DE102008037424A1 - Verbessertes System und Verfahren für auf Volumen basierende Registrierung - Google Patents

Verbessertes System und Verfahren für auf Volumen basierende Registrierung Download PDF

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Abstract

Es wird ein Verfahren für auf Volumen basierende Registrierung von Bildern vorgestellt. Das Verfahren umfasst den Empfang eines ersten Bilddatensatzes sowie mindestens eines weiteren Bilddatensatzes. Ferner umfasst das Verfahren die Identifizierung einer ersten Bildschicht in dem mindestens einen weiteren Bilddatensatz, welcher dem ersten Bilddatensatz entspricht. Das Verfahren umfasst auch die Auswahl eines ersten Punktes von Interesse auf mindestens einem aus erstem Bilddatensatz oder erster Bildschicht in dem mindestens einen weiteren Bilddatensatz. Zudem umfasst das Verfahren die Auswahl eines zweiten Punktes von Interesse in dem jeweils anderen aus erstem Bilddatensatz oder erster Bildschicht in dem mindestens einen weiteren Bilddatensatz, wobei der zweite Punkt von Interesse dem ersten Punkt von Interesse entspricht. Außerdem umfasst das Verfahren die Übersetzung von einem aus erstem Bilddatensatz, erster Bildschicht oder beiden in eine erste Richtung, zweite Richtung und dritte Richtung, um den ersten Punkt von Interesse am zweiten Punkt von Interesse auszurichten. Das Verfahren umfasst auch die Registrierung des ersten Bilddatensatzes und des mindestens einen weiteren Bilddatensatzes. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Technik werden auch Systeme (10) und computerlesbare Medien betrachtet, welche die Funktionen ausführen können, wie sie durch dieses Verfahren definiert werden.

Description

  • HINTERGRUND
  • Die Erfindung bezieht sich allgemein auf die Bildgebung eines Objekts und insbesondere auf die auf Volumen basierende Registrierung (übereinstimmende Ausrichtung) von zwei oder mehr Bildern.
  • Bildregistrierung findet in der medizinischen Bildgebung, der Videobewegungsanalyse, der Fernerkennung sowie Sicherheits- und Kontroll-Anwendungen ein weites Einsatzfeld. Außerdem wird der Prozess der Ermittlung der Korrespondenz zwischen den Inhalten der Bilder im Allgemeinen als Bildregistrierung bezeichnet. Anders ausgedrückt beinhaltet die Bildregistrierung die Ermittlung einer geometrischen Transformation, welche Positionen und Ausrichtungen derselben Objekte oder derer Teile in verschiedenen Bildern eindeutig zueinander in Bezug setzt. Genauer gesagt beinhaltet eine Bildregistrierung die Transformation von verschiedenen Sätzen von Bilddaten in einen gemeinsamen Koordinatenraum. Die Bilder können durch verschiedene Bildgebungsvorrichtungen oder alternativ auch durch dieselbe Bildgebungsvorrichtung – allerdings in verschiedenen Bildgebungssitzungen oder Zeitrahmen – erfasst werden. Wie bekannt ist, hat es im Bereich der medizinischen Bildgebung einen ständigen Anstieg der Anzahl von Bildgebungssitzungen oder Abtastungen gegeben, welchen ein Patient unterzogen wird. Bilder von einem Körperteil können zeitweilig von derselben Bildgebungsmodalität oder demselben Bildgebungssystem erfasst werden. Alternativ können bei einer Multimodalitäts-Bildgebung Bilder derselben Körperteile durch den Einsatz verschiedener Bildgebungsmodalitäten, wie beispielsweise eines Röntgen-Bildgebungssystem, eines Magnetresonanz(MR)-Bildgebungssystems, eines Computertomographie(CT)-Bildgebungssystems, eines Ultraschall-Bildgebungssystems oder eines Positronenemissionstomographie(PET)Bildgebungssystems, erfasst werden.
  • Bei der medizinischen Registrierung ist man bei der Registrierung von Bildern mit den Schwierigkeiten konfrontiert, welche mit Patientenbewegungen im Zusammenhang stehen. Beispielsweise tritt aufgrund von bewussten oder unbewussten Bewegungen des Patienten während zweier Abtastungen, die entweder über dieselbe Bildgebungsmodalität oder anderweitig durchgeführt wurden, eine unvorhersagbare Abweichung zwischen den beiden Abtastungen auf. Unglücklicherweise führt diese Positionsveränderung zu einer fehlerhaften Ausrichtung der Bilder. Zusätzlich kann sich die Patientenposition in Abhängigkeit von der Bildgebungsmodalität verändern, welche für die Multimodusabtastung verwendet wird. Beispielsweise kann ein Patient in der Bauchlage (d. h. mit dem Gesicht nach unten liegend) für eine Magnetresonanzbildgebungs(MRI)-Abtastungssitzung des Dickdarms positioniert werden und kann sich während desselben Typs von Untersuchung in der Rückenlage (d. h. mit dem Gesicht nach oben liegend) befinden, wobei ein anderer Teil der Bildgebungsausrüstung, wie beispielsweise ein Ultraschall gerät, verwendet wird. Solche Positionsabweichungen verursachen inhärente Registrierungsprobleme.
  • Volumengestützter Ultraschall ist eine Anwendung, bei der ein Ultraschallbild mit einem zuvor erfassten (vorerfassten) Bildvolumen registriert wird. Der zuvor erfasste Volumendatensatz kann beispielsweise einen CT-Bilddatensatz, einen MR-Bilddatensatz, einen PET-Bilddatensatz oder einen Ultraschall-Bilddatensatz umfassen. Zuvor erdachte Lösungen zur Durchführung der Registrierung des Ultraschallbildes auf dem zuvor erfassten Volumendatensatz umfassen die Verwendung eines Positionserkennungssystems, bei dem einer oder mehrere Sensoren auf oder im Ultraschallwandler montiert sind. Allerdings kann sich der Prozess der Registrierung des Ultraschallbildes auf dem zuvor erfassten Volumendatensatz mühsam und zweitaufwendig gestalten.
  • Daher besteht der Bedarf an dem Entwurf eines Verfahrens und Systems, das eine effiziente Registrierung eines Ultraschallbildes auf einem zuvor erfassten Bildvolumendatensatz ermöglicht, welcher über eine einzige Modalität oder eine Vielzahl von Bildgebungsmodalitäten erfasst wurde. Insbesondere besteht ein enormer Bedarf an dem Entwurf eines Verfahrens und Systems zur Registrierung von Bildern, durch welches die Arbeitsflusseffizienz bei gleichzeitiger Minimierung der Fehler verbessert wird.
  • KURZBESCHREIBUNG
  • Gemäß Aspekten der vorliegenden Technik wird ein Verfahren für auf Volumen basierende Registrierung von Bildern vorgestellt. Das Verfahren umfasst den Empfang eines ersten Bilddatensatzes sowie mindestens eines weiteren Bilddatensatzes. Ferner umfasst das Verfahren die Identifizierung einer ersten Bildschicht in dem mindestens einen weiteren Bilddatensatz, der dem ersten Bilddatensatz entspricht. Das Verfahren umfasst auch die Auswahl eines ersten Punktes von Interesse in mindestens einem aus erstem Bilddatensatz oder erster Bildschicht in dem mindestens einen weiteren Bilddatensatz. Zusätzlich umfasst das Verfahren die Auswahl eines zweiten Punktes von Interesse in dem jeweils anderen aus erstem Bilddatensatz oder erster Bildschicht in dem mindestens einen weiteren Bilddatensatz, wobei der zweite Punkt von Interesse dem ersten Punkt von Interesse entspricht. Außerdem umfasst das Verfahren die Übersetzung von einem aus erstem Bilddatensatz, erster Bildschicht oder beider in eine erste Richtung, eine zweite Richtung und eine dritte Richtung, um den ersten Punkt von Interesse an dem zweiten Punkt von Interesse auszurichten. Das Verfahren umfasst auch die Aktualisierungsregistrierung des ersten Bilddatensatzes und des mindestens einen weiteren Bilddatensatzes. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Technik wird auch ein computerlesbares Medium betrachtet, welches die Funktionen des Typs umsetzen kann, wie sie durch dieses Verfahren definiert werden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Technik wird ein Verfahren für auf Volumen basierende Registrierung von Bildern vorgestellt. Das Verfahren umfasst den Empfang eines ersten Bilddatensatzes und mindestens eines weiteren Bilddatensatzes. Zusätzlich umfasst das Verfahren die Identifizierung einer Position im ersten Bilddatensatz, wobei die Position sich in einer bekannten Ausrichtung in Bezug auf eine oder mehrere Bildschichten in dem mindestens einen weiteren Bilddatensatz befindet. Das Verfahren umfasst auch die Auswahl eines ersten Punktes von Interesse in mindestens einem aus erstem Bilddatensatz oder mindestens einem weiteren Bilddatensatz. Außerdem umfasst das Verfahren die Auswahl eines zweiten Punktes von Interesse in dem anderen aus erstem Bilddatensatz oder dem mindestens einen weiteren Bilddatensatz, wobei der zweite Punkt von Interesse dem ersten Punkt von Interesse entspricht. Zusätzlich umfasst das Verfahren die Übersetzung von einem aus erstem Bilddatensatz, dem mindestens einen weiteren Bilddatensatz oder beiden in eine erste Richtung, eine zweite Richtung und eine dritte Richtung, um den ersten Punkt von Interesse an dem zweiten Punkt von Interesse auszurichten. Das Verfahren umfasst auch die Aktualisierungsregistrierung des ersten Bilddatensatzes und des mindestens einen weiteren Bilddatensatzes.
  • Gemäß weiteren Aspekten der vorliegenden Technik wird ein System vorgestellt. Das System umfasst mindestens ein Bildgebungssystem, das so konfiguriert ist, dass es einen ersten Bilddatensatz und mindestens einen weiteren Bilddatensatz erfasst. Zusätzlich umfasst das System ein Verarbeitungs-Subsystem, das betriebsmäßig mit dem mindestens einen Bildgebungssystem verbunden und so konfiguriert ist, dass es jeden aus erstem Bilddatensatz und dem mindestens einen weiteren Bilddatensatz verarbeitet, um ein registriertes Bild auf der Grundlage von auf Volumen basierender Registrierung des ersten Bilddatensatzes und des mindestens einen weiteren Bilddatensatzes zu generieren.
  • ZEICHNUNGEN
  • Diese und andere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung können besser nachvollzogen werden, wenn die nachfolgende detaillierte Beschreibung unter Bezugnahme auf die dazugehörigen Zeichnungen gelesen wird, in denen dieselben Zahlen durchgehend die gleichen Bauteile bezeichnen, wobei gilt:
  • 1 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften Diagnostiksystems gemäß Aspekten der vorliegenden Technik;
  • 2A–2B sind Flussdiagramme, die ein beispielhaftes Verfahren von auf Volumen basierender Bildgebung gemäß Aspekten der vorliegenden Technik illustrieren;
  • 3A–3B sind Flussdiagramme, die ein anderes beispielhaftes Verfahren von auf Volumen basierender Bildgebung gemäß Aspekten der vorliegenden Technik illustrieren;
  • 4A–4B sind Diagrammillustrationen eines beispielhaften Prozesses von auf Volumen basierender Registrierung gemäß Aspekten der vorliegenden Technik; und
  • 5 ist ein Blockdiagramm einer physischen Implementierung eines Bildgebungssystems, das zur Verwendung des beispielhaften Diagnostiksystems von 1 konfiguriert ist.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Wie im Folgenden detailliert beschrieben werden wird, werden ein Bildgebungssystem, das eine auf Volumen basierende Registrierung von Bildern durchführen kann, sowie Verfahren von auf Volumen basierender Registrierung vorgestellt. Durch die Verwendung des Systems und Verfahrens der auf Volumen basierenden Registrierung von Bildern kann die Arbeitsflusseffizienz bei gleichzeitiger Minimierung von Fehlern verbessert werden. Obwohl die im Folgenden illustrierten beispielhaften Ausführungsformen im Zusammenhang mit einem medizinischen Bildgebungssystem beschrieben werden, sei darauf hingewiesen, dass die Verwendung des Bildgebungssystems, das eine auf Volumen basierende Registrierung von Bildern durchführen kann, im Zusammenhang mit der vorliegenden Technik auch für industrielle Anwendungen in Betracht gezogen wird. Industrielle Anwendungen können beispielsweise Anwendungen wie Gepäckdurchleuchtungsanwendungen und andere Sicherheits- und Überwachungs-Anwendungen umfassen, wobei sie aber nicht auf diese beschränkt sind.
  • 1 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften Systems 10 zur Verwendung bei der Bildgebung gemäß Aspekten der vorliegenden Technik. Genauer gesagt kann das System 10 so konfiguriert sein, dass es auf Volumen basierende Registrierung von zwei oder mehr Bilddatensätzen ermöglicht. Wie einer auf diesem Gebiet fachkundigen Person geläufig sein wird, dienen die Figuren illustrativen Zwecken und sind nicht maßstabsgerecht gezeichnet. Das System 10 kann so konfiguriert werden, dass es die Erfassung von Bilddaten von einem Patienten (nicht in 1 gezeigt) über eine Vielzahl von Bilderfassungssystemen ermöglicht. In der illustrierten Ausführungsform von 1 wird das Bildgebungssystem 10 dergestalt illustriert, dass es ein erstes Bilderfassungssystem 12, ein zweites Bilderfassungssystem 14 und ein N-tes Bilderfassungssystem 16 umfasst. Es sei darauf hingewiesen, dass das erste Bilderfassungssystem 12 so konfiguriert sein kann, dass es einen ersten Bilddatensatz erfassen kann, durch welchen der unter Beobachtung stehende Patient dargestellt wird. Ebenso kann das zweite Bilderfassungssystem 14 so konfiguriert sein, dass es die Erfassung eines zweiten Bilddatensatzes ermöglicht, welcher zu demselben Patienten gehört, während das N-te Bilderfassungssystem 16 so konfiguriert sein kann, dass es die Erfassung eines N-ten Bilddatensatzes von demselben Patienten gewährleistet.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Technik kann das Bildgebungssystem 10 ein Multimodalitäts-Bildgebungssystem sein. Mit anderen Worten kann eine Vielfalt von Bilderfassungssystemen verwendet werden, um Bilddaten zu erfassen, die denselben Patienten darstellen. Genauer gesagt kann in bestimmten Ausführungsformen jedes aus erstem Bilderfassungssystem 12, zweitem Bilderfassungssystem 14 und N-tem Bilderfassungssystem 16 ein CT-Bildgebungssystem, ein PET-Bildgebungssystem, ein Ultraschall-Bildgebungssystem, ein Röntgenstrahl-Bildgebungssystem, ein MR-Bildgebungssystem, ein optisches Bildgebungssystem oder eine Kombinationen von diesen umfassen. Beispielsweise kann in einer Ausführungsform das erste Bilderfassungssystem 12 ein CT-Bildgebungssystem umfassen, während das zweite Bilderfassungssystem 14 ein Ultraschall-Bildgebungssystem und das N-te Bilderfassungssystem 16 ein PET-Bildgebungssystem umfassen kann.
