DE60306511T2 - Medizinisches darstellungssystem und bildverarbeitungsverfahren zur visualisierung von gefalteten anatomischen bereichen von objektoberflächen - Google Patents

Medizinisches darstellungssystem und bildverarbeitungsverfahren zur visualisierung von gefalteten anatomischen bereichen von objektoberflächen Download PDF

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Description

  • ANWENDUNGSGEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein medizinisches Darstellungssystem und auf ein Bildverarbeitungsverfahren zum Analysieren und Visualisieren von medizinischen Bildern von der Oberfläche eines Objekts, die gefaltete Oberflächenbereiche enthält. Bei dem Objekt kann es sich um ein Organ oder ein Gewebe oder anderes anatomisches Element handeln. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein medizinisches Untersuchungsgerät mit einem derartigen medizinischen Darstellungssystem und auf ein Computerprogrammprodukt mit Anweisungen zum Ausführen der Verfahrensschritte. Die Erfindung findet auf dem Gebiet der medizinischen Bildgebung und insbesondere auf dem Gebiet der medizinischen Röntgenbildgebung Anwendung.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die medizinische Bildgebung ist bestrebt, dem Arzt Ansichten von anatomischen Merkmalen zu liefern, die bei der Diagnose oder Behandlung des Patienten helfen. Medizinische Bilder von anatomischen Merkmalen enthalten oft einen Bereich einer interessierenden Oberfläche, der als verdeckter Oberflächenbereich bezeichnet wird und maskiert ist, jedoch nicht durch ein separates anatomisches Merkmal, sondern durch einen anderen Bereich derselben Oberfläche, weil die Oberfläche gefaltet ist. In „3D deformable model for aortic aneurysm segmentation from CT images", von S. Loncaric, M. Subasic, E. Sorantin, Proceedings of 22nd annual EMBS International Conference, 23.–28. Juli 2000, IEEE, wird ein verformbares 3D-Modell beschrieben und der Pegeleinstellalgorithmus für die 3D-Segmentierung eines abdominalen Aortenaneurysmas aus computertomographischen (CT) Angiographiebildern genutzt.
  • Ein System zur Visualisierung der Oberflächenunregelmäßigkeiten von röhrenförmigen Strukturen, zum Beispiel dem Dickdarm, ist bereits in der US-amerikanischen Patentschrift 5.891.030 „A System for Two and Three Dimensional Imaging of Tubular Structures in the Human Body" von Johnson et al. beschrieben. Diese Patentschrift bezieht sich auf die Visualisierung von Oberflächenunregelmäßigkeiten von röhrenförmigen anatomischen Strukturen und ermöglicht die Lösung von Problemen in Bezug auf Bereiche derartiger Strukturen, die während einer virtuellen Endoskopie teilweise verdeckt sein können. Das Innere des Dickdarms wird über virtuelle Dickdarmspiegelung angezeigt, als ob es mit Hilfe eines Endoskops erfasst worden wäre, das innerhalb des Dickdarms bewegt wird. Der Benutzer muss jedoch von Hand den Pfad des virtuellen Endoskops definieren, damit die Erkennung von Falten oder verdächtigen Strukturen erreicht werden kann. Die Effizienz der Erkennung hängt von der Fertigkeit des Benutzers ab.
  • Es besteht der Bedarf an einem Mittel zur Visualisierung von gefalteten anatomischen Oberflächen, das eine einfache Identifizierung verdeckter Bereiche ohne Aufwand von Seiten des Arztes ermöglicht.
  • Es versteht sich, dass in diesem Dokument Verweise auf „anatomische Merkmale" oder auf „anatomische Oberflächen" so breit aufzufassen sind, dass sie jegliches Merkmal oder jegliche Oberfläche in dem Körper, ob menschlich oder tierisch, bezeichnen, ob ein Gefäß, ein Organ, ein Gewebe oder irgendetwas anderes, und auch künstliche Elemente umfassen, die in den Körper implantiert oder daran angebracht wurden.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, ein medizinisches Darstellungssystem mit Mitteln zu schaffen, die eine effizientere Visualisierung von gefalteten anatomischen Oberflächen erlauben als bisher möglich war. Dieses Problem wurde durch ein medizinisches Darstellungssystem nach Anspruch 1 gelöst.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst dieses medizinische Darstellungssystem Mittel zum Erfassen und Verarbeiten von Bilddaten in einem Bild eines Objekts, dessen Oberfläche mindestens einen gefalteten Bereich umfasst, wobei die genannten Datenverarbeitungsmittel Folgendes umfassen: Segmentierungsmittel zum Segmentieren der Bilddaten, um somit eine segmentierte Objektoberfläche zu identifizieren; Verarbeitungsmittel zum Approximieren der genannten Objektoberfläche, um eine Referenzoberfläche zu bestimmen, die eine approximierte Oberfläche der Objektoberfläche ohne gefaltete Bereiche darstellt und dabei mindestens ein flaches Feld umfasst; Analysemittel zum Bestimmen von Punkten für jedes Feld der Referenzoberfläche, an denen die Normale zu dem Feld die Objektoberfläche schneidet, und um ein Feld der Referenzoberfläche, dessen Normale die Objektoberfläche an mehr als einem Punkt schneidet, als ein Feld zu identifizieren, das einem gefalteten Bereich entspricht, und um verarbeitete Bilder für das Feld zu erzeugen, das einem gefalteten Bereich entspricht, wobei das genannte medizinische Darstellungssystem weiterhin Bildvisualisierungsmittel zum Visualisieren der Bilder umfasst.
  • Die vorliegende Erfindung hat auch zur Aufgabe, ein medizinisches Darstellungssystem mit Mitteln zum Erzeugen von verarbeiteten Bildern zu schaffen, in denen verdeckte Oberflächenbereiche gekennzeichnet sind, so dass ihre Existenz dem Benutzer unmittelbar ersichtlich ist. Verdeckte Oberflächenbereiche können für den Benutzer auf eine Weise gekennzeichnet werden, die Informationen bezüglich der Konfiguration dieser verdeckten Oberflächenbereiche liefert. Diese Merkmale des medizinischen Darstellungssystems sind in den abhängigen Ansprüchen aufgeführt.
