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    • 专利摘要:
    Ein medizinisches bildgebendes Diagnostikverfahren lässt sich im Rahmen einer medizinischen 3-D-Bilddarstellung und -verarbeitung gleichzeitig vereinfachen und verbessern. Dazu geht das vorliegende Konzept von einem Verfahren zur medizinischen 3-D-Bilddarstellung und Verarbeitung aus, das folgende Verfahrensschritte aufweist: Bereitstellen eines 3-D-Datenvolumens (1), Vorgeben einer Betrachterposition (3), eines Suchstrahls (5) und eines Bildpunktwertes (W) für das 3-D-Datenvolumen (1). Das Konzept sieht zur Vereinfachung und Verbesserung vor: Bestimmen eines vorläufigen Bildpunktes (7) auf dem Suchstrahl (5) auf Grundlage des Bildpunktwertes (W), Ausdehnen des Suchstrahls (5) in einen erweiterten Suchbereich (11) jenseits des vorläufigen Bildpunktes (7) und Bestimmen eines optionalen Bildpunktes (13) in dem erweiterten Suchbereich (11).A medical imaging diagnostic method can be simultaneously simplified and improved in the context of medical 3-D image display and processing. For this purpose, the present concept is based on a method for medical 3-D image display and processing which has the following method steps: provision of a 3-D data volume (1), specification of a viewer position (3), a search beam (5) and a pixel value (W) for the 3-D data volume (1). The concept provides for simplification and improvement: determining a provisional pixel (7) on the search beam (5) on the basis of the pixel value (W), expanding the search beam (5) into an extended search region (11) beyond the preliminary pixel (7) and determining an optional pixel (13) in the extended search area (11).
    公开号:DE102004027708A1
    申请号:DE200410027708
    申请日:2004-06-07
    公开日:2006-01-05
    发明作者:Lutz Dr. Gündel
    申请人:Siemens AG；
    IPC主号:A61B6-03
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft ein Verfahren zur medizinischen 3D-Bilddarstellung und-verarbeitung, aufweisend die Verfahrensschritte: Bereitstelleneines 3D-Datenvolumens, Vorgeben einer Betrachterposition, einesSuchstrahls und eines Bildpunktwertes für das 3D-Datenvolumen. DieErfindung betrifft weiter ein Computertomografiegerät, eineArbeitsstation und ein Computerprogrammprodukt.TheThe invention relates to a method for medical 3D imaging andprocessing, comprising the method steps: providinga 3D data volume, specifying a viewer position, aSearch beam and a pixel value for the 3D data volume. TheThe invention further 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 Bereistellen der digitalen Daten im Rahmeneiner Datenkonstruktion. Insbesondere Computertomografiebilder liegenin digitaler Form vor und könnensomit direkt in einem Rechner oder einer Arbeitsstation weiterverarbeitetwerden. Aus den Originalbildern können Bilder in neuer Orientierungmit zwei- oder dreidimensionalerDarstellung (2D-Darstellung, 3D-Darstellung) gewonnen werden, umeine 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 recording and providing the digital data in the framea data construction. In particular, computed tomography images are locatedin digital form and canthus further processed directly in a computer or workstationbecome. From the original images, images in a new orientationwith two- or three-dimensionalRepresentation (2D representation, 3D representation) can be obtained toa suitable 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 der3D-Bilddarstellung und -verarbeitung etabliert. Für dieseVorgehensweisen sind bei einem Computerto mografiegerät geeigneteBedienelemente, z. B. eine Computermaus oder andere Kontrollmedien,vorgesehen. Eine Arbeitsstation zur Bilddarstellung und -verarbeitung vonComputertomografiebildern weist eine entsprechende Softwareausstattungin Form eines Computerprogrammprodukts und eine Bedienoberfläche auf einemBildschirm mit entsprechenden mit Funktionen belegten Bedienelementenauf.meanwhilehave a number of different approaches to theEstablished 3D image representation and processing. For thisProcedures are suitable for a computer tomography deviceOperating elements, eg. A computer mouse or other control media,intended. A workstation for image representation and processing ofComputed tomography images has a corresponding software equipmentin the form of a computer program product and a user interface on oneScreen with corresponding controls assigned with functionson.
    [0004] DieComputertomografie (CT) stellt in der Regel zunächst zweidimensionale Schnittbilderder Transversalebene eines zu untersuchenden Körpers als direkte Aufnahmeebenezur 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 Möglichkeit bestehtin der interaktiven Durchsicht und Auswertung des Bildvolumens,meist kontrolliert durch ein entsprechendes Bedienelement. Der Untersucher kannsich mit Hilfe solcher Bedienelemente – ähnlich wie im Ultraschall durchFühreneines Schallkopfes – ananatomisierte Strukturen und pathologische Details herantasten unddurch Vor- und Zurückfahren dasjenigeBild auswählen,in dem sich ein interessierendes Detail, am klarsten präsentiertist, 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. Hierfürhat sich der Begriff "Sliding ThinSlab" (STS) etabliert.Alle 2D-Darstellungen haben den Vorteil, dass die Computertomografiewerte direktund unverfälschtzur Darstellung kommen. Eventuelle Interpolationen oder Mittelwertbildungen über mehrereSchichten sind dabei vernachlässigbar. Damitist immer eine einfache Orientierung 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) usually provides two-dimensional cross-sectional imagesthe transverse plane of a body to be examined as a direct recording planeto disposal.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 forthe diagnostic essential possibility existsin the interactive review and evaluation of the image volume,usually controlled by a corresponding control element. The examiner canitself with the help of such controls - similar to the ultrasound throughTo leadof a transducer - onapproach anatomical structures and pathological details andby driving back and forth thatChoose picture,where a detail of interest is most clearly presentedis, 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. Thereforhas the term "Sliding ThinSlab "(STS) established.All 2D representations have the advantage that the computer tomography scores directlyand unadulteratedcome to the presentation. Possible interpolations or averaging over severalLayers are negligible. In order tois always a simple orientation in the evaluation volume, that 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 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, diagnosis is usually 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 is made. 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. Due to the process inherent repetition of this process, the examiner on the basis of given pixel values in the context of a CT value profile for the search beam shown 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.Für eineParallelprojektion eignet sich insbesondere eine "Maximum IntensityProjection" (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. Zu bevorzugende Zentralprojektionen können beispielsweisedurch ein "SurfaceShaded Display" (SSD)oder durch ein "perspectiveVolume Rendering" (pVR)(oder auch "virtuelleEndoskopie") erzieltwerden. Dementsprechend gibt es das SSD oder auch das in der virtuellenEndoskopie benutzte pSSD.All3D representations can,So in the context of a secondary application,either as a central projection or as a parallel projection.For oneParallel projection is in particular a "maximum intensityProjection "(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. For example, preferred central projections may bethrough a "SurfaceShaded Display "(SSD)or by a "perspectiveVolume Rendering "(pVR)(or "virtualEndoscopy ") achievedbecome. Accordingly, there is the SSD or even in the virtualEndoscopy used pSSD.
