ist ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung, dass die zweite zwei- und/oder dreidimensionale intraluminale bildliche Darstellung mit den farbcodierten verarbeiteten Messwerten, beispielsweise der physikalischen Dichte, schnell und leicht zusätzlich zu, ggf. im Wechsel mit, der topologischen ersten zwei- und/oder dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung bereitgestellt wird, und sie insbesondere für den gesamten in der ers- ten zwei- und/oder dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung gezeigten Teil des Hohlkörpers, z.B. eines Darmabschnitts, bereitgestellt wird.
Im Gegensatz dazu besteht in dem bekannten Stand der Technik lediglich die Möglichkeit, ein bestimmtes topologisch auffälliges Gebiet in einer der ersten zwei- und/oder dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung vergleichbaren Darstellung zu kennzeichnen und dann farbcodierte Informationen lediglich für dieses durch Intervention des Benutzers ausgewählte Gebiet anzuzeigen. Hierdurch kommt es in dem Stand der Technik zwangsläufig zu negativen Fehldiagnosen, wenn etwa Polypen hinter Darmfalten verborgen sind, so- dass sie in der topologischen ersten zwei- und/oder dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung nicht wahrgenommen werden können.
Es erfolgt also im Stand der Technik nur dann und auf Veranlassung einer Bedienperson eine farbcodierte Informationsdarstellung, wenn bereits eine (vermeintliche) Anomalie aufgefunden wurde, wohingegen das erfinderische Verfahren das erstmalige Auffinden einer solchen Anomalie mithilfe der zweiten zwei- und/oder dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung, d.h. insbesondere der verarbeiteten zweiten Teilmenge des dreidimensionalen Messdatensatzes, ermöglicht.
Die oben genannten verschiedenen Ausführungsformen für die wechselnde Anzeige der ersten und zweiten Darstellung können insbesondere nach Wahl durch eine Bedienperson vorgewählt werden. Der Wechsel der Anzeige erlaubt gerade durch die verschiedenen Darstellungen im Vergleich zueinander eine sicherere Diagnose, wobei hier persönliche Vorlieben für einen automatischen oder manuellen (mithilfe einer Steuereinrichtung, z.B. einer Tastatur) Wechsel berücksichtigt werden. Auch ist es vorgesehen, dass in dem Fall eines automatischen Wechsels der angezeigten Darstellungen die Zeitdauer der jeweiligen Anzeige bzw. Periode des Wechsels vorwählbar sind.
Um eine schnelle Anzeige der zweiten dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung zu gewährleisten kann es wünschenswert sein, ein surface rendering zu verwenden. Hierbei können Polygonsätze anatomische Oberflächen darstellen, wohingegen bei dem aufwändigeren volume rendering, das typischer Weise in dem Stand der Technik verwendet wird, Voxel aus verschiedenen Flächen/Ebenen parallel zu der in der ersten Darstellung gezeigten inneren Oberfläche für einzelne Bildpunkte verwendet werden, wodurch eine Echt- zeitdarstellung großräumiger Gebiete (nicht nur markierter kleiner Bereiche der ersten dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung) in Form der zweiten dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung mit heutzutage allgemein verfügbaren Computerressourcen nicht möglich oder unpraktikabel ist. Zudem erlaubt ein surface rendering ggf. eine höhere Sensitivität für die Detektion von Blutgefäßen, etc. Mit anderen Worten kann die zweite zwei- und/oder dreidimensionalen intraluminalen bildliche Darstellung auf einem surface rendering Verfahren basieren. Insbesondere kann die verarbeitete zweite Teilmenge durch ein surface rendering Verfahren dargestellt werden.
Besonders vorteilhaft für die Diagnose ist die Verwendung physikalischer Dichtewerte als verarbeitete zweite Teilmenge des dreidimensionalen Messdatensatzes für die zweite zwei- und/oder dreidimensionale intraluminale bildliche Darstellung. Hierdurch lassen sich PoIy- pen/Tumore sowie Blutgefäße aufgrund ihrer gegenüber benachbartem weichen Gewebe deutlich erkennen. Es werden beispielsweise Dichtewerte in einer Tiefe (Abstand von der in der ersten Darstellung gezeigten inneren Oberfläche) von 2 oder 3 mm projiziert auf die in der ersten Darstellung gezeigten inneren Oberfläche dargestellt.
Gemäß einer Weiterbildung stellen die Daten der verarbeiteten zweiten Teilmenge des dreidimensionalen Messdatensatzes farbcodierte Mittelwerte physikalischer Dichtewerte oder Temperaturwerte für mehrere Flächen parallel zu und in einem vorbestimmten Abstand von der in der ersten zwei- und/oder dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung gezeigten Oberfläche dar. Für einen jeweiligen Punkt der Oberfläche werden für verschiedene Tiefen Dichtewerte genommen und diese dann gemittelt, und die für die Punkte der Oberfläche erhaltenen Mittelwerte werden sodann in der zweiten intraluminalen bildlichen Darstellung auf der inneren Oberfläche in derselben Darstellungsebene wie in der ersten intraluminalen bildlichen Darstellung angezeigt. Die Mittelung erlaubt glattere Farbübergänge und somit eine bessere Erkennbarkeit von anatomischen Auffälligkeiten bzw. ein Glätten von Daten"ausreißern".
Insbesondere können eine oder mehrere pathologische Tiefen definiert werden, wobei eine pathologische Tiefe einen vorbestimmten Abstand bezüglich der in der ersten Darstellung gezeigten inneren Oberfläche definiert. Die pathologische(n) Tiefe(n) können je nach Verfahren (beispielsweise Koloskopie, Bronchioskopie, NHN-Endoskopie, Ventrikel- Endoskopie, etc.) unterschiedlich definiert sein. Eine pathologische Tiefe kann dem Abstand entsprechen, den die Elemente der zweiten Teilmenge von der inneren Oberfläche aufweisen.
Alternativ oder zusätzlich zu der oben genannten Dichte - Farbcodierung stellt die vorliegende Erfindung eine weitere Art der farbcodierten Informationsanzeige in intraluminalen Ansichten zur Verfügung. Hierbei erfolgt eine Tiefen - Farbcodierung für einen festen Wert oder Wertebereich einer diagnostisch bedeutsamen Größe, wie z.B. der physikalischen Dichte oder Temperatur. Gemäß der Tiefen - Farbcodierung wird also auf der Oberflächenstruktur der ersten zwei- und/oder dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung z.B. ein vorbestimmter Dichtewerte farblich dargestellt, wobei die Farbe Informationen darüber liefert, in welcher Tiefe gegenüber oder bezüglich der Oberfläche der Oberflächenstruktur Gewebe der entsprechenden Dichte o.a. vorhanden ist. In anderen Worten kann die Tiefen-Farbcodierung Informationen enthalten, in welcher Tiefe bezüglich der inneren Oberfläche Gewebe mit einer Dichte entsprechend des physikalischen Dichtebereichs oder des einzelnen vorbestimmten Dichtewerts vorhanden ist. So lassen sich insbesondere Blutgefäße leicht erkennen, die ein Indiz für pathologisch aktive Regionen (Polypen, Tumore) sind. Auch kann eine Kombination von Dichte - Farbcodierung und Tiefen - Farbcodierung vorteilhaft sein, um verschiedene Arten von Informationen zugleich anzuzeigen. Beispielsweise kann eine hohe Dichte nahe der Oberfläche durch ein dunkles Rot und weiter entfernt durch ein helles Rot und eine geringe Dichte nahe der Oberfläche durch ein dunkles Blau und weiter entfernt durch ein helles Blau angezeigt werden.