  • Vorteile dieses medizinischen Darstellungssystems sind unter anderem, dass dieses System es dem Benutzer ermöglicht, eine Darstellung einer gefalteten anatomischen Oberfläche zu bekommen, in der die verdeckten Bereiche der gefalteten Oberflächen automatisch identifiziert und vorzugsweise gekennzeichnet werden. Auf diese Weise ist von Seiten des Benutzers kein Aufwand erforderlich, um festzustellen, ob derartige verdeckte Bereiche vorhanden sind, und das Risiko, dass derartige Bereiche übersehen werden, wird reduziert. Hierdurch wird die Effizienz des Arztes bei der Erkennung von gefalteten Oberflächen und der Lokalisierung möglicher Abnormalitäten gesteigert.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die verdeckten Bereiche nicht direkt angezeigt. Dies würde eine verzerrte Darstellung des interessierenden anatomischen Merkmals zur Folge haben. Stattdessen wird unter Verwendung von herkömmlichen Oberflächenwiedergabeverfahren eine Darstellung der segmentierten Objektoberfläche zur Anzeige unter Verwendung von herkömmlichen graphischen Visualisierungsverfahren, zum Ausdrucken oder zur Visualisierung auf andere Weisen erzeugt. Informationen bezüglich der Konfiguration der Falte, das heißt Informationen zu den Faltenattributen, werden codiert und den Daten der wiedergegebenen Oberfläche überlagert, zum Beispiel mit Farbcodierung, Musterung usw. Alternativ können die codierten Informationen einer abgeflachten zweidimensionalen Darstellung der segmentierten Objektoberfläche überlagert werden. Die Faltenattribute, die auf diese codierte Weise dargestellt werden können, umfassen unter anderem die Anzahl der Male, die die Oberfläche sich zurückfallet, um von der Normalen zu einem flachen Feld, auch als Facette bezeichnet, der Referenzfläche geschnitten zu werden, den Abstand von der Referenzoberfläche zum ersten Schnittpunkt, die Anzahl der Schnittpunkte innerhalb eines gegebenen Abstands von der Referenzoberfläche, usw. Eine Auswahl der darzustellenden Faltenattribute kann vorgegeben oder der Wahl des Benutzers überlassen werden.
  • Das medizinische Darstellungssystem kann als ein speziell programmierter Universalcomputer implementiert werden. Das medizinische Darstellungssystem kann eine Workstation sein. Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Bildverarbeitungsverfahren, das Schritte zur Betätigung der Verarbeitungsmittel des medizinischen Darstellungssystems umfasst. Die vorliegende Erfindung schafft weiterhin ein Computerprogrammprodukt mit einem Befehlssatz, der bei Verwendung auf einem Universalcomputer den Computer veranlasst, die Schritte des oben beschriebenen Verfahrens auszuführen. Die vorliegende Erfindung schafft weiterhin ein medizinisches Untersuchungsgerät mit medizinischem Bildgebungsgerät, Datenverarbeitungssystem zur praktischen Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens zur Verarbeitung der von dem Bildgebungsgerät erhaltenen medizinischen Bilddaten, und Mittel zur Visualisierung der durch das Verfahren erzeugten Bilddaten. Das Visualisierungsgerät besteht üblicherweise aus einem Monitor, der mit dem Datenverarbeitungsgerät verbunden ist.
  • Vorteilhafterweise sind die Workstation und das medizinische Bildgebungssystem der vorliegenden Erfindung interaktiv und ermöglichen es dem Benutzer, Faltenattributdaten, die evaluiert werden, und/oder die Weise, in der die evaluierten Daten zu visualisieren sind, zu beeinflussen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die Erfindung wird ausführlich unter Bezugnahme auf die folgenden schematischen Figuren beschrieben. Es zeigen:
  • 1A das Äußere eines röhrenförmigen Organs mit einer Ausbauchung, die eine gefaltete Oberfläche ist; 1B einen Längsschnitt der segmentierten Objektoberfläche des röhrenförmigen Organs und 1C eine Ansicht des Inneren des Organs aus 1A in Richtung der Ausbauchung gemäß einem herkömmlichen Bildgebungsverfahren;
  • 2 ein Blockschaltbild, das die Elemente eines medizinischen Untersuchungsgeräts darstellt, welches ein medizinisches Darstellungssystem umfasst;
  • 3 einen Ablaufplan, der die Schritte eines bevorzugten Bilddatenanalyse- und -visualisierungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
  • 4 ein Verfahren zur Abbildung von Punkten der segmentierten Objektoberfläche auf die Referenzoberfläche;
  • 5A den Schritt der Analyse von verdeckten Bereichen angewandt auf eine gefaltete Oberfläche wie die Ausbauchung aus 1A; und 5B und 5C eine erste und eine zweite Art von angezeigter Ansicht, in die Richtung blickend, die in 1B mit X-X' angegeben ist.
  • BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein medizinisches Darstellungssystem zur Analyse und Visualisierung von gefalteten anatomischen Objekten in der medizinischen Bildgebung. Beispiele derartiger Objekte sind die Faltungen der weißen oder grauen Hirnsubstanz, wie in dreidimensionalen Magnetresonanzbildern (MRI) beobachtet, oder die innere Oberfläche des Dickdarms, wie in dreidimensionalen Computertomographiebildern während einer Dickdarmuntersuchungsprozedur beobachtet. Die grundlegende Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Effizienz des Arztes bei der Untersuchung von gefalteten Oberflächen in dreidimensionalen Datensätzen und bei der Lokalisierung von möglichen Abnormalitäten zu verbessern. Bei Gehirnbildern kann das erfindungsgemäße medizinische Darstellungssystem die Topologie der Hirngyri (nach außen gerichtete Falten) und Hirnsulci (nach innen gerichtete Furchen) als farbige oder Grautonbereiche, die auf einer glatten „Durchschnitt-"Oberfläche des Gehirns angezeigt werden, graphisch darstellen. Bei Dickdarmbildern kann das erfindungsgemäße Darstellungssystem die gefalteten Bereiche des Dickdarms graphisch darstellen, die normalerweise bei einer virtuellen Dickdarmspiegelungs-Fly-through-Wiedergabe des Inneren des Dickdarms verdeckt wären. Das Darstellungssystem erlaubt daher die Erkennung einer verdächtigen Struktur, die der Arzt als Polyp interpretieren kann und die ein krebsartiger Tumor im Frühstadium sein könnte. Eine derartige Struktur wird üblicherweise als lokale Unregelmäßigkeit der inneren Dickdarmoberfläche beobachtet, die sich innerhalb des Dickdarms erstreckt.
  • Die vorliegende Erfindung wird nachstehend ausführlich unter Bezugnahme auf Ausführungsformen beschrieben, die auf die Visualisierung von gefalteten Bereichen der Oberfläche des Dickdarms angewandt werden. In diesen Beispielen wurden die dreidimensionalen (3D) Bilddaten, die den Dickdarm darstellen, als 3D-Computertomographie-Bilder (CT) gewonnen. Die Bilddaten können jedoch auch durch andere Arten von Bildgebungstechnologie geliefert werden. Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemeiner auf ein medizinisches Darstellungssystem, das zu einem medizinischen Untersuchungsgerät gehört, welches beliebige Arten von Bildgebungstechnologie einsetzt, und es gibt im Wesentlichen keine Beschränkung auf das interessierende menschliche oder tierische Merkmal, welches der Gegenstand der Bilder sein kann.