    [0008] Beider SSD handelt es sich um eine schwellenbasierte Oberflächendarstellung,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 "virtuelle Endoskopie" soll eine perspektivischeAnsicht der Nahumgebung des virtuellen "Endoskopkopfes" möglichmachen. Strukturen können anders alsbeim 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. Insbesonderekann mit einer so genannten "Vessel-View"-Methode das Innere eines Auswertevolumenssichtbar gemacht werden.atthe SSD is a threshold-based surface 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 "virtual endoscopy" should be a perspectiveView of the vicinity of the virtual "endoscope head" possibledo. Structures can be differentat the actualEndoscope viewed from different directions and movingbecome. So-called "fly-throughs" that give the impressionof a virtual flight through the VOI are possible. Thisis not only aestheticand instructive, but can also be diagnostically valuable. EspeciallyCan use a so-called "Vessel View" method, the interior of a Auswertevolumensbe made visible.
    [0009] Allegenannten Verfahren zur 3D-Bilddarstellung und Verarbeitung bestimmeneinen endgültigen Bildpunktauf dem Suchstrahl auf Grundlage eines in geeigneter Weise vorgegebenenBildpunktwertes. Dies führtletztendlich zur Darstellung einer interessierenden Oberfläche für das zuuntersuchende Objekt im Auswertevolumen. In vielen Fällen interessiert jedoch,zusätzlichzur Oberflächedes zu untersuchenden Objektes, das Gewebe wenige Zentimeter hinterder Oberfläche.Hierzu muss z.Zt. auf zusätzliche2D-Darstellungen, z. B. im Rahmen des MPR oder STS, parallel zur3D-Bilddarstellung und -verarbeitung zurückgegriffen werden. Dies erweistsich in der Bedienung als sehr zeitaufwändig und umständlich,da zum Teil mehrfach ein Wechsel aus der 3D-Darstellung in die 2D-Darstellungvollzogen werden muss. Damit muss die vorteilhaft realistische Präsentationim Rahmen der 3D-Bilddarstellung aufgegeben werden, um diagnostischrelevante Details lediglich im Rahmen der 2D-Darstellung herauszuarbeiten.Alldetermine the methods for 3D image display and processinga final pixelon the search beam based on a suitably predeterminedPixel value. this leads toultimately to represent a surface of interest for thatexamining object in the evaluation volume. In many cases, however, interestedadditionallyto the surfaceof the object to be examined, the tissue a few centimeters behindthe surface.For this purpose must z.Zt. on additional2D representations, z. As part of the MPR or STS, parallel to3D image display and processing are used. This provesin the operation as very time-consuming and cumbersome,because sometimes several times a change from the 3D representation to the 2D representationmust be completed. This must be the advantageous realistic presentationabandoned in the context of 3D imaging to be diagnosticto elaborate relevant details only in the context of the 2D representation.
    [0010] Wünschenswertwäre abereine gezielte Herausarbeitung relevanter Details im Rahmen der 3D-Darstellung.Damit würdeeine fürdie diagnostische Befundung vollkommen ausreichende 3D-Darstellung erreicht.Desirablebut would bea targeted elaboration of relevant details in the context of the 3D presentation.That wouldone forthe diagnostic findings achieved a sufficient 3D representation.
    [0011] Andieser Stelle setzt die Erfindung an, deren Aufgabe es ist, einVerfahren und eine Vorrichtung zur medizinischen 3D-Bilddarstellung und-verarbeitung anzugeben, wobei die Diagnostik im Rahmen der 3D-Darstellungvon medizinischen Bil dern vereinfacht und hinsichtlich der diagnostischenBefundung verbessert ist.Atthis point is the invention of whose task it is aMethod and apparatus for medical 3D imaging andprocessing, with the diagnostics in the context of the 3D representationof medical images simplified and diagnosticFindings are improved.
    [0012] DieseAufgabe wird gelöstdurch ein eingangs genanntes Verfahren, das erfindungsgemäß die weiterenVerfahrensschritte aufweist: – Bestimmeneines vorläufigenBildpunktes auf dem Suchstrahl auf Grundlage des Bildpunktwertes – Ausdehnendes Suchstrahls in einen erweiterten Suchbereich jenseits des vorläufigen Bildpunktes und – Bestimmeneines optionalen Bildpunktes in dem erweiterten Suchbereich. This object is achieved by an aforementioned method, which according to the invention comprises the further method steps: Determining a preliminary pixel on the search beam based on the pixel value Expanding the search beam into an extended search area beyond the preliminary pixel and Determining an optional pixel in the extended search area.
    [0013] DerErfindung liegt die Überlegungzugrunde, dass es im Rahmen der 3D-Bilddarstellung und -verarbeitungeine Möglichkeitgeben sollte, hinter dargestellte Flächen/Oberflächen zu schauen. Der Blickdes Untersuchers reicht im Rahmen der eingangs beschriebenen Verfahrennämlichlediglich bis zu den genannten Flächen/Oberflächen, da aufgrund eines vorgegebenenBildpunktwertes ein bereits endgültigerBildpunkt bestimmt wird.Of theInvention is the considerationunderlying that in the context of 3D image representation and processinga possibilityshould be to look behind displayed surfaces / surfaces. The viewthe examiner is within the scope of the method described abovenamelyonly up to the mentioned areas / surfaces, because of a givenPixel value already finalPixel is determined.
    [0014] Demgegenüber siehtdas vorliegende Verfahren die Bestimmung eines lediglich vorläufigen Bildpunktesvor. Der vorläufigeBildpunkt wird dann als Startpunkt für ein Ausdehnen des Suchstrahlsin einen erweiterten Suchbereich jenseits des vorläufigen Bildpunktesverwendet. Anschließendwird ein optionaler Bildpunkt in dem erweiterten Suchbereich bestimmt.Dem Untersucher ist es also möglich,einen Blick hinter eine gemäß dem Standder Technik endgültigeund gemäß dem neuenKonzept zunächst vorläufig bestimmteOberflächezu werfen.In contrast, seesthe present method determining a merely preliminary pixelin front. The preliminaryPixel then becomes the starting point for expanding the search beamin an extended search area beyond the preliminary pixelused. Subsequentlyan optional pixel is determined in the extended search area.The examiner is therefore able toa look behind one according to the standthe technology finaland according to the new oneConcept initially provisionally determinedsurfaceto throw.
    [0015] DerErfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine gezielte Diagnostikim Rahmen der 3D-Darstellung möglichwird, indem ein gemeinsamer Zugang für die Darstellung von Oberflächen und Tiefeninformationim Rahmen medizinischer 3D-Bilddarstellung und -verarbeitung gegebenwird. Die gemeinsame Darstellung von Oberfläche und Tiefeninformation ineinem 3D-Darstellungsmodusstellt eine grundlegende Erneuerung dar, die eine Vielzahl diagnostischerAnsätzeermöglicht.Insbesondere wird es möglich,diagnostisch relevante Details gezielt bereits im Rahmen einer 3DDarstellung herauszuarbeiten.Of theThe invention is based on the finding that a targeted diagnosticsin the context of the 3D representation possibleis created by a common access for the representation of surfaces and depth informationgiven in the context of medical 3D image display and processingbecomes. The common representation of surface and depth information ina 3D presentation moderepresents a fundamental renewal involving a variety of diagnosticapproachesallows.In particular, it will be possibletargeted diagnostically relevant details already in the context of a 3DTo work out the representation.
    [0016] VorteilhafteWeiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zuentnehmen und geben im Einzelnen vorteilhafte Möglichkeiten an, das Verfahrenim Rahmen des erläutertenKonzepts zu realisieren.advantageousFurther developments of the invention are the dependent claimsIn particular, they provide advantageous possibilities and the methodin the context of the explainedTo realize the concept.
