Medical imaging and processing method, computed tomography device, workstation and computer program

专利摘要:
Um eine vorteilhafte räumlich-zeitliche Bilddarstellung und -verarbeitung in Form einer perspektivischen Volumendarstellung zu ermöglichen, sieht ein Verfahren zur medizinischen Bilddarstellung und -verarbeitung in Form einer perspektivischen Volumendarstellung im Rahmen des neuen Konzepts folgende Verfahrensschritte vor: DOLLAR A - Bereitstellen einer Vielzahl von zeitlich gestaffelten 3-D-Datenvolumina (1, 1', V¶i¶) zu einer Vielzahl von Zeitpunkten (t¶1¶, t¶2¶, t¶i¶), wobei jeweils ein 3-D-Datenvolumen (1, 1', V¶i¶), einem Zeitpunkt (t¶1¶, t¶2¶, t¶i¶) zugeordnet ist, DOLLAR A - Vorgeben einer räumlich absolut-festen Betrachtungsposition (5, O¶i¶) innerhalb eines Auswertevolumens (3) für wenigstens ein 3-D-Datenvolumen (1, V¶l¶) zu einem ersten Zeitpunkt (t¶i¶), DOLLAR A - Bestimmen einer zeitlichen Korrelation (7) zwischen der räumlich absolut-festen Betrachterposition (5, O¶l¶) und dem Auswertevolumen (3') für wenigstens ein weiteres 3-D-Datenvolumen (1', V¶i¶) zu wenigstens einem zweiten Zeitpunkt (t¶2¶, t¶i¶), DOLLAR A - Ermitteln einer zum Auswertevolumen (3') räumlich relativ-festen Betrachterposition (5', O¶i¶) für das wenigstens eine weitere 3-D-Datenvolumen (1', V¶i¶) zu dem wenigstens einen zweiten Zeitpunkt (t¶2¶, t¶i¶), DOLLAR A - Darstellen des Auswertevolumens (3') aus einer Perspektive der räumlich relativ-festen Betrachterposition (5', O¶i¶) für das wenigstens eine weitere 3-D-Datenvolumen (1', V¶i¶) zu dem wenigstens einen zweiten Zeitpunkt (t¶2¶, t¶i¶).In order to enable an advantageous spatio-temporal image representation and processing in the form of a perspective volume representation, a method for medical image representation and processing in the form of a perspective volume representation in the context of the new concept provides the following method steps: DOLLAR A - Providing a variety of time-staggered 3-D data volumes (1, 1 ', V¶i¶) at a plurality of times (t¶1¶, t¶2¶, t¶i¶), wherein each of a 3-D data volume (1, 1 ', V¶i¶), a time (t¶1¶, t¶2¶, t¶i¶) is assigned, DOLLAR A - Specifying a spatially absolutely fixed viewing position (5, O¶i¶) within a Auswertevolumens (3) for at least one 3-D data volume (1, V¶l¶) at a first time (t¶i¶), DOLLAR A - determining a temporal correlation (7) between the spatially absolutely fixed observer position (5, O¶l¶) and the evaluation volume (3 ') for at least one further 3-D data volume ( 1 ', V¶i¶) at least a second time (t¶2¶, t¶i¶), DOLLAR A - determining a to the evaluation volume (3') spatially relatively fixed observer position (5 ', O¶i¶) for the at least one further 3-D data volume (1 ', V¶i¶) at the at least one second time (t¶2¶, t¶i¶), DOLLAR A - representing the evaluation volume (3') from a perspective the spatially relatively fixed observer position (5 ', O¶i¶) for the at least one further 3-D data volume (1', V¶i¶) at the at least one second time (t¶2¶ ,¶¶¶¶ ).
公开号:DE102004022902A1
申请号:DE200410022902
申请日:2004-05-10
公开日:2005-12-08
发明作者:Helmut Kropfeld
申请人:Siemens AG；
IPC主号:A61B6-03

专利说明:
[0001] DieErfindung betrifft ein Verfahren zur medizinischen Bilddarstellungund -verarbeitung in Form einer perspektivischen Volumendarstellung.Weiter betrifft die Erfindung ein Computertomografiegerät, eineArbeitsstation und ein Computerprogrammprodukt.TheThe invention relates to a method for medical imagingand processing in the form of a perspective volume representation.Furthermore, the invention relates to a computed tomography device, aWorkstation and a computer program product.
[0002] Modernebildgebende medizinische Verfahren liefern in der Regel Bilder indigitaler Form. Dazu erfolgt zunächstim Rahmen so genannter Primärapplikationeneine Datenaufnahme und das Bereitstellen der digitalen Daten imRahmen einer Datenrekonstruktion. Insbesondere Computertomografiebilderliegen in digitaler Form vor und können somit direkt in einemRechner oder einer Arbeitsstation weiterverarbeitet werden. Ausden Originalbildern könnendurch die Anwendung so genannter Sekundärapplikationen Bilder in neuerOrientierung mit zwei- oderdreidimensionaler Darstellung (2D-Darstellung, 3D-Darstellung) gewonnenwerden, um eine geeignete Übersichtfür denUntersucher zur Verfügungzu stellen. Solche Darstellungen sollen insbesondere die Grundlageeiner anschließendenDiagnostik im Rahmen einer Monitorbefundung bilden. Die Vorteileder Computertomografie ergeben sich insbesondere daraus, dass keine Überlagerungsproblemewie bei der konventionellen Radiografie gegeben sind und die Computertomografiebietet den Vorteil einer verzerrungsfreien Darstellung unabhängig vonin der Radiografie mit der Aufnahmegeometrie verbundenen unterschiedlichenVergrößerungsfaktoren.modernImaging medical procedures usually deliver pictures indigital form. This is done firstin the context of so-called primary applicationsa data acquisition and the provision of the digital data inFrame of a data reconstruction. In particular computer tomography imagesare available in digital form and can therefore be used directly in oneComputer or a workstation be further processed. Outthe original images canthrough the application of so-called secondary applications images in newOrientation with two- orThree-dimensional representation (2D representation, 3D representation) wonbe an appropriate overviewfor theExaminers availableto deliver. Such representations should in particular be the basisa subsequentForm diagnostics as part of a monitor evaluation. The advantagesThe computed tomography arise in particular from the fact that no overlay problemsas is the case with conventional radiography and computed tomographyoffers the advantage of a distortion-free representation regardless ofdifferent in the radiography associated with the recording geometryMagnification factors.
[0003] Mittlerweilehaben sich eine Reihe unterschiedlicher Vorgehensweisen bei Sekundärapplikationenim Rahmen der 3D-Bilddarstellung und -verarbeitung etabliert. Für dieseVorgehensweisen sind bei einem Computertomografiegerät geeigneteBe dienelemente, z. B. eine Computermaus oder andere Kontrollmedien,vorgesehen. Eine Arbeitsstation zur Bilddarstellung und -verarbeitungvon Computertomografiebildern weist eine entsprechende Softwareausstattungin Form eines Computerprogrammprodukts und eine Bedienoberfläche aufeinem Bildschirm mit entsprechenden mit Funktionen belegten Bedienelementenauf.meanwhilehave a number of different approaches to secondary applicationsestablished in the context of 3D image representation and processing. For thisProcedures are appropriate in a computed tomography deviceBe serving elements, z. A computer mouse or other control media,intended. A workstation for image presentation and processingComputer tomography images have corresponding software equipmentin the form of a computer program product and a user interfacea screen with corresponding controls assigned to functionson.
[0004] DieComputertomografie (CT) stellt in der Regel zunächst, im Rahmen einer Primärapplikation, zweidimensionaleSchnittbilder der Transversalebene eines zu untersuchenden Körpers alsdirekte Aufnahmeebene zur Verfügung.Die Transversalebene eines Körpersist dabei im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse eines Körpers angeordnet.Zweidimensionale Schnittbilder in einer Ebene mit einem im Vergleichzur Transversalebene geändertenWinkel und/oder solche, die mit einer zur ursprünglichen Schichtdicke unterschiedlichen,insbesondere breiteren Schichtdicke, berechnet werden, werden inder Regel als multiplanare Reformatierungen (MPR – MultiplanarReformations) bezeichnet. Eine fürdie Diagnostik wesentliche Möglichkeitbesteht in der interaktiven Durchsicht und Auswertung des Bildvolumens,meist kontrolliert durch ein entsprechendes Bedienelement. Der Untersucherkann sich mit Hilfe solcher Bedienelemente – ähnlich wie im Ultraschall durchFühreneines Schallkopfes – ananatomisierte Strukturen und pathologische Details herantasten unddurch Vor- und Zurückfahrendasjenige Bild auswählen,in dem sich ein interessierendes Detail am klarsten präsentiert,also z. B. mit dem höchstenKontrast und dem größten Durchmesserdargestellt ist. Eine erweiterte Form der zweidimensionalen Darstellungbesteht darin, beliebig dicke Schichten (Slabs) aus dünnen Schichtenzusammenzufassen. Hierfür hatsich der Begriff "SlidingThin Slab" (STS)etabliert. Alle 2D-Darstellungen haben den Vorteil, dass die Computertomografiewertedirekt und unverfälscht zurDarstellung kommen. Eventuelle Interpolationen oder Mittelwertbildungen über mehrereSchichten sind dabei vernachlässigbar.Damit ist immer eine einfache Orien tierung im Auswertevolumen, das auchals Volume of Interest (VOI) bezeichnet wird, und dem zugeordneten3D-Datenvolumen sowie eine eindeutige Interpretierbarkeit der Bildwertegegeben. Diese Art der Monitorbefundung ist jedoch arbeitsintensivund zeitaufwändig.TheComputed tomography (CT) is usually initially, as part of a primary application, two-dimensionalCross-sectional images of the transverse plane of a body to be examined asdirect recording level available.The transverse plane of a bodyis arranged substantially perpendicular to the longitudinal axis of a body.Two-dimensional cross-sectional images in one plane compared to onechanged to the transverse planeAngles and / or those which differ with respect to the original layer thickness,in particular broader layer thickness, are calculated inusually as multiplanar reformatations (MPR - MultiplanarReformations). One fordiagnostics essential possibilityconsists in the interactive review and evaluation of the image volume,usually controlled by a corresponding control element. The examinercan itself with the help of such controls - similar to the ultrasound throughTo leadof a transducer - onapproach anatomical structures and pathological details andby driving back and forthselect that imagewhere a detail of interest is most clearly presented,So z. B. with the highestContrast and the largest diameteris shown. An advanced form of two-dimensional representationconsists of arbitrarily thick layers (slabs) of thin layerssummarize. For this hasthe term "slidingThin Slab "(STS)established. All 2D representations have the advantage that the computer tomography valuesdirectly and unadulterated toPresentation come. Possible interpolations or averaging over severalLayers are negligible.This is always a simple orientation in the evaluation volume, toois called the volume of interest (VOI) and the associated one3D data volume and a clear interpretability of the image valuesgiven. However, this type of monitor review is labor intensiveand time consuming.
[0005] Einemöglichstrealistische Präsentationdes Auswertevolumens lässtsich dagegen durch eine dreidimensionale Darstellung des Auswertevolumenserreichen. Eine 3D-Bilddarstellung und -verarbeitung ist in derRegel zwar die Voraussetzung für eingezieltes Herausarbeiten diagnostisch relevanter Details. LetztereBefundung erfolgt aber bisher in der Regel in einer 2D-Darstellung.Apreferablyrealistic presentationof the evaluation volumecontrast, by a three-dimensional representation of the evaluation volumeto reach. A 3D image representation and processing is in theAlthough the prerequisite for atargeted elaboration of diagnostically relevant details. LatterHowever, findings have so far usually been done in a 2D representation.
[0006] Bei3D-Bilddarstellungen und -verarbeitungen wird in der Regel ein 3D-Datenvolumenzur Verfügunggestellt auf dessen Grundlage eine Darstellung des Auswertevolumenserfolgt. Der Untersucher gibt vorzugsweise eine Betrachterpositionvor, aus der er das Auswertevolumen betrachten will. Insbesonderesteht dem Untersucher in der Regel ein Suchstrahl zur Verfügung. Beidiesem Beispiel wird ein zweidimensionales Bild errechnet, das senkrecht zumSuchstrahl steht und einen räumlichenEindruck vermitteln soll. Um solch eine Darstellung Bildpunkt für Bildpunkt(auch: Voxel-Akronym fürVolumenelement) in der Bildebene aufzubauen, müssen für jeden Strahl vom Betrachterzum jeweiligen Bildpunkt alle CT-Werte entlang des Suchstrahls durchdas 3D-Datenvolumen berücksichtigtund bewertet werden. Der Untersucher gibt in der Regel einen Bildpunktwert,z. B. einen Kontrastwert, vor, den er zur Darstellung eines Bildpunktesgeeignet wählt.Durch die verfahrensinhärenteWiederholung dieses Vorgangs wird dem Untersucher auf Grundlageder vorgegebenen Bildpunktwerte im Rahmen eines CT-Wertprofils für den Suchstrahleine diesem entsprechende Ansammlung von Bildpunkten gezeigt, alsoeine 3D-Darstellung des interessierenden Körperbereichs/Auswertevolumens(VOI).In the case of 3D image representations and processing, a 3D data volume is generally made available on the basis of which a representation of the evaluation volume takes place. The examiner preferably specifies a viewer position from which he wants to view the evaluation volume. In particular, a search beam is usually available to the examiner. In this example, a two-dimensional image is calculated, which is perpendicular to the search beam and should convey a spatial impression. In order to build up such a representation pixel by pixel (also: voxel acronym for volume element) in the image plane, for each ray from the viewer to the respective pixel all CT values along the search beam through the 3D data volume must be considered and evaluated. The examiner usually gives a pixel value, z. As a contrast value, before, which he chooses suitable for the representation of a pixel. By the method-inherent repetition of this process is shown to the examiner on the basis of the given pixel values in the context of a CT value profile for the search beam a corresponding collection of pixels, ie a 3D representation of the body region / evaluation volume of interest (VOI).
