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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur virtuellen Schichtpositionierung
in einem 3D-Volumendatensatz mit Hilfe eines Referenzdatensatzes
und ein medizinisches Abbildungssystem.
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Bei
der medizinischen Bildgebung gibt es verschiedene Verfahren, bei
denen ein 3D-Volumendatensatz von einem Objekt aufgezeichnet wird,
beispielsweise die Computertomographie (CT) oder die Magnet-Resonanz-Tomographie
(MRT, MR-Tomographie).
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Derartige
Verfahren verlangen üblicherweise sowohl
bei der Aufnahme von Daten als auch bei der Auswertung der Daten
eine Interaktion mit einem Anwender, der bei halbautomatisch ablaufenden
Verfahren durch seine Interaktion den weiteren Verfahrensablauf
beeinflusst. Durch die Interaktion ist einerseits ein Anwender oft
lange Zeit mit der Durchführung
des Verfahrens beschäftigt;
andererseits ist das Ergebnis des Verfahrens auch von der Art und
Weise der Interaktion abhängig,
die je nach Anwender variieren kann.
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Daher
ist man oft bestrebt, bestehende Verfahren weitgehend zu automatisieren.
Eine Möglichkeit
der Automatisierung im Rahmen der Aufnahme von Daten wird in der
US 6,195,409 offenbart.
Das Verfahren dient zur automatischen Schichtpositionierung bei
der Aufnahme des 3D-Volumendatensatzes. Nachdem ein schnell zu erstellendes Übersichtsbild gescannt
wurde, wird die so gewonnene Bildinformation mit einem Referenzbild
automatisch korreliert. Eine vorher an dem Referenzbild festgelegte Schichtposition,
die der medizinischen Fragestellung angepasst ist, kann so mit Hilfe
der ermittelten Korrelation dem zu untersuchenden Objekt angepasst werden.
Die Bilddaten werden darauf entlang der übertragenen Schichtpositionen
aufgezeichnet. Hierdurch wird in automatisierter Weise eine standardisierte
Schichtpositionierung erhalten, obwohl die zu untersuchenden Objekte
interindividuelle Unterschiede aufweisen. Ein analoges Verfahren
ist neben anderen Verfahren in der US 2003/139659 A1 offenbart, bei
dem ebenso, basierend auf Daten eines Atlas des zu untersuchenden
Objektes, nachfolgende Aufnahmen gesteuert werden können.
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Auch
die
DE 199 43 404
A1 beschäftigt
sich mit der Automatisierung von Verfahrensschritten bei der Aufzeichnung
von Daten. Hier wird nach einer Grobpositionierung eines Patienten
von einem Benutzer eine diagnostische Fragestellung ausgewählt. Nachfolgend
werden in Abhängigkeit
der Auswahl automatisch bestimmte anatomische Landmarken ermittelt
und darauf basierend Messparameter für nachfolgende MR-Messungen
festgelegt.
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Den
Verfahren gemeinsam ist die Möglichkeit
einer automatischen Schichtauswahl bei der Datenakquisition. Dies
ist unter anderem dann vorteilhaft, wenn aufeinander folgende Messungen
durchgeführt
werden, beispielsweise um den Verlauf einer Erkrankung zu verfolgen.
Durch die automatisierte Schichtpositionierung ist eine weitgehende
konstante räumliche
Orientierung der Schichten gegeben, sodass zu unterschiedlichen
Zeitpunkten aufgenommene Bilder ohne Umformatierung vergleichbar
sind.
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Nicht
immer ist es jedoch möglich,
vor einer Messung das Verfahren der automatischen Schichtpositionierung
durchzuführen.
In der Praxis wird es in der Regel vorkommen, dass nicht alle Aufnahmesysteme
dieses Merkmal implementiert haben, sodass bei einem Patienten Datensätze aufgezeichnet
werden, deren Schichtpositionierung nicht korrespondiert. Selbst
wenn das Aufnahmesystem über
eine automatische Schichtpositionierung verfügt, kann es in bestimmten Situationen
vorkommen, dass die automatische Schichtpositionierung nicht eingesetzt wird – beispielsweise
bei einer fehlerhaften Bedienführung
oder in einer Notfallsituation, bei der zu Gunsten einer schnelleren
Bildaufzeichnung auf die automatische Schichtpositionierung verzichtet
wird. Falls sich im Verlauf der Erkrankung des Pa tienten die medizinische
Fragestellung ändert,
kann es ebenso vorkommen, dass hierdurch bedingt auch eine andere
automatische Schichtpositionierung gewählt werden wird.