Insbesondere erlauben die Tiefen - Farbcodierung sowie die Dichte - Farbcodierung auf einer Oberfläche, die in der ersten intraluminalen Ansicht dargestellt ist, die Detektion flachwachsender, anliegender Tumore, etwa von Dicken von 2 bis 3 mm, wie sie selbst in der herkömmlichen physikalischen (nicht virtuellen) Endoskopie schwerlich oder nicht erkennbar sind. Des weiteren können hypervaskularisierte Tumore besser als bisher detektiert werden. Die Projektion der Dichte - Farbcodierung erlaubt insbesondere die Erkennung von Polypen hinter Darmfalten, sowie von Blutgefäßen hinter der Darmschleimhaut, welche auf eine pathologische Hypervaskularisierung des Darmgewebes / der Darmwand hinweisen. Die Tiefen - Farbcodierung lässt insbesondere Lymphknotenmetastasen hinter Bronchialwänden erkennbar werden. Es sei hier nochmals betont, dass gemäß dem erfinderischen Verfahren diese farbcodierten Darstellungen insbesondere im Wechsel mit der ersten intraluminalen Ansicht und über die gesamte innere Oberfläche, die in dieser dargestellt wird, erfolgt. Gemäß weiterer Beispiele der vorliegenden Erfindung kann zumindest eine Teilmenge (die mit der ersten oder zweiten identisch sein kann) des dreidimensionalen Messdatensatzes für eine Bildwiedergabe in zumindest einer weiteren bildlichen Darstellung verarbeitet werden.
Insbesondere kann es dem Benutzer ermöglicht werden, schnell mehrere weitere bildliche Darstellungen hintereinander ausgehend von der ersten bildlichen Darstellung anzeigen zu lassen, und sich so einen umfassenden Überblick über die betreffende dargestellte Region aus mehreren Blickwinkeln und -richtungeπ zu verschaffen, wodurch die Wahrscheinlichkeit, dass er z.B. eine Läsion übersieht, drastisch reduziert wird. Mehrere weitere bildliche Darstellungen können in ein und der selben oder unterschiedlichen Darstellungsebenen, z.B. zeitgleich mit der zwei- und/oder dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung, auf der Grundlage der ersten und/oder zweiten und/oder einer dritten Teilmenge des dreidimensionalen Datensatzes erfolgen. Insbesondere können weitere Darstellungen Schnitte in der in der ersten/zweiten Darstellung gezeigte räumlichen Struktur darstellen. Diese Schnitte können von einer Bedienperson mithilfe einer Steuereinrichtung ausgewählt werden.
Im Rahmen der virtuellen Koloskopie können zwei weitere Darstellungen angezeigt werden, von denen eine eine „Anterior Wall View" und die andere eine „Posterior Wall View", je nachdem, ob es sich um eine gegenüberliegende oder rückseitige Ansicht der Darmwand handelt, darstellt. Diese Ansichten entstehen, indem das Darmrohr virtuell parallel zur Längsachse aufgeschnitten wird und die Aufnahmen mit virtuellen Kameras gemacht werden, die senkrecht zur Längsachse ausgerichtet sind (s. auch unten).
Die weitere bildliche Darstellung kann eine Wandansicht des Hohlorgans oder des Blutgefäßes sein, die aus einer Blickrichtung gesehen wird, die parallel oder antiparallel zu dem Krümmungsvektor an der maximalen Krümmung der Mittellinie des Hohlorgans oder des Blutgefäßes ist. Ausgehend von dieser (defaultmäßigen) Ansicht kann sodann die zumindest eine weitere bildliche Darstellung gedreht werden (beispielsweise durch Auswahl eines Drehwinkels mithilfe des Rads einer Computermaus), um einen vollständigen Überblick über die interessierende Region leicht und schnell zu ermöglichen.
Eine derartige Mittellinie kann für einen schlauchartigen Körper i. d. R. auch dann noch defi- niert werden, wenn die Querschnitte des Körpers von der idealen Kreis- form abweichen, wobei die Berechnung der einzelnen Punkte, die die Mittellinie definieren, derjenigen von Schwerpunkten entspricht.
Die Mittellinie stellt mathematisch eine mit der Bogenlänge s parametrisierte Raumkurve r(s) dar. An jedem Punkt der räumlichen Kurve zeigt der Tangenteneinheitsvektor die Richtung der Kurve in diesem Punkt an. Der Krümmungsvektor zeigt in die Richtung, in der sich der Tangenteneinheitsvektor ändert (der Krümmungsvektor steht somit senkrecht auf dem Tangenteneinheitsvektor). Der Krümmungsvektor berechnet sich aus der zweiten Ableitung der Raumkurve nach der Bogenlänge dz r(s)/ds2 und sein Betrag wird als Krümmung der Kurve bezeichnet.
Die "maximale Krümmung" kann eine im mathematischen Sinne absolut maximale Krümmung sein, ist in der Regel aber jeweils die im mathematischen Sinne lokal maximale Krümmung (lokales Maximum), also eine Stelle, an der der Krümmungsvektor kürzer ist als in der unmittelbaren Umgebung.
Durch die interaktive Wechselwirkung zwischen den verschiedenen Darstellungen können die komplementären Vorteile verschiedener Darstellungen genutzt werden und somit die für jede spezielle Darstellung spezifischen Nachteile umgangen werden.
Das Verfahren kann außerdem folgende Schritte umfassen:
Bestimmen einer vierten Teilmenge des dreidimensionalen Messdatensatzes gemäß einem vorherbestimmten Kriterium,
Verarbeiten der vierten Teilmenge für eine Bildwiedergabe oder Anzeige in einer zwei- und/oder dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung des Teils des Hohlkörpers, und
Darstellen der verarbeiteten vierten Teilmenge in Form der zwei- und/oder dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung, insbesondere in der Darstellungsebene.
Durch das Bestimmen einer vierten Teilmenge gemäß einem vorherbestimmten Kriterium kann zusätzliche Information aus dem dreidimensionalen Datensatz gewonnen und in Folge dargestellt werden. Insbesondere kann die zwei- und/oder dreidimensionale intraluminale bildliche Darstellung der ersten und/oder zweiten zwei- und/oder dreidimensionalen intralu- minalen bildlichen Darstellung entsprechen oder einer weiteren zwei- und/oder dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung, welche insbesondere abwechselnd mit der ersten und/oder zweiten zwei- und/oder dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung auf der Anzeigevorrichtung, z.B. einem Computermonitor, oder zeitgleich nebeneinander angezeigt werden kann.
Eine vierte Teilmenge kann insbesondere auch bestimmt werden, wenn keine dritte Teilmenge bestimmt oder verarbeitet wurde. Das Bestimmen der vierten Teilmenge kann auf dem gesamten dreidimensionalen Messdatensatz oder auf einer Teilmenge des dreidimensionalen Messdatensatzes basieren, insbesondere auf der ersten Teilmenge.
Das Bestimmen der vierten Teilmenge kann einem computerimplementierten Diagnose Verfahren (Computer Aided Diagnosis oder Computer Aided Detection) entsprechen. Dabei kann die Empfindlichkeit des Computer Aided Diagnosis Verfahrens variabel eingestellt werden. Je höher die Empfindlichkeit gewählt wird, desto mehr Elemente des dreidimensionalen Messdatensatzes können das vorherbestimmte Kriterium erfüllen.