    [0017] Vorzugsweiseist ein interaktives oder automatisches Vorgeben des erweitertenSuchbereichs vorgesehen. Der Untersucher kann den erweiterten Suchbereichselbst bestimmen. Es kann auch wünschenswertsein, dass der Untersucher lediglich eine gewisse Diagnostiksituationangibt und sich aufgrund von gewissen Erfahrungswerten ein automatischvorgegebener Suchbereich einstellt. Gegebenenfalls können demUntersucher auch eine Anzahl zu bevorzugender, ggf. automatischbestimmter, Suchbereiche im Rahmen einer Menüauswahl angeboten werden. Dadurchwird vermieden, dass ein erweiterter Suchbereich zu klein gewählt wird,wodurch dann zu wenig Tiefeninformation zur Verfügung stünde. Andererseits wird vermieden,dass ein erweiterter Suchbereich zu groß ausfällt, so dass eine Nähe zu einem Bereichmit hohem Kontrast, z. B. einem Skelettteile oder Knochenbereich,vermieden wird. Skelett- oder kontrastmittelgefüllte Gefäße stellen nämlich inder Regel Strukturen dar, die sich im Vergleich zu ihrer Umgebungdurch besonders hohe Kontraste auszeichnen und deshalb die eigentlichzu untersuchenden Details überblendenkönnten.Je nach Diagnosesituation kann also die Vorgabe eines speziell für die Diagnosesituationabgestimmten und quantifizierten erweiterten Suchbereichs vorteilhaftsein.Preferablyis an interactive or automatic predication of the advancedSearch range provided. The examiner can use the extended search areadetermine yourself. It may also be desirablebe that the examiner only a certain diagnostic situationindicates and on the basis of certain experience an automaticallypreset search range. If necessary, theInvestigators also a number too preferable, possibly automaticallycertain search areas are offered as part of a menu selection. Therebyprevents an extended search area from being too small,which would then have too little depth information available. On the other hand, it avoidsthat an extended search area fails too large, leaving a proximity to an areawith high contrast, z. B. a skeletal parts or bone area,is avoided. Namely, skeletal or contrast medium filled vessels are inTypically, structures represent themselves compared to their surroundingscharacterized by particularly high contrasts and therefore the actuallyfade to examine detailscould.Depending on the diagnostic situation, it may therefore be necessary to specify a specific one for the diagnosis situationcoordinated and quantified extended search area advantageousbe.
    [0018] Vorzugsweisewird der Suchstrahl im erweiterten Suchbereich parametrisiert. EineParametrisierung des Suchstrahls ist vorteilhaft für die rechnerischeVerarbeitung und eine Quantifizierung des erweiterten Suchbereichs.Preferablythe search beam is parameterized in the extended search area. AParameterization of the search beam is advantageous for the computationalProcessing and quantification of the extended search area.
    [0019] Vorzugsweisesieht das Verfahren ein Bestimmen des optionalen Bildpunktes indem erweiterten Suchbereich auf Grundlage eines erweiterten Wertebereichsfür einenBildpunktwert, d. h. eines erweiterten Bildpunktwertebereichs, vor.Der optionale Bildpunkt wird also ggf. auf Grundlage eines neuen Bildpunktwertes,der nicht mit dem ursprünglichen Bildpunktwert übereinstimmenmuss, bestimmt. Auf diese Weise kann im erweiterten Suchbereichdie gezielte Diagnose relevanter Details verfeinert oder verbessertwerden. Dazu kann der erweiterte Bildpunktwertebereich je nach Anwendungbeispielsweise einen einzigen, mehrere oder eine Gewichtung vonerweiterten Bildpunktwerten enthalten. So kann ein Bildpunktwertbeispielsweise in Form eines Schwellwertes angegeben sein. Eineandere Möglichkeitbesteht darin, eine Anzahl von mehreren Bildpunktwerten in Formvon gestaffelten Schwellwerten anzugeben. Schließlich kann ein Bildpunktwertebereichin Form einer Gewichtung einer Vielzahl von Bildpunktwerten vorliegen.Dadurch können,insbesondere im erweiterten Suchbereich, unterschiedlichste Details gleichzeitigals Bildpunkte zu einer Bilddarstellung beitragen.Preferablythe method includes determining the optional pixel in FIGthe extended search scope based on an extended range of valuesfor onePixel value, d. H. an extended pixel value range.The optional pixel is thus possibly based on a new pixel value,that does not match the original pixel valuemust, determined. This way, in the extended search arearefine or improve the targeted diagnosis of relevant detailsbecome. This can be done with the extended pixel value range depending on the applicationfor example, a single, multiple, or a weighting ofcontain extended pixel values. So can a pixel valuebe specified for example in the form of a threshold. Adifferent possibilityis to form a number of multiple pixel valuesindicate staggered thresholds. Finally, a pixel value rangein the form of a weighting of a plurality of pixel values.As a result,especially in the extended search area, different details at the same timecontribute as pixels to an image representation.
    [0020] Vorzugsweiseist ein interaktives oder automatisches Vorgeben des erweitertenBildpunktwertebereichs vorgesehen. Ein erweiterter Bildpunktwertebereichsollte derart ausgewogen gewähltsein, dass eine Tiefeninformation in geeigneter Weise zur Verfügung gestelltwird. Ein Bildpunktwertebereich, also eine Auswahl an Bildpunktwerten,sollte in seinen Werten (z. B. Kontrastwerte) nicht zu niedrig sein,um einen Mangel an Tiefeninformation zu vermeiden und andererseitsnicht zu hoch sein, um eine Nähezu einem zu hohen Kontrastbereich, beispielsweise in Form einesKnochens oder eines kontrastmittelgefüllten Gefäßes, zu vermeiden.Preferablyis an interactive or automatic predication of the advancedPixels range provided. An extended pixel value rangeshould be chosen in such a balanced waybe that depth information provided in a suitable mannerbecomes. A pixel value range, ie a selection of pixel values,should not be too low in its values (eg, contrast values),to avoid a lack of depth information and on the other handnot too high to be closetoo high a contrast range, for example in the form of aBone or a contrast medium-filled vessel to avoid.
    [0021] Alseine besonders bevorzugte Weiterbildung kann eine interaktive oderautomatische Auswahl des optionalen Bildpunktes als alternativeroder zusätzlicherBildpunkt zur Verfügunggestellt werden. So kann beispielsweise eine automatische Suche nacheiner Läsionim Verfahren implementiert werden. Unter einer Läsion ist im Allgemeinen jedeabnorme Struktur oder Strukturänderung,beispielsweise eines Organs, insbesondere aufgrund einer Verletzungoder einer Krankheit zu verstehen. Eine Läsion kann oftmals recht genauin ihrer Form und Größe umschriebenund charakterisiert werden. Die automatische Suche von Läsionen siehteine computerautomatisierte Suchfunktion nach einer bestimmten geometrischen,für dieLäsioncharakteristischen, Struktur vor. Hiermit wäre beispielsweise eine schnelleDifferenzierung zwischen diagnostisch wichtigen Befunden und denso genannten "Falsch-Positiven" Ergebnissen möglich.As a particularly preferred development, an interactive or automatic selection of the optional pixel as an alternative or additional pixel can be provided. For example, an automatic search for a lesion can be implemented in the procedure. A lesion is to be understood in general as any abnormal structure or structural change, for example of an organ, in particular due to an injury or a disease. A lesion can often be circumscribed and characterized in its exact form and size. Automatic lesion search provides a computer-automated search for a specific geometric lesion-like structure. This would be a quick example Differentiation between diagnostically important findings and the so-called "false-positive" results possible.