[0007] Alle3D-Darstellungen können,also im Rahmen einer Sekundärapplikation,entweder als Zentralprojektion oder als Parallelprojektion aufgebaut werden.All3D representations can,So in the context of a secondary application,either as a central projection or as a parallel projection.
[0008] Für eine Parallelprojektioneignet sich insbesondere eine "MaximumIntensity Projection" (MIP) oderallgemein das "volumeRendering" (VR).Bei einer MIP wird in Projektionsrichtung entlang des Suchstrahlsder Bildpunkt mit dem höchstenCT-Wert bestimmt. In dem Fall entspricht der Bildpunktwert alsodem maximalen CT-Wert auf dem Suchstrahl. Beim VR wird für jedeneinzelnen, vom Auge des Betrachters ausgehenden Suchstrahl nichtnur ein einziger Bildpunkt gewählt,sondern es könnenalle CT-Werte entlang des Suchstrahls mit geeigneter Gewichtungeinen Bildpunkt als Beitrag zum Ergebnisbild liefern. Über freiwählbareund interaktiv veränderbareTransferfunktionen werden jedem Bildpunktwert Opazität und Farbezugeordnet. So kann z. B. normales Weichteilgewebe als weitgehendtransparent gewähltwerden, kontrastierte Gefäße leicht opakund Knochen stark opak.For a parallel projectionis particularly suitable a "maximumIntensity Projection "(MIP) orgenerally the "volumeRendering "(VR).In the case of a MIP, it is projected along the search beamthe pixel with the highestCT value determined. In this case, the pixel value is the samethe maximum CT value on the search beam. When VR is for everyoneindividual search beam emanating from the eye of the observeronly one pixel selected,but it canall CT values along the search beam with appropriate weightingprovide a pixel as a contribution to the result image. About freeselectableand interactively changeableTransfer functions will change each pixel's opacity and colorassigned. So z. B. normal soft tissue as largelychosen transparentlybecome, contrasted vessels slightly opaqueand bones strongly opaque.
[0009] Zubevorzugende Zentralprojektionen können beispielsweise durch ein "Surface Shaded Display" (SSD) oder durchein "PerspectiveVolume Rendering" (pVR)(oder auch "virtuelleEndoskopie") erzieltwerden. Dementsprechend gibt es das SSD oder auch das in der virtuellenEndoskopie benutzte pSSD. Bei der SSD handelt es sich um eine schwellenbasierteOberflächendarstellung,bei der ein Bildpunkt durch Vorgabe eines Bildpunktwertes in Form einerSchwelle, vorgegeben wird. Fürjeden Suchstrahl durch das vorliegende 3D-Datenvolumen wird derjenigeBildpunkt bestimmt, an dem der vorgegebene Bildpunktwert in Formeines Schwellenwerts vom Betrachter aus gesehen zum ersten Mal erreicht oder überschrittenwird. Ein prinzipieller Unterschied zwischen SSD und VR bestehtdarin, dass beim SSD nur eine Schwelle definiert wird, aber dieOberfläche undurchsichtigdargestellt wird. Beim VR werden hingegen mehrere Schwellenbereichedefiniert und diesen Farben und Durchlässigkeiten zugewiesen. Die virtuelleEndosko pie soll eine perspektivische Ansicht der Nahumgebung desvirtuellen "Endoskopkopfes" möglich machen.Strukturen könnenanders als beim tatsächlichenEndoskop aus unterschiedlichen Richtungen und bewegt betrachtetwerden. So genannte "Fly-Throughs", die den Eindruckeines virtuellen Flugs durch das VOI ergeben sollen sind möglich. Diesist nicht nur ästhetischund instruktiv, sondern kann auch diagnostisch wertvoll sein. Insbesonderedient eine so genannte "Vessel-View"-Methode der Aufnahmeeines Inneren eines Gefäßes als Auswertevolumen.Topreferred central projections can, for example, by a "Surface Shaded Display" (SSD) or bya "PerspectiveVolume Rendering "(pVR)(or "virtualEndoscopy ") achievedbecome. Accordingly, there is the SSD or even in the virtualEndoscopy used pSSD. The SSD is a threshold-based oneSurface representation,in which a pixel by specifying a pixel value in the form of aThreshold, is specified. Foreach search beam through the present 3D data volume becomes the onePixel determined at which the predetermined pixel value in shapethreshold is first reached or exceeded by the viewerbecomes. There is a fundamental difference between SSD and VRin that with the SSD only one threshold is defined, but theSurface opaqueis pictured. With the VR, however, several threshold areasdefined and assigned to these colors and permeabilities. The virtualEndoscopy is intended to be a perspective view of the vicinity of thevirtual "endoscope head" possible.Structures canunlike the actual oneEndoscope viewed from different directions and movingbecome. So-called "fly-throughs" that give the impressiona virtual flight through the VOI should be possible. Thisis not only aestheticand instructive, but can also be diagnostically valuable. Especiallyserves a so-called "Vessel View" method of recordingan interior of a vessel as Auswertevolumen.
[0010] Alleoben genannten dreidimensionalen Sekundärapplikationen verarbeitenausschließlichstatische Bilder.Allprocess above-mentioned three-dimensional secondary applicationsexclusivelystatic pictures.
[0011] Dennochwird bei modernen medizinischen bildgebenden Verfahren, wie z. B.der Computertomografie (CT) oder der Kernspintomografie oder der Magnetresonanztomografie(MR), üblicherweiseein dreidimensionales Volumen mit kurzer zeitlicher Auflösung abgetastet.Z. B. ist die Kardio-Spiral-CT-Untersuchung bekannt, bei der durchdie gleichzeitige Abtastung auf mehreren Zeilen eines Schnittbildes ein,wenn auch begrenztes, dreidimensionales Volumen gemessen wird. Ausmehreren Herzschlägen werdendann die Daten aus gleichen zeitlichen Herzphasen innerhalb einerSpirale genutzt, um das gesamte Herzvolumen abzudecken. Dabei kannggf. eine Triggerung der Datenaufnahme und/oder -darstellung dadurcherfolgen, dass die Primärapplikation miteinem EKG-Gerätgekoppelt wird, um gleiche zeitliche Herzphasen zu triggern.Yetis used in modern medical imaging techniques, such. B.computed tomography (CT) or magnetic resonance imaging or magnetic resonance tomography(MR), usuallysampled a three-dimensional volume with a short temporal resolution.For example, the cardio-spiral CT examination is known in whichSimultaneous scanning on several lines of a sectional image,although limited, three-dimensional volume is measured. Outbe several heartbeatsthen the data from equal temporal cardiac phases within oneSpiral used to cover the entire heart volume. It canpossibly a triggering of the data acquisition and / or representation thereofdone that primary application withan ECG deviceis coupled to trigger equal temporal cardiac phases.
[0012] Ähnlich istaus der DE 101 37 170 einbildgebendes medizinisches Verfahren mit Atemtriggerung bekannt,bei der ein Navigationssystem vorgesehen ist, um auf einer Skaladie Position eines durch die Atmung bewegten Körperteils wiederzugeben, wobei beivorgegebenen Positionen eine Triggerung zur Aufnahme eines Bildeserfolgt.Similar is from the DE 101 37 170 an imaging medical method with respiratory triggering is known, in which a navigation system is provided to reproduce on a scale the position of a body part moved by the respiration, wherein at predetermined positions a trigger for taking an image takes place.
[0013] SolcheVerfahren dienen jedoch wiederum lediglich zur statischen Darstellungeines gewonnenen 3D-Datenvolumens. Durch die Triggerung wird praktischgarantiert, dass Bilder gleicher Phasen einer periodischen Bewegung,z. B. eines Herzens oder einer Lunge, gewonnen werden. Sofern zueinem Zeitpunkt Daten aus mehreren Schichten gewonnen werden, wiez. B. beim Mehrschicht-CT oder bei der Mehrschicht-MRT, ist in denRohdaten zwar zusätzlichauch eine zeitliche Komponente enthalten, es wird also ein räumlich-zeitlicher4D-Datensatz aufgenommen, es unterbleibt aber eine räumlich-zeitlicheBilddarstellung und -verarbeitung im Rahmen einer Sekundärapplikation.Insbesondere eignen sich bisher bekannte dreidimensionale Sekundärapplikationen,welche perspektivische dreidimensionale Auswertungen zum Gegenstandhaben, also insbesondere die pVR, "Vessel-View"- oder "Fly-Through"-Methode nicht zur Darstellung eines4D-Datensatzes als eine Vielzahl von zeitlich gestaffelten Datenvoluminazu einer Vielzahl von Zeitpunkten.SuchHowever, methods are again only for static representationa recovered 3D data volume. Triggering becomes practicalguarantees that images of equal phases of a periodic movement,z. As a heart or a lung, are obtained. If tooOne point in time data is obtained from multiple layers, likez. B. in multilayer CT or multilayer MRI is in theRaw data in additionalso contain a temporal component, so it is a spatio-temporalRecorded 4D record, but there is no spatial-temporalImage display and processing as part of a secondary application.In particular, previously known three-dimensional secondary applications are suitable,which perspective three-dimensional evaluations to the objecthave, in particular the pVR, "Vessel View" or "Fly-Through" method not to represent a4D data set as a plurality of time-staggered data volumesat a variety of times.
[0014] Lediglichansatzweise ist eine Art 4D-Imaging/Bilddarstellung im Rahmen einerUltraschallbildgebung bekannt, bei der Bewegungen als schnelle Sequenzvon 3D-Bildern dargestellt werden. Dabei handelt es sich jedochgerade nicht um eine perspektivische Volumendarstellung im obengenannten Sinne, sondern lediglich um eine Ansichtsaufnahme im Rahmeneiner Parallelprojektion. Eine zeitlich-räumliche 4D-Bilddarstellungund -verarbeitung in Form einer perspektivischen Volumendarstellung,insbesondere eines Auswertevolumens in Form eines Inneren einesGefäßes, erforderterst recht im Vergleich zu Ultraschallsystemen eine Rechnerleistung, diealles bisher Übliche übertrifft.Dies ist insbesondere fürschnelle Bewegungen mit hoher Frequenz, z. B. des Herzens, der Fallund betrifft zudem die Datenaufnahme und die Datenkapazität. So fällt dabei alleinfür eineeinzige komplette dreidimensionale Abbildung des Herzens mit einerräumlichenAuflösungvon 0.5 mm in nur 20 Sekunden eine Datenmenge von 1 GByte an. Gegenwärtige Datenanfallratenliegen bei 200 bis 300 MByte pro Aufnahmesekunde. Insbesondere bliebenMöglichkeiteneiner räumlich-zeitlichen4D-Bilddarstellung und -verarbeitung in Form einer perspektivischenVolumendarstellung bislang völligunberücksichtigt,da bislang klassische Methoden der Endoskopie entweder eine Bewegungeines Auswertevolumens durch die Einführung des Endoskopes einschränken (z.B. beim Holen) oder Innenansichten gar nicht möglich waren (wie z. B. beimHerzkatheter).Rather, a kind of 4D imaging / imaging in the context of an ultrasound imaging is known in the movements as fast Sequence of 3D images are displayed. However, this is not just a perspective volume representation in the above sense, but only a view shot in the context of a parallel projection. A temporal-spatial 4D image representation and processing in the form of a perspective volume representation, in particular a Auswertevolumens in the form of an interior of a vessel requires even more compared to ultrasound systems a computer performance that surpasses anything previously common. This is especially for fast movements with high frequency, z. As the heart, the case and also relates to the data acquisition and the data capacity. Thus, for a single complete three-dimensional image of the heart with a spatial resolution of 0.5 mm, a data volume of 1 GB only occurs in just 20 seconds. Current data rates are at 200 to 300 MB per recording hour. In particular, possibilities of spatio-temporal 4D image presentation and processing in the form of a perspective volume representation have hitherto been completely ignored, since hitherto classical methods of endoscopy limit either a movement of an evaluation volume through the introduction of the endoscope (eg when fetching) or interior views were not possible (such as the heart catheter).
[0015] Gemäß den Erfordernissenmoderner medizinischer Diagnostik wäre aber gerade eine räumlich-zeitlicheBilddarstellung und -verarbeitung in Form einer perspektivischenVolumendarstellung wünschenswert.According to the requirementsmodern medical diagnostics would be but a spatiotemporalImage representation and processing in the form of a perspectiveVolume rendering desirable.