  • Die nachstehend beschriebenen Schritte eines bevorzugten Verfahrens zur Verarbeitung und Visualisierung von medizinischen Bilddaten, welche gefalteten Oberflä chen entsprechen, kann in geeigneter Weise durch das medizinische Darstellungssystem ausgeführt werden, welches Datenverarbeitungsmittel, zum Beispiel einen Universalcomputer, umfasst. Das medizinische Darstellungssystem kann in das medizinische Untersuchungsgerät integriert sein oder zu diesem gehören (sich üblicherweise in dessen Nähe befinden). Alternativ kann die Datenverarbeitung auf einer Workstation durchgeführt werden, die sich abgesetzt von dem medizinischen Untersuchungsgerät befindet. Die Bilddaten können durch jegliche geeignete Mittel in das medizinische Darstellungssystem eingegeben werden, zum Beispiel als „Live"-Einspeisung über ein Kabel, nach Zwischenspeicherung der Bilddaten auf einem Aufzeichnungsmedium wie einer CD-ROM, DVD oder dergleichen, durch Übertragung über ein Netzwerk wie ein LAN, WAN, Internet. Obwohl die medizinische Bildgebungstechnologie weit entwickelt ist, sind die derzeitigen Verfahren unzureichend, wenn sie auf die Visualisierung von gefalteten Oberflächen angewandt werden. Das Problem ist leichter nachzuvollziehen anhand von 1A, die eine anatomische Oberfläche in der stark schematischen Form eines Zylinders 1 darstellt, der ein röhrenförmiges Organ wie den Dickdarm veranschaulicht. Das röhrenförmige Organ 1 hat eine ellipsenförmige Ausbauchung B auf einem Teil seiner gebogenen Oberfläche. 1B zeigt eine schematische Längsschnittansicht der Oberfläche SOS des röhrenförmigen Organs 1 mit der Ausbauchung B. 1B zeigt die Öffnung O der Ausbauchung B und die verschiedenen Bereiche D1, D2, D3 des Inneren der genannten Ausbauchung B. Die Bereiche D1 und D3 sind gefaltete Oberflächen, deren Analyse und Visualisierung die Aufgabe der Erfindung ist. Wenn herkömmliche medizinische Bildgebungsverfahren verwendet werden, um eine Ansicht des Inneren des röhrenförmigen Organs anzuzeigen, wobei in Richtung der Ausbauchung B geblickt wird, so wird die angezeigte Ansicht in vereinfachter Form dem in 1C gezeigten Merkmal ähnlich sehen. In 1C werden Grauskalen benutzt, um einen Eindruck von der Tiefe zu vermitteln und den Abstand zwischen dem Betrachter und der angezeigten Oberfläche darzustellen. Es wird zu erkennen sein, dass dem Betrachter nur die innere Oberfläche des röhrenförmigen Organs vorgelegt wird, zusammen mit demjenigen Bereich der inneren Oberfläche der ellipsenförmigen Ausbauchung B, der durch die Öffnung O, welche zu der Ausbauchung führt, zu sehen ist. Es gibt jedoch Bereiche der inneren Oberfläche der ellipsenförmigen Ausbauchung, die verdeckt sind. Der Arzt ist daher nicht in der Lage, diese verdeckten Oberflächenbereiche zu sehen, die den Bereichen D1 und D3 entsprechen und die von klinischem Interesse sein können. Darüber hinaus wird der Arzt eventuell nicht einmal erkennen kön nen, dass es verdeckte Oberflächenbereiche gibt. Außerdem würde bei Verwendung von herkömmlichen Verfahren die gleiche Ansicht, unabhängig von der Form der Ausbauchung B, angezeigt, sofern die Öffnung B die gleiche Größe hat.
  • 2 zeigt die grundlegenden Komponenten einer Ausführungsform des Bilddarstellungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung eingebaut in ein medizinisches Untersuchungsgerät. Wie in 2 schematisch angegeben, umfasst das medizinische Untersuchungsgerät üblicherweise eine Liege 10, auf der der Patient ruht, oder ein anderes Element zur Anordnung des Patienten relativ zum Bildgebungsgerät. Bei dem medizinischen Bildgebungsgerät kann es sich um einen CT-Scanner 20 handeln. Die durch den CT-Scanner 20 erzeugten Bilddaten werden Datenverarbeitungsmitteln 30 zugeführt, zum Beispiel einem Universalcomputer. Die Datenverarbeitungsmittel 30 gehören üblicherweise zu einer Visualisierungsvorrichtung, zum Beispiel einem Monitor 40, und einer Eingabevorrichtung 50, zum Beispiel einer Tastatur, einer Zeigevorrichtung usw., die durch den Benutzer betätigt werden kann, damit er mit dem System interagieren kann. Die Elemente 1050 bilden ein erfindungsgemäßes medizinisches Untersuchungsgerät. Die Datenverarbeitungsvorrichtung 30 ist so programmiert, dass ein Verfahren zur Analyse der medizinischen Bilddaten gemäß bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung implementiert wird.
  • 3 zeigt einen Ablaufplan mit den Schritten des bevorzugten Verfahrens zur Verarbeitung von medizinischen Bilddaten, um eine verbesserte Visualisierung von gefalteten Oberflächen zu ermöglichen, die in den Daten dargestellt sind.
  • Bei den in diesem Verfahren eingegebenen Bilddaten handelt es sich in diesem Beispiel um die 3D-Computertomographie-Bilddaten, die für den Dickdarm eines Subjekts erzielt wurden.
  • In Schritt S0 können die eingegebenen Bilddaten eventuell einer herkömmlichen Vorverarbeitung unterzogen werden, um zum Beispiel Merkmale mit niedriger Auflösung zu eliminieren.
  • In Schritt S1 wird eine dreidimensionale Oberflächensegmentierung durchgeführt, um Bilddaten zu identifizieren, die der interessierenden Dickdarmoberfläche entsprechen. Diese Oberfläche umfasst mindestens einen gefalteten Bereich, zum Beispiel die Ausbauchung B aus 1A. Die Durchführung von Schritt S1 ergibt Daten einer dreidimensionalen segmentierten Objektoberfläche, bezeichnet mit SOS, die den genannten gefalteten Bereich enthält. Bei einem herkömmlichen Segmentierungsverfahren werden die dreidimensionalen Daten durchlaufen und mit einem Schwellenwert vergleichen, um zu entscheiden, welche Bilddaten als die Oberfläche des Dickdarms repräsentierend betrachtet werden sollen. Die Dickdarmwände sind absorbierend und erscheinen daher hell, während das Innere des Dickdarms dunkel erscheint. Daher ist ein Vergleich der gemessenen Bilddaten, die den gemessenen Intensitätswerten entsprechen, mit einem Schwellenwert geeignet, die Lage der Dickdarmwände zu bestimmen.
  • In einem Schritt S2 wird die segmentierte Objektoberfläche SOS verarbeitet, um eine dreidimensionale vereinfachte Oberfläche zu ergeben, die die segmentierte Objektoberfläche SOS approximiert und die keine gefalteten Oberflächen enthält. Erfindungsgemäß wird keine der nach innen und/oder nach außen gerichteten Falten direkt angezeigt. Stattdessen wird die segmentierte Objektoberfläche mit Hilfe von zum Beispiel einer morphologischen Verarbeitung vereinfacht, um die nach innen bzw. nach außen gerichteten Falten zu entfernen und eine geglättete Version der segmentierten Objektoberfläche zu erhalten, die als vereinfachte Oberfläche bezeichnet wird.