    [0022] Vorzugsweiseist das Darstellen des vorläufigenBildpunktes mit dem Bildpunktwert vorgesehen. Der optionale Bildpunktmit dem optionalen Bildpunktwert kann vorzugsweise zusätzlich imselben Bild oder parallel dazu in einem weiteren Bild dargestelltwerden. Bei dieser Weiterbildung trägt also nur der vorläufige Bildpunktoder nur der optionale Bildpunkt oder beide zur 3D-Bilddarstellungbei. Hier bietet sich beispielsweise eine MIP-Darstellung an.Preferablyis the presentation of the provisionalPixel provided with the pixel value. The optional pixelwith the optional pixel value may preferably additionally inthe same picture or parallel to it in another picturebecome. In this development, so only the provisional pixel contributesor just the optional pixel or both for 3D imagingat. Here, for example, offers an MIP representation.
    [0023] ImRahmen einer anderen besonders bevorzugten Weiterbildung ist dasVorhalten und Darstellen des optionalen Bildpunktes mit dem optionalen Bildpunktwertin einer Bildpunktlinse vorgesehen. Eine Bildpunktlinse wird auchals eine Voxel-Linse bezeichnet. Der optionale Bildpunkt wird alsoerzeugt, sobald er in den Bereich einer Voxel-Linse gerät, die vomUntersucher geführtwerden kann.in theAnother particularly preferred development is thePreserve and display the optional pixel with the optional pixel valueprovided in a pixel lens. A pixel lens will tooreferred to as a voxel lens. The optional pixel will be sogenerated as soon as it enters the area of a voxel lens, which from theInvestigators ledcan be.
    [0024] DesWeiteren hat sich gezeigt, dass das oben erläuterte Verfahren vorteilhaftmit zusätzlichen Funktionenergänztwerden kann, welche die Diagnostik erleichtern. So sieht eine beson dersbevorzugte Weiterbildung des Verfahrens eine Ausgabe von Maximalund/oder Minimal- und/oder Mittelwerten unter Berücksichtigungdes erweiterten Suchbereichs vor. Dabei sind insbesondere tatsächlich gemesseneCT-Werte des erweiterten Suchbereichs zu berücksichtigen.OfFurthermore, it has been shown that the method explained above is advantageouswith additional functionsaddedwhich facilitate the diagnosis. That's how it looks likepreferred development of the method an output of maximumand / or minimum and / or average values under considerationof the extended search area. In particular, actually measuredConsider CT values of the extended search range.
    [0025] DesWeiteren ist vorteilhaft eine Ausgabe einer Verteilung von Bildpunktwertenunter Berücksichtigungdes erweiterten Suchbereichs vorgesehen. Dabei sind insbesonderetatsächlichgemessene CT-Werte im erweiterten Suchbereich zu berücksichtigen.Eine Verteilung kann beispielsweise in Form eines Histogramms gegebensein.OfFurther, it is advantageous to output a distribution of pixel valuesconsideringof the extended search area. Here are in particularindeedto take into account measured CT values in the extended search area.A distribution can be given for example in the form of a histogrambe.
    [0026] Eshat sich gezeigt, dass sich das oben erläuterte Konzept hinsichtlichder 3D-Bilddarstellung besonders effektiv im Rahmen einer virtuellenEndoskopie umsetzen lässt.Bei solchen virtuellen endoskopischen Ansichten, die auch als endoluminaleAnsichten bezeichnet werden, handelt es sich praktisch um ein perpektivischesVR oder perspektivisches SSD. Vorrangiges Einsatzgebiet dieser Techniksind anatomische Strukturen, die auch Endoskopen zugänglich sind.Dazu gehörtbeispielsweise 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.ItIt has been shown that the above-mentioned concept in terms ofthe 3D image display particularly effective in the context of a virtualEndoscopy can be implemented.In such virtual endoscopic views, also called endoluminalViews are practically a perpectiveVR or perspective SSD. Priority area of application of this techniqueare anatomical structures that are also accessible to endoscopes.This 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.
    [0027] Dasoben erläuterteKonzept sieht eine Weiterbildung des Verfahrens insbesondere imRahmen der Koloskopie, der Bronchoskopie oder der Zisternoskopievor.Theexplained aboveConcept sees a further development of the procedure in particular in theScope of colonoscopy, bronchoscopy or cisternoscopyin front.
    [0028] Dazuerfolgt eine medizinische Bilddarstellung und -verarbeitung Bildern,insbesondere Computertomografie- oder Magnetresonanztomografie-Bildern,eines Kolons bzw. eines Bronchialbaums bzw. einer Zisterne im Rahmendes erläutertenVerfahrens.Totakes place a medical image presentation and processing images,in particular computed tomography or magnetic resonance tomography images,a colon or a bronchial tree or a cistern in the frameof the explainedProcess.
    [0029] Dasoben erläuterteKonzept erweist sich im Rahmen einer Weiterbildung als besondersnützlich für ein Verfahren,das ausgeht von einem unter Verwendung eines Kontrastmittels gewonnenen3D-Datenvolumens. Vorzugsweise werden insbesondere die oben genanntenStrukturen mit Kontrastmittel versetzt. Als Kontrastmittel kannLuft, CO2, N2, O2, Wasser oder ein anderes geeignetes Kontrastmittel Verwendungfinden.The above-described concept proves to be particularly useful in a further development of a method that starts from a 3D data volume obtained using a contrast agent. Preferably, in particular the above-mentioned structures are mixed with contrast agent. As a contrast agent, air, CO 2 , N 2 , O 2 , water or another suitable contrast agent can be used.
    [0030] DasVerfahren zur medizinischen Bilddarstellung und -verteilung istbesonders vorteilhaft in Form eines bildgebenden Verfahrens in derComputertomografie realisiert. Gleichermaßen ist jedoch auch eine Realisierungfür unteranderen Modalitäten gewonnenenDatenvolumina möglich,z. B. im Rahmen der Magnetresonanztomografie (MRT) oder der Positronen-Emissions-Tomografie (PET).TheA method of medical imaging and distribution isParticularly advantageous in the form of an imaging method in theComputer tomography realized. Equally, however, is also a realizationfor underwon over other modalitiesData volumes possible,z. As in the context of magnetic resonance imaging (MRI) or positron emission tomography (PET).
    [0031] Das3D-Datenvolumen kann beispielsweise auch im Rahmen einer dreidimensionalenUltraschalluntersuchung gewonnen sein.TheFor example, 3D data volume can also be used in the context of a three-dimensionalUltrasound examination to be won.
    [0032] Hinsichtlichder Vorrichtung wird die Aufgabe durch die Erfindung mittels einemComputertomografiegerätoder einem Magnetresonanztomografiegerät gelöst, welches wenigstens einBedienelement füreinen Verfahrensschritt des Verfahrens zur Durchführung desVerfahrens aufweist.RegardingThe device is the object of the invention by means of aComputer tomographor a magnetic resonance tomography device which has at least oneOperating element fora process step of the method for carrying out theHas method.
    [0033] Hinsichtlichder Vorrichtung führtdie Erfindung auch auf eine Arbeitsstation zur Bilddarstellung und-verarbeitung von Computertomografie- oder Magnetresonanztomografie-Bilder,welche wenigstens ein Bedienelement für einen Verfahrensschritt zurDurchführungdes oben erläutertenVerfahrens aufweist. Die Arbeitsstation kann insbesondere für Nicht-Biopsie-Anwendungenvorteilhaft sein. Sie dient vorzugsweise zur Monitorbefundung.Regardingthe device leadsthe invention also to a workstation for image display andprocessing of computed tomography or magnetic resonance tomography images,which at least one operating element for a method step forexecutionof the aboveHas method. The workstation can be used especially for non-biopsy applicationsbe beneficial. It is preferably used for monitoring the monitor.