[0016] DerErfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtungzur medizinischen Bilddarstellung und -verarbeitung in Form einerperspektivischen Volumendarstellung anzugeben, wobei eine gleichzeitigräumlicheund zeitliche Bilddarstellung und -verarbeitung, also eine Bilddarstellungund -verarbeitung eines 4D-Datenvolumens, realisierbar ist.Of theInvention is based on the object, a method and an apparatusfor medical image representation and processing in the form of aindicate perspective volume rendering, with one simultaneouslyspatialand temporal image representation and processing, so an image representationprocessing of a 4D data volume.
[0017] Hinsichtlichdes Verfahrens wird diese Aufgabe durch ein eingangs genanntes Verfahrenzur medizinischen Bilddarstellung und -verarbeitung in Form einerperspektivischen Volumendarstellung gelöst, das erfindungsgemäß folgendeVerfahrensschritte aufweist: – Bereitstelleneiner Vielzahl von zeitlich gestaffelten 3D-Datenvolumina zu einer Vielzahl vonZeitpunkten, wobei jeweils ein 3D-Datenvolumen einem Zeitpunkt zugeordnetist, – Vorgebeneiner räumlichabsolut-festen Betrachterposition innerhalb einem Auswertevolumenfür wenigstensein 3D-Datenvolumenzu einem ersten Zeitpunkt, – Bestimmeneiner zeitlichen Korrelation zwischen der räumlich absolut-festen Betrachterpositionund dem Auswertevolumen fürwenigstens ein weiteres 3D-Datenvolumen zu wenigstens einem zweitenZeitpunkt, – Ermittelneiner zum Auswertevolumen räumlich relativ-festenBetrachterposition fürdas wenigstens eine weitere 3D-Datenvolumenzu dem wenigstens einen zweiten Zeitpunkt, – Darstellendes Auswertevolumens aus einer Perspektive der räumlich relativ-festen Betrachterpositionfür daswenigstens eine weitere 3D-Datenvolumen zu dem wenigstens einen zweitenZeitpunkt. With regard to the method, this object is achieved by an aforementioned method for medical image representation and processing in the form of a perspective volume representation, which according to the invention comprises the following method steps: Providing a multiplicity of time-staggered 3D data volumes at a plurality of points in time, one 3D data volume each being assigned to one time point, Predetermining a spatially absolutely fixed observer position within an evaluation volume for at least one 3D data volume at a first time, Determining a temporal correlation between the spatially absolutely fixed observer position and the evaluation volume for at least one further 3D data volume at at least a second time, Determining a spatial position relative to the evaluation volume viewer position for the at least one further 3D data volume at the at least one second time, Representing the evaluation volume from a perspective of the spatially relatively fixed observer position for the at least one further 3D data volume at the at least one second point in time.
[0018] DieErfindung geht dabei von der Überlegung aus,dass es zwar füreine perspektivische Volumendarstellung einer Innenansicht einesAuswertevolumens im Prinzip möglichwäre, eineVielzahl von zeitlich gestaffelten 3D-Datenvolumina zu einer Vielzahl vonZeitpunkten, beispielsweise in Form einer zeitlichen Sequenz von3D-Datenvolumina, bereitzustellen. Dies würde üblicherweise jedoch nicht zueiner funktionierenden räumlich-zeitlichenBilddarstellung und -verarbeitung in Form einer perspektivischenVolumendarstellung führen. Üblicherweiseist es nämlichso, dass sich gerade bei pVR-Verfahren im Unterschied zu Ansichtsaufnahmenim Rahmen einer Parallelprojektion ein bewegtes Körperteildurch die Bewegung vor allem in seiner räumlichen absoluten Lage verändert, alsoinsbesondere einer Translation unterliegt. Gerade für die hierin Betracht kommenden perspektivischen Volumendarstellungen, also insbesonderedie pVR, und hier insbesondere die virtuelle Endoskopie, die "Fly-Through"-Methode und die "Vessel-View"-Methode, erfolgtdie Darstellung eines Auswertevolumens aus einer Perspektive im Innerendes Auswertevolumens. ÜblicheVerfahren, die ja bislang keine 4D-Bilddarstellung in Form einer perspektivischenVolumendarstellung vorsehen, müsstenalso zwangsläufigvon einer räumlichabsolut-festen Betrachterposition innerhalb des Auswertevolumensfür alle3D-Datenvolumina, unabhängig vomZeitpunkt, ausgehen. Bei Ansichtsaufnahmen ist lediglich eine räumlich absolut-festeBetrachterposition füralle Zeiten vorgesehen. Eine räumlichrelativ-feste Betrachterposition wäre bei Ansichtsaufnahmen, insbesonderebei Außenansichtsaufnahmen, auchgar nicht nützlich – schließlich würde einBetrachter eine Bewegung eines Auswertevolumens in der Außenansichtwahrnehmen, da er das Auswertevolumen in der Ansicht sieht. Dashier bei perspektivischen Volumenaufnahmen, insbesondere Innenansichtsaufnahmenvorliegende Problem stellt sich bei Verfahren für Ansichtsaufnahmen gar nicht.Gerade bei den hier angesprochenen perspektivischen Volumendarstellungsmethodenist es aber Ziel einer Diagnose insbesondere den Nahbereich einerBetrachterposition, z. B. eine Nahumgebung eines virtuellen "Endoskopkopfes" darzustellen. DesWeiteren handelt es sich bei dem Inneren eines Auswertevolumensgerade bei den perspektivischen Volumendarstellungen oftmals umAbmessungen, die um vielfaches kleiner sind, als ein Ausmaß einerLageänderung/Translationdes Auswertevolumens als solchem relativ zu einer räumlich absolut-festenBetrachterposition. Die Erfindung geht also von der Erkenntnis aus,dass bisherige Ansätzeeiner üblichen4D-Bilddarstellung und -verarbeitung nicht nur mangelbehaftet sind,sondern insbesondere, wenn es darum ginge, eine perspektivischeVolumendarstellung zu erreichen, versagen würden.The invention is based on the consideration that, although it would be possible, in principle, for a perspective volume representation of an interior view of an evaluation volume, a multiplicity of time-staggered 3D data volumes at a multiplicity of times, for example in the form of a temporal sequence of 3D data volumes, provide. However, this would usually not lead to a functioning spatio-temporal image representation and processing in the form of a perspective volume representation. Normally, it is the case in particular in pVR methods, in contrast to view shots in the context of a parallel projection, that a moving body part is changed by the movement, above all in its spatial absolute position, that is, in particular subject to translation. Especially for the perspective volume representations considered here, in particular the pVR, and in particular the virtual endoscopy, the "fly-through" method and the "vessel-view" method, the representation of an evaluation volume takes place from a perspective in the interior the evaluation volume. Conventional methods, which so far do not provide a 4D image representation in the form of a perspective volume representation, would therefore inevitably emanate from a spatially absolutely fixed observer position within the evaluation volume for all 3D data volumes, regardless of the point in time. In view shots, only a spatially absolutely fixed viewer position is provided for all times. A spatially relatively fixed observer position would also not be useful in view shots, especially in outdoor shots - after all, a viewer would perceive a movement of a Auswertevolumens in the external view, since he sees the Auswertevolumen in the view. The problem presented here in perspective volume recordings, in particular interior view photographs, does not arise in the case of methods for view recordings. Especially in the case of the perspective volume rendering methods discussed here, the goal of a diagnosis is, in particular, the nearness of a viewer's position, eg, B. represent a near environment of a virtual "endoscope head". Furthermore, the interior of an evaluation volume is precisely in the perspective volume display often by dimensions which are many times smaller than an extent of a change in position / translation of the evaluation volume as such relative to a spatially absolutely fixed observer position. The invention is therefore based on the recognition that previous approaches to a conventional 4D image display and processing are not only deficient, but in particular, when it comes to achieving a perspective volume representation, would fail.
[0019] Demgegenüber siehtdie Erfindung eine automatische Vornahme der üblicherweise per Interaktionvorzunehmenden Maßnahmenzur neuen Betrachterpositionsbestimmung und Navigation durch einAuswertevolumen vor. Eine Betrachterposition wird von einem bewegtenAuswertevolumen automatisch überprüft und beiBedarf nachgeführt.In contrast, seesthe invention is an automatic performance of the usually by interactionmeasures to be takenfor new viewer positioning and navigation throughEvaluation volume. A viewer's position is moved by aEvaluation volume automatically checked and atNeeded updated.
[0020] Hierbeiwird eine zeitliche Korrelation zwischen der räumlich absolut-festen Betrachterposition unddem Auswertevolumen fürwenigstens ein weiteres 3D-Datenvolumen zu wenigstens einem zweiten Zeitpunktbestimmt. Eine Korrelation kann beispielsweise in Form einer absolutenRelativbewegung des Auswertevolumens relativ zur festen Betrachterpositionfestgehalten werden. Eine Bewegung des Auswertevolumens kann dabeibeispielsweise eine Schwerpunktbewegung des Auswertevolumens sein. Indem Fall müsstezunächsteine Schwerpunktermittlung oder Schwerpunktfestlegung des Auswertevolumenserfolgen. Es eignet sich darüberhinaus auch jede andere Möglichkeitzur Feststellung der Bewegung des Auswertevolumens. Beispielsweise kannim Rahmen des Verfahrens auch festgestellt werden, ob die räumlich absolut-festeBetrachterposition innerhalb der Grenzen des Auswertevolumens verbleibt,wenn man zu einem Auswertevolumen für wenigstens ein weiteres 3D-Datenvolumenzu wenigstens einem zweiten Zeitpunkt übergeht.in this connectionis a temporal correlation between the spatially absolutely-fixed observer position andthe evaluation volume forat least one further 3D data volume at at least a second timecertainly. For example, a correlation can take the form of an absolute oneRelative movement of the evaluation volume relative to the fixed observer positionbe held. A movement of the evaluation volume can therebyFor example, be a gravity movement of the evaluation volume. Inthe case would havefirsta determination of the center of gravity or emphasis of the evaluation volumerespectively. It is suitablealso every other possibilityfor determining the movement of the evaluation volume. For example, canIn the process also be determined whether the spatially absolutely fixedObserver position remains within the limits of the evaluation volume,if you look at an evaluation volume for at least one more 3D data volumeat least a second time passes.
[0021] ImPrinzip reicht also zur Feststellung einer zeitlichen Korrelationdie Feststellung irgendeiner Relativbewegung eines gegebenenfallsspeziell zweckgebunden bestimmten interessierenden Voxels des Auswertevolumensim Verhältniszur räumlichabsolut-festen Betrachterposition. Eine derartige zeitliche Korrelationkann fürwenigstens ein weiteres 3D-Datenvolumen zu wenigstens einem zweiten Zeitpunktbestimmt werden. Es kann auch eine solche zeitliche Korrelationunter Verwendung einer geeignet ausgewählten Anzahl von 3D-Datenvolumina zueiner Vielzahl von zweiten Zeitpunkten erfolgen. Als Ergebnis dieserBestimmung liegt gemäß dem hiervorgeschlagenen Konzept vorzugsweise die Kenntnis einer Relativbewegungdes Auswertevolumens zur räumlichabsolut-festen Betrachterposition in mehr oder weniger je nach Zweckmäßigkeitausreichend quantifizierter Form vor.in thePrinciple thus suffices to establish a temporal correlationthe detection of any relative movement of an optionallyspecially earmarked specific voxels of the evaluation volume of interestin relation toto the spatiallyabsolutely fixed viewer position. Such a temporal correlationcan forat least one further 3D data volume at at least a second timebe determined. It can also be such a temporal correlationusing a properly selected number of 3D data volumesa plurality of second times. As a result of thisDetermination is according to the hereproposed concept preferably the knowledge of a relative movementof the evaluation volume for spatialabsolutely fixed viewer position in more or less depending on expediencysufficiently quantified form.
[0022] Demfolgend wird gemäß dem hiervorgeschlagenen Konzept die zunächsteingenommene räumlichabsolut-feste Betrachterposition nicht notwendigerweise als endgültige Betrachterpositionangenommen, sondern lediglich als vorläufige Betrachterposition, insbesonderezur Bestimmung der zeitlichen Korrelation, verwendet.thefollowing will follow thisproposed concept the firstoccupied spatiallyabsolutely fixed viewer position not necessarily as final viewer positionbut only as a provisional observer position, in particularfor determining the temporal correlation.
[0023] Demnachfolgend wird eine zum Auswertevolumen räumlich relativfeste Betrachterpositionfür daswenigstens eine weitere 3D-Datenvolumen zu dem wenigstens einenzweiten Zeitpunkt ermittelt.theSubsequently, a spatially relatively fixed observer position for the evaluation volumefor theat least one more 3D data volume to the at least onedetermined at the second time.
[0024] Insbesonderekann in einer Weiterbildung die räumlich relativfeste Betrachterpositionbezüglich einerfür dieTranslation des Auswertevolumens oben erläuterten maßgeblichen Position einen Abstand wahren,der fürden ersten Zeitpunkt und den wenigstens zweiten Zeitpunkt beispielsweisekonstant ist oder in akzeptablem Rahmen liegt. Die maßgebliche Positionist beispielsweise eine Schwerpunktposition oder ein interessierendesVoxel oder eine Grenze des Auswertevolumens. Vorzugsweise ist dergenannte Abstand fürdie gesamte Vielzahl von Zeitpunkten konstant oder in einem akzeptablemRahmen. Ein akzeptabler Rahmen wärebeispielsweise dadurch gegeben, dass eine Abweichung von einem konstantenAbstand nicht mehr als ein Bruchteil eines Durchmessers eines Auswertevolumens,z. B. weniger als 20%, beträgtund gleichzeitig die Betrachterposition immer innerhalb des Auswertevolumensverbleibt.Especiallycan in a development, the spatially relatively fixed observer positionwith regard to onefor theTranslation of the evaluation volume above explained significant position maintain a distance,the forfor example, the first time and the at least second timeis constant or within acceptable limits. The authoritative positionis, for example, a focal point or an interesting oneVoxel or a limit of the evaluation volume. Preferably, thecalled distance forthe entire variety of times constant or in an acceptableFrame. An acceptable framework would befor example, given that a deviation from a constantDistance not more than a fraction of a diameter of an evaluation volume,z. B. less than 20%and at the same time the observer position always within the evaluation volumeremains.