Das Verarbeiten der vierten Teilmenge kann ein Auswählen von einer Untermenge der vierten Teilmenge gemäß einem Bewertungskriterium umfassen, insbesondere wobei das Bewertungskriterium auf Daten des dreidimensionalen Messdatensatzes für einen Teil einer oder mehrerer Ebenen in einem vorbestimmten Abstand senkrecht zur inneren Oberfläche basiert.
Mit anderen Worten kann das Bewertungskriterium auf Daten, insbesondere Messdaten, der zweiten Teilmenge oder der verarbeiteten zweiten Teilmenge basieren.
Durch das Auswählen einer Untermenge können die Ergebnisse des Computer Aided Diagnosis Verfahrens selektiert oder gefiltert werden. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn eine hohe Empfindlichkeit für das Computer Aided Diagnosis Verfahren gewählt wurde. Die Elemente der Untermenge können möglichen Polypen oder Tumoren entsprechen. Das Bewertungskriterium kann auf einem physikalischen Dichtewert und/oder Temperatur- wert für einen Bereich oder Teil einer Fläche parallel zur inneren Oberfläche basieren, wobei der Bereich der Projektion der vierten Teilmenge auf die parallele Fläche entsprechen kann.
Die Fläche kann insbesondere Teil einer Ebene sein, wobei die Ebene parallel zur inneren Oberfläche ist.
Der physikalischen Dichtewert und/oder Temperaturwert kann einem Mittelwert physikalischer Dichtewerte und/oder Temperaturwerte für Bereiche mehrerer Flächen parallel zur inneren Oberfläche entsprechen, wobei die Bereiche der Projektion der vierten Teilmenge auf die parallelen Flächen entsprechen können.
Der vorbestimmte Abstand einer jeden der einen oder mehreren Ebenen oder Flächen kann insbesondere einer pathologischen Tiefe entsprechen.
Das Verarbeiten der vierten Teilmenge kann ein Projizieren der vierten Teilmenge auf die innere Oberfläche oder auf eine oder mehrere Flächen parallel zur inneren Oberfläche umfassen.
Das Projizieren kann ein geometrisches Projizieren umfassen, insbesondere wobei das Projizieren einem Abbilden der vierten Teilmenge des dreidimensionalen Datensatzes auf Punkte der inneren Oberfläche oder auf Punkte einer oder mehrere Flächen parallel zur inneren Oberfläche entsprechen kann. Das Projizieren kann einem orthogonalen Projizieren entsprechen.
Die vierte Teilmenge kann wenigstens einen zusammenhängenden Bereich umfassen, insbesondere wobei ein Parameter aller Elemente jedes zusammenhängenden Bereichs das vorherbestimmte Kriterium erfüllt.
Der Parameter kann insbesondere einem Messwert, insbesondere einem Dichtewert oder Temperaturwert, entsprechen.
Zusammenhängend kann insbesondere räumlich zusammenhängend bedeuten. Mit anderen Worten kann jeder zusammenhängende Bereich eine Teilmenge des dreidimensionalen Messdatensatzes umfassen, wobei jedes Element der Teilmenge oder des Bereichs einem Tupel von Parametern und/oder Messwerten entspricht und wobei jedes Tupel Informationen bezüglich der räumlichen Anordnung des Elements umfasst. Die räumliche Information kann explizit, insbesondere durch Koordinaten, oder implizit, insbesondere durch eine Ordnung der Messwerte im dreidimensionalen Messdatensatz, definiert sein.
Die Anzeige der vierten Teilmenge kann eine Markierung, insbesondere eine symbolische Markierung umfassen. Insbesondere kann die Projektion auf die innere Oberfläche markiert werden. Es kann die Projektion jedes zusammenhängenden Bereichs auf die innere Oberfläche markiert werden, oder nur zusammenhängende Bereiche der ausgewählten Untermenge der vierten Teilmenge. Eine Markierung basierend auf einem zusammenhängenden Bereich der ausgewählten Untermenge kann unterschiedlich ausgebildet sein, insbesondere in Form und/oder Farbe, als eine Markierung basierend auf einen zusammenhängenden Bereich der nicht Element der ausgewählten Untermenge ist.
Alternativ oder zusätzlich kann die vierte Teilmenge, insbesondere die ausgewählte Untermenge, bildlich dargestellt werden. Beispielsweise kann ein „voxel rendering" Verfahren oder ein „surface rendering" Verfahren zur Darstellung verwendet werden. Insbesondere kann die Darstellung der inneren Oberfläche mit einer Transparenz versehen werden. Dadurch können Teile der vierten Teilmenge, die unter der inneren Oberfläche liegen, visuali- siert werden. Insbesondere kann die Darstellung eines zusammenhängenden Bereichs der ausgewählten Untermenge unterschiedlich sein, insbesondere in Form und/oder Farbe, von der Darstellung eines zusammenhängenden Bereichs der nicht Element der ausgewählten Untermenge ist.
Das Verfahren kann außerdem umfassen:
Bestimmen eines charakteristischen Punktes für wenigstens einen zusammenhängenden Bereich der vierten Teilmenge, und
Projizieren nur des charakteristischen Punktes auf die innere Oberfläche oder auf eine oder mehrere Flächen parallel zur inneren Oberfläche. Der charakteristische Punkt kann dem Schwerpunkt, insbesondere dem geometrischen Schwerpunkt, des zusammenhängenden Bereichs entsprechen. Der charakteristische Punkt kann dem Element mit dem kleinsten Normalabstand zur inneren Oberfläche entsprechen.
Die Bildwiedergabe oder Anzeige kann auf der gesamten vierten Teilmenge, oder nur auf der ausgewählten Untermenge basieren. Insbesondere kann die Bildwiedergabe oder Anzeige nur zusammenhängende Bereiche, die Element der ausgewählten Untermenge sind, umfassen, oder alle zusammenhängenden Bereiche der vierten Teilmenge.
Die Bildwiedergabe oder Anzeige kann auf der gesamten vierten Teilmenge beruhen, wobei die Bildwiedergabe oder Anzeige der ausgewählten Untermenge anders ausgebildet sein kann als die Bildwiedergabe oder Anzeige der nicht ausgewählten Untermenge.
Das vorherbestimmte Kriterium kann ein Dichtekriterium und/oder ein Formkriterium umfassen.
Für jedes Element des Messdatensatzes kann der Messdateπsatz insbesondere Parameter für den Ort und Messwerte für die Signalintensität umfassen. Die Signalintensität an einem Ort kann proportional einer lokalen physikalischen Dichte an diesem Ort sein. Eine Signalintensität kann einem Grauwert oder einem Farbwert entsprechen. Die Signalintensität kann als Grauwert oder als Farbwert dargestellt werden.
Beispielsweise kann ein Formkriterium einen Krümmungsparameter, ein Verhältnis räumlicher Ausdehnungen in unterschiedlichen Richtungen, eine maximale und/oder minimale räumliche Ausdehnung und/oder eine maximale und/oder minimale Elliptizität umfassen. Insbesondere kann das Bestimmen der vierten Teilmenge eine Musteranalyse umfassen. Ein Muster kann als Intensitätsverteilung definiert sein. Die Intensitätsverteilung kann zwei- oder dreidimensional sein. Das Bestimmen der vierten Teilmenge kann ein Suchen von einem vorherbestimmten Muster im dreidimensionalen Messdatensatz oder in einer Teilmenge des dreidimensionalen Messdatensatzes umfassen.