  • Ferner kann das Bildgebungssystem 10 in bestimmten anderen Ausführungsformen ein Bilderfassungssystem, wie beispielsweise das erste Bilderfassungssystem 12, umfassen. Mit anderen Worten kann das Bildgebungssystem 10 aus einem Bildgebungssystem mit einer einzigen Modalität bestehen. Beispielsweise kann das Bildgebungssystem 10 nur ein einziges Bilderfassungssystem 12 umfassen, wie beispielsweise ein Ultraschall-Bildgebungssystem. In dieser Ausführungsform kann eine Vielzahl von Bildern, wie beispielsweise eine Vielzahl von über einen Zeitraum hinweg erfassten Abtastungen desselben Patienten, von demselben Bilderfassungssystem 12 gewonnen werden.
  • Die Vielzahl von Bilddatensätzen, die den Patienten darstellen und die entweder mittels eines Bildgebungssystems mit einer einzigen Modalität oder mittels unterschiedlicher Bilderfassungsmodalitäten erfasst wurden, können dann zusammengefügt werden, um eine kombinierte Anzeige zu erhalten. Wie auf diesem Gebiet fachkundigen Personen bekannt sein wird, können Bildgebungsmodalitäten wie beispielsweise PET-Bildgebungssysteme und Einzelphotonemissions-Computertomographie(SPECT)-Bildgebungssysteme eingesetzt werden, um funktionale Körperbilder zu gewinnen, welche physiologische Informationen liefern, während Bildgebungsmodalitäten wie beispielsweise CT-Bildgebungssysteme und MR-Bildgebungssysteme verwendet werden können, um Strukturbilder des Körpers zu gewinnen, die als anatomische Karten des Körpers dienen können. Es ist bekannt, dass die se unterschiedlichen Bildgebungstechniken Bilddatensätze mit komplementären und bisweilen widersprüchlichen Informationen über den Körper liefern. Es könnte wünschenswert sein, diese Bilddatensätze auf verlässliche Weise miteinander zu verbinden, um die Generierung eines kombinierten, sich überlagerten Bildes zu ermöglichen, das zusätzliche klinische Informationen enthalten kann, welche in den jeweiligen einzelnen Bilddatensätze eventuell nicht so leicht erkennbar sind. Genauer gesagt ermöglicht das kombinierte Bild, dass Kliniker Informationen zu Form, Größe und räumlichem Verhältnis der anatomischen Strukturen sowie einer eventuell vorhandenen beliebigen Pathologie erhalten.
  • Außerdem kann die Vielzahl von Bilddatensätzen, die über ein einziges Bildgebungsmodalitätssystem erfasst wurden, auch so kombiniert werden, dass eine kombinierte Anzeige generiert wird. Diese kombinierte Anzeige kann es Klinikern ermöglichen, beim Patienten Nachfolgeuntersuchungen oder aber den Vergleich eines Bildes mit normalen Aufnahmeeigenschaften mit einem Bild von vermutlichen Anomalien durchzuführen.
  • Die Vielzahl von erfassten Bilddatensätzen kann "registriert" werden, so dass die Bildinformationen, die mit einer Region im Zusammenhang stehen, anhand jedes Bilddatensatzes betrachtet werden können. Diese Bilder können dann verwendet werden, um eine kombinierte Anzeige zu erzeugen. Bildregistrierungstechniken können in einer Ausführungsform verwendet werden, um die Vielzahl von Bilddatensätzen, welche vom Bildgebungssystem 10 über ein Verarbeitungsmodul 18 erfasst wurden, zusammenzufügen. Genauer ge sagt kann das Verarbeitungsmodul 18 so konfiguriert werden, dass es die auf Volumen basierende Registrierung von zwei oder mehr Bilddatensätzen gemäß Aspekten der vorliegenden Technik unterstützt, was unter Bezugnahme auf 2–5 detaillierter beschrieben wird. In dem Beispiel, das in 1 illustriert wird, ist das Verarbeitungsmodul 18 betriebsmäßig mit den Bilderfassungssystemen 12, 14, 16 verbunden. Wie zuvor angemerkt, kann die Bildregistrierung als ein Prozess der Transformation der verschiedenen Bilddatensätze in ein gemeinsames Koordinatensystem definiert werden. Genauer gesagt beinhaltet der Prozess der Bildregistrierung die Ermittlung von einer oder mehreren geeigneten Transformationen, die verwendet werden können, um die untersuchten Bilddatensätze in ein gemeinsames Koordinatensystem zu überführen. Gemäß Aspekten der vorliegenden Technik kann die Transformation aus Transformationen, wie beispielsweise, aber nicht ausschließlich, starren Transformationen, nicht-starren Transformationen oder affinen Transformationen bestehen. Starre Transformationen können beispielsweise Übersetzungen, Drehungen oder eine Kombination von diesen umfassen. Außerdem können nicht-starre Transformationen beispielsweise finite Elementmodelle (FEM), B-Spline-Transformationen, (fluidströmungsbasierende) Daemon-Verfahren, diffusionsbasierende Verfahren, optische strömungsbasierende Verfahren oder auf Level-Set basierende Verfahren umfassen. Es sei darauf hingewiesen, dass wenn einer der Bilddatensätze kontinuierlich aktualisiert wird, wie beispielsweise bei einem zweidimensionalen (2D) oder dreidimensionalen (3D) Echtzeit-Ultraschall-Bilddatensatz, ein Positionserkennungssystem und/oder eine bildgestützte Analyse angewendet werden kann, um die Registrierung beizubehalten.
  • Wie oben beschrieben worden ist, kann das Verarbeitungsmodul 18 so konfiguriert sein, dass es die auf Volumen basierende Registrierung von einer Vielzahl von erfassten Bilddatensätzen ermöglicht, so dass registrierte Bilddatensätze generiert werden können. Es ist beobachtet worden, dass beim untersuchten Patient während der Abtastung typischerweise bewusste oder unbewusste Bewegungen auftreten. Folglich können zwischen den Bilddatensätzen, die entweder über dieselbe Bildgebungsmodalität oder über ein Multimodalitäts-Bildgebungssystem erfasst wurden, entweder intern oder extern unvorhersehbare Veränderungen auftreten. Interne Veränderungen können auf die Bewegung von Organen wie beispielsweise der Lungen oder des Dickdarms zurückgeführt werden. Die beim Patienten auftretenden externen Veränderungen rühren auch von den unwillkürlichen Bewegungen der externen Körperteile des Patienten her. Beispielsweise ist im Allgemeinen beobachtet worden, dass sich die Position des Patienten während einer Abdominalabtastung unter Verwendung eines Ultraschall-Bildgebungssystems und eines CT-Bildgebungssystems oder sogar einer Nachfolge-Ultraschallabtastung tendenziell verändert. Als Folge dieser Bewegung tritt eine fehlerhafte Ausrichtung zwischen den Bildern auf. Daher kann der Prozess der Registrierung der Ultraschallabtastung auf einem zuvor erfassten Bildvolumen, wie beispielsweise dem CT-Bildvolumen einen arbeits- und zeitaufwendigen Prozess darstellen. Daher besteht der Bedarf an einem auf Volumen beruhenden Bildregistrierungsprozess, der so maßgeschneidert werden kann, dass er eine wesentlich bessere Registrierung von zwei oder mehr Bilddatensätzen erlaubt. In einer Ausführungsform kann das Verarbeitungsmodul 18 so konfiguriert sein, dass es die Implementierung von solch einem auf Volumen beruhenden Bildregistrierungsprozess ermöglicht.
  • Auf das Verarbeitungsmodul 18 kann über eine Bedienerkonsole 20 zugegriffen und/oder es kann über diese bedient werden. Die Bedienerkonsole 20 kann auch verwendet werden, um die Anzeige von erfassten Bildern und/oder des registrierten Kombinations-Bildes zu ermöglichen, welches von dem Verarbeitungsmodul 18 generiert wurde, was beispielsweise auf einem Display 22 und/oder einem Drucker 24 erfolgen kann. Beispielsweise kann ein Bediener, wie beispielsweise ein Kliniker, die Bedienerkonsole 20 nutzen, um die Art und Weise zu bestimmen, in der das registrierte Bild auf dem Display 22 visualisiert wird.
  • Wenn wir uns nun 2A–2B zuwenden, so wird hier ein schematisches Flussdiagramm 50 gezeigt, welches den Betrieb des Bildgebungssystems 10 von 1, und genauer gesagt des Verarbeitungsmoduls 18, darstellt. Mit anderen Worten wird ein Verfahren der auf Volumen basierenden Registrierung unter Verwendung von System 10 (siehe 1) abgebildet. In dem Beispiel, welches in 2 gezeigt wird, bezeichnen die Referenznummern 52 und 54 einen ersten Bilddatensatz und einen zweiten Bilddatensatz, welche über ein oder mehrere Bilderfassungssysteme, wie beispielsweise Bilderfassungssysteme 12, 14, 16 (siehe 1), erfasst worden sind. Wie zuvor angemerkt, entsprechen die Bilddatensätze 52, 54 jeweils den Bilddaten, welche denselben Pa tienten abbilden und über unterschiedliche Bildgebungsmodalitäten erfasst worden sind. Sofern eine einzige Bildgebungsmodalität zur Erfassung der Bilddaten eingesetzt wird, stellen die Bilddatensätze 52 und 54 Bilddaten dar, die zum selben Patienten gehören und über dieselbe Art von Bildgebungsmodalität sowie über einen Zeitraum hinweg erfasst wurden.
  • Im vorliegenden Beispiel kann der erste Bilddatensatz 52 über das erste Bilderfassungssystem 12 erfasst werden. Ferner kann das erste Bilderfassungssystem 12 ein CT-Bildgebungssystem umfassen, das so konfiguriert ist, dass es ein Bildvolumen erfasst, das beispielsweise eine anatomische Region von Interesse beim Patienten darstellt. Folglich kann der erste Bilddatensatz 52 CT-Bilddaten umfassen. Genauer gesagt kann das CT-Bildvolumen 52 in einer Ausführungsform eine Serie von parallelen Planarbildern (Schichten) umfassen, die sich in einer Standardausrichtung in Relation zum Körper des Patienten befinden. Beispielsweise wird eine CT-Abdominalabtastung normalerweise durchgeführt, während der Patient auf dem Rücken liegt, wobei die Schichten parallel zueinander und quer zum Patienten verlaufen. Ferner kann der erste Bilddatensatz 52, der über das erste Bilderfassungssystem 12 erfasst worden ist, als "Referenzbild" bezeichnet werden, wobei das Referenzbild dasjenige Bild ist, das unverändert beibehalten und somit als Referenz herangezogen wird. Es sei darauf hingewiesen, dass die Begriffe Referenzbild, Referenzbildvolumen, Referenzbilddatensatz, Originalbild, Quellenbild und fixiertes Bild alternativ verwendet werden können. Der Referenzbilddatensatz 52 kann ein zuvor erfasstes Bildvolumen darstellen. Es sei darauf hingewiesen, dass die Begriffe Referenzbilddatensatz, zuvor erfasstes Bildvolumen, Referenzbildvolumen und vorerfasstes Referenzbildvolumen alternativ verwendet werden können.
  • Zusätzlich können die anderen erfassten Bilder, die auf dem Referenzbild abgetragen werden sollen, als "Fließbilder" bezeichnet werden. In anderen Worten stellt das Fließbild dasjenige Bild dar, das geometrisch umgewandelt wird, so dass es räumlich an das Referenzbild 52 angepasst wird. Es sei auch darauf hingewiesen, dass die Begriffe Fließbild, bewegliches Bild, Sensed Image (erfasstes Bild) und Zielbild alternativ verwendet werden können. Folglich kann der zweite Bilddatensatz 54 beispielsweise über das zweite Bilderfassungssystem 14 erfasst werden. Ferner kann im vorliegenden Beispiel das zweite Bilderfassungssystem 14 ein Ultraschall-Bildgebungssystem umfassen, das so konfiguriert ist, dass es ein Bild erfasst, welches beispielsweise die anatomische Region von Interesse darstellt. Folglich kann der zweite Bilddatensatz 54 Ultraschallbilddaten umfassen. Genauer gesagt können in einer Ausführungsform die Ultraschallbilddaten 54 ein zweidimensionales (2D) Planarbild (Schicht) umfassen. Auch hier wird eine Ultraschall-Abdominalabtastung normalerweise durchgeführt, während der Patient auf dem Rücken liegt, wobei es aber aufgrund der gegebenen freien Bewegung der Ultraschallsonde sein kann, dass keine direkte Korrelation zu den transversalen CT-Schichten vorliegt. Es sei darauf hingewiesen, dass der zweite Bilddatensatz 54 ein 2D-Ultraschallbild umfassen kann, der in Echtzeit erfasst wird. Dieses 2D-Ultraschallbild kann auch als "Live-Ultraschallbild" bezeichnet wer den. Alternativ kann der zweite Bilddatensatz 54 multi-planare oder 3D-Ultraschallbilder umfassen, die in Echtzeit erfasst werden. Es sei auch darauf hingewiesen, dass die Begriffe zweiter Bilddatensatz, Ultraschallbild, erstes Fließbild und erster Fließbilddatensatz alternativ verwendet werden können.
  • Nach dem Empfang des zuvor erfassten Referenzbilddatensatzes 52 und des ersten Fließbilddatensatzes 54 kann der erste Fließbilddatensatz 54 auf dem Referenzbilddatensatz 52 registriert werden. Genauer gesagt kann gemäß Aspekten der vorliegenden Technik der erste Fließbilddatensatz 54 über die Verwendung eines Verarbeitungsmoduls 18 (siehe 1) auf dem Referenzbilddatensatz 52 registriert werden, wie durch Schritte 56–69 dargestellt und im Folgenden genauer beschrieben werden wird. Mit anderen Worten kann der erste Fließbilddatensatz 54 in bestimmten Ausführungsformen durch das Verarbeitungsmodul 18 geometrisch umgeformt werden, so dass er räumlich an dem Referenzbilddatensatz 52 ausgerichtet wird.
  • Zusätzlich kann in bestimmten Ausführungsformen vor der Verarbeitung durch das Verarbeitungsmodul 18 ein optionaler Vorverarbeitungsschritt (nicht in 2 gezeigt) auf den Referenzbilddatensatz 52 und den ersten Fließbilddatensatz 54 angewendet werden. Beispielsweise kann vor der Verarbeitung durch das Verarbeitungsmodul 18 ein Bildglättungs- und/oder ein Bildschärfungs-Algorithmus auf den Referenzbilddatensatz 52 und den ersten Fließbilddatensatz 54 angewendet werden.