    [0034] Untereinem Bedienelement ist insbesondere ein Softwaremittel und/oderein Hardwaremittel einzeln oder in Kombination zu verstehen, mitdem einer der oben genannten Verfahrensschritte ausgeführt oderkontrolliert werden kann.Undera control element is in particular a software means and / orto understand a hardware means singly or in combination withone of the above-mentioned method steps executed orcan be controlled.
    [0035] DieErfindung führtauch auf ein Computerprogrammprodukt zur Bilddarstellung und -verarbeitungvon Computertomografie- oderMagnetresonanztomografie-Bildern, welches wenigstens ein Programmmodulfür einenVerfahrensschritt zur Durchführungdes oben erläutertenVerfahrens aufweist.The invention also leads to a computer program product for image display and processing of computed tomography or magnetic resonance tomography images, which at least one Program module for a method step for carrying out the method explained above.
    [0036] 1 eineskizzierte Vorgehensweise im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsformeines Verfahrens zur 3D-Bilddarstellungund -verarbeitung in der Computertomografie, wobei eine 3D-Datenvolumenschematisch dargestellt ist; 1 a sketched procedure in the context of a preferred embodiment of a method for 3D image display and processing in computed tomography, wherein a 3D data volume is shown schematically;
    [0037] 2 einenAblaufplan der bevorzugten Ausführungsformdes Verfahrens zur medizinischen 3D-Bilddarstellung und -verarbeitung. 2 a flow chart of the preferred embodiment of the method for 3D medical imaging and processing.
    [0038] 1 verdeutlichtschematisch eine Vorgehensweise im Rahmen einer besonders bevorzugten Ausführungsformdes Verfahrens zur 3D-Bilddarstellung und -verarbeitung in der Computertomografie amBeispiel der virtuellen Endoskopie. Die virtuelle Endoskopie solleine perspektivische Ansicht der Nahumgebung eines virtuellen Endoskopkopfesabbilden und wird erfolgreich z. B. für die Befundung eines Kolons,eines Bronchialbaums oder von Gefäßen eingesetzt. Die eingesetztenAlgorithmen fürVR oder SSD erlauben eine Betrachtung der Kolon- bzw. Bronchialwandmit hoher Qualität.Zur Berechnung wird hierbei der hohe Kontrastunterschied zwischen einemluftgefülltenInnenraum und dem umgebenden Gewebe ausgenützt. Die VR-Opazitäts- und Farbfunktionenwerden meist so eingestellt, dass der Übergang von Darm-, Bronchien-,Gefäßinnenräumen zumumliegenden Gewebe – alsoder Darmwand, der Bronchialwand oder der Gefäßwand – opak dargestellt wird. Besondersaufschlussreich und diagnostisch oft sehr wichtig ist es, die Strukturenbewegt und aus unterschiedlichen Richtungen zu betrachten, wie esmit dem Endoskop oder dem Operationsmikroskop in der Regel nichtrealisierbar ist. Dabei handelt es sich praktisch um Flüge durchdas Volumen – auchals so genannte "Fly-Throughs" bezeichnet –, die denEindruck eines virtuellen Flugs durch den Gewebekörperbereichvermitteln. 1 schematically illustrates a procedure in the context of a particularly preferred embodiment of the method for 3D image display and processing in computed tomography using the example of virtual endoscopy. The virtual endoscopy is intended to image a perspective view of the vicinity of a virtual endoscope head and is successfully z. B. used for the diagnosis of a colon, a bronchial tree or vessels. The algorithms used for VR or SSD allow viewing of the colon or bronchial wall with high quality. To calculate this, the high contrast difference between an air-filled interior and the surrounding tissue is utilized. The VR-Opazitäts- and color functions are usually adjusted so that the transition from intestinal, bronchial, vessel interiors to the surrounding tissue - ie the intestinal wall, the bronchial wall or the vessel wall - is displayed opaque. Especially enlightening and diagnostically often very important is to move the structures and to look at them from different directions, as is usually not possible with the endoscope or the surgical microscope. These are practically volume flights - also known as "fly-throughs" - which give the impression of a virtual flight through the tissue body area.
    [0039] 1 zeigtschematisch ein bereitgestelltes 3D-Datenvolumen 1. DasDatenvolumen 1 weist insbesondere eine Vielzahl von Bildpunkten(Voxel) auf, denen jeweils ein Bildpunktwert zugeordnet ist. Ein Beispieleines ausgezeichneten Bildpunktes ist beispielsweise die Betrachterposition 3.Die Betrachterposition 3 wird im Rahmen des Verfahrensvorgegeben. Des Weiteren wird ein von der Betrachterposition 3 ausgehenderSuchstrahl 5 vorgegeben. Im Rahmen üblicher Verfahren wird derSuchstrahl bis zu einem solchen Bildpunkt 7 fortgesetzt,welcher einen vorgegebenen Bildpunktwert W aufweist. Ein solcher BildpunktwertW kann beispielsweise in Form einer Schwelle angegeben sein, diez. B. einem hier schematisch dargestellten Kontrastwert eines Kolonsin Form einer Darmwand 9 entsprechen kann. Die Darmwand 9 wirddadurch gefunden, dass der Suchstrahl 5 in der in 1 eingezeichnetenRichtung an der Stelle des Bildpunktes 7 seinen vorgegebenenBildpunktwert W annimmt. Dem ging eine Abtastung des 3D-Datenvolumens 1 mitanderen Suchstrahlen 5' und 5'' unter Variation eines Raumwinkels α', α'' voraus. Bei dem Vorgang sucht der Untersucherunter Nutzung einer Arbeitsstation oder eines Computertomografiegerätes alsonach einer durch den Bildpunktwert W, W' bzw. W'' charakterisiertenDarmwand 9. 1 schematically shows a provided 3D data volume 1 , The data volume 1 In particular, has a plurality of pixels (voxels), each of which is assigned a pixel value. An example of an excellent pixel is, for example, the viewer's position 3 , The viewer position 3 is given in the context of the procedure. Furthermore, one of the viewer position 3 outgoing search beam 5 specified. In the usual process, the search beam is up to such a pixel 7 continued, which has a predetermined pixel value W. Such a pixel value W can be given, for example, in the form of a threshold, the z. B. a contrast value of a colon in the form of an intestinal wall shown here schematically 9 can correspond. The intestinal wall 9 is found by the fact that the search beam 5 in the in 1 drawn direction at the point of the pixel 7 its predetermined pixel value W accepts. This was a sampling of the 3D data volume 1 with other search rays 5 ' and 5 '' with variation of a solid angle α ', α''ahead. In the process, the examiner, using a workstation or a computed tomography device, thus looks for a bowel wall characterized by the pixel value W, W 'or W " 9 ,
    [0040] Dasvorliegende Konzept ermöglichtes nunmehr im Unterschied zur bisherigen Vorgehensweise ein Gewebehinter einer Oberfläche/Fläche, vorliegendhinter der Darmwand 9, darzustellen. Dazu wird der Bildpunkt 7 imUnterschied zu bisherigen Vorgehensweisen lediglich als vorläufiger Bildpunkt 7 auf demSuchstrahl 5 auf Grundlage des Bildpunktwertes W bestimmt.Danach wird der Suchstrahl 5 in einen erweiterten Suchbereich 11 jenseitsdes vorläufigen Bildpunktes 7 ausgedehnt.Danach wird ein optionaler Bildpunkt 13 in dem erweitertenSuchbe reich 11 bestimmt. Bei der in 1 dargestelltenbesonders bevorzugten Ausführungsformist dem optionalen Bildpunkt 13 ein erweiterter BildpunktwertX im Rahmen eines nicht näherdargestellten erweiterten Bildpunktwertebereichs zugeordnet. DerUntersucher hat bei diesem Ausführungsbeispielals einen erweiterten Bildpunktwert X angegeben, um hinter der Darmwand 9 nacheiner Läsionzu suchen. Dabei wurde der erweiterte Bildpunktwert X in einer für die zusuchende Läsioncharakteristischen Weise gewählt.The present concept now makes it possible, in contrast to the previous procedure, a tissue behind a surface / area, in the present case behind the intestinal wall 9 to represent. This is the pixel 7 in contrast to previous procedures, only as a provisional pixel 7 on the search beam 5 determined on the basis of the pixel value W. After that, the search beam becomes 5 in an extended search area 11 beyond the provisional pixel 7 extended. After that becomes an optional pixel 13 in the extended Suchbe rich 11 certainly. At the in 1 shown particularly preferred embodiment is the optional pixel 13 assigned an extended pixel value X in the context of an extended pixel value range, not shown. The examiner has indicated in this embodiment, as an extended pixel value X, behind the bowel wall 9 to look for a lesion. In this case, the extended pixel value X was chosen in a characteristic manner for the lesion to be searched.