  • Diese vereinfachte Oberfläche wird anschließend diskretisiert. Dieser Vorgang ermöglicht das Gewinnen einer dreidimensionalen Oberfläche, die durch ein Polyeder eng approximiert wird, welches als „Referenzoberfläche" oder „Referenzpolyeder" bezeichnet wird. Der Vorgang der Vereinfachung der Oberfläche des Dickdarms kann zum Beispiel einen dreidimensionalen geglätteten Zylinder ergeben, für den der Vorgang der Diskretisierung das dreidimensionale Referenzpolyeder, bezeichnet mit RP, ergibt, welches die interessierende segmentierte Objektoberfläche SOS approximiert. Wie in 4 dargestellt, kann die Oberfläche des Referenzpolyeders benachbarte flache Felder von Punkten umfassen, zum Beispiel F1, F2, F3, F4. In einer interessierenden Region umfasst die Oberfläche des Referenzpolyeders RP mehrere Punktfelder oder zumindest ein Punktfeld.
  • Dreidimensionale Oberflächensegmentierungsverfahren und Verfahren zum Diskretisieren der Oberfläche sind gut bekannt und werden daher hier nicht ausführlich beschrieben. Weitere Informationen über die Segmentierung sind zu finden im „Handbook of Medical Imaging, Processind and Analysis", Chefredakteur Isaac N. Bankman, Academic Press, Kapitel 5 „Overview and Fundamentals of Medical Image Segmentation" von Jadwiga Rogowska.
  • Es kann auch von Nutzen sein, eine zweidimensionale Darstellung zu erzeugen, um dem Benutzer eine Referenzoberfläche zu liefern, die eine flache polygonale Übersicht des Referenzpolyeders RP ist. Üblicherweise wird es sich hierbei um eine konforme Abbildung handeln, die eine winkeltreue Abbildung dieses Referenzpolyeders ist. Diese flache polygonale Referenzoberfläche wird im Folgenden als zweidimensionale Referenzabbildung bezeichnet, abgekürzt als 2D RM.
  • In Schritt S3 werden die Oberflächendaten verarbeitet, um jegliche gefaltete Struktur zu analysieren, die eventuell vorhanden ist. Konkret weist das Referenzpolyeder RP, wie in 4 dargestellt, ein oder mehrere flache Felder auf, wobei jedes Feld in der Form einer Facette approximiert wird, bei der es sich typischerweise um ein polygonales Element, F1, F2, F3, F4, usw. handelt. Für jedes Feld oder jede Facette des Referenzpolyeders RP, das die segmentierte Objektoberfläche SOS approximiert, wird eine Analyse der Bilddaten entlang den Normalen N zu diesen Feldern oder Facetten durchgeführt, um verborgene oder gefaltete Bereiche der interessierenden segmentierten Objektoberfläche SOS zu erkennen und verschiedene Attribute der genannten gefalteten Bereiche zu evaluieren.
  • Wie in 4 dargestellt, werden alle Punkte der segmentierten Objektoberfläche SOS auf das Referenzpolyeder RP abgebildet. Diese Abbildung erfolgt auf eine derartige Weise, dass jeglicher Punkt P der segmentierten Objektoberfläche SOS nur ein Mal auf das Referenzpolyeder RP abgebildet wird. Die bevorzugte Ausführungsform zum Erreichen dieses Zwecks besteht darin, einen Punkt P auf den nächstgelegenen Punkt P' des Referenzpolyeders RP abzubilden, der sich in dem nächstgelegenen Feld oder der nächstgelegenen Facette des Referenzpolyeders RP befindet. In 4 wird zum Beispiel der Punkt P auf P' der Facette F1 abgebildet. Der Punkt P' liegt auf dem schraffierten Feld F1 des Referenzpolyeders RP, das P am nächsten liegt.
  • Wie in 5a veranschaulicht, die einen Querschnitt der segmentierten Objektoberfläche SOS gemeinsam mit dem entsprechenden Referenzpolyeder RP mit Facetten, bezeichnet mit Φ1, Φ2, Φ3, dargestellt, werden die gefalteten Oberflächen durch das Analysieren der Schnittpunkte der Normalen N1, N2, N3 zu den jeweiligen Facetten Φ1, Φ2, Φ3 mit der segmentierten Objektoberfläche SOS detektiert. Mit anderen Worten, für jedes Feld oder jede Facette des Referenzpolyeders RP wird der nächstgelegene zugehörige Punkt der segmentierten Objektoberfläche detektiert.
  • Eine gefaltete Oberfläche wird detektiert, wenn die Normale zu der Facette die segmentierte Objektoberfläche mehr als ein Mal kreuzt. Wenn die Oberfläche gefaltet ist, wird es mehr als einen Punkt, zum Beispiel C1, C2 auf der Normalen N1 zu dem Feld oder der Facette Φ1 des Referenzpolyeders RP geben, die die interessierende segmentierte Objektoberfläche SOS kreuzt. Felder oder polyedrische Facetten dieser Art, wo es keine Eins-zu-Eins-Beziehung zwischen der segmentierten Objektoberfläche und der Referenz oberfläche gibt, werden als den „verdeckten Bereichen" von nach innen oder nach außen gerichteten Falten entsprechend identifiziert. Es wird eine Liste von Feldern oder Facetten erstellt, die den „verdeckten Bereichen" entsprechen. Üblicherweise wird diese Liste gemeinsam mit zugehörigen Faltenattributdaten im Speicher gespeichert. Die Liste der verdeckten Bereiche kann auch in beliebiger geeigneter Form ausgegeben werden, zum Beispiel in elektronischer Form, als eine ausgedruckte Liste, usw.
  • In Schritt S4 werden ein oder mehrere Faltenattribute für die genannten verdeckten Bereiche bestimmt und wie nachstehend beschrieben codiert.
  • Ein erstes Beispiel für Faltenattribute bezieht sich auf eine Messung des Abstands zwischen jeder Facette Φ1, Φ2, Φ3 des Referenzpolyeders RP und den nächstgelegenen zugehörigen Punkten in den Daten der segmentierten Objektoberfläche SOS, die der Oberfläche des Dickdarms entsprechen. Die Messung wird für die jeweiligen Normalen N1, N2, N3 zu den Facetten Φ1, Φ2, Φ3 durchgeführt. Falls die Struktur eine Innenseite und eine Außenseite hat, wie zum Beispiel der Dickdarm, erhält der Abstand ein negatives Vorzeichen, wenn sich der zugehörige Punkt innerhalb des dreidimensionalen Referenzpolyeders befindet, und ein positives Vorzeichen, wenn sich der zugehörige Punkt außerhalb befindet. Dieser mit einem Vorzeichen versehene Abstand wird auf der Normalen N1, N2, N3 zu dem betreffenden Feld oder der betreffenden Facette Φ1, Φ2, Φ3 des Referenzpolyeders RP definiert. Der Abstand beträgt Null, wenn der detektierte Punkt der segmentierten Objektoberfläche tatsächlich auf dem Feld oder auf der flachen Polyederseite liegt, wie zum Beispiel der Punkt C0 von SOS in Bezug auf die Facette Φ1. Die gemessenen und mit Vorzeichen versehenen Abstände werden gespeichert.