[0025] Dashier vorgestellte Konzept eines neuartigen Verfahrens zur Bilddarstellungund -verarbeitung in Form einer perspektivischen Volumendarstellung siehtalso in einer Weiterbildung praktisch für jeden Zeitpunkt die Bestimmungeines räumlichrelativ-festen Koordinatensystems gegenüber dem Auswertevolumen inForm einer räumlichabsolut-festen Betrachterposition vor.Thepresented here concept of a novel method for image displayand processing seen in the form of a perspective volume representationSo in a training practically for each time the determinationone spatiallyrelatively fixed coordinate system compared to the evaluation volume inShape of a spatiallyabsolutely fixed viewer position.
[0026] Daraufbasierend erfolgt eine Darstellung des Auswertevolumens aus einerPerspektive der räumlichrelativ-festen Betrachterposition für das wenigstens eine weitere3D-Datenvolumen zu dem wenigstens einen zweiten Zeitpunkt. Erstdurch die oben genannten Verfahrensschritte ist nämlich eineDarstellung des Auswertevolumens aus einer Perspektive innerhalbdes Auswertevolumens möglich,also aus einer Perspektive der räumlichrelativ-festen Betrachterposition. Vorteilhaft ist bei dieser Artder Darstellung des Auswertevolumens gemäß dem neuen Konzept sichergestellt,dass sich eine Betrachterposition für den gerade perspektivischzu sehenden Volumenabschnitt eines Auswertevolumens in relativer Ruheliegt.ThereonBased on a representation of the evaluation volume of aPerspective of the spatialrelatively fixed observer position for the at least one more3D data volume at the at least one second time. Firstnamely by the above-mentioned method steps is aPresentation of the evaluation volume from a perspective withinthe evaluation volume possible,so from a perspective of the spatiallyrelatively fixed viewer position. It is advantageous in this typeensuring the presentation of the evaluation volume according to the new concept,that is a viewer position for the straight perspectiveto be seen volume portion of an evaluation volume in relative restlies.
[0027] Weiterevorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zuentnehmen und geben im Einzelnen vorteilhafte Möglichkeiten an, das Verfahrenzur Bilddarstellung und -verarbeitung in Form einer perspektivischenVolumendarstellung zu realisieren.Further advantageous developments of the invention can be found in the dependent claims Specifically, they provide advantageous possibilities for realizing the method for image representation and processing in the form of a perspective volume representation.
[0028] Insbesondereist es, wie im Rahmen obiger Weiterbildung bereits erläutert, vorgesehen,eine Vielzahl von räumlichrelativfesten Betrachterpositionen für die Vielzahl von zeitlichgestaffelten 3D-Datenvolumina zu der Vielzahl von Zeitpunkten zuermitteln und das Auswertevolumen jeweils aus einer Perspektiveeiner räumlichrelativ-festen Betrachterposition darzustellen. Es wird also praktischzu jedem der Vielzahl von Zeitpunkten eine geeignete, räumlich relativ-festeBetrachterposition fürdie perspektivische Volumendarstellung im Inneren des Auswertevolumensermittelt. Mit einer solchen Maßnahmeist es beispielsweise möglich,in einem Kardio-Volumen-Datensatz, der zeitlich zyklisch wiederholtwird und das schlagende Herz darstellt, mittels einer Fly-Through-Methodedurch die Gefäße und die Herzkammernzu "fliegen". So kann zum Beispieldie Innenansicht einer Koronararterie, in der man sich befindet,gezeigt werden, obwohl sich die Arterie absolut durch den Herzschlagbewegt, weil das hier vorgestellte Konzept sicherstellt, dass sichdie räumlich relativfesteBetrachterposition in ihrer relativen Lage immer innerhalb der Arteriebefindet. Dieses Beispiel zeigt, dass nicht in jeder Weiterbildungdes Verfahrens notwendigerweise ein konstanter Abstand der räumlich relativ-festenBetrachterposition zu einer maßgeblichenPosition des Auswertevolumens gewahrt sein muss. Dies wäre zwarzu bevorzugen, denn auf diese Weise könnte nämlich in einer besonders vorteilhaftenBilddarstellung beispielsweise ausschließlich eine Kontraktion undExpansion des Auswertevolumens dargestellt werden, wobei die Bewegungdes Auswertevolumens völligfrei ist von einer absolut-translatorischen Bewegung des Auswertevolumensals solchem.EspeciallyIt is, as already explained in the above training, provided,a variety of spatialrelatively fixed viewer positions for the plurality of temporallystaggered 3D data volumes at multiple timesdetermine and the evaluation volume from a perspectiveone spatiallyrepresent relatively fixed viewer position. So it will be handyat each of the plurality of times a suitable, spatially relatively fixedViewer position forthe perspective volume representation inside the evaluation volumedetermined. With such a measureis it possible, for example,in a cardio-volume data set that repeats in timebecomes and represents the beating heart, by means of a fly-through methodthrough the vessels and the heart chambersto fly". So can for examplethe inside view of a coronary artery in which one is locatedAlthough the artery is absolutely through the heartbeatmoved because the concept presented here ensures thatthe spatially relatively strongViewer position in their relative position always within the arterylocated. This example shows that not in any trainingthe process necessarily a constant distance of the spatially relatively-fixedViewer position to a relevantPosition of the evaluation volume must be maintained. That would be trueThis is because in this way could be in a particularly advantageousImage representation, for example, exclusively a contraction andExpansion of the evaluation volume are shown, with the movementthe evaluation volume completelyis free from an absolute translational movement of the evaluation volumeas such.
[0029] Dennochkann auch bei einer solchen Weiterbildung ein Abstand einer räumlich relativ-festen Betrachterpositiongegenübereiner maßgeblichen Positiondes Auswertevolumens variiert werden. In jedem Fall garantiert dashier vorgestellte neue Konzept jedoch, dass die räumlich relativ-festeBetrachterposition innerhalb des Auswertevolumens verbleibt. Indiesem Sinne ist die Betrachterposition also zum Auswertevolumenräumlichrelativ-fest. Dies stellt fürjeden der Vielzahl von Zeitpunkten eine geeignete perspektivischeVolumendarstellung im Inneren des Auswertevolumens sicher.Yetcan also in such a development, a distance of a spatially relatively fixed viewer positionacross froma significant positionof the evaluation volume can be varied. In any case, that guaranteespresented here new concept, however, that the spatially relatively fixedViewer position within the evaluation volume remains. InIn this sense, the observer position is therefore the evaluation volumespatialrelatively-tight. This represents foreach of the plurality of times a suitable perspectiveVolume representation inside the evaluation volume safe.
[0030] Vorzugsweiseerfolgt die Bilddarstellung aus der Perspektive einer räumlich relativ-festenBetrachterposition und unter Vorgabe eines Suchstrahls als ein zweidimensionalesBild.PreferablyThe image representation takes place from the perspective of a spatially relatively fixedViewer position and given a search beam as a two-dimensionalImage.
[0031] Insbesonderekönnenweitere Maßnahmen zurErzeugung eines 3D-Effektesbei einer perspektivischen Volumendarstellung getroffen werden.Especiallycanfurther measures toGeneration of a 3D effectbe taken in a perspective volume representation.
[0032] Alsbesonders zweckmäßig hatsich eine Bilddarstellung in Form zweier oder mehrerer zweidimensionalerBilder unter Verwendung zweier oder mehrerer räumlich vergleichsweise leichtzueinander verschobener relativ-fester Betrachterpositionen erwiesen.Vorzugsweise ist dabei jeder der vergleichsweise leicht zueinanderverschobenen relativ-festen Betrachterpositionen ein Suchstrahlzugeordnet. Insbesondere kreuzen sich die Suchstrahlen, vorzugsweisein einer zweckmäßig gewählten Entfernung. Diezwei oder mehreren Bilder könnengetrennt einem linken und rechten Auge eines Betrachters zugeführt werdenund ergeben eine direkte anschauliche perspektivische Volumendarstellungmit einem wirkungsvollen 3D-Effekt.Whenparticularly usefulan image representation in the form of two or more two-dimensionalImages using two or more spatially comparatively easymutually shifted relatively fixed viewer positions proved.Preferably, each of the comparatively easy to each othershifted relative-fixed observer positions a search beamassigned. In particular, the search beams intersect, preferablyin a suitably chosen distance. Thetwo or more pictures canseparately fed to a left and right eye of an observerand give a direct vivid perspective volume representationwith an effective 3D effect.
[0033] Ineiner besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung erfolgteine räumlich-zeitliche (4D)-Bilddarstellungin Form einer virtuellen Endoskopie. Mit dem hier vorgestelltenKonzept ist es erstmals möglich,mit Methoden der perspektivischen Volumendarstellung, also insbesonderemithilfe der vir tuellen Endoskopie, des Fly-Through oder der "Vessel-View"-Methode ein zeitlich in mehr oder wenigerstark translatorischer Bewegung befindliches Auswertevolumen imInneren zu untersuchen, ohne dass die Betrachterposition durch dieräumlich-translatorischeBewegung des Auswertevolumens aus dem Inneren des Auswertevolumensgerät.Das hier vorgestellte Konzept ermöglicht darüber hinaus eine Vielzahl von4D-Bilddarstellungs- und -verarbeitungsmöglichkeiten, die vorzugsweiseaus der Perspektive einer, insbesondere räumlich relativfesten, Betrachterpositionund unter Vorgabe eines Suchstrahls als ein zweidimensionales Bilderfolgt.Ina particularly preferred embodiment of the invention takes placea spatio-temporal (4D) image representationin the form of a virtual endoscopy. With the presented hereConcept is it possible for the first timewith methods of perspective volume rendering, ie in particularusing virtual endoscopy, the fly-through or the "Vessel-View" method one time in more or lessstrong translational motion located evaluation volume inTo examine the interior without obstructing the viewer's positionspatially-translationalMovement of the evaluation volume from the interior of the evaluation volumedevice.The concept presented here also allows a variety of4D image display and processing capabilities, preferablyfrom the perspective of a, in particular spatially relatively fixed, viewer positionand providing a search beam as a two-dimensional imagehe follows.
[0034] Dabeilässt sichein in vielerlei Hinsicht beeinflussbares Bewegtbild sequentielloder interaktiv verarbeiten und darstellen.therelet yourselfa moving image that can be influenced in many ways sequentiallyor interactively process and display.
[0035] Ineiner Weiterbildung kann die Bilddarstellung für die Vielzahl von räumlich relativ-festenBetrachterpositionen und einem ausgewählten Zeitpunkt erfolgen, sodass das zweidimensionale Bild als ein räumlich veränderliches Bewegtbild vorliegt. Eskann also füreinen festen, ausgewähltenZeitpunkt ein Fly-Through durch das Auswertevolumen vorgenommenwerden.InIn a further development, the image representation for the plurality of relatively spatially fixedViewer positions and a selected time, sothat the two-dimensional image exists as a spatially varying moving image. Itso can fora firm, selectedTime a fly-through made by the evaluation volumebecome.
[0036] Insbesondereim Rahmen einer Anwenderinteraktion ist dabei vorteilhaft eine räumlicheNavigationsmöglichkeitinnerhalb eines 3D-Datenvolumens für einen ausgewählten Zeitpunktvorgesehen. Dies betrifft insbesondere eine räumliche Navigationsmöglichkeitinnerhalb des Auswertevolumens. Dem Anwender ist es also möglich zueinem festen, ausgewähltenZeitpunkt, beispielsweise per Maus oder Joystick, Ansichten einerräumlichenSequenz Bild fürBild durchzublätternoder je nach Wunsch zwischen ausgewählten Ansichten zu springen.Particularly in the context of user interaction, a spatial navigation option within a 3D data volume for a selected point in time is advantageously provided. This relates in particular to a spatial navigation option within the evaluation volume. It is therefore possible for the user at a fixed, selected time, for example by mouse or Joystick to scroll through views of a spatial sequence frame by frame, or to jump between selected views as desired.