    [0041] ImBeispiel der CT-Kolonografie interessiert z. B., ob im virtuellenEndoskop eine polypartige Struktur im Inneren mit Luft oder mitKontrastmittel oder Luftpartikeln gefüllt ist und somit ohne Umweg über eineMPR-Darstellung als Stuhlrest erkannt und damit bei der Diagnoseignoriert werden kann. Darüberhinaus kann bei positiven Befunden, z. B. durch die Erkennung vonenthaltenen Fettanteilen oder bei Anreicherung mit gegebenem Kontrastmitteleine differenziertere Diagnose der polypartigen Struktur erfolgen.Bei der Untersuchung eines Bronchialbaumes würde z. B. die Ausdehnung undStruktur eines Karzinoms interessieren, das jenseits der Bronchialwandliegen könnte.In dem Fall wäredas Bezugszeichen 9 einer Bronchialwand zuzuordnen. Gemäß dem hiererläutertenrichtungsweisenden Konzept wird also ein Voxel in Form des Bildpunkts 13 hinter derOberflächein Form einer Darmwand 9 oder einer anderen Wand als zusätzlicheInformation ausgewertet.In the example of CT colonography z. B. whether in the virtual endoscope a polypartige structure is filled in the interior with air or with contrast agent or air particles and thus detected without detour via an MPR representation as stool remnant and thus ignored in the diagnosis. In addition, in positive findings, eg. B. by the detection of fat levels contained or enrichment with a given contrast agent a more differentiated diagnosis of the polyp-like structure. When examining a bronchial tree z. For example, it may interest the extent and structure of a carcinoma that could be beyond the bronchial wall. In that case, the reference number would be 9 attributable to a bronchial wall. According to the directional concept explained here, a voxel in the form of the pixel thus becomes 13 behind the surface in the form of a gut wall 9 or another wall evaluated as additional information.
    [0042] Einegleichzeitige 3D-Bilddarstellung und -verarbeitung zusammen miteiner Tiefeninformation erweist sich vor allem dann als wertvoll,wenn es sich bei dem durch das 3D-Datenvolumen dargestellten Körperteilum ein bewegtes Körperteilhandelt. So kann beispielsweise die Punktierung eines Lungentumoressehr schwierig sein, da einerseits eine Bronchienwand sehr dünn ist undandererseits die Lage derselben durch die Atembewegung ständig verändert wird.Ein hinter der Bronchienwand liegender Lungentumor kann aber mitdem vorliegenden Konzept sehr wohl und besonders zuverlässig punktiert werden,selbst wenn er weniger nah an der Bronchienwand liegt. Das vorliegendeKonzept liefert nämlicheine Tiefeninformation, bei der vorliegenden Ausführungsformim Rahmen des erweiterten Suchbereichs 11.Simultaneous 3D image display and processing together with depth information is particularly valuable if it is represented by the 3D data volume Body part is about a moving body part. For example, the puncturing of a lung tumor can be very difficult, because on the one hand, a bronchial wall is very thin and on the other hand, the position of the same is constantly changed by the breathing movement. However, a lung tumor lying behind the bronchial wall can be punctured with the present concept very well and very reliably, even if it is less close to the bronchial wall. Namely, the present concept provides depth information in the present embodiment in the scope of the extended search area 11 ,
    [0043] Einerweiterter Suchbereich 11 ist bei der vorliegenden Ausführungsformgeeignet parametrisiert. So sollte ein geeignet erweiteter Suchbereich 11 beider Koloskopie im Bereich zwischen 1 und 2 cm liegen. Ein solchesAbstandsmaß istein im Darmbereich zu bevorzugendes Abstandsmaß. Bei einer Verwendung deserläutertenKonzepts im Rahmen der Bronchioskopie kann sich das anders verhalten. Dortkann es vorteilhaft sein, den erweiterten Suchbereich 11 bistief in die Lunge hinein zu definieren. Vorteilhaft ist auch, einenerweiterten Suchbereich als prozentualen Anteil des vorläufigen Suchbereichs 15 zudefinieren. Bei der Zisternoskopie können wieder andere Kriterienrelevant sein. In jedem Fall sollte der erweiterte Suchbereich 11 derartparametriert sein, dass sich der erweiterte Suchbereich 11 ineiner fürdie jeweilige Anwendung vorteilhaften Weise quantifizieren lässt. DieDarstellung des vorläufigen Bildpunktes 13 alsTeil einer CT-Bilddarstellungkann vorzugsweise im Rahmen einer MIP erfolgen, die getrennt vonder ursprünglichenendoluminalen Darstellung oder auch gemeinsam als Überlagerungangezeigt werden kann. Mit einer wählbaren Schwelle kann z. B.Kontrastmittel detektiert werden. Ein Überschreiten der Schwelle,d. h. im Bereich der Koloskopie z. B. eine Detektion von kontrastmittelgefülltem Stuhl,kann dann durch Einfärbender in der virtuellen Endoskopie dargestellten Oberfläche erfolgen.Eine weitere Ausgestaltung sieht mehrere Schwellwerte und eine Darstellungin unterschiedlichen Farben vor. In noch einer weiteren Ausgestaltungkann eine Auswertung der tatsächlichenCT-Werte zwischen einer unteren bzw. einer oberen Schwelle und derenfarbkodierter Darstellung erfolgen. Je nach Zweckmäßigkeitkann dabei eine Gewichtung von erweiterten Bildpunktwerten im erweitertenSuchbereich 11 erfolgen. Auf diese Weise könnten alleBildpunkte im erweiterten Such bereich 11 mit unterschiedlicherGewichtung dargestellt werden. Bei der in 1 erläutertenAusführungsformwird lediglich der vorläufige Bildpunkt 7 mitseinem Bildpunktwert W und der optionale Bildpunkt 13 mitseinem erweiterten Bildpunktwert Xfestgehalten. Bei der Monitorbefundungbringt der Untersucher die Darmwand 9 zur Darstellung.Bei Bedarf kann er durch Anwendung einer Bildpunktlinse – einerso genannten Voxel-Linse – denoptionalen Bildpunkt 13 mit dem optionalen BildpunktwertX als Teil eines hinter der Darmwand liegenden Bereichs 17 zurDarstellung bringen. Als besonders vorteilhaft bei dieser Art derAnwendung des erläutertenKonzepts hat es sich erwiesen, dass ein Raum jenseits der Darmwand 9 automatischnach Läsionen 19 abgesuchtwird. So kann beispielsweise nach einer wie ein Polyp aussehendenStruktur gesucht werden, indem der Raum jenseits der Darmwand 9 nachgeometrisch kugelförmigenbzw. kreisförmigenGebilden abgesucht wird. Ein solches kreisförmiges Gebilde als Beispieleiner Läsion 19 istbei der in 1 gezeigten Ausführungsformals Teil des Bereichs 17 dargestellt.An extended search area 11 is suitably parameterized in the present embodiment. So should a suitably extended search area 11 at the colonoscopy range between 1 and 2 cm. Such a distance measure is a distance measure which is to be preferred in the intestinal area. When using the described concept in the context of bronchoscopy may behave differently. There it can be advantageous to the extended search area 11 deep into the lungs. Also advantageous is an extended search area as a percentage of the preliminary search area 15 define. In cisternoscopy, other criteria may be relevant again. In any case, the extended search scope should be 11 be parameterized such that the extended search area 11 can be quantified in a manner advantageous for the respective application. The representation of the preliminary pixel 13 as part of