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In
jedem dieser Fälle
werden Datensätze
erzeugt, bei denen ein Vergleich mit zu anderen Zeitpunkten aufgezeichneten
Datensätzen
problematisch ist.
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Bislang
wird diesem Problem dadurch begegnet, dass ein Anwender einerseits
darauf achtet, ob die Darstellung zweier zu unterschiedlichen Zeiten
aufgezeichneter Datensätze überhaupt
vergleichbar ist, und weiterhin bei nur geringer Abweichung der
Darstellungen diese Abweichung bei der Auswertung berücksichtigt.
Die Interpretation der Ergebnisse wird dadurch jedoch erschwert
und stellt eine hohe Forderung an die Aufmerksamkeit des Anwenders.
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, bei dem
bei einem aufgezeichneten 3D-Volumendatensatz nachträglich eine
virtuelle Schichtpositionierung durchgeführt werden kann, um abweichende
Darstellungen zweier Datensätze
auszugleichen. Weiterhin ist es die Aufgabe der Erfindung, ein medizinisches
Abbildungssystem bereitzustellen, mit dem ein Abbild automatisch
ausgewertet werden kann.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
ein Verfahren nach Anspruch 1 und ein medizinisches Abbildungssystem
nach Anspruch 11.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zur virtuellen Schichtpositionierung in einem 3D-Volumendatensatz,
in dem das Abbild eines Objektes gespeichert ist, weist folgende
Schritte auf:
- – Extrahieren von ersten Merkmalen,
die dem Objekt zugeordnet sind, aus dem 3D-Volumendatensatz des
Objektes,
- – Ermitteln
einer Wechselbeziehung zwischen dem 3D-Volumendatensatz des Objektes
und einem Referenzsystem, das dem 3D-Volumendatensatz entspricht, indem die
extrahierten ersten Merkmale zu korrespondierenden zweiten Merkmalen
im Referenzsystem in Beziehung gesetzt werden,
- – Übertragen
einer ersten Schichtpositionierung, die am Referenzsystem vordefiniert
ist, auf eine zweite Schichtpositionierung im 3D-Volumendatensatz
anhand der ermittelten Wechselbeziehung, und
- – Erzeugen
von Bilddaten aus dem 3D-Volumendatensatz entlang der zweiten Schichtpositionierung.
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Das
Referenzsystem ist dabei dem in dem 3D-Volumendatensatz gespeicherten
Objekt angepasst. Da das Referenzsystem üblicherweise eine verallgemeinerte
und dadurch auch idealisierte Form des gespeicherten Objektes sein
kann, lässt
sich am Referenzsystem eine erste Schichtpositionierung besonders
genau, robust und einfach vordefinieren. Diese erste Schichtpositionierung
wird dann mit Hilfe der ermittelten Wechselbeziehung auf den 3D-Volumendatensatz übertragen.
Hierbei wird die erste Schichtpositionierung auf die individuellen
Besonderheiten des 3D-Volumendatensatzes und des darin gespeicherten
Objektes angepasst.
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Die
Wechselbeziehung wird dadurch ermittelt, dass Merkmale des Objektes
und entsprechende Merkmale des Referenzsystems zueinander in Beziehung
gesetzt werden. Welche Merkmale dies im Speziellen sind, hängt dabei
von dem abzubildenden Objekt, dem Referenzsystem und der Art des
3D-Volumendatensatzes ab. Üblicherweise
sind es markante Merkmale, die besonders leicht im 3D-Volumendatensatz
bzw. im Referenzsystem aufzufinden sind und daraus extrahiert werden
können.
Ebenso sollen die Merkmale zwischen verschiedenen Objekten der gleichen
Art keine allzu großen
Unterschiede aufweisen. Wenn die Merkmale diese Bedingungen erfüllen, können die
Algorithmen, die zur Auffindung und Extraktion der Merkmale eingesetzt
werden, vergleichsweise einfach ausgebildet werden.
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Die
Merkmale, die vom Referenzsystem stammen, werden dabei üblicherweise
nicht bei jeder Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens neu
extrahiert. Beispielsweise kann es genü gen, die markanten Merkmale
im Referenzsystem einmalig zu kennzeichnen und bei Durchführung des
Verfahrens die entsprechenden Merkmale im Abbildungsdatensatz aufzufinden.