  • Gemäß beispielhaften Aspekten der vorliegenden Technik kann die Verarbeitung durch das Verarbeitungsmodul 18 unter Verweis auf Schritte 56–69 beschrieben werden. In einer zurzeit in Betracht gezogenen Konfiguration kann der Referenzbilddatensatz 52 ein Bildvolumen umfassen, das die anatomische Region von Interesse darstellt. Außerdem kann das Referenzbildvolumen oder der Datensatz 52 eine Vielzahl von im Wesentlichen parallelen planaren Bildschichten umfassen. Ferner sei darauf hingewiesen, dass obwohl entsprechend der vorangegangenen Beschreibung das Referenzbildvolumen 52 so beschrieben wird, dass es Bilddaten umfasst, die über ein CT-Bildgebungssystem erfasst wurden, das Referenzbildvolumen 52 auch Bilddaten umfassen kann, die über ein MR-Bildgebungssystem, ein PET-Bildgebungssystem, ein Röntgen-Bildgebungssystem, ein nuklearmedizinisches Bildgebungssystem, ein SPECT-Bildgebungssystem oder ein Ultraschall-Bildgebungssystem erfasst wurden.
  • Ferner kann im vorliegenden Beispiel der erste Fließbilddatensatz 54 eine erste Bildschicht umfassen, die über das zweite Bilderfassungssystem 14 (siehe 2) erfasst worden ist. Es sei darauf hingewiesen, dass die Begriffe erste Bildschicht und Fließbild austauschbar verwendet werden können. Im vorliegenden Beispiel kann die erste Bildschicht eine 2D-Bildschicht, wie beispielsweise ein 2D-Ultraschallbild, umfassen, das die anatomische Region von Interesse darstellt, wie zuvor angemerkt. Folglich können der Referenzbilddatensatz 52 und die erste Bildschicht 54 so konfiguriert sein, dass sie als Eingaben für das Verarbeitungsmodul 18 dienen. Die Verarbeitung durch das Verarbeitungsmodul 18 beginnt in Schritt 56, in dem eine Bild schicht im Referenzbilddatensatz 52, die der ersten Bildschicht 54 entspricht, identifiziert werden kann. Diese Bildschicht im Referenzbilddatensatz 52 kann allgemein als zweite Bildschicht 58 bezeichnet werden.
  • Gemäß Aspekten der vorliegenden Technik kann die zweite Bildschicht 58 beispielsweise mittels Verwendung eines Verarbeitungsmoduls 18 (siehe 1) identifiziert werden. Die zweite Bildschicht 58 im Referenzbilddatensatz 52 wird als eine Bildschicht identifiziert, die im Wesentlichen der ersten Bildschicht 54 entspricht. Es kann ein Positionssensor und/oder bildgestützte Verarbeitung verwendet werden, um die Datensätze kontinuierlich weiterzuregistrieren, während die Position eines Live-Ultraschallbildes, wie beispielsweise des Ultraschall-Bilddatensatzes 54, aktualisiert wird.
  • Wie bekannt sein wird, stellen die beiden Ebenen, nämlich die erste Bildschicht 54 und die zweite Bildschicht 58, die in dem zuvor erfassten Referenzbilddatensatz 52 identifiziert wurden, einen im Wesentlichen gleichen Bilddatensatz dar. Allerdings können Bilddaten innerhalb der ersten Bildschicht 54, der zweiten Bildschicht 58 oder beider verschoben werden. Mit anderen Worten können Bilddaten in der ersten Bildschicht 54 und der zweiten Bildschicht 58 falsch ausgerichtet sein. Bei Verwendung der zurzeit verfügbaren Techniken wird diese fehlerhafte Ausrichtung typischerweise durch die Übersetzung von einer aus erster Bildschicht 54, zweiter Bildschicht 58 oder beider in eine X-Richtung, eine Y-Richtung oder beide Richtungen überwunden. Leider treten inhärente Schwierigkeiten bei der Identifika tion der zweiten Bildschicht 58 im Referenzbildvolumen 52 auf, die im Wesentlichen der ersten Bildschicht 54 entspricht. Zusätzlich stellt der Prozess der Sicherstellung, dass die beiden Bildschichten im Wesentlichen parallel zueinander liegen, ebenfalls eine herausfordernde Aufgabe dar. Außerdem können bei der Verwendung der zurzeit verfügbaren Techniken keine Verschiebungen in eine Z-Richtung berücksichtigt werden.
  • Gemäß beispielhaften Aspekten der vorliegenden Technik können die Unzulänglichkeiten, die mit den zurzeit verfügbaren Techniken verbunden sind, durch die Übersetzung von einer aus erster Bildschicht 54, zweiter Bildschicht 58 oder beider in eine X-Richtung, eine Y-Richtung und eine Z-Richtung umgangen werden, wodurch eine Identifikation von einer im Wesentlichen gleichen Bildebene im Referenzbilddatensatz 52 ermöglicht wird. In einer Ausführungsform kann eine Identifikationsmethodologie, wie beispielsweise, aber nicht ausschließlich, eine Ebenenfixierungs- und Übersetzungsmethode, angewendet werden, um die Identifikation der zweiten Bildschicht 58 im Referenzbilddatensatz 52 zu unterstützen. Beispielsweise kann ein Benutzer, wie beispielsweise der Kliniker, eine Ebene in dem zuvor erfassten Referenzbilddatensatz 52 identifizieren, der im Wesentlichen dem Live-Ultraschallbild 54 entspricht. Wie bekannt sein wird, kann der zuvor erfasste Referenzbilddatensatz 52 eine Vielzahl von Bildschichten umfassen. Auch kann jede der Vielzahl von Bildschichten im Referenzbilddatensatz 52 im Wesentlichen parallel zueinander liegen. In einer Ausführungsform kann der Kliniker den zuvor erfassten Referenzbilddatensatz 52 durchsuchen, um die im Wesentlichen gleiche Bildebene zu identifizieren. Es sei darauf hingewiesen, dass die im Wesentlichen gleiche Bildebene eine von den vielen von im Wesentlichen parallelen Bildschichten im Referenzbildvolumen 52 umfassen kann. Alternativ kann die im Wesentlichen gleiche Bildebene ein Bild umfassen, das die Bildschichten im Referenzbildvolumen 52 durchschneidet.
  • Sobald die im Wesentlichen gleiche Bildebene (zweite Bildschicht 58) in dem zuvor erfassten Referenzbilddatensatz 52 identifiziert worden ist, kann der Kliniker eine Fixierungsbereich identifizieren, wodurch er das Live-Ultraschallbild 54 und die entsprechende im Wesentlichen gleiche Bildebene (wie beispielsweise die zweite Bildschicht 58) im Referenzbildvolumen 52 kennzeichnet, wie in Schritt 60 abgebildet wird. Diese Fixierung kann im Allgemeinen als eine Fixierung gleicher Ebene bezeichnet werden. Um ein Beispiel zu nennen, kann die im Wesentlichen selbe Bildebene durch die Abtastung durch die Vielzahl von CT-Bildschichten im CT-Referenzbildvolumen 52 hindurch identifiziert werden. Außerdem kann der Kliniker in einer zurzeit in Betracht gezogenen Konfiguration die Fixierung durch die Auswahl einer Regulierung des ersten Bilderfassungssystems 12, des zweiten Bilderfassungssystems 14 oder beider identifizieren. Nach der Fixierung in Schritt 60 kann ein registriertes Bild derselben Ebene 61 gewonnen werden.
  • Sobald die beiden Bilder 54, 58 fixiert sind, können sie außerdem zusammen abgetastet werden. Mit anderen Worten kann das Live-Ultraschallbild 54 aktualisiert werden, wobei die Bewegung einer Bilderfassungsvorrichtung, wie beispielsweise einer mit einem Ultraschallwandler ausgestatte ten Sonde, beispielsweise ein entsprechendes neues, in neue Schichten unterteiltes Bild des zuvor erfassten Volumens erzeugt, welches ebenfalls angezeigt werden soll. In anderen Worten kann der Ultraschallwandler einen Positionssensor umfassen, der betriebsmäßig mit dem Ultraschallwandler verbunden ist. Der Kliniker kann entweder eine Ebene aus den CT-Bilddaten 52 auswählen oder eine im Wesentlichen selbe Ebene mittels Ultraschallwandler ermitteln, oder umgekehrt. Zusätzlich kann der Kliniker die Ansichten derselben Ebenen 54, 58 beispielsweise durch das Drücken einer Taste kennzeichnen. Von diesem Punkt an können beliebige Bewegungen, die eine Bewegung des Ultraschallwandlers bewirken, vom Positionssensor aufgezeichnet und auf den CT-Bilddatensatz 52 angewendet werden, um durch das Bildvolumen 52 hindurch eine neue Schicht, wie beispielsweise die zweite Bildschicht 68, auszuwählen. Dann kann der Kliniker einen Punkt im CT-Bilddatensatz 52 identifizieren, bis zum selben Punkt im Ultraschallbild 54 scannen und den Punkt markieren. Es sei darauf hingewiesen, dass der oben genannte Prozess auch in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt werden kann. Sobald der Punkt in beiden Bilddatensätzen 52, 54 identifiziert worden ist, kann eine X-, Y- und Z-Verschiebungskorrektur durchgeführt werden. Wie bekannt sein wird, sind die beiden Ebenen, nämlich die erste Bildschicht 54 und die zweite Bildschicht 58, welche in dem zuvor erfassten Referenzbilddatensatz 52 identifiziert worden sind, an diesem Punkt gleich. Folglich kann nach Schritt 56 die zweite Bildschicht 58 im Referenzbildvolumen 52, die im Wesentlichen der Live-Bildschicht 54 entspricht, identifiziert werden.
  • Allerdings können die Bilddaten innerhalb der ersten Bildschicht 54, der zweiten Bildschicht 58 oder beider in Bezug aufeinander verschoben sein. Mit anderen Worten können Bilddaten in der ersten Bildschicht 54 und der zweiten Bildschicht 58 falsch ausgerichtet sein. Folglich können Bilddaten in der ersten Bildschicht 54, der zweiten Bildschicht 58 oder beiden verarbeitet werden, um die beiden Bilddatensätze anzugleichen. Wie oben angemerkt, kann diese fehlerhafte Ausrichtung gemäß beispielhaften Aspekten der vorliegenden Technik durch die Übersetzung von einer aus erster Bildschicht 54, zweiter Bildschicht 58 oder beider in X-Richtung, Y-Richtung und Z-Richtung behoben werden.
  • Um die erste Bildschicht 54 und die zweite Bildschicht 58 anzugleichen, kann ein erster Punkt von Interesse auf der ersten Bildschicht 54 ausgewählt werden, wie in Schritt 62 dargestellt. Es sei darauf hingewiesen, dass der erste Punkt von Interesse eine anatomische Struktur oder einen ungesicherten Marker umfassen kann, der auf oder beim Patienten platziert werden kann. Der erste Punkt von Interesse kann beispielsweise unter Verwendung von graphischen Markern identifiziert werden. Ebenso kann in Schritt 64 ein zweiter Punkt von Interesse im Referenzbilddatensatz 52 ausgewählt werden. Genauer gesagt kann der zweite Punkt von Interesse so ausgewählt werden, dass der zweite Punkt von Interesse einen Punkt darstellt, der dem ersten Punkt von Interesse im Fließbild 54 entspricht. In einer Ausführungsform kann der Kliniker auch einen Punkt entweder im Ultraschallbild 54 oder in dem zuvor erfassten Referenzbilddatensatz 52 identifizieren. Der Punkt kann beispielsweise durch die Platzierung eines Cursors über dem Punkt in dem Bild und dessen Anklicken ausgewählt werden. Der Kliniker kann dann bei Bedarf die Bilderfassungsvorrichtung bewegen, um den entsprechenden Punkt von Interesse im Ansichtsbereich auf das andere Bild zu übertragen und nachfolgend den entsprechenden Punkt auszuwählen. Obwohl, wie oben beschrieben worden ist, der erste Punkt von Interesse im Fließbild 54 ausgewählt wird, gefolgt von der Auswahl des entsprechenden zweiten Punktes von Interesse im Referenzbilddatensatz 52, sei darauf hingewiesen, dass ein erster Punkt von Interesse im Referenzbilddatensatz 52 ausgewählt werden kann, gefolgt von der Auswahl eines entsprechenden zweiten Punktes von Interesse auf dem Fließbild 54.
  • Nachfolgend können in Schritt 66 gemäß beispielhaften Aspekten der vorliegenden Technik eines aus Fließbild 54, Referenzbilddatensatz 52 oder aber beide in X-Richtung, Y-Richtung und Z-Richtung übersetzt werden, um die Angleichung des ersten Punktes von Interesse und des zweiten Punktes von Interesse zu ermöglichen. Die Übersetzung der Bilddatensätze 52, 54 in X-Richtung, Y-Richtung und Z-Richtung ermöglicht die vorteilhafte Ausgleichung eines eventuellen Z-Verschiebungsfehlers, der bei der Festlegung der Ebenenfixierung eingebracht wurde. Nach dieser Übersetzung wird das Fließbild 54 an den Referenzbilddatensatz 52 angepasst. Nachfolgend kann die Registrierung des Fließbildes 54 auf dem Referenzbilddatensatz 52 in Schritt 68 aktualisiert werden. Nach der Aktualisierung der Registrierung in Schritt 68 kann ein registriertes Bild 69 gewonnen werden. Dieses registrierte Bild 60 kann als ein mit derselben Ebene und Übersetzungspunkt registriertes Bild bezeichnet werden. Das registrierte Bild 69 kann dann beispielsweise auf einem Display entweder des ersten Bilderfassungssystems 12, des zweiten Bilderfassungssystems 14 oder beider angezeigt werden.
  • Wie zuvor angemerkt, treten inhärente Schwierigkeiten bei der Identifikation der zweiten Bildschicht 58 im Referenzbilddatensatz 52 auf, die dem Fließbild 54 entspricht. Zusätzlich könnte es wünschenswert sein, dass die zweite Bildschicht 58 sich in einer bekannten Ausrichtung in Relation zu den Bildschichten im Referenzbilddatensatz 52 befindet. Beispielsweise könnte es wünschenswert sein, dass die zweite Bildschicht 58 im Wesentlichen parallel zum Fließbild 54 liegt, wodurch die Rotation entlang der X-Richtung und Y-Richtung vermieden wird. Es könnte auch wünschenswert sein, dass das Fließbild 54 und die zweite Bildschicht 58 in Relation zueinander nicht rotiert werden, wodurch eine Rotation entlang der Z-Richtung umgangen wird. Folglich wird ein weiteres Verfahren der auf Volumen basierenden Registrierung vorgestellt.
  • Was 3A–3B anbelangt, so wird ein schematisches Flussdiagramm 70 abgebildet, das ein weiteres Verfahren der auf Volumen basierenden Registrierung darstellt. In dem Beispiel, das in 3 dargestellt wird, stellen Referenznummern 52 und 54 den ersten Bilddatensatz und den zweiten Bilddatensatz dar, die jeweils über ein oder mehrere Bilderfassungssysteme, wie beispielsweise Bilderfassungssysteme 12, 14, 16 (siehe 1), erfasst wurden.