Das Dichtekriterium kann einen vorherbestimmten Dichtewert, insbesondere einen maximalen, minimalen oder mittleren Dichtewert, und/oder einen vorherbestimmten Dichtebereich umfassen, insbesondere wobei der Dichteparameter oder Dichtemesswert jedes Elementes eines zusammenhängenden Bereichs der vierten Teilmenge einen Dichtewert über oder unter dem vorherbestimmten Dichtewert oder einen Dichtewert im vorherbestimmten Dichtebereich aufweist.
Wenn die Signalintensität proportional zu einer physikalischen Dichte ist, kann ein Formkriterium einem Dichtekriterium entsprechen. Eine vorherbestimmte Intensitätsverteilung entspricht in diesem Fall einer vorherbestimmten Dichteverteilung.
Insbesondere kann das vorherbestimmte Kriterium eine minimale räumliche Ausdehnung für einen zusammenhängenden Bereich umfassen. Je kleiner diese minimale räumliche Ausdehnung gewählt wird, desto mehr zusammenhängende Bereiche können üblicherweise bestimmt werden.
Die oben beschriebenen Verfahren können insbesondere computerimplementiert sein.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zur computerimplementierten Untersuchung eines Hohlkörpers, insbesondere eines Hohlorgans, bereit, umfassend die Schritte:
Empfang eines dreidimensionalen Messdatensatzes, wobei der dreidimensionale Messdatensatz wenigstens einen Teil des Hohlkörpers repräsentiert,
Bestimmen einer inneren Oberfläche des Hohlkörpers oder des Teils des Hohlkörpers,
Bestimmen einer vierten Teilmenge des dreidimensionalen Messdatensatzes, gemäß einem vorherbestimmten Kriterium, und
Verarbeiten der vierten Teilmenge basierend auf einem Bewertungskriterium, insbesondere wobei das Bewertungskriterium auf Daten des dreidimensionalen Messdatensatzes für einen Bereich einer oder mehrerer Ebenen in einem vorbestimmten Abstand senkrecht zur inneren Oberfläche basiert.
Die innere Oberfläche des Hohlkörpers kann insbesondere Elemente der ersten Teilmenge umfassen. Das Verarbeiten der vierten Teilmenge kann ein Auswählen von einer Untermenge der vierten Teilmenge gemäß dem Bewertungskriterium umfassen.
Das Bewertungskriterium kann auf einem physikalischen Dichtewert und/oder Temperaturwert für einen Bereich einer Fläche parallel zur inneren Oberfläche basieren, wobei der Bereich der Projektion der vierten Teilmenge auf die parallele Fläche entsprechen kann.
Der physikalischen Dichtewert und/oder Temperaturwert kann einem Mittelwert physikalischer Dichtewerte und/oder Temperaturwerte für Bereiche mehrerer Flächen parallel zur inneren Oberfläche entsprechen, wobei die Bereiche der Projektion der vierten Teilmenge auf die parallelen Flächen entsprechen können.
Das Verarbeiten der vierten Teilmenge kann ein Projizieren der vierten Teilmenge auf die innere Oberfläche oder auf eine oder mehrere Flächen parallel zur inneren Oberfläche umfassen.
Das Projizieren kann ein geometrisches Projizieren umfassen, insbesondere wobei das Projizieren einem Abbilden der vierten Teilmenge des dreidimensionalen Datensatzes auf Punkte der inneren Oberfläche oder auf Punkte einer oder mehrere Flächen parallel zur inneren Oberfläche entsprechen kann.
Das Projizieren kann einem orthogonalen Projizieren entsprechen.
Die vierte Teilmenge kann wenigstens einen zusammenhängenden Bereich umfassen, insbesondere wobei ein Parameter aller Elemente jedes zusammenhängenden Bereichs das vorherbestimmte Kriterium erfüllt.
Das Verfahren zur computerimplementierten Untersuchung eines Hohlkörpers kann außerdem folgende Schritte umfassen:
Bestimmen eines charakteristischen Punktes für wenigstens einen zusammenhängenden Bereich der vierten Teilmenge, und Projizieren nur des charakteristischen Punktes auf die innere Oberfläche oder auf eine oder mehrere Flächen parallel zur inneren Oberfläche.
Das Verfahren zur computerimplementierten Untersuchung eines Hohlkörpers kann außerdem folgende Schritte umfassen:
Verarbeiten der vierten Teilmenge für eine Bildwiedergabe oder Anzeige in einer zwei- und/oder dreidimensionalen iπtraluminalen bildlichen Darstellung des Teils des Hohlkörpers, und
Darstellen der verarbeiteten vierten Teilmenge in Form der zwei- und/oder dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung, insbesondere in der Darstellungsebene.
Die Bildwiedergabe oder Anzeige kann auf der gesamten vierten Teilmenge, oder nur auf der ausgewählten Untermenge basieren.
Die Bildwiedergabe oder Anzeige kann auf der gesamten vierten Teilmenge beruhen, wobei die Bildwiedergabe oder Anzeige der ausgewählten Untermenge anders ausgebildet sein kann als die Bildwiedergabe oder Anzeige der nicht ausgewählten Untermenge.
Insbesondere kann die Bildwiedergabe oder Anzeige der vierten Teilmenge wie oben dargestellt ausgebildet sein.
Der Schritt des Darstellens der verarbeiteten vierten Teilmenge kann eine, insbesondere gleichzeitige oder abwechselnde, bildliche Darstellung des dreidimensionalen Messdatensatzes gemäß eines oben beschriebenen Verfahrens umfassen.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Computerprogrammprodukt zur Verfügung, das ein oder mehrere computerlesbare Medien (Datenträger) mit von dem Computer ausführbaren Anweisungen zum Ausführen der Schritte eines der oben beschriebenen Verfahren umfasst.
Die oben genannte der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Bildverarbeitungs- und Bildwiedergabesystem zur Durchführung eines der obigen Beispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens, welches umfasst: Ein Bildverarbeitungs- und Bildwiedergabesystem zur Durchführung eines oben beschriebenen Verfahrens, umfassend:
eine Einrichtung, die geeignet ist zum
Verarbeiten einer ersten Teilmenge eines dreidimensionalen Messdatensatzes, der einen Teil eines Hohlkörpers repräsentiert, für eine erste Bildwiedergabe in einer ersten dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung einer inneren Oberfläche des Teils des Hohlkörpers; und
Verarbeiten einer zweiten Teilmenge des dreidimensionalen Messdatensatzes für eine zweite Bildwiedergabe in einer zweiten dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung des Teils des Hohlkörpers;
eine Anzeigeeinrichtung, die zum Anzeigen der ersten und zweiten dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung des Teils des Hohlkörpers geeignet ist.
und/oder
eine Einrichtung, die geeignet ist zum
Bestimmen einer vierten Teilmenge des dreidimensionalen Messdatensatzes, gemäß einem vorherbestimmten Kriterium, und
Verarbeiten der vierten Teilmenge basierend auf einem Bewertungskriterium, insbesondere wobei das Bewertungskriterium auf Daten des dreidimensionalen Messdatensatzes für einen Teil einer oder mehrerer Ebenen in einem vorbestimmten Abstand senkrecht zur inneren Oberfläche basiert.