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Anhand
des Verfahrens ist es nun möglich, die
erste Schichtpositionierung, die einmalig am Referenzsystem genau
definiert worden ist, auf einen 3D-Volumendatensatz und dem darin
gespeicherten Objekt anzupassen, ohne dass ein Anwender die Schichtpositionierung
manuell und/oder halbautomatisch den individuellen Besonderheiten
des Objektes anpassen muss.
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Vorteilhafterweise
ist das Objekt ein menschlicher oder tierischer Körper oder
ein Teil davon. Gerade in der medizinischen Bildgebung werden oftmals
mehrere 3D-Volumendatensätze
zu unterschiedlichen Zeitpunkten angefertigt, beispielsweise um
den Verlauf einer Erkrankung zu kontrollieren. Wenn bei der Anfertigung
nicht speziell auf die korrekte Schichtorientierung geachtet wird,
können
erstellte 3D-Volumendatensätze
nicht unmittelbar miteinander verglichen werden. Wenn im Nachhinein eine
Reformatierung der 3D-Volumendatensätze vorgenommen wird, um vergleichbare
Schnittbilder zu erhalten, musste dies bislang manuell durchgeführt werden.
Dies ist nun durch das erfindungsgemäße Verfahren, das in einer
vorteilhaften Ausgestaltung auf medizinische 3D-Volumendatensätze angewendet
wird, auf automatischer Weise möglich.
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Als
Referenzsystem eignen sich verschiedene Systeme, die das abzubildende
Objekt in verallgemeinerter und dadurch idealisierter Form abbilden können. Beispielsweise
kann als Referenzsystem ein Koordinatensystem mit anatomischen Merkmalen
eines abzubildenden Organs dienen. Ein derartiges Koordinatensystem
wird beispielsweise im Talairach-System verwendet, das das menschliche
Gehirn beschreibt. Zusätzlich
zu einem Koordinatensystem sind im Talairach-System mehrere Ebenen
beschrieben, die auch in einer Abbildung des Gehirns verhältnismäßig einfach
aufgefunden werden können.
Dies ermöglicht
es auf relativ einfache Weise, eine Abbildung eines realen Gehirns
und das im Talairach-System beschriebene Standard-Gehirn zueinander
in Beziehung zu setzen.
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Es
ist aber auch möglich,
einen Atlas des abzubildenden Körperteils
als Referenzsystem zu benutzen. Ein derartiger Atlas kann beispielsweise
aus der Abbildung einer oder mehrerer gesunder Kontrollpersonen
erstellt werden, wie es z.B. in der US 2003/0139659 A1 beschrieben
ist.
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Bei
einem besonders einfacher zu erstellenden Referenzsystem dient als
Referenzsystem lediglich ein 3D-Volumendatensatz einer Kontrollperson. Bevorzugterweise
weist diese Kontrollperson keine anatomischen Besonderheiten auf.
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Das
Referenzsystem muss dabei nicht alle Merkmale aufweisen, die auch
im 3D-Volumendatensatz des Objektes zu finden sind. Im Allgemeinen wird
es genügen,
dass das Referenzsystem alle Merkmale aufweist, die zum Auffinden
der Wechselbeziehung notwendig sind, und so detailliert ist, dass die
erste Schichtposition mit hinreichender Genauigkeit definiert werden
kann. Für
ein einfaches abzubildendes Organ kann es beispielsweise genügen, wenn
das Referenzsystem lediglich die Kontur des Organs aufweist.
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Bevorzugterweise
wird die Wechselbeziehung durch eine rigide, affine oder nichtlineare
Transformation beschrieben. Die gewählte Art von Transformation
ist dabei der medizinischen Fragestellung und dem abzubildenden
Organsystem angepasst und stellt einen Kompromiss zwischen Genauigkeit der
Beziehung und Rechenzeit zur Ermittlung der Beziehung dar.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
wird die Wechselbeziehung durch einen Vergleich charakteristischer
Landmarken im 3D-Volumendatensatz und im Referenzsystem ermittelt.
Derartige anatomische Landmarken stellen üblicherweise markante Eigenschaften
im 3D-Volumendatensatz dar, die deswegen vergleichsweise leicht
aufgefunden werden können.
Durch einen Vergleich anatomischer Landmarken, insbesondere deren
Größe und räumliche Lage,
lassen sich die Transformationen und Wechselbeziehungen zwischen
dem 3D-Volumendatensatz und dem Referenzsystem vergleichsweise einfach
ableiten.