a CT image representation may preferably be done as part of a MIP, which may be displayed separately from the original endoluminal representation or together as an overlay. With a selectable threshold z. B. contrast agents are detected. Exceeding the threshold, ie in the range of colonoscopy z. As a detection of contrast agent filled chair, can then be done by coloring the surface shown in the virtual endoscopy. Another embodiment provides multiple thresholds and a representation in different colors. In yet another embodiment, an evaluation of the actual CT values between a lower and an upper threshold and their color-coded representation can take place. Depending on the expediency, a weighting of extended pixel values in the extended search area can be used 11 respectively. In this way, all the pixels in the extended search area could 11 be presented with different weighting. At the in 1 explained embodiment, only the provisional pixel 7 with its pixel value W and the optional pixel 13 with its extended pixel value x. When examining the monitor, the examiner brings the intestinal wall 9 for presentation. If necessary, he can by using a pixel lens - a so-called voxel lens - the optional pixel 13 with the optional pixel value X as part of a region behind the intestinal wall 17 to show. It has proven to be particularly advantageous in this type of application of the illustrated concept that a space beyond the intestinal wall 9 automatically after lesions 19 is searched. For example, it is possible to search for a structure that looks like a polyp by placing the space beyond the intestinal wall 9 is searched for geometrically spherical or circular structures. Such a circular structure as an example of a lesion 19 is at the in 1 shown embodiment as part of the range 17 shown.
    [0044] Die 2 zeigtein Ablaufdiagramm einer besonders bevorzugten Ausführungsformdes Verfahrens zur medizinischen 3D-Bilddarstellung und -verarbeitung.Nach dem Start 21 des Verfahrens wird ein 3D-Datenvolumenim Verfahrensschritt 23 zur Verfügung gestellt. Dies kann einin 1 dargestelltes Datenvolumen 1 sein.Danach wird im Verfahrensschritt 25 eine Betrachterposition,ein Suchstrahl und ein Bildpunktwert vorgegeben. Dies kann einein 1 dargestellte Betrachterposition 3,ein in 1 dargestellter Suchstrahl 5 und einin 1 dargestellter Bildpunktwert W sein. Im Verfahrensschritt 27 wirdanschließendein vorläufigerBildpunkt auf dem Suchstrahl auf Grundlage des Bildpunktwertes bestimmt.Dies kann ein in 1 erläuterter vorläufiger Bildpunkt 7 sein.Im Verfahrensschritt 29 wird der Suchstrahl in einen erweitertenSuchbereich jenseits des vorläufigenBildpunktes ausgedehnt. Dies kann ein in 1 erläuterterSuchbereich 11 sein. Im Verfahrensschritt 31 wirdder optionale Bildpunkt in dem erweitern Suchbereich bestimmt. Dieskann beispielsweise ein optionaler Bildpunkt 13 der 1 sein.Vor dem Ende 35 des Verfahrens erfolgt eine Auswertungdes erweiterten Suchbereichs als zusätzliche Tiefeninformation,vorzugsweise neben oder parallel zu der 3D-Darstellung, im Verfahrensschritt 33.Geeignete Schritte des Verfahrens können in einer Stufe 37 solange wiederholt werden, bis die weiteren Bildpunkte abgearbeitetsind.The 2 shows a flowchart of a particularly preferred embodiment of the method for 3D medical imaging and processing. After the start 21 of the method becomes a 3D data volume in the method step 23 made available. This can be an in 1 illustrated data volume 1 be. Thereafter, in the process step 25 given a viewer position, a search beam and a pixel value. This can be an in 1 represented viewer position 3 , one in 1 displayed search beam 5 and one in 1 be represented pixel value W. In the process step 27 Thereafter, a preliminary pixel on the search beam is determined based on the pixel value. This can be an in 1 explained preliminary pixel 7 be. In the process step 29 the search beam is extended to an extended search area beyond the preliminary pixel. This can be an in 1 explained search area 11 be. In the process step 31 The optional pixel in the expandable search area is determined. This can be, for example, an optional pixel 13 of the 1 be. Before the end 35 In the method, the extended search range is evaluated as additional depth information, preferably next to or parallel to the 3D representation, in the method step 33 , Suitable steps of the process may be in one step 37 be repeated until the other pixels are processed.
    [0045] Einmedizinisches bildgebendes Diagnostikverfahren lässt sich im Rahmen einer medizinischen 3D-Bilddarstellungund -verarbeitung gleichzeitig vereinfachen und verbessern. Dazugeht das vorliegende Konzept von einem Verfahren zur medizinischen 3D-Bilddarstellungund Verarbeitung aus, das folgende Verfahrensschritte aufweist:Bereitstellen eines 3D-Datenvolumens 1, Vorgeben einerBetrachterposition 3, eines Suchstrahls 5 undeines Bildpunktwertes W fürdas 3D-Datenvolumen 1. Das Konzept sieht zur Vereinfachungund Verbesserung vor: Bestimmen eines vorläufigen Bildpunktes 7 aufdem Suchstrahl 5 auf Grundlage des Bildpunktwertes W, Ausdehnendes Suchstrahls 5 in einen erweiterten Suchbereich 11 jenseitsdes vorläufigenBildpunktes 7 und Bestimmen eines optionalen Bildpunktes 13 in demerweiterten Suchbereich 11.A medical imaging diagnostic method can be simultaneously simplified and improved in the context of medical 3D image display and processing. For this purpose, the present concept is based on a method for medical 3D image representation and processing which has the following method steps: provision of a 3D data volume 1 , Specify a viewer position 3 , a search beam 5 and a pixel value W for the 3D data volume 1 , The concept provides for simplification and improvement: determining a preliminary pixel 7 on the search beam 5 based on the pixel value W, expanding the search beam 5 in an extended search area 11 beyond the provisional pixel 7 and determining an optional pixel 13 in the extended search area 11 ,
    权利要求:
    Claims (20)
    [1]
    Verfahren zur medizinischen 3D-Bilddarstellungund -verarbeitung aufweisend die Verfahrensschritte: – Bereitstelleneines 3D-Datenvolumens (1), – Vorgeben einer Betrachterposition(3), eines Suchstrahls (5) und eines Bildpunktwertes(W) für das3D-Datenvolumen (1), gekennzeichnet durch – Bestimmeneines vorläufigenBildpunktes (7) auf dem Suchstrahl (5) auf Grundlagedes Bildpunktwertes (W), – Ausdehnendes Suchstrahls (5) in einen erweiterten Suchbereich (11)jenseits des vorläufigenBildpunktes (7), und – Bestimmen eines optionalenBildpunktes (13) in dem erweiterten Suchbereich (11).Method for medical 3D image display and processing comprising the method steps: - providing a 3D data volume ( 1 ), - specifying a viewer position ( 3 ), a search beam ( 5 ) and a pixel value (W) for the 3D data volume ( 1 ), characterized by - determining a preliminary pixel ( 7 ) on the search beam ( 5 ) based on the pixel value (W), - expanding the search beam ( 5 ) into an extended search area ( 11 ) beyond the provisional pixel ( 7 ), and - determining an optional pixel ( 13 ) in the extended search area ( 11 ).