  • Auch hier kann der erste Bilddatensatz 52 über das erste Bilderfassungssystem 12, wie beispielsweise ein CT- Bildgebungssystem, erfasst werden. Folglich kann der erste Bilddatensatz 52 CT-Bilddaten umfassen, wobei die CT-Bilddaten eine Serie von parallelen Planarbildern (Schichten) umfassen können, die in einer Standardausrichtung in Relation zum Körper des Patienten liegen. Der erste Bilddatensatz 52 kann als Referenzbilddatensatz 52 bezeichnet werden und kann ein zuvor erfasstes Bildvolumen darstellen, wie dies zuvor angemerkt wurde. Außerdem kann der zweite Bilddatensatz 54 über das zweite Bilderfassungssystem 14, wie beispielsweise ein Ultraschall-Bildgebungssystem, erfasst werden, das so konfiguriert ist, dass es ein Bild gewinnt, das beispielsweise den anatomischen Punkt von Interesse darstellt. Der zweite Bilddatensatz 54 kann Ultraschallbilddaten umfassen, wobei die Ultraschallbilddaten 54 aus einem 2D-Planarbild (Schicht) bestehen können. Wie zuvor angemerkt, kann der zweite Bilddatensatz 54 ein 2D-Ultraschallbild umfassen, das in Echtzeit erfasst wurde. Das 2D-Ultraschallbild 54 kann auch als "Live-Ultraschallbild" bezeichnet werden. Alternativ kann der zweite Bilddatensatz multi-planare oder 3D-Ultraschallbilder umfassen, die in Echtzeit erfasst wurden.
  • Nach dem Empfang des zuvor erfassten Referenzbilddatensatzes 52 und des Fließbildes 54 kann der erste Fließbilddatensatz 54 auf dem Referenzbilddatensatz 52 registriert werden. In bestimmten Ausführungsformen kann vor der Verarbeitung durch das Verarbeitungsmodul 18 ein optionaler Vorverarbeitungsschritt (nicht gezeigt) auf den Referenzbilddatensatz 52 und den ersten Fließbilddatensatz 54 (siehe 1) angewendet werden. Beispielsweise kann vor der Verarbeitung durch das Verarbeitungsmodul 18 ein Bildglät tungs- und/oder ein Bildschärfungs-Algorithmus auf den Referenzbilddatensatz 52 und den ersten Fließbilddatensatz 54 angewendet werden.
  • Das Verfahren beginnt in Schritt 72, in welchem eine zweite Bildschicht im Referenzbilddatensatz 52, die dem Fließbilddatensatz 54 entspricht, identifiziert werden kann. Genauer gesagt kann gemäß Aspekten der vorliegenden Technik in Schritt 72 eine Position in dem Fließbilddatensatz 54 identifiziert werden, die in einer bekannten Ausrichtung in Relation zu den Schichten im Referenzbilddatensatz 52 liegt. In einer Ausführungsform kann eine Position im Fließbilddatensatz 54, die im Wesentlichen parallel zu den Schichten im Referenzbilddatensatz 52 liegt, identifiziert werden. Es sei darauf hingewiesen, dass diese Position sich in einer Bildebene im Referenzbilddatensatz 52 befinden kann, und diese Bildebene kann als eine "gewünschte" Bildebene bezeichnet werden.
  • Wie bekannt sein wird, umfassen zuvor erfasste Bildvolumen, wie beispielsweise diejenigen, die von einem CT-Bildgebungssystem oder einem MR-Bildgebungssystem, erfasst werden, typischerweise eine Serie von parallelen Planarbildern (Schichten), die sich in einer Standardausrichtung in Relation zum Körper des Patienten befinden. Beispielsweise wird eine CT-Abdominalabtastung normalerweise durchgeführt, wenn der Patient bzw. die Patientin auf seinem/ihrem Rücken liegt, wobei die Schichten parallel zueinander und quer zum Patienten liegen. Gemäß beispielhaften Aspekten der vorliegenden Technik kann diese Kenntnis der "Erfassungsebene" zum Vorteil verwendet werden, um den Registrierungsvorgang zu verbessern. Genauer gesagt kann der Kliniker in einer Ausführungsform den Fließbilddatensatz 54 scannen, um eine Position in dem Fließbilddatensatz 54 zu identifizieren, die im Wesentlichen parallel zu den Schichten im Referenzbilddatensatz 52 liegt.
  • Sobald die gewünschte Position im Fließbildvolumen 54 identifiziert worden ist, kann der Fließbilddatensatz 54 als parallel zum Referenzbilddatensatz 52 fixiert werden, wie in Schritt dargestellt 76. Diese Fixierung kann als Parallelebenenfixierung bezeichnet werden. Nach der Fixierung in Schritt 76 kann ein paralleles registriertes Bild 77 gewonnen werden. Nachfolgend kann in Schritt 78 ein erster Punkt von Interesse in dem Fließbild 54 identifiziert werden. Der erste Punkt von Interesse kann eine anatomische Region von Interesse enthalten, wie zuvor unter Bezugnahme auf 2 angemerkt wurde. Ferner kann in Schritt 80 ein zweiter Punkt von Interesse im Referenzbilddatensatz 52 identifiziert werden, wobei der zweite Punkt von Interesse dem ersten Punkt von Interesse entsprechen kann. Alternativ kann in Schritt 78 ein erster Punkt von Interesse zuerst im Referenzbilddatensatz 52 ausgewählt werden, während ein entsprechender zweiter Punkt von Interesse im Fließbild 54 in Schritt 80 ausgewählt werden kann.
  • Ferner kann in Schritt 82 eines aus Fließbild 54, Referenzbilddatensatz 52 oder beide so übersetzt werden, dass der erste Punkt von Interesse an dem zweiten Punkt von Interesse ausgerichtet wird, wie zuvor beschrieben. In anderen Worten kann eines aus Fließbild 54, Referenzbilddatensatz 52 oder beide in X-Richtung, Y-Richtung und Z-Richtung übersetzt werden, um die Ausrichtung des ersten Punktes von Interesse an dem zweiten Punkt von Interesse zu ermöglichen. Folglich ist nun das Fließbild 54 an dem Referenzbilddatensatz 52 ausgerichtet. Folglich kann eine parallele Ebenenfixierung zwischen dem Fließbild 54 und dem Referenzbilddatensatz 52 in die Fixierung derselben Ebene zwischen dem Fließbild 54 und dem Referenzbilddatensatz 52 umgewandelt werden. Außerdem kann in Schritt 84 eine Registrierung des Fließbildes 54 mit dem Referenzbilddatensatz 52 aktualisiert werden, um ein registriertes Bild zu generieren 86. Dieses registrierte Bild 86 kann als mit Parallelebene und Übersetzungspunkt registriertes Bild bezeichnet werden. Nachfolgend kann dieses registrierte Bild 86 auf einem Display, wie beispielsweise dem Display 26 des Systems 10, visualisiert werden (siehe 1).
  • Durch die Implementierung des Parallelebenenfixierung, wie sie oben beschrieben worden ist, kann eine relativ einfachere Registrierung des Fließbildes 54 und des Referenzbilddatensatzes 52 erreicht werden. Wie bekannt sein wird, ist außerdem das Halten des Wandlers parallel zu den Erfassungsebenen weniger fehleranfällig als die Identifizierung derselben Ebene in dem zuvor erfassten Referenzbildvolumen 52, wodurch Rotationsfehler reduziert werden.
  • Wie oben beschrieben worden ist, wird im vorliegenden Beispiel ein einziger Übersetzungspunkt verwendet, um den Parallelebenenfixierung in eine Fixierung derselben Ebene umzuwandeln. Allerdings kann es sein, dass gegebenenfalls vorhandene Rotationsfehler in X-Richtung, Y-Richtung und/oder Z-Richtung, welche mit der Parallelebenenfixierung eingebracht worden sind, nicht korrigiert werden. Gemäß weiteren Aspekten der vorliegenden Technik kann es dem Kliniker ermöglicht werden, eine Fixierung derselben Ebene unter Verwendung der Parallelebenenfixierung als eine Orientierungshilfe zu verwenden. Folglich kann der Kliniker ein bestimmtes Bild beispielsweise unter Verwendung des zweiten Bilderfassungssystems 14 (siehe 1) gewinnen. Wie zuvor angemerkt, kann das zweite Bilderfassungssystem 14 ein Ultraschall-Bildgebungssystem umfassen. Daher kann ein Ultraschallbild gewonnen werden. Zusätzlich kann der Kliniker angeben, dass dieses Ultraschallbild ein für die Fixierung gewünschtes Fließbild ist. Außerdem können Positionsinformationen, die zur aktuellen Position einer Bilderfassungsvorrichtung gehören, gewonnen und gespeichert werden. Der Kliniker kann dann durch die Bildebenen im Referenzbilddatensatz 52 scannen, welche parallel zur aktuellen Ultraschallbildschicht 54 liegen. Beispielsweise kann der Kliniker den Referenzbilddatensatz 52 mittels Verwendung einer Steuerkugel, einer Maus, einer Wandlerbewegung oder anderer Kontrollmechanismen durchleuchten.
  • Sobald der Kliniker eine Bildebene identifiziert hat, die im Wesentlichen der Ultraschallbildschicht 54 entspricht, kann der Kliniker eine Fixierung derselben Ebene angeben. Mit anderen Worten kann der Kliniker angeben, dass die Ultraschallbildschicht 54 mittels einer Fixierung derselben Ebene mit dieser im Wesentlichen gleichen Bildebene im Referenzbilddatensatz 52 fixiert werden soll. Dann kann eine graphische Darstellung auf der Ultraschallbildschicht 54 verwendet werden, um anzugeben, ob die Ultraschallbildschicht 54 im Wesentlichen parallel zu der Bildebene in dem zuvor erfassten Referenzbildvolumen 52 liegt, und zwar auf der Grundlage der Parallelebenenfixierung. Beispielsweise kann ein Punkt in der oberen rechten Ecke des Ultraschallbildes 54 und/oder in einer unteren linken Ecke des Ultraschallbildes 54 angezeigt werden. Es sei darauf hingewiesen, dass angenommen wird, dass die obere linke Ecke des Ultraschallbildes 54 in einer parallelen Ebene liegt und die beiden Graphiken verwendet werden können, um den Kliniker bei der Einstellung der Bilderfassungsvorrichtung, die an dieselbe Ebene wie das zuvor erfasste Referenzbildvolumen 52 angepasst werden soll, unterstützen zu können. In einer Ausführungsform können die graphischen Marker grüne Kreuze umfassen, wenn dieser Abschnitt des Bildes in der Ebene liegt, und sie können aus einem Quadrat von einer anderen Farbe bestehen, wenn er außerhalb der Ebene liegt. Ferner kann eine außerhalb der Ebene verlaufende Richtung in bestimmten Ausführungsformen durch eine Farbe angezeigt werden, während eine gewünschte Bewegungsstrecke, die erforderlich ist, um in die Ebene zu gelangen, durch die Größe des Quadrats und/oder die Intensität der Farbe gekennzeichnet werden kann. Sobald die Ebenen als im Wesentlichen gleich identifiziert worden sind, kann der Kliniker eine Fixierung derselben Ebene eingeben. Es sei auch darauf hingewiesen, dass die graphischen Marker so konfiguriert sein können, dass sie als Orientierungshilfe dienen, aber nicht essentiell sind, um parallel zu erscheinen, so dass der Benutzer eine Fixierung derselben Ebene spezifizieren kann.
  • Wie oben beschrieben worden ist, bringt die Parallelebenen-Technik, welche hier dargelegt worden ist, die Identifikation von einer Bildebene mit sich, die im Wesentli chen parallel zu der gewünschten Bildebene oder Erfassungsebene liegt. Die Verwendung der vorliegenden Technik gemäß Aspekten der vorliegenden Technik ist ebenfalls vorgesehen, wenn eine Bildebene von Interesse eine Ebene außerhalb der Erfassungsebene umfasst. Genauer gesagt ist es wünschenswert, eine Ausrichtung zwischen dem Ultraschallwandler in der Bilderfassungsvorrichtung und dem zuvor erfassten Bildvolumen zu kennen. Beispielsweise kann eine Ultraschall-Transvaginaluntersuchung ein Ultraschallbild umfassen, das in Relation zu einem standardmäßigen CT- oder MR-Datensatz um etwa 90 Grad gedreht werden kann. Im vorliegenden Beispiel kann das zuvor erfasste Referenzbildvolumen bis zu einer im Wesentlichen gleichen Ausrichtung wie der Ultraschallwandler vor der Registrierung gedreht werden. Alternativ kann der Registrierungsprozess eine Übersetzung zwischen dem Ultraschallbild und dem zuvor erfassten Referenzbildvolumen beinhalten.
  • Gemäß beispielhaften Aspekten der vorliegenden Technik können Informationen zur Ausrichtung zwischen der Bilderfassungsvorrichtung, wie beispielsweise der Ultraschallsonde, und dem zuvor erfassten Bildvolumen, über das Einbringen eines Positionierungssubsystems verfügbar gemacht werden, wobei das Positionierungssubsystem so konfiguriert sein kann, dass es sich in einer bekannten Ausrichtung in Relation zu einem Tisch befindet, auf dem der Patient positioniert ist. Zusätzlich kann das Positionierungssubsystem so konfiguriert sein, dass es die Sonde in einer bekannten Ausrichtung in Relation zum Patiententisch hält. Wie bekannt sein wird, ist der Patient typischerweise auf einem Tisch einer Volumenabtastvorrichtung wie beispielsweise ei nem CT-Scanner positioniert. Der Tisch kann bewegt werden, um den Patienten zum Zwecke einer Volumenabtastung zu positionieren. Nachfolgend kann der Tisch für eine Ultraschallabtastung in eine neue Position bewegt werden. Durch das Einbringen des Positionierungssubsystems, das sich in einer bekannten Ausrichtung zum Volumenabtastvorrichtungstisch (beispielsweise einem CT-Bildgebungssystem) befindet und das so konfiguriert ist, dass es die Bilderfassungsvorrichtung in einer bekannten Ausrichtung in Relation zum Tisch positioniert, kann eine Parallelebenenfixierung erreicht werden, indem die Bilderfassungsvorrichtung einfach im Positionierungssubsystem platziert wird und für das Bildgebungssystem 10 (siehe 1) angezeigt wird, dass die Sonde sich in dieser bekannten Ausrichtung befindet. Alternativ kann ein Positionssensor in einer bekannten Ausrichtung in Relation zum Tisch platziert und somit verwendet werden, um eine Parallelebenenfixierung ganz ohne irgendwelche Aktionen durch den Kliniker zu erreichen. Sobald die Registrierung zwischen dem Ultraschallbild und dem zuvor erfasste Bildvolumen erreicht worden ist, kann eine beliebige Tischbewegung von der Volumenabtastvorrichtung verwendet werden, um die Registrierung zu aktualisieren. Wenn alternativ der Positionssensor so am Tisch befestigt ist, dass der Positionssensor sich mit dem Patienten bewegt, erfordern die Tischbewegungen, falls vorhanden, keine Einstellungen.