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In
einer anderen vorteilhaften Ausführungsform
wird die Wechselbeziehung durch einen Vergleich von Intensitätsverteilungen
im 3D-Volumendatensatz und im Referenzsystem ermittelt.
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Bevorzugterweise
erfolgt das Erzeugen von Bilddaten aus dem 3D-Volumendatensatz entlang der
zweiten Schichtpositionierung mittels multiplanarer Reformatierung.
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Vorteilhafterweise
wird die vordefinierte Schichtpositionierung im Referenzsystem in
Abhängigkeit
einer medizinischen Fragestellung festgelegt. Hierzu wird die vordefinierte
Schichtpositionierung aus einem Pool mehrerer vordefinierter, unterschiedlicher
Schichtpositionierungen gewählt.
Ein Anwender kann auf diese Weise beispielsweise durch Eingabe der
Symptome, z.B. Hemiparese links, das Verfahren starten, in dem dann
die zu den Symptomen passende, vordefinierte Schichtpositionierung – in diesem
Fall eine Schichtpositionierung, die den motorischen Kortex besonders
günstig
abdeckt – festgelegt
werden. Bei medizinischen Abbildungssystemen, bei denen eine automatische
Schichtpositionierung vor einer zu tätigenden Aufnahme durchgeführt werden
kann, können
die hierzu hinterlegten, vordefinierten Schichtpositionierungen
auch dazu verwendet werden, um bei einem 3D-Volumendatensatz eine
nachträgliche
Schichtpositionierung durchzuführen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
wird die vordefinierte Schichtpositionierung anhand einer Eingabe
von Parametern modifiziert. Dies ist zwar nicht notwendig, da das
Verfahren für
einen automatischen Ablauf ausgelegt ist. Hierdurch gewinnt das Verfahren
aber an zusätzlicher
Flexibilität.
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Bevorzugte
Ausführungsvarianten
sehen vor, dass der 3D-Volumendatensatz ein mit einem Computer-Tomographen
oder mit ei nem Magnet-Resonanz-Tomographen aufgezeichneter 3D-Volumendatensatz
ist.
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Das
erfindungsgemäße medizinische
Abbildungssystem ist mit einer Rechnereinheit ausgestattet, die
zur Durchführung
des Verfahrens gemäß einem
der Ansprüche
1 bis 10 ausgebildet ist.
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Die
Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gemäß den Merkmalen
der Unteransprüche
werden im Folgenden in der Zeichnung näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Es
zeigen:
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1 einen
Referenzkörper
mit einer der medizinischen Fragestellung angepassten ersten Schichtpositionierung,
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2 einen
aufgezeichneten 3D-Volumendatensatz, in dem das Abbild eines Patienten
gespeichert ist,
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3 korrespondierende
Merkmale zwischen dem Referenzkörper
und dem Abbild des Patienten, woraus die Transformation ermittelt
wird, die den Referenzkörper
zum Abbild des Patienten in Beziehung setzt und umgekehrt,
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4 die
Anpassung der ersten Schichtpositionierung an das im 3D-Volumendatensatz
gespeicherte Abbild mit Hilfe der ermittelten Transformation, und
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5 eine
schematische Übersicht über die Verfahrensmerkmale
und deren Beziehung zueinander.
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In 1 ist
ein Referenzkörper 1 dargestellt. An
einem derartigen Referenzkörper 1,
der frei von individuellen Besonderheiten ist, lässt sich eine erste Schichtpositionierung 3 besonders
genau und einfach definieren. Die Schichtpositionierung 3 ist
dabei üblicherweise
einer bestimmten medizinischen Fragestellung angepasst.
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Die
in 1 eingezeichnete erste Schichtpositionierung 3 ist
transversal orientiert, um das Gehirn auf einer bestimmten Höhe, die
für eine
spezielle medizinische Fragestellung – beispielsweise der Schlaganfallsdiagnostik – besonders
vorteilhaft ist, abzubilden.
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Derartige
vordefinierte Schichtpositionierungen werden, wie eingangs geschildert,
bei der Planung der Messparameter bei einer MRT- oder CT-Untersuchung
verwendet, wie es der
US 6,195,409 und
der
DE 199 43 404
A1 entnehmbar ist.
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Demgegenüber zeigt 2 einen
3D-Volumendatensatz 5, in dem das Abbild 7 eines
Patienten 9 in nicht idealer Position gespeichert ist.