  • Ein zweites Beispiel für ein Faltenattribut bezieht sich auf die Anzahl der Male, die die Normale zu einer Facette des dreidimensionalen Referenzpolyeders RP die segmentierte Objektoberfläche SOS kreuzt. Faltenbereichen, die zwei Kreuzungen, drei Kreuzungen usw. entsprechen, können entsprechende unterschiedliche Codes, die zu verschiedenen visuellen Angaben, zum Beispiel Farben, Muster usw., in einer visuellen Darstellung der Oberfläche führen, zugewiesen werden.
  • Ein drittes Beispiel für ein Faltenattribut bezieht sich auf den Abstand zwischen der Facette der dreidimensionalen Referenzoberfläche RP und der „ersten Kreuzung" der Normalen hierzu. Mit anderen Worten, die „Tiefe" der ersten Kreuzung kann von klinischer Bedeutung sein. Daher können verschiedene Codes zugewiesen werden, um die jeweiligen unterschiedlichen Tiefen der „ersten Kreuzung", in 5A bezeichnet mit C1 in Bezug auf C0, anzugeben. Diese unterschiedlichen Codes ergeben wiederum unterschiedliche visuelle Angaben, zum Beispiel Farben, Muster, usw., in einer visuellen Darstellung der Oberfläche.
  • Ein viertes Beispiel für ein Faltenattribut, das von klinischer Bedeutung sein kann, ist der Abstand zwischen der ersten Kreuzung, in 5A mit C1 bezeichnet, und der zweiten Kreuzung, mit C2 bezeichnet, gemessen auf der Normalen N1 zu der entsprechenden Facette Φ1, mit der segmentierten Objektoberfläche SOS. In einem Fall, wie er in 5A veranschaulicht ist, wo sich die Oberfläche über im Wesentlichen 180° auf sich selbst zurückfaltet, gibt dieser Abstand die „Dicke" T, gemessen auf N1, der Falte an. Diese Dicke ist der Abstand zwischen den sich gegenüberliegenden Oberflächen auf der Innenseite der Biegung. Somit können verschiedene Codes zugewiesen werden, um die jeweiligen unterschiedlichen Abstände zwischen dem ersten und dem zweiten Kreuzungspunkt C1–C2 anzugeben, was wieder zu unterschiedlichen visuellen Angaben führt, wenn die Bilddaten angezeigt, ausgedruckt usw. werden.
  • Um Störeffekte zu vermeiden, kann es von Vorteil sein, sicherzustellen, dass die Region zwischen dem ersten und dem zweiten Kreuzungspunkt, wie zum Beispiel C1, C2, wirklich mit dem hohlen „Inneren" einer Falte übereinstimmt und nicht zum Beispiel mit einer Region in der Dickdarmwand. Dies kann erreicht werden, indem man den Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Kreuzungspunkt C1, C2 nur dann misst, wenn die Bilddaten zwischen diesen Kreuzungspunkten einen bestimmte Intensitäts- oder Helligkeitswert annehmen. Im Fall von Computertomographiebildern des Dickdarms zum Beispiel, ist, wenn die Bilddaten auf der Normalen N1 zum dreidimensionalen Referenzpolyeder RP zwischen dem ersten und dem zweiten Kreuzungspunkt C1, C2, wo die segmentierte Objektoberfläche diese Normale N1 kreuzt, Werte annehmen, die „Schwarz" entsprechen, diese Region ein Hohlraum, sie entspricht nicht der Dickdarmwand.
  • In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist es vorteilhaft für die Messung von Schnittpunkten der Normalen, wie N1, N2, N3, zu einem Feld oder einer Facette, Φ1, Φ2, Φ3 des dreidimensionalen Referenzpolyeders RP, mit der segmentierten Objektoberfläche SOS, die Kreuzungspunkte C1, C2 usw. nur bis zu einem bestimmten Schwellenwertabstand weg von dem Referenzpolyeder RP zu berücksichtigen. Wenn weiter als dieser Schwellenwert entfernt liegende Kreuzungspunkte berücksichtigt werden, können sie sich in der Tat auf vollkommen andere anatomische Merkmale und nicht auf das interessierende anatomische Merkmal beziehen (wobei daran zu denken ist, dass Gefäß wände, Gewebe usw. zumindest teilweise für die bei den meisten medizinischen Bildgebungsverfahren verwendete Strahlung transparent sind). Der geeignete Wert des Schwellenwertabstands variiert mit dem betreffenden anatomischen Merkmal.
  • In weiteren Beispielen können in einem medizinischen Darstellungssystem, bei dem die Visualisierung des medizinischen Bildes auf einem projektionsbasierenden Ansatz beruht, der Projektionspunkt und der Projektionswinkel einen Satz Attributdaten darstellen, die in Bezug auf die Bildpunkte, die den gefalteten Bereichen der Oberfläche entsprechen, berechnet und gespeichert werden können.
  • Es können auch andere Faltenattribute als die oben beschriebenen Beispiele berechnet und gespeichert werden. Ferner können die besonderen zu evaluierenden Faltenattribute zuvor in der Datenverarbeitungsvorrichtung, die das Verfahren der vorliegenden Erfindung implementiert, programmiert werden.
  • In Schritt S5 werden verschiedene Darstellungen der interessierenden Oberfläche zur Anzeige, zum Ausdrucken usw. erzeugt. Mindestens eine dieser möglichen Darstellungen ist zur Unterstützung für die Überlagerung der codierten Informationen vorgesehen, die sich auf die Attribute der Faltenoberflächen beziehen.