  • Die hier beschriebene Technik kann auch angewendet werden, wenn der Patient vom Volumenabtastvorrichtungstisch zu einem anderen Tisch oder einer Patiententragevorrichtung transportiert wird. Auch hier ist es so, dass wenn der Pa tient sich auf dem neuen Tisch in einer im Wesentlichen gleichen relativen Position wie auf dem Abtastvorrichtungstisch befindet und sich die Sondenposition oder der Positionssensor in einer bekannten Ausrichtung in Relation zum Patienten ist, eine parallele Ebene identifiziert werden kann. Es sei darauf hingewiesen, dass das vorliegende Beispiel aufgrund der wahrscheinlichen Veränderungen der Patientenposition einige Anpassungen der Registrierung nach sich ziehen kann. Des Weiteren können Mittel zur manuellen Durchführung von Rotationseinstellungen in X-Richtung, Y-Richtung und/oder Z-Richtung zur Verbesserung der Registrierung gemäß Aspekten der vorliegenden Technik geliefert werden.
  • Wie zuvor angemerkt, können beliebige Z-Verschiebungsfehler, die auftreten, wenn die Ebenenfixierung festgelegt wird, im Wesentlichen eliminiert werden, indem zusätzlich zu den Verschiebungen in X-Richtung und Y-Richtung gleichzeitig eine Verschiebung in Z-Richtung durchgeführt wird. Es sei darauf hingewiesen, dass wenn der Punkt von Interesse, der für die Übersetzung verwendet wird, einem Bereich von Interesse im Bild entspricht, eine beliebige X-, Y- oder Z-Achsenrotation um den Bereich von Interesse herum im Wesentlichen minimiert werden kann. Dieser Schritt kann wiederholt werden, um jegliche Rotationsfehler an anderen Punkten von Interesse in der gesamten Untersuchung zu minimieren.
  • Außerdem können gemäß weiteren Aspekten der vorliegenden Technik auch Mittel zur Rückkehr zur Registrierung auf der Grundlage eines vorherigen Punktes geliefert werden.
  • Mit anderen Worten können dem Kliniker manuelle Mittel zur Korrektur jeglicher Rotationsfehler geliefert werden, welche auftreten können, wenn die parallelen Ebenen identifiziert werden. Dem Kliniker können Regler zur Einstellung der Rotation der Ebene um die X-, Y- und Z-Achse herum zur Verfügung gestellt werden. Die Rotation kann um ein Zentrum des Bildes, einen auswählbaren Punkt oder um den letzten Punkt, der als Teil des Übersetzungsprozesses identifiziert wurde, erfolgen. Die Rotationseinstellungsregler stellen die Rotation der angezeigten Ebene in dem zuvor erfassten Bildvolumen ein. Der Kliniker kann diese Einstellung durchführen, während er eine Live-Abtastung oder eine Abtastung eines Standbildes durchführt. In einer Ausführungsform kann das manuelle Mittel zur Durchführung der Rotation Rotationsregler oder eine Steuerkugel umfassen. Um ein Beispiel zu nennen, können, wenn die manuellen Mittel Rotationsregler umfassen, drei Rotationsregler verwendet werden, um die Drehungen um die X-Achse, Y-Achse, und Z-Achse separat anzupassen.
  • Wenn allerdings die manuellen Mittel einen einzigen Rotationsregler umfassen, könnte es wünschenswert sein, einen Schalter einzufügen, der so konfiguriert ist, dass er zwischen den aktiven Achsen hin- und herschaltet. Wie bekannt sein wird, bringt das Schalten zwischen den Achsen einen zusätzlichen Schritt für den Kliniker mit sich. Zusätzlich kann es sein, dass die Drehung eines Drehschalters im Uhrzeigersinn und/oder entgegen dem Uhrzeigersinn zur Erreichung einer Drehung um die X-Achse oder die Y-Achse herum nicht intuitiv ist, weil die physische Richtungsbewegung nicht mit der physischen Drehung des Bildes überein stimmt. Beispielsweise wird durch eine Anpassung um die X-Achse herum das Bild nach oben und weg oder nach unten gerollt, wobei die Bewegungen des Rotationsreglers im Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzeigersinn nicht zu diesen Bewegungen passen. Die Verwendung eines Steuerkugelreglers erfordert Mittel zur Auswahl der Rotationsachse und/oder Mittel zum Anzeigen, dass die Steuerkugel verwendet werden soll, um die Rotationseinstellungen durchzuführen, und nicht etwa eine andere Benutzerfunktion, die der Steuerkugel eventuell zugeordnet sein könnte. Gemäß Aspekten der vorliegenden Technik können diese Unzulänglichkeiten durch die Verwendung eines Joystickdrehknopfes mit 4 Positionen (oder mehr als 4 Positionen) umgangen werden. Dieser Joystickdrehknopf mit 4 Positionen kann nach oben oder unten gedrückt werden, um eine X-Achsenrotation zu bewirken, nach links oder rechts gedrückt werden, um eine Y-Achsenrotation zu bewirken, und im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht werden, um eine Z-Achsenrotation zu bewirken. Ferner kann das Halten der Taste in der Oben-, Unten-, Links- oder Rechts-Position optional eine beschleunigte Bewegung bewirken. Zusätzlich kann der Regler so konfiguriert sein, dass beim Eindrücken die Bewegungsgeschwindigkeit für die Einstellungen angepasst wird, so dass es dem Kliniker ermöglicht wird, größere Bewegungen oder feine Bewegungen durchzuführen.
  • Durch die Implementierung des Reglers, wie er oben beschrieben wird, sind alle Regler ohne Notwendigkeit zur Auswahl für die Durchführung von Dreheinstellungen verfügbar und die Tastenbewegungen passen zur Bildeinstellung, wodurch die Verwendung viel intuitiver wird. Das Drücken des Reglers kann einen anderen Effekt wie beispielsweise die Umstellung der Regler von der Durchführung der Dreheinstellung zur Durchführung von Verschiebungseinstellungen haben. In diesem Falle können Links- und Rechtsbewegungen Verschiebungen entlang der X-Achse bewirken, Bewegungen nach oben und unten können Verschiebungen auf der Y-Achse bewirken, und Bewegungen im Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzeigersinn können Z-Verschiebungseinstellungen bewirken.
  • Zusätzlich beinhaltet die Implementierung des Verfahrens der auf Volumen basierenden Registrierung, wie es oben beschrieben worden ist, drei Schritte. Ein erster Schritt beinhaltet die Identifikation einer Ebene in dem zuvor erfassten Bildvolumen, das der Fließbildebene und der Fixierung der Bildebenen entspricht, ein zweiter Schritt fordert die Identifikation eines Punktes von Interesse auf einem der Bildebenen, während ein dritter Schritt die Identifikation eines entsprechenden Punktes von Interesse in der weiteren Bildebene beinhaltet. Wenn die Ebenenfixierung anfangs durchgeführt worden ist, kann die Aktion zur Initiierung der Fixierung (wie beispielsweise das Anklicken des Bildes mit einem Pointer) so konfiguriert sein, dass sie auch als Anfangspunkt in dem Übersetzungsalgorithmus dient. Der Kliniker kann dann den entsprechenden Punkt in dem anderen Bild markieren, wodurch er die Fixierung und die Übersetzungsregistrierung mit zwei Aktionen anstatt mit drei durchführt.
  • Ferner fixiert der Kliniker die zwei Datensätze, wodurch er bewirkt, dass beide Bilder aktualisiert werden, während der Wandler bewegt wird. Der Kliniker kann dann ei nen Übersetzungspunkt in einem der Bilder markieren. Der dritte Schritt dient dazu, den entsprechenden Punkt auf dem anderen Bild zu markieren. Um diesen dritten Schritt zu unterstützen, kann das erste Bild angehalten werden (es findet also keine Live-Aktualisierung statt) und der Übersetzungspunkt kann so konfiguriert sein, dass er in dem Standbild sichtbar bleibt. Dies dient als Referenz während der Abtastung, um denselben Punkt in dem anderen Bild zu finden.
  • Zusätzlich identifiziert der Kliniker im ersten Schritt eine Bildebene in dem zuvor erfassten Bildvolumen, die im Wesentlichen dem Fließbild, wie beispielsweise einem Ultraschallbild, entspricht. Obwohl keine Fixierung zwischen dem Ultraschallwandler und dem zuvor erfassten Bildvolumen eingerichtet worden ist, kann der Ultraschallwandler verwendet werden, um durch das zuvor erfasste Bildvolumen zu navigieren, um eine Bildebene von Interesse zu bestimmen, wodurch die Begutachtung des zuvor erfassten Bildvolumens ermöglicht wird. Außerdem können zusätzliche Punkte von Interesse innerhalb des Volumens für die spätere Analyse markiert werden.
  • Traditionell können drei oder mehr Punkte von Interesse in dem Fließbild 54 (siehe 2) identifiziert werden, und entsprechend können nachfolgend drei oder mehr Punkte von Interesse im Referenzbildvolumen 52 (siehe 2) identifiziert werden, um die Registrierung von Bildern 52, 54 zu unterstützen. Durch die Identifizierung von drei oder mehr gemeinsamen Punkten zwischen dem Ultraschallbild 54 und dem zuvor erfassten Referenzbildvolumen 52, kann eine Transformation aufgebaut und verwendet werden, um eine Bildebene aus dem Referenzbildvolumen 52 zu extrahieren, die einer aktuellen Sondeposition entspricht. Diese Technik beinhaltet die Identifizierung von einem Punkt im Ultraschallbild 54, beispielsweise mittels Verwendung eines Benutzerreglers, und die nachfolgende Identifizierung eines entsprechenden Punktes in dem zuvor erfassten Bildvolumen 52. Der Identifikationsprozess kann dann für ein Minimum von zwei weiteren Malen für verschiedene Punkte wiederholt werden. Eine inhärente Schwierigkeit bei der Vorgehensweise der Registrierung mit drei oder mehr Punkten ist die Identifizierung von Punkten, die im Wesentlichen nicht nah beieinander liegen, da durch nah beieinander liegende Punkte tendenziell große Gehler generiert werden. Weitere Unzulänglichkeiten, die mit den zurzeit verfügbaren Techniken im Zusammenhang stehen, sind umgangen worden, indem die Verwendung von Punkten vermieden wird, die im Wesentlichen nah aneinander liegen. Mit anderen Worten kann eine feste Schwelle, welche zulässige Abstände zwischen den Punkten von Interesse darstellt, ausgesucht werden, um die Verwendung von zwei oder mehr Punkten zu vermeiden, die im Wesentlichen in geringem Abstand zueinander angeordnet sind. Allerdings kann es sein, dass sich die feste Schwelle in bestimmten Situationen nicht anwenden lässt. Beispielsweise kann eine anatomische Region von Interesse, die einen relativ großen Volumenbereich umfasst, wie beispielsweise der Unterbauch, eine Schwelle von etwa 4 cm erfordern, während es problematisch sein kann, drei oder mehr Punkte von Interesse zu identifizieren, die in einer anatomischen Region von Interesse mit einem relativ kleinen Volumenbereich, wie beispielsweise dem Handgelenk, mindestens 4 cm entfernt liegen.
  • Gemäß beispielhaften Aspekten der vorliegenden Technik kann durch die Verwendung von Parametern, die mit dem Ultraschallbild 54 im Zusammenhang stehen, das Bildgebungssystem 10 (siehe 1), und genauer gesagt das Verarbeitungsmodul 18 (siehe 1) so konfiguriert werden, dass es die Größe der anatomischen Region von Interesse erkennt und automatisch eine geeignete Schwelle festlegt. Die Parameter, die mit dem Ultraschallbild 54 im Zusammenhang stehen, können eine Tiefe, den Wandler, die Wandlerfrequenz, eine Zoomregion von Interesse umfassen, um nur einige zu nennen. Beispielsweise könnte es wünschenswert sein, dass die Punkte von Interesse mindestens 20 der Bildtiefe entfernt voneinander liegen. Wenn die anatomische Region von Interesse den Unterbauch umfasst, dann erfordert die Abtastung bei 20 cm Tiefe folglich eine Schwellentrennung von etwa 4 cm. Wenn die anatomische Region von Interesse das Handgelenk umfasst, dann erordert die Abtastung bei 4 cm Tiefe entsprechend eine Schwellentrennung von etwa 0,8 cm. Obwohl das vorliegende Beispiel in Bezug auf die Bildtiefe beschrieben wird, sei darauf hingewiesen, dass die vorliegende Technik eine Schwelle erfordert, die sich automatisch der abgetasteten Region von Interesse anpasst.
  • Außerdem kann gemäß weiteren Aspekten der vorliegenden Technik das System 10 (siehe 1) und genauer gesagt das Verarbeitungsmodul 18 (siehe 1) so konfiguriert sein, dass es automatisch einen Punkt von Interesse verwerfen, der sich relativ nah an einem anderen Punkt von Interesse befindet. Das Verarbeitungsmodul 18 kann auch so konfiguriert werden, dass es den ursprünglichen Punkt von Interesse ersetzt oder denjenigen der beiden Punkte verwendet, der eine bessere Übersetzung liefert. Diese Technik kann auch auf mehr als zwei Punkte ausgedehnt werden, die als relativ nah beieinander liegend identifiziert wurden.
  • Wenn außerdem mehr als drei Punkte identifiziert werden, kann das System 10 so konfiguriert werden, dass es dem Kliniker eine Registrierung auf der Grundlage aller Punkte sowie eine Registrierung auf der Grundlage der verschiedenen Subsätze der Punkte ermöglicht. Das System 10 kann so konfiguriert sein, dass es einen numerischen Qualitätsindikator auf der Grundlage des Subsatzes von Punkten berechnet und auch eine numerische Zählung zu den Punkten auf der Grundlage von deren Entfernungen zueinander liefert. Diese zwei numerischen Werte können dann gewichtet und zu einer Gesamtqualitätszählung kombiniert werden. Die Kombination der Punkte, welche die beste Qualitätszählung erreicht, kann verwendet werden. Zusätzlich kann das System 10 so konfiguriert sein, dass es dem Kliniker ermöglicht, zwischen der Verwendung aller Punkte, der Verwendung des besten Subsatzes von Punkten auf der Grundlage der oben beschriebenen Kriterien oder unter Verwendung des besten Dreipunkt-Subsatzes auf der Grundlage der oben beschriebenen Kriterien auszuwählen.