[0037] Dashier vorgestellte Konzept erlaubt nunmehr eine ganz ähnlicheEinflussnahme innerhalb der räumlich-zeitlichen4D-Bilddarstellungentlang der Zeitachse. Insbesondere ist es vorgesehen, dass dieBilddarstellung fürdie Vielzahl von Zeitpunkten und einer ausgewählten, insbesondere räumlich relativ-festen,Betrachterposition erfolgt, so dass das zweidimensionale Bild alsein zeitlich veränderliches Bewegtbildvorliegt. Bei dieser Art der Weiterbildung kann besonders vorteilhafterreicht werden, dass eine räumlich-absolutetranslatorische Bewegung des Auswertevolumens völlig eliminiert wird, so dass ausschließlich eineRelativbewegung des Auswertevolumens relativ zur räumlich relativ-festenBetrachterposition sichtbar ist und diagnostiziert werden kann.Dies betrifft jede Art einer Kontraktion, Expansion oder einer sonstigenRelativbewegung innerhalb des Auswertevolumens oder des Auswertevolumens selbst.TheConcept presented here now allows a very similarInfluence within the spatio-temporal4D imagingalong the time axis. In particular, it is envisaged that theImage representation forthe multiplicity of times and a selected, in particular spatially relatively fixed,Viewer position occurs, so that the two-dimensional image asa time-varying moving imageis present. In this type of training can be particularly advantageousbe achieved that a spatially-absolutetranslational movement of the evaluation volume is completely eliminated, so that only oneRelative movement of the evaluation volume relative to the spatially relatively fixedObserver position is visible and can be diagnosed.This applies to any kind of contraction, expansion or any otherRelative movement within the evaluation volume or the evaluation volume itself.
[0038] Vorzugsweiseist fürdiagnostische Zwecke eine variable einstellbare Geschwindigkeitfür den Ablaufdes zeitlich veränderlichenBewegtbildes vorgesehen. Insbesondere ist dem Anwender eine zeitlicheNavigationsmöglichkeitinnerhalb eines 3D-Datenvolumens für eine ausgewählte, insbesondere räumlich relativ-feste,Betrachterposition zur Verfügunggestellt. Besonders vorteilhaft ist dem Anwender eine zeitlicheNavigationsmöglichkeitinnerhalb des Auswertevolumens zur Verfügung gestellt. Unter einerzeitlichen Navigationsmöglichkeitist eine Navigationsmöglichkeitbzw. Einflussnahme des Anwenders entlang der Zeitachse zu verstehen.Er kann per Maus oder Joystick, Ansichten einer zeitlichen SequenzBild fürBild durchblätternoder je nach Wunsch zwischen ausgewählten Ansichten springen.Preferablyis fordiagnostic purposes a variable adjustable speedfor the processof temporally changeableMoving image provided. In particular, the user is a temporalnavigation optionwithin a 3D data volume for a selected, in particular spatially relatively fixed,Viewer position availableposed. Particularly advantageous to the user is a temporalnavigation optionprovided within the evaluation volume. Under onetemporal navigation optionis a navigation optionor influencing the user along the time axis to understand.He can use mouse or joystick to view a temporal sequencePicture forScroll through the pictureor jump between selected views as desired.
[0039] ImRahmen einer Weiterbildung kann beispielsweise die Zeit im Vergleichzur Echtzeit verlangsamt oder beschleunigt werden, um z. B. schnelleHerzbewegungen oder langsame Kolonbewegungen besser beurteilen zukönnen.Ein Anwender kann auch schrittweise oder kontinuierlich auf derZeitachse vor- und zurückgehen.in theAs part of a training, for example, the time in comparisonbe slowed or accelerated to real time to z. FastHeart movements or slow colonic movements to judge bettercan.A user can also step by step or continuously on theTimeline forward and backward.
[0040] ImRahmen zukünftigerAnwendungen hat das hier vorgeschlagene Konzept im Rahmen des pVRhohes Potential. Insbesondere er weist sich das hier vorgeschlageneKonzept bei einem bildgebenden Verfahren als vorteilhaft, bei demeine 3D-Bilddarstellung in Form einer virtuellen Endoskopie erfolgt.Bei solchen virtuellen endoskopischen Ansichten, die auch als endoluminaleAnsichten bezeichnet werden, handelt es sich praktisch um ein perspektivischesVR. Vorrangiges Einsatzgebiet dieser Technik sind anatomische Strukturen,die auch Endoskopen zugänglichsind. Dazu zähltbeispielsweise der Bronchialbaum, größere Gefäße, das Kolon und das Nasennebenhöhlensystem.Darüberhinaus wird sie auch in Bereichen wie den Nierenzisternen und im Gastrointestinalbereich,die Endoskopen nicht direkt zugänglichsind, eingesetzt.in theFrame of futureApplications has the concept proposed here within the scope of the pVRhigh potential. In particular, he has the proposed hereConcept in an imaging method as advantageous in whicha 3D image representation takes place in the form of a virtual endoscopy.In such virtual endoscopic views, also called endoluminalViews are referred to, it is practically a perspectiveVR. The primary field of application of this technique is anatomical structures,which is also accessible to endoscopesare. Also includesFor example, the bronchial tree, larger vessels, the colon and the paranasal sinus system.About thatIt is also used in areas such as renal cisterns and in the gastrointestinal area,the endoscopes are not directly accessibleare used.
[0041] Alsbesonders geeignet erweist sich darüber hinaus die räumlich-zeitlicheBilddarstellung und -verarbeitung in Form einer perspektivischenVolumendarstellung nach dem oben erläuterten Konzept gerade beisolchen Anwendungen, die bislang nicht den klassischen Endoskopenzugänglichwaren. Dies betrifft insbesondere Beobachtungen am Blutkreislauf,wie Koronararterien, Hauptarterien, Venen, und dort insbesonderedie Darstellung einer Venenpumpe. Darüber hinaus ergeben sich völlig neueEinsatzgebiete im Bereich der Herzkammern und der Herzklappen unterdem Einfluss der Blutzirkulaton. Ebenso lässt sich mit dem hier vorgestelltenKonzept der Einfluss der Atmung auf die Bronchien untersuchen. Geradefür Bereiche,die bewegte Auswertevolumina betreffen, die bislang nicht Endoskopenzugänglich waren,erweist sich das neue Konzept als besonders vorteilhaft.WhenIn addition, the spatio-temporal proves to be particularly suitableImage representation and processing in the form of a perspectiveVolume rendering according to the concept explained above atSuch applications, which have not been the classic endoscopesaccessiblewere. This concerns in particular observations on the blood circulation,such as coronary arteries, major arteries, veins, and there in particularthe representation of a venous pump. In addition, completely newFields of application in the area of the heart chambers and the heart valves underthe influence of the blood circulation. Likewise can be with the presented hereConcept to examine the influence of breathing on the bronchi. Justfor areas,the moving evaluation volumes relate to the previously not endoscopeswere accessible,the new concept proves to be particularly advantageous.
[0042] Insbesondereerweist sich das Verfahren als vorteilhaft bei bildgebenden Verfahrendie von einem unter Verwendung eines Kontrastmittels gewonnenen3D-Datenvolumen ausgehen. Dies betrifft insbesondere den Blutkreislauf,also Blutgefäße und das Herz,die Koloskopie, die Bronchioskopie und ggf. auch die Zisternoskopie.Dazu erfolgt eine Bilddarstellung und -verarbeitung von Computertomografiebilderneines Kolons bzw. einer Bronchie bzw. einer Zisterne im Rahmen deserläuterten Verfahrens.Es sollte dennoch klar sein, dass das hier erläuterte und beanspruchte Konzeptebenfalls nützlichzur Bilddarstellung und -verarbeitung im Rahmen medizinischer Bildgebungist, bei denen das Datenvolumen unter anderen Modalitäten gewonnenwurde.Especiallythe method proves to be advantageous in imaging processesthat obtained by a person using a contrast agent3D data volume go out. This concerns in particular the blood circulation,so blood vessels and the heart,colonoscopy, bronchoscopy and, if necessary, cisternoscopy.For this purpose, an image representation and processing of computer tomography imagesa colon or a bronchus or a cistern in the context ofexplained method.It should nevertheless be clear that the concept explained and claimed herealso usefulfor image display and processing in the context of medical imagingis where the data volume gained under other modalitieshas been.
[0043] Das2D- oder 3D-Datenvolumen kann beispielsweise auch im Rahmen einerMagnetresonanztomografie oder einer Kernspintomografie (MRT) gewonnensein. Es hat sich nämlichgezeigt, dass auch in der MRT oftmals bewegte Auswertevolumnia zu untersuchensind, wobei gemäß dem vorgeschlagenenKonzept ein Nachführender Betrachterposition als relativ-feste Betrachterposition varteilhaftsein kann. Ein Beispiel wäreeine Untersuchung von mit Kontrastmittel gekennzeichnetem bewegtemBlut innerhalb eines Gefäßes. Dieswürde zueiner räumlichenVerschiebung des Signals führen,was gemäß dem vorgeschlagenenKonzept mit einem Nachführender Betrachterposition kompensiert würde. Das vorgeschlagene Konzepterweist sich in seiner Anwendung auf die MRT umso vorteilhafter,als die zeitliche Auflösungder MRT zunehmend besser wird.TheFor example, 2D or 3D data volumes can also be used as part of aMagnetic Resonance Imaging or Magnetic Resonance Imaging (MRI)be. It has becomeshown that even in the MRI often moving analysis volumnia to investigateare, according to the proposedConcept a trackingthe viewer's position as a relatively fixed observer position varteilhaftcan be. An example would bean investigation of contrast media marked movingBlood inside a vessel. Thiswould be tooa spatialShift the signal,what according to the proposedConcept with a trackingthe viewer position would be compensated. The proposed conceptproves to be even more advantageous in its application to MRIas the temporal resolutionMRI is getting better and better.
[0044] Einanderes Anwendungsgebiet wäredie Positionen-Emissions-Tomografie(PET).Oneother application would bethe position-emission tomography(PET).
[0045] Hinsichtlichder Vorrichtung wird die Aufgabe durch die Erfindung mittels einemComputertomografiegerätgelöst,welches wenigstens ein Bedienelement zur Durchführung des Verfahrens aufweist. Einesolche Vorrichtung könntebeispielsweise in Form einer so genannten "Gantry"-Röhremit zugehörigenBedienelementen realisiert sein. Ein anderes Beispiel wäre eineVorrichtung im Rahmen der digitalen Radiografie, insbesondere eineso genannte "C-Bogen"-Radiografievorrichtung,die in der Regel eine offene Vorrichtung ist. Insbesondere sinddabei Röntgenquelleund Detektor jeweils am Ende eines C-förmigen Bogens angebracht. Indiesem Zusammenhang hat sich der Begriff C-Bogen-Computertomografieetabliert.RegardingThe device is the object of the invention by means of aComputer tomographsolved,which has at least one operating element for carrying out the method. Asuch device couldfor example in the form of a so-called "gantry" tubewith associatedBe implemented controls. Another example would be oneDevice in the context of digital radiography, in particular aso-called "C-arm" radiography apparatus,which is usually an open device. In particular aredoing X-ray sourceand detector mounted respectively at the end of a C-shaped arc. InIn this context, the term C-arm computed tomographyestablished.
[0046] Hinsichtlichder Vorrichtung führtdie Erfindung auch auf eine Arbeitsstation zur Bilddarstellung und-verarbeitung von Computertomografiebildern, welche wenigstens einBedienelement zur Durchführungdes oben erläutertenVerfahrens aufweist.Regardingthe device leadsthe invention also to a workstation for image display andprocessing of computer tomography images, which at least oneOperating element for implementationof the aboveHas method.
[0047] Untereinem Bedienelement ist insbesondere ein Softwaremittel, z. B. einSoftwaremodul, Gerätetreiber,und/oder ein Hardwaremittel, z. B. ein Joystick, eine Maus odereine Bildschirmoberfläche,einzeln oder in Kombination zu verstehen, mit welchem Bedienelementeiner der oben genannten Verfahrensschritte ausgeführt undkontrolliert werden kann.Underan operating element is in particular a software means, for. B. aSoftware module, device driver,and / or a hardware means, e.g. As a joystick, a mouse ora screen surface,individually or in combination to understand with which operating elementone of the above-mentioned method steps executed andcan be controlled.
[0048] DieErfindung führtauch auf ein Computerprogrammprodukt zur Bilddarstellung und -verarbeitungvon Computertomografiebildern, welches wenigstens ein Programmmodulzur Durchführungdes oben erläutertenVerfahrens aufweist.TheInvention leadsalso to a computer program product for image display and processingComputer tomography images, which at least one program moduleto carry outof the aboveHas method.
[0049] Insbesonderekann ein Computerprogrammprodukt aufbauend auf bisher bekannte Programmproduktebetreffend dreidimensionale perspektivische Sekundärapplikationen,wie die "Fly-Through"-Methode, die virtuelle Endoskopie oderdie "Vessel-View"-Methode aufbauen,derart, dass als ein Input ein räumlich-zeitliches4D-Datenvolumen verarbeitet wird und auf dessen Grundlage Berechnungendurchgeführtwerden. Insbesondere weist ein Computerpgrogrammprodukt darüber hinausein Programmmodul zum Ermitteln einer zum Auswertevolumen räumlich relativ-festenBetrachterposition fürdas wenigstens eine weitere 3D-Datenvolumen zu dem wenigstens einenzweiten Zeitpunkt auf.Especiallycan be a computer program product based on previously known program productsconcerning three-dimensional perspective secondary applications,like the "fly-through" method, the virtual endoscopy orbuild the "Vessel View" method,such that as an input a spatial-temporal4D data volume is processed and based on calculationscarried outbecome. In particular, a computer program product further indicatesa program module for determining a spatially relative-fixed to the evaluation volumeViewer position forthe at least one additional 3D data volume to the at least onesecond time up.