    [2]
    Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eininteraktives oder automatisches Vorgeben des erweiterten Suchbereichs(11).Method according to claim 1, characterized by an interactive or automatic specification of the extended search area ( 11 ).
    [3]
    Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnetdurch eine Parameterisierung des Suchstrahls (5) im erweitertenSuchbereich (11).Method according to Claim 1 or 2, characterized by a parameterization of the search beam ( 5 ) in the extended search area ( 11 ).
    [4]
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnetdurch ein Bestimmen des optionalen Bildpunktes (13) indem erweiterten Suchbereich (11) auf Grundlage eines erweitertenBildpunktwertebereichs.Method according to one of claims 1 to 3, characterized by determining the optional pixel ( 13 ) in the extended search area ( 11 ) based on an extended pixel value range.
    [5]
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,dass der erweiterte Bildpunktwertebereich einen, mehrere oder eineGewichtung von erweiterten Bildpunktwerten (X) enthält.Method according to one of claims 1 to 4, characterizedthe extended pixel value range is one, several or oneContains weighting of extended pixel values (X).
    [6]
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnetdurch ein interaktives oder automatisches Vorgeben des erweitertenBildpunktwertebereichs.Method according to one of claims 1 to 5, characterizedthrough an interactive or automatic specification of the extendedPixel value range.
    [7]
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnetdurch eine interaktive oder automatische Auswahl des optionalenBildpunktes (13) als alternativer oder zusätzlicherBildpunkt.Method according to one of claims 1 to 6, characterized by an interactive or automatic selection of the optional pixel ( 13 ) as an alternative or additional pixel.
    [8]
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnetdurch Darstellen des vorläufigen Bildpunktes(7) mit dem Bildpunktwert (W) und/oder des optionalen Bildpunktes(13) mit dem optionalen Bildpunktwert (X).Method according to one of Claims 1 to 7, characterized by displaying the preliminary pixel ( 7 ) with the pixel value (W) and / or the optional pixel ( 13 ) with the optional pixel value (X).
    [9]
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnetdurch Vorhalten und Darstellen des optionalen Bildpunktes (13)mit dem optionalen Bildpunktwert (X) in einer Bildpunktlinse.Method according to one of claims 1 to 7, characterized by holding and displaying the optional pixel ( 13 ) with the optional pixel value (X) in a pixel lens.
    [10]
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnetdurch eine Ausgabe von Maximal- und/oder Minimal- und/oder Mittelwertenunter Berücksichtigungdes erweiterten Suchbereichs (11).Method according to one of claims 1 to 9, characterized by an output of maximum and / or minimum and / or average values taking into account the extended search range ( 11 ).
    [11]
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnetdurch eine Ausgabe einer Verteilung von Bildpunktwerten unter Berücksichtigungdes erweiterten Suchbereichs (11).Method according to one of Claims 1 to 10, characterized by outputting a distribution of pixel values taking into account the extended search range ( 11 ).
    [12]
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem das Verfahrenzur medizinischen Bilddarstellung und -verarbeitung ein bildgebendesVerfahren in der Computertomografie oder Magnetresonanztomografieist.Method according to one of claims 1 to 11, wherein the methodfor medical imaging and processing an imagingMethod in computed tomography or magnetic resonance tomographyis.
    [13]
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem die 3D-Bilddarstellungin Form einer virtuellen Endoskopie erfolgt.Method according to one of claims 1 to 12, wherein the 3D image representationin the form of a virtual endoscopy.
    [14]
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 zur medizinischenBilddarstellung und -verarbeitung von Bildern eines Kolons.Method according to one of claims 1 to 12 for the medicalImage display and processing of images of a colon.
    [15]
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 zur medizinischenBilddarstellung und -verarbeitung von Bildern eines Bronchialbaums.Method according to one of claims 1 to 12 for the medicalImage display and processing of images of a bronchial tree.
    [16]
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 zur medizinischenBilddarstellung und -verarbeitung von Bildern einer Zisterne.Method according to one of claims 1 to 12 for the medicalImage display and processing of images of a cistern.
    [17]
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, ausgehend voneinem unter Verwendung eines Kontrastmittels gewonnenen 3D-Datenvolumen(1).Method according to one of Claims 1 to 16, starting from a 3D data volume obtained using a contrast agent ( 1 ).
    [18]
    Computertomografie- oder Magnetresonanztomografie-Gerät, welcheswenigstens ein Bedienelement füreinen Verfahrensschritt (21 bis 35) des Verfahrenszur Durchführungdes Verfahrens nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche aufweist.Computed tomography or magnetic resonance 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.
    [19]
    Arbeitsstation zur Bilddarstellung und -verarbeitungvon Computertomografie- oder Magnetresonanztomografie-Bildern, welchewenigstens ein Bedienelement füreinen Verfahrensschritt (21 bis 35) des Verfahrenszur Durchführungdes Verfahrens nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche aufweist.Workstation for image display and processing of computer tomography or magnetic resonance tomography images, which at least one control element for a procedural step ( 21 to 35 ) of the method for carrying out the method according to one of the preceding method claims.
    [20]
    Computerprogrammprodukt zur Bilddarstellung und-verarbeitung von Computertomografie- oder Magnetresonanz-Bildern,welches wenigstens ein Programmmodul für einen Verfahrensschritt (21 bis 35)des Verfahrens zur Durchführungdes Verfahrens nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche aufweist.Computer program product for image display and processing of computed tomography or magnetic resonance 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 methods has proverbs.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    US20050281481A1|2005-12-22|
    DE102004027708B4|2006-07-27|
    JP2005349199A|2005-12-22|
    CN1707523A|2005-12-14|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2006-01-05| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2006-07-20| 8120| Willingness to grant licences paragraph 23|
    2007-01-25| 8364| No opposition during term of opposition|
    2016-05-02| R081| Change of applicant/patentee|Owner name: SIEMENS HEALTHCARE GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT, 80333 MUENCHEN, DE |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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    CN 200510076414| CN1707523A|2004-06-07|2005-06-07|医学图像显示和处理方法、ct设备、工作站及程序产品|
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