  • Durch die Implementierung der Technik, wie sie oben beschrieben worden ist, kann die Bedienerfreundlichkeit des Systems 10 dramatisch verbessert werden. Wie bekannt sein wird, identifiziert der Kliniker in einer Ausführungsform typischerweise drei oder mehr Punkte von Interesse in dem Ultraschallbild 54 und die entsprechenden drei oder mehr Punkt von Interesse in dem anderen Bild im Referenzbildvolumen 52. Das Live-Ultraschallbild 54 wird mit dem Wandler reguliert und das zuvor erfasste Bildvolumen 52 wird mit einer Maus, Steuerkugel oder einer anderen Eingabevorrichtung reguliert. Die Identifikation dieser Punkte von Interesse kann gemäß Aspekten der vorliegenden Technik verbessert werden. Beispielsweise kann statt der Verwendung einer standardmäßigen Eingabevorrichtung der Ultraschallwandler zur Navigation durch das zuvor erfasste Referenzbildvolumen 52 verwendet werden, um die Bewegung zu bewirken. Wenn der Punkt auf einem Bild identifiziert wird, kann er als ein graphischer Marker beibehalten werden, der wiederum als eine Referenz dient, während derselbe Punkt in dem anderen Bild identifiziert wird. Der Kliniker kann zuerst eine Fixierung derselben Ebene oder eine Parallelebenenfixierung mit der optionalen Übersetzung durchführen und dies dann als eine Orientierungshilfe zur Registrierung unter Verwendung der drei oder mehr Punkte von Interesse verwenden. Sobald der Punkt in einem der Bilder identifiziert worden ist, wird die Aktualisierung dieses Bildes gestoppt und der identifizierte Punkt bleibt mit einem graphischen Marker sichtbar. Nach der Identifizierung des entsprechenden Punktes in dem zweiten Bild kehren die zwei Bilder außerdem zur Echtzeitaktualisierung zurück, so dass der nächste Punkt identifiziert werden kann. Wenn ein Übersetzungspunkt als ein Teil derselben Ebenenfixierung identifiziert worden ist, kann dieser Punkt von Interesse als einer von drei oder mehr Punkten von Interesse verwendet werden. Für jedes Punktepaar kann der Kliniker spezifizieren, in welchem Bild der erste Punkt von Interesse identifiziert werden soll. Dies kann von einem Punktepaar zum anderen variieren. Sobald der erste Punkt eines Punktepaars vom Kliniker identifiziert worden ist, kann der Punkt von Interesse vom Kliniker rückgängig gemacht werden. Der Kliniker kann auch die Entscheidung treffen, ein Punktepaar rückgängig zu machen.
  • Wie zuvor angemerkt, gibt es mehrere Techniken zur Registrierung eines Ultraschallbildes, wie beispielsweise des Fließbildes 54, mit einem zuvor erfassten Volumendatensatz, wie beispielsweise dem Referenzbildvolumen 52. Beispielsweise können die Techniken eine Ebenenfixierung mit einem optionalen Übersetzungspunkt, eine Ebenenfixierung mit einer manuellen Überlagerungs-Einstellung, eine Ebenenfixierung mit automatischer Bildanpassung, eine Parallelerfassungs-Ebenenfixierung mit einem Übersetzungspunkt, und drei oder mehr gemeinsame Punkte in jedem Datensatz umfassen und eine Transformation bilden. Die sich überschneidenden und einzigartigen Aspekte dieser verschiedenen Registrierungstechniken bieten interessante Möglichkeiten in Hinblick auf Effizienz und Benutzerflexibilität. Die Durchführung einer manuellen Fixierung derselben Ebene ist eine gängige Art, die Registrierung zu initiieren, da der Wandler dann verwendet werden kann, um beide Bilder anzupassen und daher als Unterstützung bei anderen Registrierungstechniken zu dienen. Ein Vorteil besteht darin, dass wenn eine Fixierung derselben Ebene mit einem optionalen Übersetzungspunkt durchgeführt wird, der Übersetzungspunkt bei der Registrierung unter Verwendung von drei oder mehr Punkten von Interesse als der erste Punkt verwendet werden kann.
  • Folglich kann der Kliniker mehrere Übersetzungspunkte generieren. Mit anderen Worten kann der Kliniker, sobald eine Ebenenfixierung identifiziert ist, mindestens drei gemeinsame und unabhängige Übersetzungspunkte identifizieren. Das System 10 kann so konfiguriert werden, dass zu einer Transformation umschaltet, die aus drei oder mehr Punkten zusammengestellt ist, um die Registrierung der Bildschichten durchzuführen. Die Umschaltung kann automatisch oder auf der Grundlage einer Benutzerauswahl erfolgen. Es sei darauf hingewiesen, dass die drei oder mehr Punkte in einem Abstand angeordnet sein können, der eine entsprechende Schwelle übersteigt.
  • Durch die Implementierung einer Ebenenfixierung mit einem optionalen Übersetzungspunkt kann die auf Volumen basierende Registrierung der ersten Bildschicht 54 und des Referenzbildvolumens 52 drastisch verbessert werden. Genauer gesagt kann die Geschwindigkeit der Registrierung sowie die Qualität der Registrierung verbessert werden, da gemäß Aspekten der vorliegenden Technik nicht der gesamte Referenzbilddatensatz 52 abgetastet werden muss.
  • Außerdem kann nach der Durchführung einer Registrierung beliebigen Typs im Verlauf der Zeit oder an einer anderen anatomischen Position deutlich werden, dass die Bildregistrierung nicht so gut ist wie gewünscht. Daraufhin kann der Kliniker eine weitere auf Volumen basierende Registrierung initiieren. Außerdem kann das System 10 so konfiguriert sein, dass es die Ergebnisse des gesamten Registrierungsverfahrens aufzeichnet und es dem Kliniker ermöglicht, eine geeignete Registrierung auszuwählen. Beispiels weise kann der Kliniker eine Ebenenfixierung mit einem optionalen Übersetzungspunkt durchführen und nachfolgend eine Registrierung mit drei oder mehr Punkten vornehmen. Beide Registrierungsergebnisse können im System 10 gespeichert werden, so dass es dem Kliniker ermöglicht wird, bei Bedarf leicht zur Ebenenfixierung mit optionaler Übersetzungspunktregistrierung zurückzukehren. Zusätzlich kann das System 10 auch so konfiguriert sein, dass es dem Kliniker ermöglicht, die aktuelle Registrierung jederzeit zu speichern, so dass bei Bedarf die entsprechende Möglichkeit zur Rückkehr zu dieser Registrierung gewährleistet ist. Bei diesen gespeicherten Registrierungen kann es sich um mehrfache Registrierungen derselben Technik und/oder mehrfache Registrierungen unter Verwendung verschiedener Techniken handeln. Wie bekannt sein wird, kann jedes Registrierungsverfahren mehrere Registrierungen beinhalten.
  • Gemäß Aspekten der vorliegenden Technik, kann die letzte N-te Anzahl von Registrierungen unter Verwendung jedes Verfahrens gespeichert werden, so dass dem Kliniker ein einfacher Weg geboten wird, zur einer vorherigen Einstellung zurückzukehren. Diese mehreren Registrierungseinstellungen können während der gesamten Patientenuntersuchung beibehalten werden, selbst wenn der Kliniker andere Ultraschallbildgebungs-Techniken durchführt, die keinerlei Registrierung erfordern. Außerdem können die verschiedenen Registrierungstechniken auch kombiniert werden, um Fehler zu minimieren. Beispielsweise kann die Ebenenfixierung mit optionalem Übersetzungspunkt mit der Registrierung mit drei oder mehr Punkten kombiniert werden. Diese Herangehensweise kann verwendet werden, um die von den verschiedenen Techniken herrührenden Fehler zu minimieren.
  • Wie außerdem bekannt sein wird, können die Bildinformationen bei der Durchführung von kontinuierlicher bildgestützter Registrierung nicht ausreichen, um die Nachverfolgung beizubehalten. Wenn beispielsweise die Bilderfassungsvorrichtung den Kontakt mit dem Körper verliert oder über einen Knochen oder ein anderes Objekt geführt wird, das von Ultraschall nicht durchdrungen werden kann, kann es sein, dass die erfassten Bilddaten nicht ausreichen, um die Nachverfolgung aufrecht zu erhalten. Folglich kann das System 10 so konfiguriert sein, dass es automatisch zu einer auf einem Positionssensor beruhenden Registrierung umschaltet. Alternativ kann das System 10 so konfiguriert sein, dass es auf der Grundlage einer Benutzereingabe zu einer auf einem Positionssensor beruhenden Registrierung umschaltet. Sobald die Bilder auto-registriert wurden, kann das System 10 so konfiguriert werden, dass es automatisch zur kontinuierlichen auf Volumen basierenden Registrierung zurückschaltet.
  • Die hier beschriebenen Registrierungstechniken beruhen auf der anatomischen Registrierung. Allerdings können auch nicht-anatomische Hilfsmittel verwendet werden, um die Registrierung der Bilder zu unterstützen. Folglich kann bei der Gewinnung von CT- oder MR-Daten ein Marker auf dem Körper platziert werden, der im Datensatz erscheint. Dieselbe Stelle kann auch auf dem Körper markiert werden, indem derselbe Marker oder ein anderer Indikator verwendet wird. Bei der Durchführung der Ultraschallabtastung kann der Wandler außerdem auf dieser Markierung platziert und mit dem Daten satz registriert werden, welcher den Marker enthält. Ein Marker kann verwendet werden, um eine Ebenenfixierung mit optionalem Übersetzungspunkt zu unterstützen. Mehrere Marker können verwendet werden, um die Registrierung mit drei oder mehr Punkten zu unterstützen.
  • Wie bekannt sein wird, wird der Registrierungsprozess in Relation zu dem angezeigten Ultraschallbild durchgeführt, wenn ein Mehrfachebenen- oder Volumenwandler verwendet wird, um die Erfassung der Bilddaten zu ermöglichen. Es sei darauf hingewiesen, dass verschiedene Positionen des Wandlers verwendet werden können, um verschiedene Aspekte der Registrierung umzusetzen. Folglich können auch verschiedene Erfassungsebenen in Relation zum Wandler verwendet werden. Sobald die Registrierung abgeschlossen worden ist, kann, wenn sich dann die Erfassungsebene verändert, die relative Position der neuen Erfassungsebene verwendet werden, um die entsprechende Schicht in dem zuvor erfassten Volumen anzupassen. Dies kann erreicht werden, da die Erfassungsebene sich entweder in diskreten oder in kontinuierlichen Schritten verändert.
  • Das Verfahren der auf Volumen basierenden Registrierung von Bildern, das hier beschrieben worden ist, kann unter Verweis auf 4A–4B besser nachvollzogen werden. Was 4A–4B anbelangt, wird eine Diagrammdarstellung 90 des Verfahrens der auf Volumen basierenden Registrierung gemäß Aspekten der vorliegenden Technik illustriert. Genauer gesagt zeigen 4A–4B eine Diagrammdarstellung des Verfahrens der auf Volumen basierenden Registrierung, das in 3A–3B abgebildet wird. In dem Beispiel, das in 4 gezeigt wird, wird der Referenzbilddatensatz 52 über ein erstes Bilderfassungssystem, wie beispielsweise das erste Bilderfassungssystem 12 (siehe 1) erfasst, wie zuvor besprochen wurde. Zusätzlich kann mindestens ein weiterer Bilddatensatz 54 über ein zweites Bilderfassungssystem, wie beispielsweise das zweite Bilderfassungssystem 14 (siehe 1), erfasst werden. Es sei darauf hingewiesen, dass in einer Ausführungsform sowohl der Referenzbilddatensatz 52 als auch der mindestens eine weiteren Bilddatensatz 54 über eine Vielzahl von Bilderfassungssystemen gewonnen werden kann, wie zuvor beschrieben. Beispielsweise kann der erste Bilddatensatz 52 über ein CT-Bildgebungssystem erfasst werden, während ein Ultraschall-Bildgebungssystem verwendet werden kann, um den mindestens einen weiteren Bilddatensatz 54 zu erfassen. Alternativ kann jeder aus erstem Bilddatensatz 52 und dem mindestens einen weiteren Bilddatensatz 54 über ein einziges Bildgebungssystem, wie beispielsweise ein Ultraschall-Bildgebungssystem, erfasst werden. Folglich können der erste Bilddatensatz 52 und der mindestens eine weitere Bilddatensatz 54, der über ein einziges Bildgebungssystem erfasst wurde, Abtastungen desselben Patienten darstellen, welche zu unterschiedlichen Zeitpunkten erfasst worden sind. Obwohl 4 ein System darstellt, bei dem 2 Bilddatensätze verwendet werden, wird einer Person mit durchschnittlichen Kenntnissen auf diesem Fachgebiet bewusst sein, dass das abgebildete Verfahren im Allgemeinen auf Bildgebungssysteme angewendet werden kann, bei denen zwei oder mehr Bilddatensätze verwendet werden.
  • Wie zuvor angemerkt, kann der erste Bilddatensatz 52 als Referenzbildvolumen bezeichnet werden. Ebenso kann der mindestens eine weitere Bilddatensatz 54 als Fließbild bezeichnet werden. Zusätzlich kann ein optionaler Vorverarbeitungsschritt (nicht gezeigt) bei jedem aus Referenzbildvolumen 52 und dem Fließbild 54 durchgeführt werden, um die Qualität der erfassten Bilddatensätze zu verbessern. In bestimmten Ausführungsformen kann sowohl das Referenzbildvolumen 52 als auch das Fließbild 54 mittels Anwendung eines Rauschentfernungsalgorithmus, eines Bildglättungs- und/oder eines Bildschärfungs-Algorithmus vorverarbeitet werden.
  • Jedes aus Referenzbildvolumen 52 und Fließbild 54 kann vom Verarbeitungsmodul 18 (siehe 1) verarbeitet werden. Genauer gesagt kann das Verarbeitungsmodul 18 so konfiguriert sein, dass es die Registrierung des Referenzbilddatensatzes 52 und des Fließbilddatensatzes 54 ermöglicht. Das Verfahren beginnt in Schritt 92, in dem ein zuvor erfasstes Bildvolumen, wie beispielsweise der Referenzbilddatensatz 52, und ein Fließbilddatensatz, wie beispielsweise der Fließbilddatensatz 54, gewonnen werden. Auch kann eine X-Richtung durch eine Referenznummer 94 dargestellt werden, während die Referenznummer 96 eine Y-Richtung bezeichnen kann. Außerdem kann eine Referenznummer 98 eine Z-Richtung kennzeichnen.
  • Nachfolgend kann in Schritt 100 gemäß Aspekten der vorliegenden Technik eine Position in dem Fließbilddatensatz 54, die sich in einer bekannten Ausrichtung in Relation zu Schichten im Referenzbilddatensatz 52 befindet, identifiziert werden. Es sei darauf hingewiesen, dass in be stimmten Ausführungsformen die Position eine Bildschicht im Referenzbilddatensatz 52 umfassen kann, und diese Position kann im Allgemeinen al seine gewünschte Bildebene bezeichnet werden. In einer Ausführungsform kann eine Position in dem Fließbilddatensatz 54, die im Wesentlichen parallel zu Schichten im Referenzbilddatensatz 52 liegt, identifiziert werden, wie in Schritt dargestellt 100. Im vorliegenden Beispiel von 4 kann die gewünschte Position eine Bildschicht 102 im Referenzbilddatensatz 52 umfassen. Was weiterhin Schritt 100 anbelangt, kann der Fließbilddatensatz 54 außerdem als parallel zum Referenzbilddatensatz 52 fixiert werden, sobald die gewünschte Position in im Fließbildvolumen 54 identifiziert wurde, wie unter Verweis auf 3 beschrieben. Diese Fixierung kann als Parallelebenenfixierung bezeichnet werden, wie zuvor angemerkt. Nach der Fixierung in Schritt 100 kann ein parallel registriertes Bild gewonnen werden.