[0050] Ausführungsbeispieleder Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben.Im Einzelnen zeigt die Zeichnung in:embodimentsThe invention will be described below with reference to the drawing.In detail, the drawing shows in:
[0051] 1 eine beispielhafte Anwendungdes vorgeschlagenen Konzepts im Rahmen einer besonders bevorzugtenAusführungsform,wobei eine räumlichabsolut-feste Betrach terposition innerhalb eines Auswertevolumensfür ein3D-Datenvolumen zu eine ersten Zeitpunkt vorgegeben wird und eine zeitlicheKorrelation zwischen der räumlichabsolut-festen Betrachterposition und dem Auswertevolumen für ein weiteres3D-Datenvolumen zu einem zweiten Zeitpunkt bestimmt wird; 1 an exemplary application of the proposed concept in a particularly preferred embodiment, wherein a spatially absolutely fixed observer terposition within a Auswertevolumens for a 3D data volume at a first time is given and a temporal correlation between the spatially absolutely fixed observer position and the evaluation volume for another 3D data volume is determined at a second time;
[0052] 2 einen Ablaufplan einerbesonders bevorzugte Ausführungsformdes Verfahrens gemäß dem vorgeschlagenenKonzept. 2 a flowchart of a particularly preferred embodiment of the method according to the proposed concept.
[0053] 1 verdeutlicht eine beispielhafteAnwendung des Verfahrens nach dem vorgeschlagenen Konzept. Einebevorzugte Ausführungsformdes Verfahrens ist am Beispiel eines 3D-Datenvolumens 1, 1' in Form einesKardio-Volumendatensatzes erläutert.Der Einfachheit halber ist bei dem in 1 erläutertenBeispiel der Umfang eines 3D-Datenvolumens 1 zu einem erstenZeitpunkt t₁ übereinstimmend mit einem Umfangeines 3D-Datenvolumens 1' zueinem Zeitpunkt t₂ gezeigt, weshalb beide3D-Datenvolumina 1, 1' durch die gleicheBox dargestellt sind. Bei dem vorliegenden Beispiel ergibt sichdas Problem, dass sich ein Auswertevolumen 3 in Form einesGefäßes durchden Herzschlag in seiner Lage, also in seiner absoluten räumlichenPosition, verändertund damit einer translatorischen Bewegung unterliegt. Während dasGefäß im 3D-Datenvolumen1 zum Zeitpunkt t₁ als Auswertevolumen 3 vorzufindenist, nimmt es im 3D-Datenvolumen 1' zum Zeitpunkt t₂ eineandere Lage ein, die in der 1 gestricheltdargestellt ist, nämlichdie Lage des Auswertevolumens 3' im 3D-Datenvolumen 1' zum Zeitpunktt₂. Vorliegend kennzeichnet das Auswertevolumen 3 alsauch das Auswertevolumen 3' dasselbeGefäß. 1 illustrates an exemplary application of the method according to the proposed concept. A preferred embodiment of the method is the example of a 3D data volume 1 . 1' explained in the form of a cardio-volume data set. For the sake of simplicity, the in 1 explained example of the scope of a 3D data volume 1 at a first time t ₁ coinciding with a volume of a 3D data volume 1' shown at a time t ₂ , which is why both 3D data volumes 1 . 1' represented by the same box. In the present example, the problem arises that an evaluation volume 3 in the form of a vessel by the heartbeat in its position, ie in its absolute spatial position, changed and thus subject to a translational movement. While the vessel in 3D data volume 1 at time t ₁ as the evaluation volume 3 it takes in the 3D data volume 1' at the time t ₂ another situation, in the 1 shown by dashed lines, namely the location of the evaluation volume 3 ' in 3D data volume 1' at time t ₂ . Present indicates the evaluation volume 3 as well as the evaluation volume 3 ' same vessel.
[0054] Dasvorliegende Verfahren gibt eine räumlich absolut-feste Betrachterposition 5 innerhalbdes Auswertevolumens 3 für das 3D-Datenvolumen 1 zum erstenZeitpunkt t₁ vor. Würde man im Rahmen üblicherVerfahren an der räumlichabsolut-festen Betrachterposition 5 festhalten, so würde zu einemZeitpunkt t₂ dieselbe räumlich absolut-feste Betrachterposition 5 außer halbdes Auswertevolumens 3',und damit außerhalbdes Gefäßes liegen.Eine perspektivische Volumendarstellung innerhalb des Auswertevolumens 3' wäre somitbereits zum Zeitpunkt t₂ nicht mehr möglich.The present method gives a spatially absolutely fixed observer position 5 within the evaluation volume 3 for the 3D data volume 1 at the first time t ₁ ago. Would you in the context of conventional procedures at the spatially absolutely fixed viewer position 5 hold, so would at a time t _{2 the} same spatially absolutely fixed viewer position 5 except half of the evaluation volume 3 ' , and thus lie outside the vessel. A perspective volume representation within the evaluation volume 3 ' would therefore already at time t ₂ no longer possible.
[0055] Demgemäß siehtdas Verfahren im Rahmen der hier dargestellten besonders bevorzugtenAusführungsformendas Bestimmen einer zeitlichen Korrelation 7 zwischen derräumlichabsolut-festen Betrachterposition 5 einerseits und demAuswertevolumen 3' für das weitere3D-Datenvolumen 1' zum zweitenZeitpunkt t₂ andererseits vor. Zum Bestimmender zeitlichen Korrelation zwischen der räumlich absolut-festen Betrachterposition 5 unddem Auswertevolumen 3' wirdmindestens eine Abfrage benutzt, mit der festgestellt wird, ob sichdie räumlichabsolut-feste Betrachterposition 5 zum Zeitpunkt t₂ noch innerhalb des Auswertevolumens 3' befindet. Dieses hatsich durch den Herzschlag lediglich im Zeitpunkt t₂ imVergleich zum Zeitpunkt t₁ in seiner Lageverändert.Accordingly, within the scope of the particularly preferred embodiments shown herein, the method provides for determining a temporal correlation 7 between the spatially absolutely fixed observer position 5 on the one hand and the evaluation volume 3 ' for the further 3D data volume 1' at the second time t ₂ on the other hand. For determining the temporal correlation between the spatially absolutely fixed observer position 5 and the ejector tevolumen 3 ' At least one query is used to determine whether the spatially absolutely fixed observer position 5 at time t ₂ still within the evaluation volume 3 ' located. This has changed in its position by the heartbeat only at the time t ₂ compared to the time t ₁ .
[0056] Beider in 1 dargestelltenAusführungsformwird eine maßgeblichePosition des Auswertevolumens 3, 3' dadurch bestimmt, dass ein Schwerpunkt 9 für das Auswertevolumen 3 bestimmtwird und ein Schwerpunkt 9' für das Auswertevolumen 3' bestimmt wird.Die Abfolge von Schwerpunkten 9, 9' ist in der 1 jeweils durch eine strichpunktierteLinie dargestellt. Beim Vergleich der Zeitpunkte t₁ und t₂ ist also eine Schwerpunktbewegung des Auswertevolumens 3 imVergleich zum Auswertevolumen 3' festzustellen. Die zeitliche Korrelation 7 wirddadurch bestimmt, dass zum Zeitpunkt t₁ einAbstand der räumlichabsolut-festen Betrachterposition 5 zum Schwerpunkt 9 festgestelltwird. Zum Zeitpunkt t₂ wird der Abstandder räumlichabsolut-festen Betrachterposition 5 zum Schwerpunkt 9' festgestellt.Im Ergebnis wird also ein unterschiedlicher Abstand zum Zeitpunktt₁ bzw. zum Zeitpunkt t₂ festgestellt,was die zeitliche Korrelation ausmacht.At the in 1 illustrated embodiment is a significant position of the evaluation volume 3 . 3 ' determined by having a focus 9 for the evaluation volume 3 is determined and a focus 9 ' for the evaluation volume 3 ' is determined. The sequence of emphases 9 . 9 ' is in the 1 each represented by a dashed line. When comparing the times t ₁ and t ₂ so is a gravity movement of the evaluation volume 3 in comparison to the evaluation volume 3 ' determine. The temporal correlation 7 is determined by the fact that at time t _1, a distance of the spatially absolutely fixed observer position 5 to the main focus 9 is detected. At time t ₂ , the distance of the spatially absolutely fixed observer position 5 to the main focus 9 ' detected. As a result, a different distance is determined at time t ₁ or at time t ₂ , which constitutes the temporal correlation.
[0057] Aufgrunddieses Ergebnisses wird eine zum Auswertevolumen 3' räumlich relativ-festeBetrachterposition 5' für das weitere3D-Datenvolumen 1' zumzweiten Zeitpunkt t₂ ermittelt. Dies kannprinzipiell auf eine beliebig zweckmäßige Art und Weise erfolgen,die vom Anwendungsfall abhängigist. Beim vorliegenden Beispiel der 1 wirddie räumlichrelativ-feste Betrachterposition 5' in Form eines Schwerpunktes 9' gewählt.Due to this result, one becomes the evaluation volume 3 ' spatially relatively fixed viewer position 5 ' for the further 3D data volume 1' t ₂ determined at the second time. This can be done in principle in any convenient manner, which depends on the application. In the present example of the 1 becomes the spatially relative fixed observer position 5 ' in the form of a focal point 9 ' selected.
[0058] DieBestimmung des Schwerpunktes 9, 9' kann auf vielfältige Art und Weise ausgeführt werden. Dabeisind die Einzelheiten der medizinischen Anwendung und der geometrischenAusbildung des Auswertevolumens 3, 3' zu berücksichtigen.Insbesondere kann auch eine gewichtete Schwerpunktbestimmung erfolgen,die mit einer geeigneten Wichtung bzgl. des Auswertevolumens 3, 3' arbeitet. Im vorliegendenBeispiel wurde die räumlichabsolut-feste Betrachterposition 5 und die räumlich relativfesteBetrachterposition 5' derEinfachheit halber als Mittelpunkt der Öffnungsfläche 12, 12' des Auswertevolumens 3, 3' in Form einesGefäßes gewählt.The determination of the center of gravity 9 . 9 ' can be done in a variety of ways. The details of the medical application and the geometric design of the evaluation volume 3 . 3 ' to take into account. In particular, it is also possible to carry out a weighted center of gravity determination which has a suitable weighting with regard to the evaluation volume 3 . 3 ' is working. In the present example, the spatially absolutely fixed observer position became 5 and the spatially relatively fixed viewer position 5 ' for the sake of simplicity, as the center of the opening area 12 . 12 ' the evaluation volume 3 . 3 ' chosen in the form of a vessel.
[0059] DieBetrachterposition 5, 5' ist beispielhaft in Form einesmit dem dargestellten Auswertevolumen 3, 3' mitbewegtenräumlichrelativ zum Auswertevolumen 3, 3' festen Koordinatensystem 11, 11' gewählt, dasbeim vorliegenden Beispiel als ein mit dem Auswertevolumen 3, 3' mitbewegtesSchwerpunktkoordinatensystem 11, 11' gewählt ist.The viewer position 5 . 5 ' is exemplary in the form of one with the illustrated evaluation volume 3 . 3 ' moved spatially relative to the evaluation volume 3 . 3 ' fixed coordinate system 11 . 11 ' selected in the present example as one with the evaluation volume 3 . 3 ' moving center of gravity coordinate system 11 . 11 ' is selected.
[0060] DieBilddarstellung im Inneren des Auswertevolumens 3, 3' erfolgt ausder Perspektive der räumlichrelativ-festen Betrachterposition 5' und der vorläufigen räumlich absolut-festen Betrachterposition 5 undjeweils unter Vorgabe eines Suchstrahls 13, 13' im mitbewegtenKoordinatensystem 11, 11'. Dies ermöglicht insbesondere die perspektivischeDarstellung des Nahfelds um die Betrachterposition 5, 5' herum. Einesolche pVR ist ähnlicheiner Darstellung, die man mit einem an der Betrachterposition 5, 5' angeordnetenEndoskopkopfes erreicht hätte.The image representation inside the evaluation volume 3 . 3 ' takes place from the perspective of the spatially relatively fixed observer position 5 ' and the provisional spatially absolutely fixed observer position 5 and in each case under specification of a search beam 13 . 13 ' in the co-moving coordinate system 11 . 11 ' , This allows in particular the perspective view of the near field around the observer position 5 . 5 ' around. Such a pVR is similar to a representation one with one at the viewer's position 5 . 5 ' would have reached arranged endoscope head.
[0061] DasVerfahren wurde anhand der 1 lediglichbeispielhaft füreinen ersten Zeitpunkt t₁ und einen zweitenZeitpunkt t₂ erläutert. Die Ausführung desVerfahrens kann sich in der Praxis durchaus auf zwei Zeitpunkteoder eine Anzahl von geeignet gewählten Zeitpunkten beschränken.The procedure was based on the 1 merely exemplified for a first time t ₁ and a second time t ₂ explained. In practice, the execution of the method may well be limited to two points in time or a number of suitably chosen points in time.