Das Bildverarbeitungs- und Bildwiedergabesystem kann weiterhin eine computertomograph ische oder kernspintomographische Vorrichtung zum Erstellen des dreidimensionalen Messdatensatzes und eine Speichereinrichtung zum Speichern zumindest eines Teils des dreidimensionalen Messdatensatzes umfassen. Ebenso wird ein Bildverarbeitungs- und Bildwiedergabesystem wie oben genannt mit einem wie oben genannten Computerprogrammprodukt und einer Leseeinrichtung dafür zur Verfügung gestellt.
Nachfolgend werden weitere Einzelheiten von Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung weiter erläutert. Die beschriebenen Ausführungsformen sind in jeder Hinsicht lediglich als illustrativ und nicht als einschränkend anzusehen und verschiedene Kombinationen der angeführten Merkmale sind in der Erfindung eingeschlossen.
Figur 1 zeigt nützliche Ansichten der virtuellen Koloskopie, die einem Benutzer zeitgleich präsentiert werden.
Figur 1 zeigt virtuelle Darmansichten. In der oberen Reihe in Figur 1 werden zweidimensionale Ansichten, und zwar von links nach rechts der Reihe nach eine axiale Ansicht, entsprechend einen Schnitt senkrecht zur Darmlängsachse, eine seitliche oder sagittale Ansicht und eine frontale Ansicht, gezeigt. Die Schnittebenen der drei Schnittbilder stehen senkrecht zueinander. Die zweidimensionalen Schnittbilder werden aus dem mithilfe eines Computertomographen erstellten dreidimensionale/) Messdatensatzes berechnet, der wiederum aus einer Vielzahl von zweidimensionalen Messdatensätzen erstellt worden ist.
Die Darstellungen unten links werden Wandansichten oder „Wall Views" genannt. Diese Bilder entstehen dadurch, dass das Darmrohr virtuell parallel zur Längsachse aufgeschnitten wird und die Aufnahmen mit virtuellen Kameras gemacht werden, die senkrecht zur Längsachse ausgerichtet sind. Man unterscheidet zwischen „Anterior Wall View" und „Posterior Wall View" und, je nachdem, ob es sich um eine gegenüberliegende oder rückseitige Aufnahme der Darmwand handelt.
Die bildliche Darstellung unten rechts stellt eine räumliche intraluminale Ansicht dar, die dem Internisten eine räumliche Vorstellung vom zu untersuchenden bzw. behandelnden Bereich vermittelt. Diese Intraluminalansicht entspricht dem mit einer konventionellen Darm- spieglung erhaltenen Bild vom Inneren des Darmrohrs, d.h. der inneren Oberflächenstruktur) des Darmabschnitts, mit dem Unterschied, dass es virtuell erstellt wurde. Die Oberflächenstruktur ist monochrom dargestellt, wobei verschiedene Helligkeitsstufen den dreidimensionalen räumlichen Eindruck vermitteln. Derartige Ansichten sind in dem Stand der Technik wohlbekannt. Der Internist inspiziert das Darmrohr entlang dem Darm mithilfe der intraluminalen Ansicht (on-flight). Wenn er eine wirkliche oder scheinbare Anomalie entdeckt, kann er die betreffende Stelle markieren und sodann für den markierten Bereich neue Schnittansichten anzeigen lassen sowie weitere z.B. farbcodierte Informationen in zwei- oder dreidimensionalen Ansichten anzeigen lassen. Dieses herkömmliche Verfahren weist jedoch den gravierenden Nachteil auf, dass nur dann, wenn der Internist in der intraluminalen Ansicht eine verdächtige Stelle entdeckt, er weitere diagnostische Maßnahmen unternimmt. Wenn aber etwa ein Polyp hinter einer Darmfalte versteckt ist, wird er diesen gemäß dem bisherigen Stand der Technik nicht wahrnehmen können und entsprechend fehldi- agnostieren.
Hier liegt ein entscheidender Vorteil der vorliegenden Erfindung. Diese nämlich stellt standardmäßig eine weitere intraluminale Ansicht zur Verfügung, in welcher verarbeitete Messdaten, welche für die Diagnose von hoher Relevanz sind, insbesondere physikalische Dichtewerte, auf der herkömmlich in der virtuellen Endoskopie angezeigten Oberflächenstruktur farbcodiert (z.B. projiziert) dargestellt werden, und zwar dieses insbesondere für den gesamten in der Figur 1 gezeigten Bereich des Darmabschnitts. Diese verarbeiteten Messdaten sind solche, die für eine oder mehrere Flächen/Ebenen in einem vorbestimmen Abstand unterhalb der in Figur 1 gezeigten Oberflächenstruktur in der intraluminalen Ansicht gewonnen wurden. So werden z.B. Werte der physikalischen Dichte in einem Abstand von 2 mm unterhalb der gezeigten Oberfläche auf dieselbe in Farbcodierung projiziert. Der Benutzer kann, beispielsweise durch Tasteneingabe oder Mouseclick zwischen der in der Figur 1 gezeigten intraluminalen Ansicht und derjenigen mit den farbcodierten verarbeiteten Messdaten hin- und herwechseln. Ein solcher Wechsel der Ansichten kann auch automatisch in bestimmten Zeitintervallen erfolgen oder jeweils nach Veränderung der gezeigten Ansicht durch virtuelle Bewegung entlang des Darms. Auch können beide Arten der intraluminalen Ansichten gleichzeitig in verschiedenen Fenstern gezeigt werden.
Da dieser Wechsel von intraluminalen Ansichten bzw. die gleichzeitige Präsentation derselben unabhängig davon erfolgt, ob in der monochromen Oberflächenstrukturdarstellung eine Anomalie erkennbar ist oder nicht, wird das Risiko, dass ein Polyp o.a. hinter einer Darmfalte übersehen wird, drastisch gemindert. Ein solcher Polyp lässt sich in dem erfindungsgemäßen Verfahren leicht in der farbcodierten Ansicht, die wie gesagt, den gesamten Bereich der monochromen Ansicht abdeckt, durch seine erhöhte Dichte (beispielsweise in roter Codierung im Gegensatz zu blau codierten Hohlräumen) erkennen. Die erfindungsgemäß standardmäßig bereitgestellte intraluminale Ansicht mit den farbcodierten Dichtewerten aus gegenüber der monochrom dargestellten Oberflächenstruktur tieferliegenden Ebenen parallel zur Oberfläche dient also als primäre Auffindungshilfe, eine Funktion, die Darstellungen mithilfe farbcodierter Dichtewerte nicht erfüllen können, da diese immer nur für eingeschränkte zuvor identifizierte und gekennzeichnete Unterbereiche topologisch dargestellter Oberflächenstrukturen zur Verfügung gestellt werden.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird es dem Internisten somit ermöglicht, on-flight (virtueller Flug der Kamera durch und entlang des Darms) zwischen Darstellungen der inneren Darmoberfläche und von Informationen, wie in Form von Dichtewerten, über Ebenen unterhalb dieser dargestellten Darmoberfläche zu wechseln bzw. dieselben zeitgleich zu prüfen, wodurch er die Existenz von Korrelationen zwischen der Oberflächenbeschaffenheit und der Tiefenstruktur sicher erkennen kann. Beispielsweise würde er in dem in der intralu- minalen Ansicht von Figur 1 durch den gezeigten Kreis angezeigten topologisch völlig unauffälligen Gebiet in der erfindungsgemäß zusätzlich oder im Wechsel, sei es automatisch oder auf Tastendruck etc., bereitgestellten intraluminalen Ansicht durch auf die Oberflächenstruktur projizierte farbcodierte Dichtewerte mehr oder minder ausgeprägte Blutgefäße, die Polypen oder Tumore anzeigen, leicht erkennen können. Es sei erwähnt, dass farbco- diert dargestellte Dichtewerte über mehrere Ebenen gemittelte Werte darstellen können, um glattere Farbübergänge zu erreichen. So mag beispielsweise ein farbcodierter Wert an einer Stelle aus einer Mittelung der physikalischen Dichte entlang eines Normalenvektors zur Oberfläche in Abständen von 2,8, 2,9, 3,1 und 3,2 mm zu der Oberfläche erhalten werden.