  • Wie bekannt sein wird, können die Bilddaten im Fließbild 54 und/oder dem Referenzbilddatensatz 52 falsch ausgerichtet sein. Um dieses Problem der fehlerhaften Ausrichtung von Bildern 52, 54 zu beheben, können die Bildvolumen auf der Grundlage einer Übersetzung in X-Richtung 94, Y-Richtung 96 und Z-Richtung 98 angepasst werden, um eine verbesserte Registrierung zu ermöglichen. Es ist daher wünschenswert, das Fließbild 54 und den Referenzbilddatensatz 52 anzupassen. Folglich kann gemäß beispielhaften Aspekten der vorliegenden Technik eines aus Fließbild 54, Referenzbilddatensatz 52 oder beide einer Übersetzung in X-Richtung 94, Y-Richtung 96 und Z-Richtung 98 unterzogen werden, um eine Anpassung des Fließbildes 54 und des Referenzbilddatensatzes 52 zu gewährleisten.
  • Dann kann in Schritt 106 ein erster Punkt von Interesse im Fließbild 54 identifiziert werden. Der erste Punkt von Interesse kann eine anatomische Region von Interesse umfassen, wie zuvor festgestellt. Zusätzlich kann in Schritt 106 ein zweiter Punkt von Interesse im Referenzbilddatensatz 52 identifiziert werden, wobei der zweite Punkt von Interesse dem ersten Punkt von Interesse entsprechen kann. Alternativ kann in Schritt 106 ein erster Punkt von Interesse zuerst im Referenzbilddatensatz 52 ausgewählt werden, während ein entsprechender zweiter Punkt von Interesse in Schritt 106 im Fließbild 54 ausgewählt werden kann.
  • Im vorliegenden Beispiel wird die Anpassung des Fließbildes 54 und des Referenzbilddatensatzes 52 in den Schritten 106 und 112 dargestellt. Gemäß Aspekten der vorliegenden Technik kann in Schritt 106 ein erster Punkt von Interesse 108 im Fließbild 54 ausgewählt werden. Außerdem kann auch ein zweiter Punkt von Interesse 110 auf dem Referenzbilddatensatz 52 ausgewählt werden. Im vorliegenden Beispiel wird der zweite Punkt von Interesse 110 dahingehend gezeigt, dass er auf einer Bildschicht 104 ausgewählt wird. Es sei darauf hingewiesen, dass der zweite Punkt von Interesse 110 dem ersten Punkt von Interesse 108 entspricht. Außerdem können der erste und der zweite Punkt von Interesse 108, 110 eine anatomische Struktur oder einen ungesicherten Marker darstellen, der auf oder beim Patienten platziert wird, wie zuvor angemerkt.
  • Nachfolgend kann in Schritt 112 das Fließbild 54 an den Referenzbilddatensatz 52 angepasst werden. Alternativ kann der Referenzbilddatensatz 52 an das Fließbild 54 angepasst werden. Gemäß Aspekten der vorliegenden Technik kann das Fließbild 54 an den Referenzbilddatensatz 52 angepasst werden, indem der erste Punkt von Interesse 108 an den zweiten Punkt von Interesse 110 angepasst wird. Genauer gesagt kann das Fließbild 54 nun in X-Richtung 94 bewegt werden, um eine X-Koordinate, die zum ersten Punkt von Interesse 108 gehört, an eine X-Koordinate des zweiten Punktes von Interesse 110 im Referenzbilddatensatz 52 anzupassen. Ebenso kann auch das Fließbild 54 in Y-Richtung 96 bewegt werden, so dass die Anpassung einer Y-Koordinate des ersten Punktes von Interesse 108 an eine Y-Koordinate des zweiten Punktes von Interesse 110 ermöglicht wird. Gemäß beispielhaften Aspekten der vorliegenden Technik kann das Fließbild 54 auch in Z-Richtung 98 bewegt werden, um eine Z-Koordinate des ersten Punktes von Interesse 108 im Fließbild 54 an eine Z-Koordinate des zweiten Punktes von Interesse 110 im Referenzbilddatensatz 52 anzupassen. Um ein Beispiel zu nennen, können Positionskoordinaten des ersten Punktes von Interesse 108 im Allgemeinen durch (X1, Y1, Z1) dargestellt werden, während durch (X2, Y2, Z2) Positionskoordinaten des zweiten Punktes von Interesse 110 bezeichnet werden. Im vorliegenden Beispiel kann das Fließbild 54 durch die Übersetzung des Fließbildes 54 in X-Richtung 94, Y-Richtung 96 und Z-Richtung 98 an den Referenzbilddatensatz 52 angepasst werden. Genauer gesagt kann das Fließbild 54 so in X-Richtung 94 bewegt werden, dass X1 an X2 angepasst wird. Ebenso kann das Fließbild 54 in Y-Richtung 96 bewegt werden, um die Anpassung von Y1 an Y2 zu bewirken. Das Fließbild 54 kann auch in Z-Richtung 98 bewegt werden, so dass eine Ausrichtung von Z1 an Z2 erfolgt. Die Referenznummer 114 kann eine Region bezeichnen, in welcher der erste Punkt von Interesse 108 an den zweiten Punkt von Interesse 110 angepasst ist. Nach Schritt 112 kann der erste Punkt von Interesse 108 in dem Fließbild 54 räumlich an dem zweiten Punkt von Interesse 110 im Referenzbilddatensatz 52 ausgerichtet werden, wodurch die Ausrichtung des Fließbildes 54 am Referenzbilddatensatz 52 ermöglicht wird.
  • Folglich ist das Fließbild 54 nun an den Referenzbilddatensatz 52 angepasst. So kann eine Parallelebenenfixierung zwischen dem Fließbild 54 und dem Referenzbilddatensatz 52 in eine Fixierung derselben Ebene zwischen dem Fließbild 54 und dem Referenzbilddatensatz 52 umgewandelt werden, wie zuvor unter Bezugnahme auf 3 angemerkt. Außerdem kann eine Registrierung des Fließbildes 54 auf dem Referenzbilddatensatz 52 aktualisiert werden, um ein registriertes Bild zu generieren, wie beispielsweise das mit der Parallelebene und dem Übersetzungspunkt registrierte Bild 86 (siehe 3). Nachfolgend kann das registrierte Bild auf einem Display, wie beispielsweise dem Display 26 des Systems 10 (siehe 1), visualisiert werden.
  • Was nun 5 anbelangt, so wird ein Blockdiagramm 120 abgebildet, das ein Bilderfassungssystem illustriert, welches zur Benutzung im Diagnostiksystem 10 (siehe 1) konfiguriert ist. Das System 120 kann so konfiguriert sein, dass es Bilddaten von einem Patienten 122 über eine Bilderfassungsvorrichtung 124 erfasst. Referenznummer 126 kann einen Tisch bezeichnen, der so konfiguriert ist, dass er die Positionierung eines Patienten 122 für eine Bildgebungssitzung unterstützt. In einer Ausführungsform kann die Bilderfassungsvorrichtung 124 eine Sonde umfassen, wobei es sich bei der Sonde um eine invasive Sonde oder eine nichtinvasive bzw. externe Sonde handeln kann, wie beispielsweise eine externe Ultraschall-Sonde, die so konfiguriert ist, dass sie die Erfassung von Bilddaten unterstützt. Außerdem können in bestimmten anderen Ausführungsformen Bilddaten über einen oder mehrere Sensoren (nicht in 5 gezeigt) erfasst werden, die auf dem Körper des Patienten 122 angeordnet werden können. Um ein Beispiel zu nennen, können die Sensoren physiologische Sensoren (nicht gezeigt) wie beispielsweise Elektrokardiogramm(EKG)-Sensoren und/oder Positionssensoren wie beispielsweise elektromagnetische Feldsensoren oder Inertialsensoren umfassen. Diese Sensoren können betriebsmäßig mit einer Datenerfassungsvorrichtung, wie beispielsweise einem Bildgebungssystem, beispielsweise über Leitungen (nicht in 5 gezeigt) verbunden sein.
  • Das System 120 kann auch ein Bilderfassungssystem 128, wie beispielsweise, aber nicht ausschließlich, ein medizinisches Bildgebungssystem umfassen, das in funktionaler Verbindung mit der Bilderfassungsvorrichtung 124 steht. In einer Ausführungsform kann das medizinische Bildgebungssystem 128 ein Ultraschall-Bildgebungssystem umfassen. Es sei darauf hingewiesen, dass obwohl die im Folgenden illustrierten beispielhaften Ausführungsformen im Zusammenhang mit einem medizinischen Bildgebungssystem beschrieben werden, weitere Bildgebungssysteme und Anwendungen wie beispielsweise industrielle Bildgebungssysteme und nicht- destruktive Evaluations- und Inspektionssysteme, wie beispielsweise Pipelineinspektionssysteme oder Flüssigreaktorinspektionssysteme, ebenfalls in Betracht gezogen werden. Zusätzlich kann die beispielhafte Ausführungsformen, die im Folgenden illustriert und beschrieben wird, auch Anwendung in Multimodalitäts-Bildgebungssystemen finden, bei denen Ultraschallbildgebung im Zusammenhang mit weiteren Bildgebungsmodalitäten, Position-Tracking-Systemen oder anderen Sensorensystemen zum Einsatz kommt. Weiterhin sei darauf hingewiesen, dass obwohl die im Folgenden beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen im Zusammenhang mit einem medizinischen Bildgebungssystem, wie beispielsweise, aber nicht ausschließlich, einem Ultraschall-Bildgebungssystem, einem optischen Bildgebungssystem, einem CT-Bildgebungssystem, einem MR-Bildgebungssystem, einem Röntgen-Bildgebungssystem oder einem PET-Bildgebungssystem oder aber einer Kombination von diesen beschrieben werden, weitere Bildgebungssysteme, wie beispielsweise, aber nicht ausschließlich, ein Pipelineinspektionssystem, ein Flüssigreaktorinspektionssystem, ein Produktionsinspektionssystem oder andere Bildgebungssysteme ebenfalls gemäß Aspekten der vorliegenden Technik in Betracht gezogen werden.
  • In einer zurzeit in Betracht gezogenen Konfiguration kann das medizinische Bildgebungssystem 128 ein Erfassungssubsystem 130 und ein Verarbeitungssubsystem 132 umfassen. Ferner kann das Erfassungssubsystem 130 des medizinischen Bildgebungssystems 128 so konfiguriert sein, dass es Bilddaten, die eine oder mehrere anatomische Regionen von Interesse beim Patienten 122 darstellen, über die Bilderfassungsvorrichtung 124 erfasst. Die vom Patienten 122 erfass ten Bilddaten können dann vom Verarbeitungssubsystem 132 verarbeitet werden.
  • Zusätzlich können die Bilddaten, die vom medizinischen Bildgebungssystem 128 erfasst und/oder verarbeitet werden, verwendet werden, um einen Kliniker bei der Durchführung einer Interventionsprozedur, der Identifizierung von Krankheitszuständen, der Einschätzung einer Behandlungsnotwendigkeit, der Bestimmung der geeigneten Behandlungsoptionen und/oder der Überwachung des Behandlungseffekts auf Krankheitszustände zu unterstützen. In bestimmten Ausführungsformen kann das Verarbeitungssubsystem 132 außerdem mit einem Speichersystem, wie beispielsweise einem Datenlager 134, verbunden sein, wobei das Datenlager 134 so konfiguriert ist, dass es Bilddaten empfängt.
  • Wie in 5 illustriert, kann das medizinische Bildgebungssystem 128 ferner ein Display 136 und eine Benutzerschnittstelle 138 umfassen. Allerdings können sich in bestimmten Ausführungsformen, wie beispielsweise bei einem Touchscreen, das Display 136 und die Benutzerschnittstelle 138 überschneiden. Auch können Display 136 und Benutzerschnittstelle 138 in einigen Ausführungsformen einen gemeinsamen Bereich umfassen. Gemäß Aspekten der vorliegenden Technik kann das Display 136 des medizinischen Bildgebungssystems 128 so konfiguriert sein, dass es ein Bild anzeigt, das von dem medizinischen Bildgebungssystem 128 auf der Grundlage von Bilddaten generiert wurde, die über die Bilderfassungsvorrichtung 124 erfasst wurden. Zusätzlich kann das Display 136 so konfiguriert sein, dass es ein zuvor erfasstes Bildvolumen, wie beispielsweise den Referenzbildda tensatz 52 (siehe 2), anzeigt. Das Display 136 kann auch so konfiguriert sein, dass es die Visualisierung eines registrierten Bildes, wie beispielsweise der registrierten Bilder 69 (siehe 2), 86 (siehe 3), ermöglicht.
  • Zusätzlich kann die Benutzerschnittstelle 138 des medizinischen Bildgebungssystems 128 eine menschliche Schnittstellenvorrichtung (nicht gezeigt) umfassen, die so konfiguriert ist, dass sie dem Kliniker die Bearbeitung der Bilddaten ermöglicht, welche auf dem Display 136 angezeigt werden. Die menschliche Schnittstellenvorrichtung kann eine mausartige Vorrichtung, eine Steuerkugel, einen Joystick, einen Eingabestift oder eine Touchscreen umfassen, die so konfiguriert sind, dass sie es dem Kliniker ermöglichen, eine oder mehrere Regionen von Interesse zu identifizieren. Allerdings können, wie bekannt sein wird, auch andere menschliche Schnittstellenvorrichtungen, wie beispielsweise, aber nicht ausschließlich, ein Touchscreen, verwendet werden. Ferner kann gemäß Aspekten der vorliegenden Technik die Benutzerschnittstelle 138 so konfiguriert sein, dass sie dem Kliniker Unterstützung bei der Navigation durch die Bilder bietet, welche vom medizinischen Bildgebungssystem 128 erfasst worden sind. Außerdem kann die Benutzerschnittstelle 138 so konfiguriert sein, dass sie beispielsweise die Ermöglichung der Registrierung der ersten Bildschicht 54 (siehe 2) mit dem Referenzbilddatensatz 52 unterstützt.