[0062] Beimvorliegenden Beispiel impliziert das Verfahren gemäß dem neuenKonzept ein Ermitteln einer nicht näher dargestellten Vielzahlvon räumlich relativ-festenBetrachterpositionen ähnlichder Betrachterposition 5'.In the present example, the method according to the new concept implies determining a non-illustrated plurality of spatially relatively fixed observer positions similar to the observer position 5 ' ,
[0063] Besondersvorteilhaft wird das Verfahren in der hier erläuterten Weise also für eine Vielzahlvon nicht dargestellten Zeitpunkten t_i,i = 1, 2, 3,... durchgeführt.In dem Fall wird eine Vielzahl von räumlich relativ-festen Betrachterpositionen, ähnlich derBetrachterposition 5',für dieVielzahl von zeitlich gestaffelten 3D-Datenvolumina, ähnlich demDatenvolumen 1',zu der Vielzahl von Zeitpunkten t_i ermittelt undjeweils ein Auswertevolumen, ähnlichdem Auswertevolumen 3',jeweils aus einer Perspektive einer räumlich relativfesten Betrachterposition, ähnlich der Betrachterposition 5', dargestellt.Vorteilhafterweise führtdies bei dem dargestellten Beispiel zu einer räumlich-zeitlichen 4D-Darstellungeines zu diagnostizierenden Gefäßes in Formeiner virtuellen Endoskopie. Die Bilddarstellung erfolgt als einzweidimensionales Bild mit räumlich-perspektivischemEffekt.In a particularly advantageous manner, the method is thus carried out in the manner explained here for a multiplicity of times, not shown, t _i , i = 1, 2, 3,. In that case, a plurality of spatially relatively fixed observer positions become similar to the observer position 5 ' , for the multitude of time-staggered 3D data volumes, similar to the data volume 1' , to the plurality of times t _i determined and each one evaluation volume, similar to the evaluation volume 3 ' , each from a perspective of a spatially relatively fixed observer position, similar to the viewer's position 5 ' represented. In the example shown, this advantageously leads to a spatio-temporal 4D representation of a vessel to be diagnosed in the form of a virtual endoscopy. The image is displayed as a two-dimensional image with a spatial-perspective effect.
[0064] Über dasvorliegende Beispiel hinausgehend kann auf Grundlage der bestimmtenzeitlichen Korrelation 7 zwischen den Zeitpunkten t₁, t₂,... t_i, i = 1, 2, 3... praktisch jede absoluträumlichetranslatorische Bewegung des Auswertevolumens 3, 3' – hier in Formeines Gefäßes – aus der4D-Bilddarstellung eliminiert werden. Damit kann aus Sicht einerräumlich relativfestenBetrachterposition 5, 5', also im Rahmen eines mitgeführten, aberrelativ zum Auswertevolumen 3, 3' festen Koordinatensystems 11, 11' jede tatsächlicheVeränderungdes in 1 dargestellten Gefäßes – beispielsweiseeine Kontrak tion oder eine Expansion oder andere interessante Vorgänge innerhalbdes Gefäßes – authentischdargestellt werden. Durch die Darstellung des Gefäßes ohnestörende translatorischeEffekte ergeben sich eine Vielzahl wertvoller diagnostischer Möglichkeiten.Insbesondere kann eine Bilddarstellung für die Vielzahl von Zeitpunktent_i, i = 1, 2, 3..., und für eine ausgewählte räumlich relativ-festeBetrachterposition 5, 5' so erfolgen, dass das zweidimensionaleBild als ein zeitlich veränderlichesBewegtbild vorliegt. Dieses Bewegtbild kann mit einer variabel einstellbarenGeschwindigkeit ablaufen oder der Anwender kann das Bewegtbild Seitefür Seite,d. h. Zeitschritt fürZeitschritt t_i, durchblättern.Going beyond the present example may be based on the determined temporal correlation 7 between the times t ₁ , t ₂ , ... t _i , i = 1, 2, 3 ... virtually every absolutely spatial translational motion of the evaluation volume 3 . 3 ' - Here in the form of a vessel - are eliminated from the 4D image representation. Thus, from the perspective of a spatially relatively fixed observer position 5 . 5 ' , so in the context of a carried, but relative to the evaluation volume 3 . 3 ' fixed coordinate system 11 . 11 ' every actual change in the 1 represented vessel - for example, a Kontrak tion or expansion or other interesting processes within the vessel - authentically represented. The presentation of the vessel without disturbing translational effects results in a multitude of valuable diagnostic possibilities. Insbesonde re may be an image representation for the plurality of times t _i , i = 1, 2, 3 ..., and for a selected spatially relatively fixed observer position 5 . 5 ' be done so that the two-dimensional image is present as a temporally variable moving image. This moving picture may be executed at a variably adjustable speed, or the user may browse the moving picture page by page, ie, time step by step t _i .
[0065] Beider hier dargestellten Ausführungsform desVerfahrens wird also zu jedem Zeitpunkt t₁,t₂,... t_i, i = 1,2, 3..., eine geeignete Betrachterposition 5, 5', insbesondereeine geeignete räumlichrelativ-feste Betrachterposition 5', für eine perspektivische Darstellungdes Gefäßes auseinem mitbewegten Koordinatensystem 11, 11' heraus undunter Nutzung eines entsprechenden Suchstrahls 13, 13' ermittelt. DieBetrachterposition 5, 5' liegt für den gerade perspektivischzu sehenden Volumenabschnitt des Auswertevolumens 3, 3' in relativerRuhe. Die vorliegende Ausführungsformerlaubt auf diese Weise die Innenansicht einer Koronararterie, inder man sich befindet, obwohl sich die Arterie absolut durch den Herzschlagbewegt, weil die Betrachterposition 5, 5' innerhalb derArterie liegt.In the embodiment of the method illustrated here, therefore, at each time t ₁ , t ₂ ,... T _i , i = 1, 2, 3..., A suitable observer position 5 . 5 ' , in particular a suitable spatially relatively fixed observer position 5 ' , for a perspective view of the vessel from a co-moving coordinate system 11 . 11 ' out and using a corresponding search beam 13 . 13 ' determined. The viewer position 5 . 5 ' lies for the volume section of the evaluation volume which can be seen in perspective 3 . 3 ' in relative calm. The present embodiment thus allows the interior view of a coronary artery in which one is in, although the artery moves absolutely through the heartbeat because of the observer's position 5 . 5 ' lies within the artery.
[0066] 2 zeigt einen Ablaufplaneiner besonders bevorzugten Ausführungsformdes Verfahrens der Computertomographie ausgehend von einem unterVerwendung eines Kontrastmittel gewonnenen 3D-Datenvolumens. Nachdem Start 21 Verfahrens erfolgt im Verfahrensschritt 23 einBereitstellen einer Vielzahl von zeitlich gestaffelten 3D-Datenvolumina V₁, V₂, V₃,...V_i zu einer Vielzahl von Zeitpunkten t₁, t₂, t₃,...t_i, wobei jeweils ein 3D-Datenvolumen V_i einem Zeitpunkt t_i zugeordnetist. Dabei steht der Index i für natürliche Zahlen1, 2, 3 usw., ggf. bis zu einer maximalen Zahl n, und numeriertdie 3D-Datenvolumina V_i und die Zeitpunktedurch. 2 shows a flowchart of a particularly preferred embodiment of the method of computed tomography starting from a 3D data volume obtained using a contrast agent. After the start 21 Process takes place in the process step 23 providing a multiplicity of time-staggered 3D data volumes V ₁ , V ₂ , V ₃ ,... V _i at a multiplicity of times t ₁ , t ₂ , t ₃ ,... t _i , wherein in each case a 3D data volume V _{i is assigned to} a time t _i . The index i stands for natural numbers 1, 2, 3, etc., possibly up to a maximum number n, and numbers the 3D data volumes V _i and the times.
[0067] ImVerfahrensschritt 25 erfolgt das Vorgeben einer räumlich absolut-festenBetrachterposition O₁ innerhalb eines Auswertevolumenfür wenigstensein 3D-Datenvolumen V₁ zu einem ersten Zeitpunktt₁. Die Betrachterposition O₁ kannbeispielsweise in Form einer Betrachterposition 5 der 1 gewählt sein. Das Auswertevolumenkann beispielsweise in Form eines Auswertevolumens 3 der 1 gewählt sein.In the process step 25 the predetermining of a spatially absolutely fixed observer position O ₁ within an evaluation volume for at least one 3D data volume V _{1 takes place} at a first time t ₁ . The observer position O ₁ can be in the form of a viewer position, for example 5 of the 1 be elected. The evaluation volume can be in the form of an evaluation volume, for example 3 of the 1 be elected.
[0068] ImVerfahrensschritt 27 erfolgt das Bestimmen einer zeitlichenKorrelation zwischen der räumlichabsolut-festen Betrachterposition O₁ unddem Auswertevolumen fürwenigstens ein weiteres 3D-Datenvolumen V₂ zuwenigstens einem zweiten Zeitpunkt t₂. DieKorrelationen sind im Verfahrensschritt 27 beispielhaftzwischen einer Betrachterposition O₁ undeinem 3D-Datenvolumen V₃ und zwischen einerBetrachterposition O₁ und einem 3D-DatenvolumenV_i, i = 1, 2, 3..., dargestellt.In the process step 27 the time correlation between the spatially absolutely fixed observer position O ₁ and the evaluation volume for at least one further 3D data volume V _{2 is determined} at at least one second time t ₂ . The correlations are in the process step 27 by way of example between a viewer position O ₁ and a 3D data volume V ₃ and between a viewer position O ₁ and a 3D data volume V _i , i = 1, 2, 3.
[0069] ImVerfahrensschritt 29 erfolgt ein Ermitteln einer zum Auswertevolumenräumlichrelativ-festen Betrachterposition O₂, O₃ fürweitere 3D-Datenvolumian V₂, V₃,...V_i fürzweite Zeitpunkte t₂, t₃,...V_i. Die räumlich relativ-feste BetrachterpositionO_i kann beispielsweise in Form einer in 1 dargestellten räumlich relativ-festenBetrachterposition 5' für das Auswertevolumen 3' gewählt sein.In the process step 29 there is a determination of a spatially relatively fixed observer position O ₂ , O ₃ for the additional evaluation volume for further 3D data volumes V ₂ , V ₃ ,... V _i for second times t ₂ , t _{3 ,.} The spatially relatively fixed observer position O _i can, for example, take the form of an in 1 shown spatially relatively fixed viewer position 5 ' for the evaluation volume 3 ' be elected.
[0070] ImVerfahrensschritt 31 erfolgt das Darstellen des Auswertevolumensaus einer Perspektive der Betrachterposition O₁,O₂, O₃,... O_i fürdie 3D-Datenvolumina V₁, V₂,V₃,... V_i zu denZeitpunkten t₁, t₂,t₃,... t_i, i = 1,2, 3,...In the process step 31 the evaluation volume is displayed from a perspective of the observer position O ₁ , O ₂ , O ₃ ,... O _i for the 3D data volumes V ₁ , V ₂ , V ₃ ,... V _i at the times t ₁ , t ₂ , t ₃ , ... t _i , i = 1, 2, 3, ...
[0071] DasVerfahren kann bis zum Ende 35 durch eine Vielzahl vonDarstellungs- und Interaktionsmöglichkeitenfür daszweidimensionale zeitlich veränderlicheBewegtbild ergänztwerden, beispielsweise durch eine Interaktion des Anwenders im Ver fahrensschritt 33,bei der ein Ablauf des zeitlich veränderlichen Bewegtbildes mitvariabler Geschwindigkeit einstellbar ist oder das Bewegtbild Seitefür Seite durchgeblättert werdenkann.The procedure can last until the end 35 be supplemented by a variety of presentation and interaction options for the two-dimensional time-varying moving image, for example, by an interaction of the user in Ver procedural step 33 in which an expiration of the variable-speed moving picture with variable speed is adjustable or the moving picture can be scrolled page by page.
[0072] Diein 2 dargestellten Verfahrensschritte 21 bis 35 können auchein Bedienelement zur Durchführungdes Verfahrens bei einem Computertomographiegerät oder einer Arbeitsstationzur Bilddarstellung und Verarbeitung von Computertomographiebilderndarstellen. Insbesondere könnendie in 2 dargestelltenVerfahrensschritte 21 bis 35 ein Programmmodulzur Durchführungdes Verfahrens bei einem Computerprogrammprodukt zur Bilddarstellungund Verarbeitung von Computertomographiebildern darstellen. Insbesonderekann der Verfahrensschritt 29 als ein Programmmodul beieinem Computerprogrammprodukt aufgefasst werden, wobei das Programmmoduleine zum Auswertevolumen räumlichrelativ-feste Betrachterposition O₂, O₃... O_i für das wenigstenseine weitere 3D-Datenvolumen V₂, V₃... V_i zu einemwenigstens zweiten Zeitpunkt t₂, t₃... t_i ermittelt.In the 2 illustrated method steps 21 to 35 may also represent an operating element for performing the method in a computed tomography device or a workstation for image display and processing of computed tomography images. In particular, the in 2 illustrated method steps 21 to 35 represent a program module for performing the method in a computer program product for displaying and processing computer tomography images. In particular, the method step 29 be considered as a program module in a computer program product, wherein the program module to the evaluation volume spatially relatively fixed observer position O ₂ , O ₃ ... O _i for the at least one additional 3D data volume V ₂ , V ₃ ... V _i to a at least second time t ₂ , t ₃ ... t _i determined.