Derartige Abweichungen von einer idealen Position sind in der Praxis
die Regel und können
auf verschiedene Ursachen zurückzuführen sein,
beispielsweise auf eine Fehlhaltung des Patienten 9 oder
auf eine ungenaue Positionierung des Patienten 9 im Aufnahmesystem.
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Die
Schichtorientierung im 3D-Volumendatensatz 5, angedeutet
durch einige horizontal verlaufende Schichten 11, ist dergestalt,
dass die Schnittbilder, die eigentlich transversale Schnittbilder
des Patienten 9 sein sollten, den Kopf schräg schneiden. Die
Begutachtung dieser Bilder stellt für den Anwender eine hohe Herausforderung
dar, da er die schräge
Schnittführung,
die in ihrem Ausmaß nicht
ohne weiteres anhand der Bilder bestimmt werden kann, bei der Beurteilung
berücksichtigen
muss. Vor allem, wenn Folgeaufnahmen zur Verlaufskontrolle einer Erkrankung
gemacht werden, können
die Folgeaufnahmen wiederum eine andere Schnittführung im Vergleich zu Vorauf
nahmen aufweisen. Vergleiche der Folgeaufnahmen mit Voraufnahmen
können
hierdurch nur erschwert durchgeführt
werden, da das genaue Ausmaß der
unterschiedlichen Schnittführung nicht
ohne weiteres am Bild zu erkennen ist und daher von einem Anwender übersehen
werden kann. Unterschiede, die eigentlich auf die abweichende Schnittführung zurückzuführen sind,
können
dann beispielsweise einer Progredienz der Erkrankung zugeschrieben
werden.
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Eine
Möglichkeit,
dem Abhilfe zu schaffen, offenbaren die Verfahren der US 2003/139659
A1, der
DE 199 43
404 A1 und der
US 6,195,409 .
Mit Hilfe dieser Verfahren kann zwar die Schichtpositionierung vor
einer durchzuführenden
Aufnahme so bestimmt werden, dass eine folgende Aufnahme mit korrekter
Schichtpositionierung durchgeführt
wird. Diese Verfahren müssen
jedoch speziell im Aufnahmesystem implementiert sein, was in seltenen
Fällen gegeben
ist. Wenn bereits ein 3D-Volumendatensatz
5 mit einer nicht
optimalen Positionierung des Patienten
9 aufgezeichnet
worden ist, bieten die Verfahren keine Möglichkeit der nachträglichen
Korrektur.
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3 und 4 zeigen
die wesentlichen Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens; in 5 sind
die Merkmale und ihre Beziehung zueinander nochmals schematisch
dargestellt.
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Zunächst werden
aus dem Abbild 7 erste, charakteristische Merkmale 13 extrahiert.
Derartige charakteristische Merkmale 13 können – wie in 3 angedeutet – anatomische
Landmarken sein, die leicht aufzufinden sind und die vorzugsweise
eine Lokalisation haben, die interindividuell nicht allzu stark variiert.
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In
analoger Weise werden auch aus dem Referenzkörper 1 zweite, charakteristische
Merkmale 15, die den ersten Merkmalen 13 entsprechen,
extrahiert.
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Die
ersten und die zweiten Merkmale 13, 15 werden
nun zueinander in Beziehung gesetzt. Hieraus wird eine Transformation 17 abgeleitet,
die die Beziehung zwischen dem Abbild 7 und dem Referenzkörper 1 beschreibt
und mit deren Hilfe der Referenzkörper 1 und das Abbild 7 ineinander überführt werden
können.
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Eine
derartige Transformation 17 kann dabei – wie schematisch angedeutet – unterschiedliche
Arten von Transformationen umfassen.
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Rigide
Transformationen 19 beschreiben beispielsweise eine einfache
Art von Beziehung, bei der der Referenzkörper 1 und das Abbild 7 lediglich über eine
Drehung und/oder eine Verschiebung zueinander in Beziehung gesetzt
werden. Affine Transformationen 21 berücksichtigen darüber hinaus
Verzerrungen und Streckungen. Weitergehend können nichtlineare Transformationen 23 Unterschiede
zwischen dem Referenzkörper 1 und
dem Abbild 7 ortsabhängig
noch genauer erfassen und das Abbild 7 bzw. den Referenzkörper 1 ortsabhängig unterschiedlich
stark deformieren und verzerren.