Alternativ oder zusätzlich zu der oben genannten Dichte-Farbcodierung für tieferliegende Ebenen stellt die vorliegende Erfindung eine weitere Art der farbcodierten Informationsanzeige in intraluminalen Ansichten zur Verfügung. Hierbei wird eine Tiefen - Farbcodierung für einen festen Wertebereich, z.B. einen festen Wert, einer diagnostisch bedeutsamen Messgröße, beispielsweise der physikalischen Dichte, vorgenommen. Eine Region erhöhter Dichte nahe der in der in Figur 1 gezeigten intraluminalen Ansicht der Oberflächenstruktur kann beispielsweise rot und eine solche relativ weit entfernt (tiefer liegend) blau codiert werden. Hierdurch lässt sich leicht die Erstreckung einer Anomalie erhöhter Dichte insbesondere senkrecht zu der Flächennormalen der Oberfläche erkennen. Eine solche Information ist z.B. für eine endo-bronchale Biopsie von Lymphknotenmetastasen wertvoll. Der Wertebe- reich lässt sich beispielsweise durch einen angezeigten Slider -Bar beispielsweise mit einer Computermouse auswählen.
Außerdem können in dem erfindungsgemäßen Verfahren mögliche pathologische Bereiche gemäß einem vorherbestimmten Kriterium bestimmt werden. Dies kann mit Hilfe eines Computer Aided Diagnosis (CAD) Verfahrens erfolgen (siehe z.B. Hiroyuki Yoshida und Jaπne Näppi, „Three-Dimensional Computer-Aided Diagnosis Scheme for Detection of Co- lonic Polyps", IEEE TRANSACTIONS ON MEDICAL IMAGING, Vol. 20, Nr. 12, Dezember 2001 ). CAD Verfahren sind häufig Algorithmen zur Formenanalyse, können jedoch auch andere Algorithmen zur automatischen Detektion von möglichen pathologischen Bereichen umfassen. Dabei kann die Empfindlichkeit des CAD Verfahrens hoch eingestellt werden, sodass viele mögliche pathologische Bereiche gefunden werden. In diesem Fall kann aber die Anzahl der gefundenen möglichen pathologischen Bereiche zu groß sein. Für jeden dieser möglichen pathologischen Bereiche kann dann eine Relevanz gemäß einem Bewertungskriterium bestimmt werden. Dem Arzt können dann nur die möglichen pathologischen Bereiche angezeigt werden, die das Bewertungskriterium erfüllen. Alternativ können die möglichen pathologischen Bereiche, die das Bewertungskriterium erfüllen, in einer anderen Darstellungsweise, zum Beispiel in einer anderen Farbcodierung, dargestellt werden.
Insbesondere kann der Bereich der inneren Oberfläche, der einer Projektion des möglichen pathologischen Bereichs auf die innere Oberfläche entspricht, in einer intraluminalen Ansicht markiert werden. Als Markierung kann beispielsweise eine Umrandung des Bereichs der inneren Oberfläche, welcher der Projektion eines möglichen pathologischen Bereichs auf die innere Oberfläche entspricht verwendet werden. Als Markierung kann auch ein Zeigesymbol, beispielsweise ein Pfeilsymbol, verwendet werden.
Die Farbe der Umrandung und/oder des Pfeilsymbols kann auf der Relevanz des möglichen pathologischen Bereichs beruhen. Beispielsweise kann die Umrandung und/oder das Pfeilsymbol rot dargestellt sein, wenn der mögliche pathologische Bereich das Bewertungskriterium erfüllt, und blau im Falle einer Nichterfüllung des Bewertungskriteriums.
Besonders vorteilhaft für die Diagnose ist die Verwendung physikalischer Dichtewerte als für das Selektieren der möglichen pathologischen Bereiche auf Basis des Bewertungskriteri- ums. Hierdurch lassen sich Polypen/Tumore sowie Blutgefäße aufgrund ihrer gegenüber benachbartem weichen Gewebe deutlich erkennen. Es werden beispielsweise Dichtewerte in einer Tiefe (Abstand von der in der ersten Darstellung gezeigten inneren Oberfläche) von 2 oder 3 mm für das Bewertungskriterium verwendet. Beispielsweise kann ein möglicher pathologischer Bereich dann als relevant betrachtet werden, wenn der Dichtewert in einem Bereich einer Ebene in einer Tiefe von beispielsweise 2 oder 3 mm bezüglich der inneren Oberfläche, der einer Projektion des möglichen pathologischen Bereichs auf diese Ebene entspricht, einen kritischen Wert überschreitet und/oder in einem vorherbestimmten Dichtebereich liegt.
Für das Bewertungskriterium können auch mehrere Ebenen in unterschiedlichen Tiefen bezüglich der inneren Oberfläche verwendet werden. So mag beispielsweise das Bewertungskriterium auf einer Mittelung der physikalischen Dichte entlang eines Normalenvektors zur Oberfläche, insbesondere in Abständen von 2,8, 2,9, 3,1 und 3,2 mm zu der Oberfläche, erhalten werden.
Durch die Selektierung der möglichen pathologischen Bereiche, können die Vorteile von CAD Verfahren mit den Vorteilen der Tiefeninformation, d.h. Information über Gewebeeigenschaften in vorherbestimmter Tiefe bezüglich einer inneren Oberfläche, kombiniert werden. Insbesondere kann das CAD Verfahren auch die kleinsten verdächtigen Formen liefern, die dann auf Basis der Tiefeninformation auf Relevanz, d.h. beispielsweise auf Weichteil-Assoziation, überprüft werden. Dadurch ist eine schnelle, automatische Detektion mittels CAD bei hoher richtig positiver (true positiv) Wahrscheinlichkeit möglich.
Insbesondere kann ein computerimplementiertes Verfahren zur Untersuchung eines Hohlkörpers Messdaten, beispielsweise computertomographische oder kernspintomographische Daten, empfangen. Diese Messdaten können dann zur Bestimmung einer inneren Oberfläche segmentiert werden. Die Bestimmung der Oberfläche kann mittels einem bekannten Verfahren durchgeführt werden. Außerdem können aus dem dreidimensionalen Messdatensatz Strukturen, d.h. zusammenhängende Bereiche, selektiert werden, die ein vorherbestimmtes Kriterium erfüllen. Diese Strukturen können möglichen pathologischen Bereichen entsprechen. Die Relevanz dieser Strukturen kann mittels eines Bewertungskriteriums bestimmt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur bildlichen Darstellung eines dreidimensionalen Messdatensatzes, der einen Teil eines Hohlkörpers repräsentiert, die Schritte umfassend:
Verarbeiten einer ersten Teilmenge des dreidimensionalen Messdatensatzes für eine Bildwiedergabe in einer ersten zwei- und/oder dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung einer inneren Oberfläche des Teils des Hohlkörpers;
Verarbeiten einer zweiten Teilmenge des dreidimensionalen Messdatensatzes für eine Bildwiedergabe in einer zweiten zwei- und/oder dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung des Teils des Hohlkörpers;
Darstellen der verarbeiteten ersten Teilmenge des dreidimensionalen Messdatensatzes in Form der ersten zwei- und/oder dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung in einer Darstellungsebene; und
Darstellen der verarbeiteten zweiten Teilmenge des dreidimensionalen Messdatensatzes in Form der zweiten zwei- und/oder dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung in der Darstellungsebene, wobei
Daten der verarbeiteten zweiten Teilmenge des dreidimensionalen Messdatensatzes für eine oder mehrere Ebenen in einem vorbestimmten Abstand senkrecht zu der in der ersten zwei- und/oder dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung dargestellten Oberflächenstruktur farbcodiert auf der in der gesamten ersten zwei- und/oder dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung dargestellten Oberflächenstruktur des Inneren des Hohlkörpers dargestellt werden.
