DE10046111A1 - Vorrichtung zur vierdimensionalen Darstellung einer Sturkturveränderung, insbesondere eines Krankheitsverlaufes - Google Patents

Abstract

Vorrichtung zur Darstellung des zeitlichen Verlaufs einer Strukturveränderung, insbesondere eines Krankheitsverlaufes anhand von 2-D- oder 3-D-Datensätzen, gekennzeichnet durch eine Segmentiereinrichtung, mittels derer die Datensätze im Bereich der Strukturveränderungen unterschiedlich eingefärbt und anschließend anhand anatomischer Landmarken gematcht werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Darstel­ lung des zeitlichen Verlaufs einer Strukturveränderung, ins­ besondere eines Krankheitsverlaufes anhand von 2D- oder 3D- Datensätzen.

Derzeit werden bildgebende diagnostische Verfahren immer häu­ figer zur Verfolgung eines Krankheitsverlaufes bzw. zur Kon­ trolle einer Therapie eingesetzt. Für diesem Zweck wird der Patient wiederholt in gewissen zeitlichen Abständen unter­ sucht. Dabei ergeben sich eine Reihe von Bildern, die unab­ hängig davon, ob sie in 2D oder 3D dargestellt werden, nur nebeneinander oder nacheinander betrachtet werden können, so dass sich Veränderungen der Struktur, also insbesondere eines Krankheitsverlaufs nur grob und wenig anschaulich verfolgen lassen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich­ tung zur Darstellung des zeitlichen Verlaufs solcher Struk­ turveränderungen zu schaffen, mit Hilfe deren eine einfache­ re, anschaulichere und präzisere Darstellung der Veränderun­ gen innerhalb des Bildes möglich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine Seg­ mentiereinrichtung, mittels derer die Datensätze im Bereich der Strukturveränderungen unterschiedlich eingefärbt und an­ schließend anhand anatomischer Landmarken gematcht werden.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird beispielsweise eine krankhafte Veränderung, wie ein Nierentumor, nicht nur in verschiedenen Stadien einfach nebeneinander abgebildet, sondern der Tumor wird in den verschiedenen Stadien unterschiedlich eingefärbt und diese Bilder gematcht, so dass man in ein und demselben Bild farbig erkennen kann, wie sich der Tumor zeitlich verändert.

Bei der 2D-Darstellung wird dabei insbesondere eine von einem Zufallsgenerator gesteuerte Pixelüberprüfung nach Pathologie­ informationen und darauf basierend dann gegebenenfalls eine Einfärbung durchgeführt. Durch diese pixelweise Überprüfung, bei der natürlich immer Abstände zwischen den einzelnen Pi­ xeln verbleiben, ergibt sich der Vorteil, dass in jedem Bild­ datensatz die Strukturveränderung nur punktweise eingefärbt ist, so dass zwischen diesen farbigen Punkten Platz für die andersfarbigen Punkte der anderen Bilddatensätze verbleibt. Bei einer vollständigen Einfärbung ergäbe sich ja keine Mög­ lichkeit, Veränderungen, wie beispielsweise ein Schrumpfen der Strukturveränderung an einer Stelle, im Bild zu erkennen.

In 3D wird die entsprechende Transformation, welche zur Ge­ winnung des 2D-Bildes je Auge notwendig ist, durchgeführt und wiederum jedes Pixel nach dem vorstehend angesprochenen Algo­ rithmus eingefärbt.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung er­ geben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausfüh­ rungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung, die schematisch eine Niere mit einem Tumor zeigt, wobei der Übersichtlichkeit halber lediglich zwei unterschiedliche Aufnahmen in einer ge­ matchten Darstellung wiedergegeben sind.

Der in der Niere 1 vorhandene Tumor 2 hat sich von der mit Quadraten markierten Ausgangskonfiguration 2' nach einiger Zeit in die mit Kreisen gekennzeichnete Konfiguration 2" verändert. Die Karos und Kreise ersetzen im Schwarzweißbild der Zeichnung farbige Pixel, beispielsweise rote, blaue oder grüne Punkte.

Bei der gematchten Darstellung wird bei der 2D-Darstellung für jedes Pixel ein Zufallsgenerator gestartet, welcher zu­ nächst überprüft, bei welchen Untersuchungen in diesem Pixel Pathologieinformationen vorhanden waren. Sodann erfolgt eine Einfärbung mit der Färbe des jeweiligen Datensatzes. Das Gleiche geschieht auch mit den anderen Datensätzen. Durch die pixelweise Abtastung mit nur einer punktweisen Einfärbung der gefundenen Krankheitsstruktur bleibt zwischen den farbigen Punkten Platz für die andersfarbigen Punkte der übrigen Da­ tensätze, so dass sich tatsächlich innerhalb eines gematchten Bildes der Verlauf der Strukturveränderung über die Zeit er­ kennen lässt. Durch die zufallsgeneratorgesteuerte Pixelüber­ prüfung kann davon ausgegangen werden, dass nur relativ sel­ ten ein Pixel im einen Datensatz und ein Pixel im anderen Da­ tensatz genau an der gleichen Stelle erfasst werden, so dass dann die gewünschte farbige Information über den Verlauf na­ türlich hier nicht wiedergegeben werden kann.

Der medizinische 3D Bilddatensatz ist eine 3D Matrix mit je­ weils Werten der Signalintensität für jedes Volumenelement. Dabei gibt es mehrere Möglichkeiten der Datenaufbereitung zur Darstellung eines Verlaufs:

• 1. Der Computer behandelt den 3D Datensatz wie einen 2D Da­ tensatz, d. h. für jedes einzelne Volumenelement wird entschieden, ob dieses eine und gegebenenfalls welche Farbe es bekommt. Sodann wird der 3D Datensatz auf dem Bildschirm dargestellt in gewohnter Weise, also z. B. als Schnitt durch den 3D Datensatz oder z. B. als perspekti­ vische Darstellung für beide Augen separat. In dieser Form könnte der "farbige" 3D Datensatz auch als "Super­ dokument" anstelle oder zusätzlich zu den einzelnen Da­ tensätzen gespeichert, archiviert oder weiterverarbeitet werden.
• 2. Der Benutzer wählt eine Schicht oder eine perspektivi­ sche Ansicht und der Computer generiert sodann die Ein­ färbung.
  Vorteil: Während des Betrachtens und Analysierens kann der Betrachter interaktiv z. B. Parameter der Segmentie­ rung variieren.

Claims (3)

1. Vorrichtung zur Darstellung des zeitlichen Verlaufs ei­ ner Strukturveränderung, insbesondere eines Krankheitsverlau­ fes anhand von 2D- oder 3D-Datensätzen, gekenn­ zeichnet durch eine Segmentiereinrich­ tung, mittels derer die Datensätze im Bereich der Struktur­ veränderungen unterschiedlich eingefärbt und anschließend an­ hand anatomischer Landmarken gematcht werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, dass bei der 2D-Darstellung ei­ ne zufallsgeneratorgesteuerte Pixelüberprüfung nach Patholo­ gieinformationen und gegebenenfalls eine Einfärbung durchge­ führt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im 3D-Datensatz die Transformation zur Gewinnung des 2D-Bildes je Auge erfolgt und anschließend im besagten Algorithmus segmentiert und ein­ gefärbt wird.