  • In einem ersten Beispiel der Darstellung werden das Referenzpolyeder RP und/oder die konforme Referenz-2D-Abbildung RM für die Anzeige der Faltenattribute verwendet. Nachdem die interessierende segmentierte Objektoberfläche in den eingegebenen Bilddaten durch den Segmentierungsschritt einmal identifiziert worden ist, wird eine dreidimensionale Oberflächenwiedergabe durchgeführt. Typischerweise wird eine projektionsbasierende Vorgehensweise angewendet, bei der ein theoretischer Ansichtpunkt und Betrachtungswinkel für die Visualisierung der interessierenden Oberfläche gewählt werden. Zur Übermittlung von Tiefeninformationen (in Bezug auf den Abstand vom Ansichtpunkt zu den verschiedenen Bereichen der Oberfläche) kann auf das Schattieren zurückgegriffen werden. Verfahren für die dreidimensionale Wiedergabe von Oberflächen sind gut bekannt und werden hier daher nicht ausführlich beschrieben. Weitere Informationen sind zu finden in dem oben genannten „Handbook of Medical Imaging, Processing and Analysis", Kapitel 41, vor allem auf Seite 663, und beziehen sich auf die Visualisierung von Iso-Oberflächen, die das Innere einer Region, wo zum Beispiel Bilddaten den Grauwert = 1 haben, von ihrem Äußeren trennen, wo zum Beispiel die Bilddaten einen Grauwert = 0 haben. Es sind verschiedene Vorgehensweisen für die Visualisierung oder die Anzeige der interessierenden Oberfläche möglich, und dies beeinflusst den Wiedergabeprozess. Für röhrenförmige Strukturen wie den Dickdarm, die Bronchien, Gefäße usw. besteht eine gängige Vorgehensweise darin, die Daten so anzuzeigen, als ob der Betrachter durch die fragliche Struktur fliegt. Bei dieser Vorgehensweise werden die Bilddaten, die der Oberfläche an einem Ende der röhrenförmigen Struktur entsprechen, zuerst wiedergegeben, dann werden die Bilddaten, die dem nächsten Bereich entlang der röhrenförmigen Struktur entsprechen, wiedergegeben und so weiter, bis das andere Ende der röhrenförmigen Struktur erreicht ist. Bei dieser Vorgehensweise ist also die Ausgabe des Oberflächenwiedergabeprozesses zeitabhängig.
  • In einem zweiten Beispiel für die Darstellung kann die Gesamtheit oder ein Segment des Dickdarms auf eine „One-Shot"-Weise dargestellt werden, typischerweise indem eine Querschnittansicht oder simultane Ansichten aus mehreren Perspektiven, typischerweise orthogonale Querschnittansichten, dargestellt werden.
  • In einem dritten Beispiel kann der Benutzer sich dafür entscheiden, die segmentierte Objektoberfläche SOS als Unterstützung für die Anzeige der sich auf die Faltenattribute beziehenden Informationen zu wählen.
  • In einem vierten Beispiel für die Darstellung können die Daten der dreidimensionalen segmentierten Objektoberfläche verarbeitet werden, um eine abgeflachte Oberfläche zu erzeugen, im Fall der Dickdarmoberfläche zum Beispiel geöffnet und entrollt.
  • In Schritt S6 werden die codierten Faltenattributinformationen der Darstellung der interessierenden Objektoberfläche überlagert, die zur Unterstützung der genannten Informationen gewählt wurde. Die mit Vorzeichen versehenen Abstände zum Beispiel können als Graupegeltextur auf dem 3D-Referenzpolyeder RP und/oder auf der konformen 2D-Abbildung RM angezeigt werden. Optional werden Falten der dreidimensionalen segmentierten Objektoberfläche segmentiert und auf einer Gruppe von Form- und geometrischen Attributen basiert. Ein Beispiel für derartige Attribute ist die Anzahl von Malen, die die Normale zu dem Referenzpolyeder die segmentierte Objektoberfläche schneidet.
  • Dem Benutzer kann die Möglichkeit eingeräumt werden, die Art der Darstellung der interessierenden Oberfläche zu wählen. Außerdem kann dem Benutzer die Möglichkeit eingeräumt werden zu wählen, welche Faltenattribute in Schritt S3 geschätzt und in Schritt S6 angezeigt werden sollen. Als ein Beispiel könnte bei dem medizinischen Darstellungssystem, bei dem die Visualisierung des medizinischen Bildes auf einer projektionsbasierenden Vorgehensweise beruht, der folgende Satz von Attributdaten in Bezug Bildpunkte gespeichert werden, die den gefalteten Bereichen der Oberfläche entsprechen: der Punkt der Projektion, der Winkel der Projektion, die Anzahl und die Tiefe der Punkte, an denen die segmentierte Objektoberfläche SOS die Normale N zu dem Bildpunkt auf der dreidimensionalen Referenzoberfläche RP schneidet (bis zu einem Schwellenwertabstand), und der Abstand zwischen dem ersten, dem zweiten, dem dritten oder weiteren derartigen Kreuzungspunkten C1, C2 usw. (wie oben erwähnt, kann dies für eine bestimmte Form der Falte charakteristisch sein). Die visuelle Codierung kann jegliche geeignete Form annehmen.
  • Je nach Art der laufenden Untersuchung ermöglichen die ermittelten geometrischen Attribute der Falten es, zu bestimmen, ob eine Abnormalitätsalarmmeldung erfolgen sollte oder nicht. Es besteht zum Beispiel das Risiko, dass die fragliche Falte einer Polypform in dem nach innen gerichteten Teil des Dickdarms entspricht.
  • In Schritt S7, nachdem in der Analyse einmal festgelegt worden ist, welche Facetten des Referenzpolyeders den „verborgenen Bereichen" der interessierenden Oberfläche entsprechen und jegliche gewünschten Faltenattribute, die sich auf die verborgenen Bereiche beziehen, ermittelt, codiert und mit den Oberflächenbilddaten kombiniert worden sind, sieht das erfindungsgemäße Verfahren die Kennzeichnung der Existenz dieser „verborgenen Bereiche" für den Benutzer als potenzielle Abnormalitäten vor. Das bevorzugte Verfahren zur Kennzeichnung dieser Bereiche für den Benutzer besteht in der Anwendung einer visuellen Codierung, um die Lage der verdeckten Bereiche in der Darstellung der Objektoberfläche hervorzuheben und/oder Faltenattributdaten anzugeben.
  • Die resultierenden Bilddaten werden zur Visualisierung ausgegeben. In dem resultierenden Bild kann die visuelle Codierung und Kennzeichnung jegliche geeignete Form annehmen. Sie kann typischerweise aus einer Farbcodierung, der Schaffung einer Schraffur oder der Schaffung eines anderen Musters bestehen. Die Wahl, welche Faltenattribute codiert und gekennzeichnet werden sollen bzw. welches Verfahren für die Codierung und Kennzeichnung der Faltenattributdaten angewandt werden soll, kann dem Benutzer überlassen werden. Alternativ können die Faltenattributdaten gemäß vordefinierter Regeln codiert und gekennzeichnet werden. In jedem Fall werden die ausgewählten Faltenattributdaten codiert, Schritt S4, und wie in Schritt S6 mit den Objektoberflächendaten, die der segmentierten Objektoberfläche entsprechen, kombiniert, und möglicherweise wie in Schritt S7 von 3 gekennzeichnet.