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Die
gewählte
Art von Transformation 17 ist dabei der medizinischen Fragestellung
und dem abzubildenden Organsystem angepasst und stellt einen Kompromiss
zwischen Genauigkeit der Beziehung und Rechenzeit zur Ermittlung
der Beziehung dar. Für
Organsysteme mit einer geringen interindividuellen Variabilität kann es
beispielsweise genügen,
lediglich eine rigide oder affine Transformation 19, 21 zu
ermitteln, die das Abbild 7 und den Referenzkörper 1 bestmöglich zueinander
in Beziehung setzen. Bei anderen Organsystemen, bei Extremitäten beispielsweise,
die in einer Abbildung unterschiedlich angewinkelt sein können, werden
nichtlineare Transformationen 23 nötig sein, um das Abbild 7 und
den Referenzkörper 1 zueinander
in Beziehung zu setzen. Werden wiederum Fixierungen der Organe,
z.B. des Kopfes oder einer Extremität, bei der Aufzeichnung verwendet,
wird hierdurch das Abbild des Organs eine weitgehend passende Lage
aufweisen, sodass nur mehr eine einfachere Transformation nötig ist,
um es in einen Referenzkörper überzuführen.
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Die
ersten und zweiten Merkmale 13, 15, die jeweils
aus dem Abbild bzw. aus dem Referenzkörper extrahiert werden und
die die Grundlage für
die zu bestimmende Transformation 17 bilden, müssen dabei
nicht zwangsläufig
anatomische Landmarken sein, wie in diesem Ausführungsbeispiel angedeutet. Beispielsweise
können
auch Intensitätsverteilungen im
3D-Volumendatensatz – beispielsweise
die Intensitätsverteilungen
der einzelnen Schnittbilder – als Merkmale
dienen, die zu Intensitätsverteilungen
im Referenzkörper
in Beziehung gesetzt werden, um daraus die Transformation 17 zu
bestimmen, die das Abbild 7 und den Referenzkörper 1 am
besten ineinander überführen. Sollten
der 3D-Volumendatensatz 5 und der Referenzkörper 1 zudem
unterschiedliche Kontraste aufweisen – beispielsweise da der 3D-Volumendatensatz
und der Referenzkörper
mit unterschiedlichen MRT-Sequenzen aufgezeichnet wurden – wird die
Transformation 17 derart erweitert werden, dass auch diese
Kontrastunterschiede berücksichtigt werden.
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Ebenso
können
für bestimmte
Abbildungen momentenbasierte Verfahren verwendet werden, um eine
Transformation 17 zwischen Referenzkörper 1 und Abbild 7 zu
ermitteln. Letztgenannte Verfahren nutzen die Intensitätswertverteilung
im Abbild, um daraus – ähnlich zur
Berechnung diverser kennzeichnender Größen einer Massenverteilung
wie Schwerpunkt oder Hauptträgheitsachsen – entsprechende abstrahierte
Größen zu berechnen.
Zwei verschiedene Abbilder können
so auf einfache Art miteinander korreliert werden, indem die Transformation
aus den abstrahierten Größen errechnet
wird.
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Nachdem
die passende Transformation 17 bestimmt worden ist, wird
die vorteilige erste Schichtpositionierung 3, die am Referenzkörper 1 definiert ist,
an das im 3D-Volumendatensatz 5 gespeicherte Abbild 7 mit
Hilfe der ermittelten Transformation 17 angepasst, wie
es in 4 gezeigt ist.
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Auf
diese Weise erhält
man eine zweite Schichtpositionierung 25, die nun im 3D-Volumendatensatz 5 in
einer der ersten Schichtpositionierung 3 entsprechenden
Lage liegt. Entlang der zweiten Schichtpositionierung 25 werden
nun neue, zweidimensionale Ansichten 27 des abzubildenden
Organs erzeugt. Das hier verwendete Verfahren ist vorzugsweise eine
multiplanare Reformatierung (MPR).
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Je
nach Art der Transformation 17 – z.B. bei nichtlinearen Transformationen 23 – kann es
auch dazu führen,
dass die zweite Schichtpositionierung 25 gekrümmte Ebenen
umfasst. Die zweidimensionalen Ansichten 27 werden dann
mit einer den gekrümmten
Ebenen angepassten MPR (sog. „curved MPR") erzeugt.