[0073] Umeine vorteilhafte räumlich-zeitlicheBilddarstellung und -verarbeitung in Form einer perspektivischenVolumendarstellung zu ermöglichensieht ein Verfahren im Rahmen des neuen Konzepts folgende Verfahrensschrittevor: – Verfahrenzur medizinischen Bilddarstellung und -verarbeitung in Form einerperspektivischen Volumendarstellung, aufweisend die Verfahrensschritte: – Bereitstelleneiner Vielzahl von zeitlich gestaffelten 3D-Datenvolumina 1, 1', V_i zueiner Vielzahl von Zeitpunkten t₁, t₂, t_i, wobei jeweilsein 3D-Datenvolumen 1, 1', V_i, einemZeitpunkt t₁, t₂,t_i zugeordnet ist, – Vorgebeneiner räumlichabsolut-festen Betrachterposition 5, O_i innerhalbeines Auswertevolumens 3 für wenigstens ein 3D-Datenvolumen 1, V₁ zu einem ersten Zeitpunkt t_i, – Bestimmeneiner zeitlichen Korrelation 7 zwischen der räumlich absolut-festenBetrachterposition 5, O₁ und demAus wertevolumen 3' für wenigstensein weiteres 3D-Datenvolumen 1', V_i zu wenigstenseinem zweiten Zeitpunkt t₂, t_i, – Ermittelneiner zum Auswertevolumen 3' räumlich relativfestenBetrachterposition 5',O_i fürdas wenigstens eine weitere 3D-Datenvolumen 1', V_i zudem wenigstens einen zweiten Zeitpunkt t₂,t_i, – Darstellendes Auswertevolumens 3' auseiner Perspektive der räumlichrelativ-festen Betrachterposition 5', O_i für das wenigstenseine weitere 3D-Datenvolumen 1', V_i zudem wenigstens einen zweiten Zeitpunkt t₂,t_i. In order to enable an advantageous spatio-temporal image representation and processing in the form of a perspective volume representation, a method provides the following method steps in the context of the new concept: - Method for medical image presentation and processing in the form of a perspective volume representation, comprising the method steps: - Providing a variety of time-staggered 3D data volumes 1 . 1' , V _i at a plurality of times t ₁ , t ₂ , t _i , wherein in each case a 3D data volume 1 . 1' , V _i , is associated with a time t ₁ , t ₂ , t _i , - Specifying a spatially absolutely fixed viewer position 5 , O _i within an evaluation volume 3 for at least one 3D data volume 1 , V ₁ at a first time t _i , - Determining a temporal correlation 7 between the spatially absolutely fixed observer position 5 , O ₁ and the evaluation volume 3 ' for at least another 3D data volume 1' , V _i at least a second time t ₂ , t _i , - Determining one for the evaluation volume 3 ' spatially relatively fixed viewer position 5 ' , O _i for the at least one additional 3D data volume 1' , V _i at the at least one second time t ₂ , t _i , - Representation of the evaluation volume 3 ' from a perspective of the spatially relatively fixed viewer position 5 ' , O _i for the at least one additional 3D data volume 1' , V _i at the at least one second time t ₂ , t _i .

权利要求:
Claims (21)
[1]
Verfahren zur medizinischen Bilddarstellung und-verarbeitung in Form einer perspektivischen Volumendarstellung,aufweisend die Verfahrensschritte: – Bereitstellen einer Vielzahlvon zeitlich gestaffelten 3D-Datenvolumina(1, 1',V_i) zu einer Vielzahl von Zeitpunkten (t₁, t₂, t_i),wobei jeweils ein 3D-Datenvolumen (1, 1', V_i),einem Zeitpunkt (t₁, t₂,t_i) zugeordnet ist, – Vorgebeneiner räumlichabsolut-festen Betrachterposition (5, O_i)innerhalb eines Auswertevolumens (3) für wenigstens ein 3D-Datenvolumen(1, V₁) zu einem ersten Zeitpunkt(t_i), – Bestimmen einer zeitlichenKorrelation (7) zwischen der räumlich absolut-festen Betrachterposition (5,O₁) und dem Auswertevolumen (3') für wenigstensein weiteres 3D-Datenvolumen (1', V_i) zuwenigstens einem zweiten Zeitpunkt (t₂,t_i), – Ermitteln einer zum Auswertevolumen(3') räumlich relativfestenBetrachterposition (5',O_i) fürdas wenigstens eine weitere 3D-Datenvolumen (1', V_i)zu dem wenigstens einen zweiten Zeitpunkt (t₂,t_i), – Darstellen des Auswertevolumens(3') auseiner Perspektive der räumlichrelativ-festen Betrachterposition (5', O_i) für das wenigstenseine weitere 3D-Datenvolumen (1', V_i) zudem wenigstens einen zweiten Zeitpunkt (t₂,t_i).A method for medical image presentation and processing in the form of a perspective volume representation, comprising the method steps: - providing a multiplicity of time-staggered 3D data volumes ( 1 . 1' , V _i ) at a multiplicity of times (t ₁ , t ₂ , t _i ), wherein in each case a 3D data volume ( 1 . 1' , V _i ), a time (t ₁ , t ₂ , t _i ) is assigned, - Specifying a spatially absolutely fixed observer position ( 5 , O _i ) within an evaluation volume ( 3 ) for at least one 3D data volume ( 1 , V ₁ ) at a first time (t _i ), - determining a temporal correlation ( 7 ) between the spatially absolutely fixed observer position ( 5 , O ₁ ) and the evaluation volume ( 3 ' ) for at least one additional 3D data volume ( 1' , V _i ) at least one second time (t ₂ , t _i ), - determining a value for evaluation ( 3 ' ) spatially relatively fixed observer position ( 5 ' , O _i ) for the at least one additional 3D data volume ( 1' , V _i ) at the at least one second point in time (t ₂ , t _i ), - representing the evaluation volume ( 3 ' ) from a perspective of the spatially relatively fixed observer position ( 5 ' , O _i ) for the at least one additional 3D data volume ( 1' , V _i ) at the at least one second time (t ₂ , t _i ).
[2]
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Ermittelneiner Vielzahl von räumlichrelativ-festen Betrachterpositionen (5', O₂, O₃,... O_i) für die Vielzahlvon zeitlich gestaffelten 3D-Datenvolumina (V₂,V₃,... V_i) zu derVielzahl von Zeitpunkten (t₂, t₃,...t_i) und Darstellen des Auswertevolumens(3') jeweilsaus einer Perspektive einer räumlichrelativ-festen Betrachterposition (5', O₂, O₃,... O_i).Method according to Claim 1, characterized by determining a plurality of spatially relatively fixed observer positions ( 5 ' , O ₂ , O ₃ ,... O _i ) for the plurality of time-staggered 3D data volumes (V ₂ , V ₃ ,... V _i ) at the plurality of times (t ₂ , t ₃ ,. t _i ) and displaying the evaluation volume ( 3 ' ) in each case from a perspective of a spatially relatively fixed observer position ( 5 ' , O ₂ , O ₃ , ... O _i ).
[3]
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,dass die Bilddarstellung aus der Perspektive einer räumlich relativ-festenBetrachterposition (5, 5') und unter Vorgabe eines Suchstrahls (13, 13') als ein zweidimensionalesBild erfolgt.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the image representation from the perspective of a spatially relatively fixed observer position ( 5 . 5 ' ) and given a search beam ( 13 . 13 ' ) takes place as a two-dimensional image.
[4]
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,dass die Bilddarstellung in Form zweier oder mehrerer zweidimensionalerBilder unter Verwendung zweier oder mehrerer räumlich vergleichsweise leichtzueinander verschobener relativ-festen Betrachterpositionen erfolgt.Method according to one of claims 1 to 3, characterizedthat the image representation in the form of two or more two-dimensionalImages using two or more spatially comparatively easyshifted relative fixed viewer positions takes place.
[5]
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,dass jeder der vergleichsweise leicht zueinander verschobenen relativ-festenBetrachterpositionen ein Suchstrahl zugeordnet ist, wobei insbesonderesich die Suchstrahlen kreuzen.Method according to claim 4, characterized in thatthat each of the comparatively easily shifted relative to each other relatively solidObserver positions associated with a search beam, in particularthe search beams intersect.
[6]
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnetdurch eine 3D-Bilddarstellung in Form einer virtuellen Endoskopie.A method according to claim 1 or 2, characterizedby a 3D image representation in the form of a virtual endoscopy.
[7]
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,dass die Bilddarstellung für dieVielzahl von Betrachterpositionen (5', O₂, O₃,... O_i) und einemausgewähltenZeitpunkt erfolgt, so dass das zweidimensionale Bild als ein räumlich veränderlichesBewegtbild vorliegt.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the image representation for the plurality of viewer positions ( 5 ' , O ₂ , O ₃ , ... O _i ) and a selected time, so that the two-dimensional image exists as a spatially varying moving image.
[8]
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnetdurch eine räumlicheNavigationsmöglichkeitinnerhalb eines 3D-Datenvolumens (1, 1', V_i)für einenausgewähltenZeitpunkt, insbesondere durch eine räumliche Navigationsmöglichkeitinnerhalb des Auswertevolumens (3, 3').Method according to one of claims 1 to 7, characterized by a spatial navigation capability within a 3D data volume ( 1 . 1' , V _i ) for a selected time, in particular by a spatial navigation option within the evaluation volume ( 3 . 3 ' ).
[9]
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,dass die Bilddarstellung für dieVielzahl von Zeitpunkten (t₁, t₂,...t_i) und einer ausgewählten Betrachterposition (5, 5', O_i)erfolgt, so dass das zweidimensionale Bild als ein zeitlich veränderlichesBewegtbild vorliegt.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the image representation for the plurality of times (t ₁ , t ₂ , ... t _i ) and a selected viewer position ( 5 . 5 ' , O _i ), so that the two-dimensional image exists as a time-varying moving image.
[10]
Verfahren nach Anspruch 9, gekennzeichnet durcheine variabel einstellbare Geschwindigkeit für den Ablauf des zeitlich veränderlichenBewegtbildes.Method according to claim 9, characterized bya variably adjustable speed for the expiration of the time-variableMoving image.
[11]
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnetdurch eine zeitliche Navigationsmöglichkeit innerhalb eines 3D-Datenvolumens(1, 1',V_i) füreine ausgewählteBetrachterposition, insbesondere durch eine zeitliche Navigationsmöglichkeit innerhalbdes Auswertevolumens (3, 3').Method according to one of Claims 1 to 10, characterized by temporal navigation capability within a 3D data volume ( 1 . 1' , V _i ) for a selected observer position, in particular by temporal navigation possibility within the evaluation volume ( 3 . 3 ' ).
[12]
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem das Verfahrenzur medizinischen Bilddarstellung und -verarbeitung ein bildgebendesVerfahren in der Computertomografie ist.Method according to one of claims 1 to 11, wherein the methodfor medical imaging and processing an imagingMethod in computed tomography is.
[13]
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem das Verfahrenzur medizinischen Bilddarstellung und -verarbeitung ein bildgebendesVerfahren in der Magnetresonanztomografie ist.The method of any one of claims 1 to 11, wherein the method of medical imaging and processing is an imaging procedure ren in magnetic resonance imaging.
[14]
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 ausgehend voneinem unter Verwendung eines Kontrastmittels gewonnenen 3D-Datenvolumen.Method according to one of claims 1 to 13 starting froma 3D data volume obtained using a contrast agent.
[15]
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 zur Bilddarstellungund -verarbeitung von Computertomografie-Bildern innerhalb einesKolons.Method according to one of Claims 1 to 14 for image presentationand processing of computed tomography images within oneColon.
[16]
Verfahren zur nach einem der Ansprüche 1 bis14 Bilddarstellung und -verarbeitung von Computertomografie-Bilderninnerhalb einer Bronchie.Method according to one of claims 1 to14 Image display and processing of computed tomography imagesinside a bronchie.
[17]
Verfahren zur nach einem der Ansprüche 1 bis14 Bilddarstellung und -verarbeitung von Computertomografie-Bilderninnerhalb eines Blutgefäßes.Method according to one of claims 1 to14 Image display and processing of computed tomography imagesinside a blood vessel.
[18]
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 zur Bilddarstellungund -verarbeitung von Computertomografie-Bildern innerhalb einesHerzens.Method according to one of Claims 1 to 14 for image presentationand processing of computed tomography images within oneHeart.
[19]
Computertomografie-Gerät, welches wenigstens ein Bedienelementfür einenVerfahrensschritt (21 bis 35) des Verfahrens zurDurchführungdes Verfahrens nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche aufweist.Computer tomography device, which has at least one operating element for a method step ( 21 to 35 ) of the method for carrying out the method according to one of the preceding method claims.
[20]
Arbeitsstation zur Bilddarstellung und -verarbeitungvon Computertomografie-Bildern, welche wenigstens ein Bedienelementfür einenVerfahrensschritt (21 bis 35) des Verfahrens zurDurchführung desVerfahrens nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche aufweist.Workstation for image display and processing of computer tomography images, which at least one control element for a process step ( 21 to 35 ) of the method for carrying out the method according to one of the preceding method claims.
[21]
Computerprogrammprodukt zur Bilddarstellung und-verarbeitung von Computertomografie-Bildern, welches wenigstensein Programmmodul füreinen Verfahrensschritt (21 bis 35) des Verfahrenszur Durchführungdes Verfahrens nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche aufweist.Computer program product for image display and processing of computed tomography images, which comprises at least one program module for a method step ( 21 to 35 ) of the method for carrying out the method according to one of the preceding method claims.

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