  • 5B veranschaulicht einen Ansichttyp, der für die ausgegebenen Daten angezeigt werden könnte, welche sich aus der Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens auf die Bilddaten ergeben, die die Objektoberfläche aus 1A darstellen, wobei in die in 1B mit der Linie X-X' angegebene Richtung geblickt wird. In 5B ist die Darstellung der Objektoberfläche ein entrollter Bereich der Objektoberfläche. Die verdeckten Bereiche der Oberfläche sind durch Musterung angegeben, hier durch die Schraffur HP. Die Grauskalentextur gibt die „Tiefe" an, das heißt sie vermittelt einen Eindruck von dem Abstand zwischen dem Betrachter und der Objektoberfläche.
  • 5C zeigt eine alternative Ansicht basierend auf den gleichen grundlegenden Daten wie 5B. Punkten, die auf dem dreidimensionalen Referenzpolyeder RP, d.h. dem Zylinder, liegen, wird ein weißer Farbcode zugewiesen, Punkte am Scheitelpunkt der Ausbauchung B liegen in einer Tiefe D2 vom Referenzpolyeder und sind mit einem grauen Farbcode versehen. Auch hier gibt eine Musterung, veranschaulicht durch die Schraffur HP, die verdeckten Bereiche der Oberfläche an, die nicht direkt sichtbar sind.
  • Wie aus den 5B und 5C ersichtlich, sieht der Benutzer, wenn die aus dem Verfahren von 3 resultierenden Bilddaten visualisiert werden, unmittelbar, welche Bereiche der interessierenden Oberfläche „verdeckte" oder „gefaltete" Bereiche aufweisen, weil diese Bereiche durch die Musterung im Bild gekennzeichnet sind. Diese gekennzeichneten Bereiche können potenziellen Abnormalitäten entsprechen. Der Benutzer kann diese Regionen weiter untersuchen, zum Beispiel durch Visualisieren der diese Bereiche umgebenden Regionen mit Hilfe herkömmlicher Verfahren, zum Beispiel mit Hilfe von orthogonalen Querschnittsansichten.
  • Alternativ kann bei bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Effizienz des Arztes weiter verbessert werden, indem ein Rundgang entlang des Inneren der identifizierten gefalteten Oberflächenbereichs angeboten wird. Der geführte Rundgang in der Falte kann manuell durch den Benutzer definiert werden oder kann mit bekannten Verfahren zum automatischen Folgen der Mittellinie einer Struktur, mit anderen Worten zum Folgen des morphologischen Skeletts der Falte, vordefiniert sein. Zur Definition des Pfads kann ein Algorithmus für den optimalen Pfad, zum Beispiel ein Grassfire-Algorithmus, verwendet werden. Ein geeignetes Verfahren zur Konstruktion eines 3D-Bildes für die Navigation und Führung eines virtuellen Endoskops zur Schaffung dieses Rundgangs in einer unverzweigten Falte ist in der Patentschrift EP-A-1.058.913 beschrieben.
  • Die obige, unter Bezugnahme auf 3 gegebene Beschreibung eines bevorzugten Verfahrens zur Analyse und Visualisierung medizinischer Bilddaten zur Verbesserung der Visualisierung von gefalteten Oberflächen bezieht sich auf die Erzeugung von Bilddaten für die Ausgabe, üblicherweise zur Anzeige, um eine dreidimensionale und/oder eine zweidimensionale Darstellung der interessierenden Oberfläche mit codierten Faltenattributdaten und/oder Abnormalitätsklassifizierungsdaten zu erhalten, die darauf mittels farbcodierter und/oder gemusterter Regionen dargestellt werden.
  • Eine weitere optionale Erweiterung der grundlegenden Verfahren der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Bibliothek oder Datenbank von Formen und geometrischen Attributen, die gefaltete Strukturen charakterisieren, welche pathologisch sind. In Beratung mit medizinischen Fachkräften können Attributsätze erstellt und zusammen mit Informationen bezüglich der entsprechenden Pathologieklasse gespeichert werden. Die Analyseprozedur der vorliegenden Erfindung umfasst dann einen Schritt der Analyse der Attribute der erkannten gefalteten Bereiche der interessierenden Oberfläche durch die Anwendung von Musterabgleichverfahren, um zu ermitteln, ob die Attribute der gefalteten Bereiche mit irgendeinem der in der Datenbank gespeicherten Attributsätze übereinstimmen. Mustererkennungsverfahren sind gut bekannt und werden hier daher nicht ausführlicher beschrieben. Wenn eine Übereinstimmung gefunden wurde, werden die Daten dem Benutzer ausgegeben oder es erfolgt eine Alarmmeldung, um darauf hinzuweisen, dass eine mögliche Abnormalität gefunden wurde. Vorzugsweise wird auch die Klassifizierung der möglichen Abnormalität angegeben. Wenn die interessierende Oberfläche angezeigt wird, kann eine weitere Farbcodierung oder Musterung verwendet werden, um die möglichen Abnormalitäten unterschiedlicher Art anzugeben. In einigen Fällen kann der Benutzer wünschen, die Arten der gesuchten Abnormalitäten auf nur eine Teilgruppe der in der Datenbank enthaltenen Abnormalitäten zu begrenzen. Das medizinische Darstellungssystem der Erfindung kann so programmiert werden, dass es dem Benutzer die Möglichkeit bietet, die zu berücksichtigenden Abnormalitäten einzustellen.
  • Die Zeichnungen und ihre vorstehende Beschreibung veranschaulichen die Erfindung und schränken sie nicht ein. Es wird offensichtlich sein, dass es zahlreiche Alternativen gibt, die in den Rahmen der angefügten Ansprüche fallen. In dieser Hinsicht werden die folgenden Schlussbemerkungen gemacht.
  • Es können unterschiedliche Bildgebungsverfahren eingesetzt werden, um medizinische Bilddaten, vorzugsweise dreidimensionale Bilddaten, von dem interessierenden anatomischen Merkmal zu erhalten. Zum Beispiel werden für die Untersuchung des Gehirns oft dreidimensionale Magnetresonanzbilder verwendet, während einer Dickdarmuntersuchungsprozedur werden oft dreidimensionale Computertomographiebilder erzeugt, usw. Die vorliegende Erfindung ist ohne Einschränkung durch Bezugnahme auf die zum Gewinnen der Bilddaten eingesetzte Bildgebungstechnologie anwendbar. Außerdem kann es sich bei dem abgebildeten Merkmal im Wesentlichen um jegliches interessierende anatomische Merkmal handeln, und insbesondere ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Visualisierung von Bereichen des Gehirns oder Dickdarms beschränkt.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung in Hinsicht auf die Erzeugung von Bilddaten zur Anzeige beschrieben wurde, soll die vorliegende Erfindung darüber hinaus im Wesentlichen jegliche Form der Visualisierung von Bilddaten abdecken, einschließlich unter anderem die Anzeige auf einer Anzeigevorrichtung und das Ausdrucken. Jegliche Bezugszeichen in einem Anspruch gelten nicht als den Anspruch einschränkend.