  • Wie zuvor angemerkt, kann der Patient 122 in bestimmten Ausführungsformen auf dem Tisch einer Volumenabtastvorrichtung, wie beispielsweise einem CT-Scanner, beispiels weise dem Patiententisch 126 positioniert werden. Der Tisch 126 kann in einer ersten Position angeordnet werden, um den Patienten 122 für eine Volumenabtastung in Position zu bringen, und nachfolgend für eine Ultraschallabtastung in eine zweite Position bewegt werden. Gemäß Aspekten der vorliegenden Technik kann das Bildgebungssystem 120 ein Positionierungssubsystem 140 umfassen, wobei das Positionierungssubsystem 140 so konfiguriert sein kann, dass es die Ausrichtung der Bilderfassungsvorrichtung 124 in Relation zum Tisch 126 unterstützt. Genauer gesagt kann das Positionierungssubsystem 140 so konfiguriert sein, dass es die Bilderfassungsvorrichtung 124 in einer bekannten Ausrichtung in Relation zum Tisch 126 hält. In einer Ausführungsform kann die Bilderfassungsvorrichtung 124 im Positionierungssubsystem 140 positioniert werden, wodurch die Bilderfassungsvorrichtung 124 in einer bekannten Ausrichtung in Bezug auf den Tisch 126 angeordnet wird. Durch die Platzierung der Bilderfassungsvorrichtung 124 im Positionierungssubsystem 140, wie oben beschrieben, wird das vorteilhafte Erzielen einer wesentlich besseren Parallelebenenfixierung ermöglicht. In einer zurzeit in Betracht gezogenen Konfiguration wird das Positionierungssubsystem 140 dahingehend gezeigt, dass es betriebsmäßig mit dem Tisch 126 verbunden ist. Wie allerdings bekannt sein wird, kann das Positionierungssubsystem 140 an anderen Standorten im System 120 positioniert werden. Beispielsweise kann ein Abschnitt des Positionierungssubsystems 140, wie beispielsweise ein Positionssensor, der so konfiguriert ist, dass er ein Positionserkennungsfeld generiert, mit dem Tisch 126 verbunden sein oder auf andere Weise mit dem Tisch 126 zusammen bewegt werden, so dass das Positionserkennungsfeld sich mit dem Patienten bewegt 122, wodurch jegliche Notwendigkeit für Einstellungen auf der Grundlage der Tischbewegungen umgangen wird.
  • Alternativ kann ein Positionssensor (nicht in 5 gezeigt) verwendet werden, um die Ausrichtung der Bilderfassungsvorrichtung 124 in Bezug auf den Tisch 126 zu unterstützen. Sobald ein Bild, wie beispielsweise das Fließbild 54, auf einem zuvor erfassten Bildvolumen, wie beispielsweise dem Referenzbilddatensatz 52, registriert wird, können auch beliebige Tischbewegungen von der Volumenabtastvorrichtung, wie beispielsweise dem zweiten Bilderfassungssystem 14 (siehe 1), verwendet werden, um die Registrierung zu aktualisieren.
  • Wie Personen mit durchschnittlichen Kenntnissen auf diesem Gebiet bekannt sein wird, können das vorangegangene Beispiel, die Demonstrationen und Prozessschritte durch einen geeigneten Code auf einem prozessor-gestützten System, wie beispielsweise einem Mehrzweck- oder Spezialcomputer implementiert werden. Es sei auch darauf hingewiesen, dass verschiedene Implementierungen der vorliegenden Technik einige oder alle der hier beschriebenen Schritte in abweichenden Reihenfolgen oder im Wesentlichen gleichzeitig, d. h. parallel, durchführen können. Ferner können die Funktionen in einer Vielzahl von Programmiersprachen implementiert werden, wozu auch, aber nicht ausschließlich, C++ oder Java gehören. Wie Personen mit durchschnittlichen Kenntnissen auf diesem Gebiet bekannt sein wird, können solche Codes auf einem oder mehreren greifbaren, maschinenlesbaren Medien, wie beispielsweise auf Memorychips, loka len oder entfernten Festplatten, optischen Disks (d. h. CDs oder DVDs) oder anderen Medien, auf die von einem prozessor-gestützten System zur Ausführung eines gespeicherten Codes zugegriffen werden kann, gespeichert oder für die Speicherung angepasst werden. Man nehme auch zur Kenntnis, dass es sich bei den greifbaren Medien auch um Papier oder ein anderes geeignetes Medium handeln kann, auf welchem die Befehle gedruckt werden. Beispielsweise können die Befehle elektronisch über optisches Scannen von Papier oder einem anderen Medium erfasst, dann zusammengestellt, bei Bedarf interpretiert oder anderweitig auf geeignet Weise verarbeitet und dann in einem Computerdatenspeicher gespeichert werden.
  • Das hier beschriebene Verfahren für auf Volumen basierende Registrierung von Bildern und das System für auf Volumen basierende Registrierung von Bildern vereinfacht auf drastische Weise den Arbeitsablauf bei der Registrierung eines Live-Ultraschallbildes auf ein zuvor erfasstes Bildvolumen, das eine anatomische Region eines Patienten darstellt, und steigert die Geschwindigkeit der Prozedurzeit, die notwendig ist, um die verbesserte Registrierung von Bildern zu erzielen. Weiterhin werden durch die Verwendung des Verfahrens und Systems Rotationsfehlern zum Vorteil minimiert.
  • Die oben dargelegte Beschreibung der Ausführungsformen des Verfahrens und Systems für auf Volumen basierende Registrierung von Bildern haben den technischen Effekt der effektiven Registrierung eines Ultraschallbildes auf einem zuvor erfassten Bildvolumendatensatz, welcher mittels einer einzigen Modalität oder einer Vielzahl von Bildgebungsmodalitäten erfasst wurde, wodurch die Arbeitsflusseffizienz bei gleichzeitiger Minimierung von Fehlern gesteigert wird.
  • Obwohl hier nur bestimmte Merkmale der Erfindung illustriert und beschrieben wurden, werden auf diesem Gebiet fachkundigen Personen viele Modifikationen und Veränderungen einfallen. Es sei daher darauf hingewiesen, dass die angehängten Patentansprüche alle Modifikationen und Veränderungen einschließen sollen, die der Wesenart der Erfindung entsprechen.
  • Es wird ein Verfahren für auf Volumen basierende Registrierung von Bildern vorgestellt. Das Verfahren umfasst den Empfang eines ersten Bilddatensatzes sowie mindestens eines weiteren Bilddatensatzes. Ferner umfasst das Verfahren die Identifizierung einer ersten Bildschicht in dem mindestens einen weiteren Bilddatensatz, welcher dem ersten Bilddatensatz entspricht. Das Verfahren umfasst auch die Auswahl eines ersten Punktes von Interesse auf mindestens einem aus erstem Bilddatensatz oder erster Bildschicht in dem mindestens einen weiteren Bilddatensatz. Zudem umfasst das Verfahren die Auswahl eines zweiten Punktes von Interesse in dem jeweils anderen aus erstem Bilddatensatz oder erster Bildschicht in dem mindestens einen weiteren Bilddatensatz, wobei der zweite Punkt von Interesse dem ersten Punkt von Interesse entspricht. Außerdem umfasst das Verfahren die Übersetzung von einem aus erstem Bilddatensatz, erster Bildschicht oder beiden in eine erste Richtung, zweite Richtung und dritte Richtung, um den ersten Punkt von Interesse am zweiten Punkt von Interesse auszurichten.
  • Das Verfahren umfasst auch die Registrierung des ersten Bilddatensatzes und des mindestens einen weiteren Bilddatensatzes. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Technik werden auch Systeme 10 und computerlesbare Medien betrachtet, welche die Funktionen ausführen können, wie sie durch dieses Verfahren definiert werden.
    • 10
    Bildgebungssystem
    12
    erstes Bilderfassungssystem
    14
    zweites Bilderfassungssystem
    16
    N-tes Bilderfassungssystem
    18
    Verarbeitungsmodul
    20
    Bedienerkonsole
    22
    Displaymodul
    24
    Drucker
    50
    Flussdiagramm, das volumengestützte Registrierung illustriert
    52
    Referenzbilddatensatz
    54
    Fließbilddatensatz
    56–69
    Schritte für die volumengestützte Registrierung
    70
    Flussdiagramm, das volumengestützte Registrierung illustriert
    72–86
    Schritte für die volumengestützte Registrierung
    90
    Diagrammillustration einer volumengestützte Registrierung
    92
    Schritt zum Empfang von Eingabedaten
    94
    X-Richtung
    96
    Y-Richtung
    98
    Z-Richtung
    100
    Schritt für die Identifizierung einer Position, die in einer bekannten Ausrichtung zum Referenzbilddatensatz liegt
    102
    gewünschte Bildschicht im Referenzbilddatensatz
    104
    weitere Bildschicht im Referenzbilddatensatz
    106
    Schritt für die Auswahl von Punkten von Interesse
    108
    erster Punkt von Interesse im Fließbild
    110
    zweiter Punkt von Interesse im Referenzbilddatensatz
    112
    Schritt für die Anpassung des ersten und zweiten Punktes von Interesse
    114
    angepasste Punkte von Interesse
    120
    Diagnostiksystem
    122
    Patient
    124
    Bilderfassungsvorrichtung
    126
    Tisch
    128
    Bildgebungssystem
    130
    Erfassungssubsystem
    132
    Verarbeitungssubsystem
    134
    lokales Datenlager
    136
    Display
    138
    Benutzerschnittstelle
    140
    Positionierungssubsystem

Claims (10)

  1. Verfahren für auf Volumen basierende Registrierung von Bildern, wobei das Verfahren umfasst: Empfang eines ersten Bilddatensatzes und mindestens eines weiteren Bilddatensatzes; Identifizierung einer ersten Bildschicht in dem mindestens einen weiteren Bilddatensatz, welcher dem ersten Bilddatensatz entspricht; Auswahl eines ersten Punktes von Interesse in mindestens einem aus erstem Bilddatensatz oder erster Bildschicht in dem mindestens einen weiteren Bilddatensatz; Auswahl eines zweiten Punktes von Interesse in dem jeweils anderen aus dem ersten Bilddatensatz oder der ersten Bildschicht in dem mindestens einen weiteren Bilddatensatz, wobei der zweite Punkt von Interesse dem ersten Punkt von Interesse entspricht; Übersetzung von einem aus erstem Bilddatensatz, erster Bildschicht oder beiden in eine erste Richtung, zweite Richtung und dritte Richtung, um den erster Punkt von Interesse an den zweiten Punkt von Interesse anzupassen; und Aktualisierungsregistrierung des ersten Bilddatensatzes und des mindestens einen weiteren Bilddatensatzes.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, ferner die Fixierung des ersten Bilddatensatzes mit der ersten Bildschicht in dem mindestens einen weiteren Bilddatensatz umfassend.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bilddatensatz über eine erste Bildgebungsmodalität und der mindestens eine weitere Bilddatensatz über eine zweite Bildgebungsmodalität erfasst wurde, wobei sich die zweite Bildgebungsmodalität von der ersten Bildgebungsmodalität unterscheidet.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 1, ferner umfassend: Identifizierung einer Position in dem ersten Bilddatensatz, wobei die Position sich in einer bekannten Ausrichtung zu einer oder mehreren Bildschichten in dem mindestens einen weiteren Bilddatensatz befindet; Auswahl eines dritten Punktes von Interesse in mindestens einem aus erstem Bilddatensatz oder dem mindestens einen weiteren Bilddatensatz; Auswahl eines vierten Punktes von Interesse in dem jeweils anderen aus erstem Bilddatensatz oder dem mindestens einen weiteren Bilddatensatz, wobei der vierte Punkt von Interesse dem dritten Punkt von Interesse entspricht; und Übersetzung von einem aus erstem Bilddatensatz, dem mindestens einen weiteren Bilddatensatz oder beiden in eine erste Richtung, zweite Richtung und eine dritte Richtung, um den ersten Punkt von Interesse an dem dritten Punkt von Interesse auszurichten.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 4, ferner die Aufzeichnung der Positionsinformationen umfassend, die der ersten Bildschicht entsprechen.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 1, ferner die Verarbeitung des registrierten Bildes zur Anzeige umfassend.
  7. Verfahren für auf Volumen basierende Registrierung von Bildern, wobei das Verfahren umfasst: Empfang eines ersten Bilddatensatzes und mindestens eines weiteren Bilddatensatzes; Identifizierung einer Position im ersten Bilddatensatz, wobei sich die Position in einer bekannten Ausrichtung zu einem oder mehreren Bildschichten in dem mindestens einen weiteren Bilddatensatz befindet; Auswahl eines ersten Punktes von Interesse in mindestens einem aus erstem Bilddatensatz oder dem mindestens einen weiteren Bilddatensatz; Auswahl eines zweiten Punktes von Interesse in dem jeweils anderen aus erstem Bilddatensatz oder dem mindestens einen weiteren Bilddatensatz, wobei der zweite Punkt von Interesse dem ersten Punkt von Interesse entspricht; Übersetzung von einem aus erstem Bilddatensatz, dem mindestens einen weiteren Bilddatensatz oder beiden in eine erste Richtung, eine zweite Richtung und eine dritte Richtung, um den ersten Punkt von Interesse an dem zweiter Punkt von Interesse auszurichten; und Aktualisierungsregistrierung des ersten Bilddatensatzes und des mindestens einen weiteren Bilddatensatzes.
  8. Computerlesbares Medium, das eines oder mehr greifbare Medien umfasst, wobei das eine oder die mehreren greifbaren Medien umfassen: Code, der so angepasst ist, dass er einen ersten Bilddatensatz und mindestens einen weiteren Bilddatensatz empfängt; Code, der so angepasst ist, dass er eine erste Bildschicht in dem mindestens einen weiteren Bilddatensatz identifiziert, welcher dem ersten Bilddatensatz entspricht; Code, der so angepasst ist, dass er einen ersten Punkt von Interesse in mindestens einem aus erstem Bilddatensatz oder erster Bildschicht in dem mindestens einen weiteren Bilddatensatz auswählt; Code, der so angepasst ist, dass er einen zweiter Punkt von Interesse in dem jeweils anderen aus erstem Bilddatensatz oder der ersten Bildschicht in dem mindestens einen weiteren Bilddatensatz auswählt, wobei der zweite Punkt von Interesse dem ersten Punkt von Interesse entspricht; Code, der so angepasst ist, dass er einen aus erstem Bilddatensatz, erster Bildschicht oder beide in eine erste Richtung, eine zweite Richtung und eine dritte Richtung übersetzt, um den ersten Punkt von Interesse an dem zweiter Punkt von Interesse auszurichten; und Code, der so angepasst ist, dass er die Registrierung des ersten Bilddatensatzes und des mindestens einen weiteren Bilddatensatzes aktualisiert.
  9. System (10), umfassend: mindestens ein Bildgebungssystem (12), das so konfiguriert ist, dass es einen ersten Bilddatensatz und mindestens einen weiteren Bilddatensatz erfasst; und ein Verarbeitungs-Subsystem (132), das betriebsmäßig mit dem mindestens einen Bildgebungssystem (12) verbunden und so konfiguriert ist, dass es jeden aus erstem Bilddatensatz und dem mindestens einen weiteren Bilddatensatz verarbeitet, um ein registriertes Bild auf der Grundlage der auf Volumen basierenden Registrierung des ersten Bilddatensatzes und des mindestens einen weiteren Bilddatensatzes zu generieren.
  10. System (10) gemäß Anspruch 9, ferner ein Positionierungssubsystem (140) umfassend, das so konfiguriert ist, dass es die Ausrichtung einer Bilderfassungsvorrichtung (124) in einer bekannten Ausrichtung in Relation zu dem mindestens einen Bildgebungssystem (12) ermöglicht.
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