2. Das Verfahren nach Anspruch 1 , das gleichzeitige Anzeigen der ersten und der zweiten zwei- und/oder dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung in zwei verschiedenen Fenstern auf einer Anzeigeeinrichtung, insbesondere auf einem Computermonitor, umfassend.
3. Das Verfahren nach Anspruch 1 , das abwechselnde Anzeigen der ersten und zweiten zwei- und/oder dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung in einem Fenster auf einer Anzeigeeinrichtung, insbesondere auf einem Computermonitor, umfassend.
4. Das Verfahren nach Anspruch 3, in dem der Wechsel der Anzeige von der ersten zu der zweiten zwei- und/oder dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung oder umgekehrt automatisch nach einer vorherbestimmten Zeitdauer erfolgt.
5. Das Verfahren nach Anspruch 4, in dem der Wechsel der Anzeige von der ersten zu der zweiten zwei- und/oder dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung wiederholend für eine vorbestimmte Zeitdauer erfolgt.
6. Das Verfahren nach Anspruch 3, in dem der Wechsel der Anzeige von der ersten zu der zweiten zwei- und/oder dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung oder umgekehrt in Reaktion auf eine manuelle Eingabe, insbesondere mithilfe einer Tastatur oder einer Computermouse, erfolgt.
7. Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in dem die Daten der verarbeiteten zweiten Teilmenge des dreidimensionalen Messdatensatzes farbco- dierte physikalische Dichtewerte oder Temperaturwerte für eine Fläche parallel zu und in einem vorbestimmten Abstand von der in der ersten zwei- und/oder dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung gezeigten Oberfläche darstellen.
8. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, in dem die Daten der verarbeiteten zweiten Teilmenge des dreidimensionalen Messdatensatzes farbcodierte Mittelwerte physikalischer Dichtewerte oder Temperaturwerte für mehrere Flächen parallel zu und in einem vorbestimmten Abstand von der in der ersten zwei- und/oder dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung gezeigten Oberfläche darstellen.
9. Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in dem die Daten der verarbeiteten zweiten Teilmenge des dreidimensionalen Messdatensatzes einen physikalischen Dichtebereich oder einen einzelnen vorbestimmten Dichtewert in Tiefen-Farbcodierung darstellen, insbesondere wobei die Tiefen-Farbcodierung Infor- mationen enthält, in welcher Tiefe bezüglich der inneren Oberfläche Gewebe mit einer Dichte entsprechend des physikalischen Dichtebereichs oder des einzelnen vorbestimmten Dichtewerts vorhanden ist.
10. Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in dem die Daten der verarbeiteten zweiten Teilmenge des dreidimensionalen Messdatensatzes einen physikalische Dichtebereich darstellt, wobei zur Darstellung der zweiten zwei- und/oder dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung ein surface rende- ring Verfahren verwendet wird.
11. Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zusätzlich das Darstellen zumindest einer weiteren bildlichen Darstellung der verarbeiteten ersten und/oder zweiten Teilmenge und/oder einer dritten Teilmenge des dreidimensionalen Messdatensatzes umfassend.
12. Das Verfahren nach Anspruch 11 , in dem die zumindest eine weitere bildliche Darstellung der verarbeiteten ersten und/oder zweiten Teilmenge und/oder einer dritten Teilmenge des dreidimensionalen Messdatensatzes eine zweidimensionale Darstellung oder eine Kombination einer räumlichen und einer zweidimensionalen Darstellung umfasst.
13. Das Verfahren nach Anspruch 12, in welchem die zumindest eine weitere bildliche Darstellung eine Schnittansicht, insbesondere eine axiale Ansicht und/oder eine frontale Ansicht und/oder eine sagittale Ansicht und/oder eine Schrägansicht ist.
14. Das Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei welchem der dreidimensionale Messdatensatz computertomographische oder kernspintomographische Aufnahmedaten zumindest eines Teils eines Hohlkörpers eines menschlichen oder tierischen Körpers, insbesondere einen Teil eines Organs oder Blutgefäßes umfasst.
15. Das Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche zur Anwendung in der virtuellen Endoskopie, insbesondere der virtuellen Koloskopie oder virtuellen Bronchoskopie.
16. Das Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, umfassend:
Bestimmen einer vierten Teilmenge des dreidimensionalen Messdatensatzes gemäß einem vorherbestimmten Kriterium;
Verarbeiten der vierten Teilmenge für eine Bildwiedergabe oder Anzeige in einer zwei- und/oder dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung des Teils des Hohlkörpers; und
Darstellen der verarbeiteten vierten Teilmenge in Form der zwei- und/oder dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung, insbesondere in der Darstellungsebene.
17. Das Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Verarbeiten der vierten Teilmenge ein Auswählen von einer Untermenge der vierten Teilmenge gemäß einem Bewertungskriterium umfasst, insbesondere wobei das Bewertungskriterium auf Daten des dreidimensionalen Messdatensatzes für einen Teil einer oder mehrerer Ebenen in einem vorbestimmten Abstand senkrecht zur inneren Oberfläche basiert.
18. Das Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Bewertungskriterium auf einem physikalischen Dichtewert und/oder Temperaturwert für einen Bereich einer Fläche parallel zur inneren Oberfläche basiert, wobei der Bereich der Projektion der vierten Teilmenge auf die parallele Fläche entspricht.
19. Das Verfahren nach Anspruch 18, wobei der physikalischen Dichtewert und/oder Temperaturwert einem Mittelwert physikalischer Dichtewerte und/oder Temperaturwerte für Bereiche mehrerer Flächen parallel zur inneren Oberfläche entspricht, wobei die Bereiche der Projektion der vierten Teilmenge auf die parallelen Flächen entsprechen.
20. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 16 - 19, wobei das Verarbeiten der vierten Teilmenge ein Projizieren der vierten Teilmenge auf die innere Oberfläche oder auf eine oder mehrere Flächen parallel zur inneren Oberfläche umfasst.
21. Das Verfahren nach Anspruch 20, wobei das Projizieren ein geometrisches Projizieren umfasst, insbesondere wobei das Projizieren einem Abbilden der vierten Teilmenge des dreidimensionalen Datensatzes auf Punkte der inneren Oberfläche oder auf Punkte einer oder mehrere Flächen parallel zur inneren Oberfläche entspricht.
22. Das Verfahren nach Anspruch 20 oder 21 , wobei das Projizieren einem orthogonalen Projizieren entspricht.
23. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 16 - 22, wobei die vierte Teilmenge wenigstens einen zusammenhängenden Bereich umfasst, insbesondere wobei ein Parameter aller Elemente jedes zusammenhängenden Bereichs das vorherbestimmte Kriterium erfüllt.