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Die
zweidimensionalen Ansichten 27 zeigen nun das Organ in
der gleichen vorteilhaften Orientierung, wie es durch die erste
Schichtpositionierung 3 am Referenzkörper 1 vorgegeben
worden ist.
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Insbesondere
wenn Folgeaufnahmen getätigt
werden oder wenn Aufnahmen, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten
angefertigt wurden, verglichen werden, ist es durch die hier vorgestellte
Methode möglich,
stets zweidimensionale Ansichten 27 zu erhalten, die das
Organ in einer Ansicht zeigen, die der ersten Schichtpositionierung 3 am
Referenzkörper 1 entspricht,
selbst wenn der Patient 9 nicht immer die gleiche Lage
bei der Aufzeichnung des 3D-Volumendatensatzes 5 hat. Ein
direkter Vergleich von Aufnahmen, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten
angefertigt wurden, wird so ermöglicht.
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5 fasst
noch einmal die wesentlichen Merkmale des Verfahrens zusammen und
zeigt weitere Merkmale, die optional sind und dem Verfahren eine
zusätzliche
Flexibilität
bzw. vorteilhafte Ausprägung
geben.
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Ausgangspunkt
des Verfahrens ist ein 3D-Volumendatensatz 31, in dem ein
Abbild eines Objektes gespeichert ist. Dem 3D-Volumendatensatz 31 gegenüber steht
ein Referenzsystem 33, das das Objekt in einer idealisierten
Form darstellt. An diesem Referenzsystem 33 ist eine erste
Schichtpositionierung 35 definiert.
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Aus
dem 3D-Volumendatensatz 31 und aus dem Referenzsystem 33 werden
jeweils korrespondierende erste bzw. zweite Merkmale 37 bzw. 39 extrahiert,
die miteinander in Beziehung gesetzt werden, um so eine Wechselbeziehung 41 zwischen dem
3D-Volumendatensatz 31 und dem Referenzsystem 33 zu
erhalten.
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Diese
Wechselbeziehung 41 wird dazu verwendet, um aus der ersten
Schichtpositionierung 35, die am Referenzsystem 33 definiert
ist, eine zweite Schichtpositionierung 43 zu erhalten,
die im 3D-Volumendatensatz 31 der ersten Schichtpositionierung 35 entspricht.
Anhand der zweiten Schichtpositionierung 43 werden aus
dem 3D-Volumendatensatz 31 Bilddaten 45 gewonnen,
die das aufgenommene Objekt in standardisierten Ansichten zeigt.
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Der
3D-Volumendatensatz 31 wird vorzugsweise mit einem Computer-Tomographen 47 oder
einem MRT-Gerät 49 aufgezeichnet,
jedoch kann das Verfahren auch dann angewendet werden, wenn der 3D-Volumendatensatz 31 auf
andere Weise erhalten worden ist, beispielsweise durch eine 3D-Ultraschall-Untersuchung
oder eine PET-Untersuchung.
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Das
Verfahren ist vorteilhafterweise als Rechnerprogramm in der Rechnereinheit
des Gerätes
implementiert, mit dem auch der 3D-Volumendatensatz aufgezeichnet
wird.
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Die
erste Schichtpositionierung 35, die am Referenzsystem 33 definiert
ist, kann in einer vorteilhaften Ausgestaltung aus mehreren möglichen Schichtpositionierungen
in Abhängigkeit
der medizinischen Fragestellung 51 ausgewählt werden.
Beispielsweise kann ein Anwender die medizinische Fragestellung
eingeben, durch die dann die erste Schichtpositionierung 35 festgelegt
wird. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der Anwender die
erste Schichtpositionierung 35 durch Eingabe von Parametern 53 modifizieren.
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Insbesondere
bei Systemen, die das Merkmal der automatischen Schichtpositionierung
vor einer zu tätigenden
Aufnahme implementiert haben, können
die dort abgelegten Schichtpositionierungen auch für das erfindungsgemäße Verfahren
verwendet werden. Auf diese Weise können bereits getätigte Aufnahmen,
die ohne eine automatische Schichtpositionierung aufgenommen wurden,
Folgeaufnahmen, die mit der automatischen Schichtpostionisierung
aufgezeichnet werden, angepasst werden.
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Das
angewendete Verfahren ist nicht auf die medizinische Bildgebung
beschränkt,
sondern kann auch bei jeglicher Bildgebung, bei der 3D-Volumendatensätze von
Objekten angefertigt werden, angewendet werden.