  • Text in der Zeichnung
  • 1c
    • Prior art Stand der Technik
  • 3
    • 3D-Bilddateneingabe
    • Vorverarbeitung
    • 3D segmentierte Objektoberfläche
    • 3D Referenzoberfläche
    • Analyse der gefalteten Strukturen
    • Codierung der Faltenattribute
    • Bildgebung der Objektoberfläche
    • Codierte Faltendaten + Oberflächendaten
    • Kennzeichnung der gefalteten Oberfläche
    • Ausgabe der kombinierten Daten

Claims (13)

  1. Medizinisches Darstellungssystem mit Datenerfassungsmitteln und Datenverarbeitungsmitteln zum Erfassen und Verarbeiten von Bilddaten in einem Bild eines Objekts, dessen Oberfläche mindestens einen gefalteten Bereich umfasst, wobei die genannten Datenverarbeitungsmittel Folgendes umfassen: Segmentierungsmittel zum Segmentieren der Bilddaten, um somit eine segmentierte Objektoberfläche (SOS) zu identifizieren; Verarbeitungsmittel zum Approximieren der genannten Objektoberflächendaten, um eine Referenzoberfläche (RP) zu bestimmen, die eine approximierte Oberfläche der Objektoberfläche ohne die gefalteten Bereiche darstellt und dabei mindestens ein flaches Feld umfasst; Analysemittel zum Bestimmen von Punkten für jedes Feld der Referenzoberfläche, an denen die Normale zu dem Feld (N1, N2, N3) die Objektoberfläche schneidet, und um ein Feld der Referenzoberfläche, dessen Normale die Objektoberfläche an mehr als einem Punkt (C0, C1, C2) schneidet, als ein Feld zu identifizieren, das einem gefalteten Bereich entspricht, und um verarbeitete Bilder für das Feld zu erzeugen, das einem gefalteten Bereich entspricht; wobei das genannte medizinische Darstellungssystem weiterhin Bildvisualisierungsmittel zum Visualisieren der verarbeiteten Bilder und/oder der erfassten Objektbilder umfasst.
  2. Medizinisches Darstellungssystem nach Anspruch 1, das weiterhin Datenverarbeitungsmittel umfasst, um den Feldern, die den gefalteten Bereichen entsprechen, als Faltenbereichsfelder bezeichnet, Codewerte (O, HP) zuzuweisen, die vorgesehen sind, um einer erste visuelle Angabe an Orten zu erzeugen, die den genannten Faltenbereichsfeldern entsprechen, wenn die der Referenzoberfläche entsprechenden Bilddaten visualisiert werden.
  3. Medizinisches Darstellungssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, weiterhin mit Datenverarbeitungsmitteln zum Bestimmen von Faltenattributdaten, die sich auf Felder der Referenzoberfläche beziehen, welche als Faltenbereichsfelder identifiziert wurden.
  4. Medizinisches Darstellungssystem nach Anspruch 3, wobei die ermittelten Faltenbereichsdaten die Anzahl von Punkten (C1, C2) enthalten, an denen die Normale zu dem Feld der Referenzoberfläche die Objektoberfläche kreuzt, und/oder die jeweiligen Abstände zwischen der Referenzoberfläche und den Punkten, an denen die Normale zu dem Feld der Referenzoberfläche die Objektoberfläche (D2) kreuzt und/oder den Abstand zwischen ausgewählten Punkten, an denen die Normale zu dem Feld der Referenzoberfläche die Objektoberfläche (T) kreuzt.
  5. Medizinisches Darstellungssystem nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei die Datenverarbeitungsmittel zum Identifizieren des dem Faltenbereich entsprechenden Feldes und die Datenverarbeitungsmittel zum Bestimmen der Faltenattributdaten Schwellenwertmittel umfassen, um nur Punkte zu berücksichtigen, die nicht weiter als einen Schwellenwertabstand von der Referenzoberfläche entfernt liegen.
  6. Medizinisches Darstellungssystem nach einem der Ansprüche 3 bis 5, weiterhin mit Auswahlmitteln zur Auswahl von einem oder mehreren Typen von Faltenattributdaten, wenn die der Referenzoberfläche entsprechenden Bilddaten visualisiert werden.
  7. Medizinisches Darstellungssystem nach Anspruch 6, weiterhin mit Codiermitteln, um dem gewählten einen oder mehreren der Typen von Faltenattributdaten Codewerte zuzuweisen, die vorgesehen sind, um eine jeweils unterschiedliche zweite visuelle Angabe an Orten zu schaffen, die den genannten Faltenbereichsfeldern entsprechen, wenn die der Referenzoberfläche entsprechenden Bilddaten visualisiert werden.
  8. Medizinisches Darstellungssystem nach einem der Ansprüche 3 bis 7, weiterhin mit Datenverarbeitungsmitteln, um: eine Datenbank von möglichen Abnormalitäten und zugehörige Sätze von Faltenattributdaten zu schaffen; Faltenattributdaten, die für die Faltenbereichsfelder ermittelt wurden, mit einem oder mehreren der Sätze von Faltenattributdaten der Datenbank zu vergleichen und, wenn eine Übereinstimmung für ein erstes Faltenbereichsfeld gefunden wurde, dem ersten Faltenbereichsfeld eine Kennzeichnung für eine mögliche Abnormalität zuzuordnen.
  9. Medizinisches Darstellungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Bildvisualisierungsmittel eine Anzeigevorrichtung und/oder eine Ausdruckvorrichtung umfasst.
  10. Medizinisches Darstellungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, implementiert als ein speziell programmierter Universalcomputer.
  11. Bildverarbeitungsverfahren zum Veranlassen der Datenverarbeitungsmittel des medizinischen Darstellungssystems nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zur Ausführung der Schritte des Erfassens und Verarbeitens von Bilddaten in einem Objektbild eines Objekts, dessen Oberfläche mindestens einen gefalteten Bereich umfasst, wobei die Verarbeitung Folgendes umfasst: Segmentieren der Bilddaten, um somit die Objektoberfläche (SOS) zu identifizieren; Verarbeiten der Objektoberflächendaten, um eine Referenzoberfläche (RP) zu bestimmen, die eine approximierte Oberfläche der Objektoberfläche ohne die gefalteten Bereiche darstellt und dabei mindestens ein flaches Feld umfasst; für jedes Feld der Referenzoberfläche Punkte (C0, C1, C2) bestimmen, an denen die Normale zu dem Feld (N1, N2, N3) die Objektoberfläche schneidet; und ein Feld der Referenzoberfläche, dessen Normale die Objektoberfläche an mehr als einem Punkt schneidet, als ein Feld zu identifizieren, das einem gefalteten Bereich entspricht.
  12. Medizinisches Untersuchungsgerät mit Erfassungsmitteln zum Erfassen von medizinischen Bilddaten, Bildgebungsmitteln zum Anzeigen der medizinischen Bilder, und einem medizinischen Darstellungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10.
  13. Computerprogrammprodukt mit einem Befehlssatz, der bei Verwendung auf einem Universalcomputer den Computer veranlasst, die Schritte des Verfahrens nach Anspruch 11 auszuführen.
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