24. Das Verfahren nach Anspruch 23, umfassend:
Bestimmen eines charakteristischen Punktes für wenigstens einen zusammenhängenden Bereich der vierten Teilmenge; und
Projizieren nur des charakteristischen Punktes auf die innere Oberfläche oder auf eine oder mehrere Flächen parallel zur inneren Oberfläche.
25. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 17 - 24, wobei die Bildwiedergabe oder Anzeige auf der gesamten vierten Teilmenge, oder nur auf der ausgewählten Untermenge basiert.
26. Das Verfahren nach Anspruch 25, wobei die Bildwiedergabe oder Anzeige auf der gesamten vierten Teilmenge beruht, wobei die Bildwiedergabe oder Anzeige der ausgewählten Untermenge anders ausgebildet ist als die Bildwiedergabe oder Anzeige der nicht ausgewählten Untermenge.
27. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 16 - 26, in dem das vorherbestimmte Kriterium ein Dichtekriterium und/oder ein Formkriterium umfasst.
28. Das Verfahren nach Anspruch 27, wobei das Dichtekriterium einen vorherbestimmten Dichtewert, insbesondere einen maximalen Dichtewert oder einen minimalen Dichte- wert, oder einen vorherbestimmten Dichtebereich umfasst, insbesondere wobei der Dichteparameter jedes Elementes eines zusammenhängenden Bereichs der vierten Teilmenge einen Dichtewert über oder unter dem vorherbestimmten Dichtewert oder einen Dichtewert im vorherbestimmten Dichtebereich aufweist.
29. Verfahren zur computerimplementierten Untersuchung eines Hohlkörpers, insbesondere eines Hohlorgans, umfassend die Schritte:
Empfang eines dreidimensionalen Messdatensatzes, wobei der dreidimensionale Messdatensatz wenigstens einen Teil des Hohlkörpers repräsentiert;
Bestimmen einer inneren Oberfläche des Hohlkörpers oder des Teils des Hohlkörpers;
Bestimmen einer vierten Teilmenge des dreidimensionalen Messdatensatzes, gemäß einem vorherbestimmten Kriterium; und
Verarbeiten der vierten Teilmenge basierend auf einem Bewertungskriterium, insbesondere wobei das Bewertungskriterium auf Daten des dreidimensionalen Messdatensatzes für einen Bereich einer oder mehrerer Ebenen in einem vorbestimmten Abstand senkrecht zur inneren Oberfläche basiert.
30. Das Verfahren nach Anspruch 29, wobei das Verarbeiten der vierten Teilmenge ein Auswählen von einer Untermenge der vierten Teilmenge gemäß dem Bewertungskriterium umfasst.
31. Das Verfahren nach Anspruch 29 oder 30, wobei das Bewertungskriterium auf einem physikalischen Dichtewert und/oder Temperaturwert für einen Bereich einer Fläche parallel zur inneren Oberfläche basiert, wobei der Bereich der Projektion der vierten Teilmenge auf die parallele Fläche entspricht.
32. Das Verfahren nach Anspruch 31 , wobei der physikalischen Dichtewert und/oder Temperaturwert einem Mittelwert physikalischer Dichtewerte und/oder Temperaturwerte für Bereiche mehrerer Flächen parallel zur inneren Oberfläche entspricht, wobei die Bereiche der Projektion der vierten Teilmenge auf die parallelen Flächen entsprechen.
33. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 29 - 32, wobei das Verarbeiten der vierten Teilmenge ein Projizieren der vierten Teilmenge auf die innere Oberfläche oder auf eine oder mehrere Flachen parallel zur inneren Oberfläche umfasst
34. Das Verfahren nach Anspruch 33, wobei das Projizieren ein geometrisches Projizieren umfasst, insbesondere wobei das Projizieren einem Abbilden der vierten Teilmenge des dreidimensionalen Datensatzes auf Punkte der inneren Oberflache oder auf Punkte einer oder mehrere Flächen parallel zur inneren Oberfläche entspricht
35. Das Verfahren nach Anspruch 33 oder 34, wobei das Projizieren einem orthogonalen Projizieren entspricht
36. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 29 - 35, wobei die vierte Teilmenge wenigstens einen zusammenhängenden Bereich umfasst, insbesondere wobei ein Parameter aller Elemente jedes zusammenhängenden Bereichs das vorherbestimmte Kriterium erfüllt.
37. Das Verfahren nach Anspruch 36, umfassend:
Bestimmen eines charakteristischen Punktes für wenigstens einen zusammenhängenden Bereich der vierten Teilmenge; und
Projizieren nur des charakteristischen Punktes auf die innere Oberfläche oder auf eine oder mehrere Flächen parallel zur inneren Oberflache
38 Das Verfahren nach einem der Ansprüche 29 - 37, umfassend: Verarbeiten der vierten Teilmenge für eine Bildwiedergabe oder Anzeige in einer zwei- und/oder dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung des Teils des Hohlkörpers; und
Darstellen der verarbeiteten vierten Teilmenge in Form der zwei- und/oder dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung, insbesondere in der Darstellungsebene
39 Das Verfahren nach Anspruch 38, wobei die Bildwiedergabe oder Anzeige auf der gesamten vierten Teilmenge, oder nur auf der ausgewählten Untermenge basiert
40. Das Verfahren nach Anspruch 39, wobei die Bildwiedergabe oder Anzeige auf der gesamten vierten Teilmenge beruht, wobei die Bildwiedergabe oder Anzeige der ausgewählten Untermenge anders ausgebildet ist als die Bildwiedergabe oder Anzeige der nicht ausgewählten Untermenge
41. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 38 - 40, eine, insbesondere gleichzeitige, bildliche Darstellung des dreidimensionalen Messdatensatzes gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 28 umfassend
42. Ein Computerprogrammprodukt, das ein oder mehrere computerlesbare Medien mit von dem Computer ausführbaren Anweisungen zum Ausfuhren der Schritte eines der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 41 umfasst.
43. Ein Bildverarbeitungs- und Bildwiedergabesystem zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 41 , umfassend:
eine Einrichtung, die geeignet ist zum
Verarbeiten einer ersten Teilmenge eines dreidimensionalen Messdatensatzes, der einen Teil eines Hohlkörpers repräsentiert, für eine erste Bildwiedergabe in einer ersten dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung einer inneren Oberfläche des Teils des Hohlkörpers; und Verarbeiten einer zweiten Teilmenge des dreidimensionalen Messdatensatzes für eine zweite Bildwiedergabe in einer zweiten dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung des Teils des Hohlkörpers;
eine Anzeigeeinrichtung, die zum Anzeigen der ersten und zweiten dreidimensionalen intraluminalen bildlichen Darstellung des Teils des Hohlkörpers geeignet ist; und/oder
einer Einrichtung, die geeignet ist zum
Bestimmen einer vierten Teilmenge des dreidimensionalen Messdatensatzes, gemäß einem vorherbestimmten Kriterium; und
Verarbeiten der vierten Teilmenge basierend auf einem Bewertungskriterium, insbesondere wobei das Bewertungskriterium auf Daten des dreidimensionalen Messdatensatzes für einen Teil einer oder mehrerer Ebenen in einem vorbestimmten Abstand senkrecht zur inneren Oberfläche basiert.
44. Das Bildverarbeitungs- und Bildwiedergabesystem von Anspruch 43, weiterhin eine computertomographische oder kernspintomographische Vorrichtung zum Erstellen des dreidimensionalen Messdatensatzes umfassend.
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