DE102009006765B4

DE102009006765B4 - Verfahren zur Ansteuerung einer Bildausgabeeinrichtung, Verfahren zur Ermittlung von tangentialen Schnittebenen, Ansteuerungsmodul und Schnittebenenermittlungseinheit

Info

Publication number: DE102009006765B4
Application number: DE102009006765.5A
Authority: DE
Inventors: Dominik Fritz; Dr. Scheuering Michael; Johann Uebler
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: SIEMENS HEALTHINEERS AG, DE
Priority date: 2009-01-30
Filing date: 2009-01-30
Publication date: 2018-06-14
Anticipated expiration: 2029-01-31
Also published as: US8594399B2; DE102009006765A1; US20100195879A1

Abstract

Verfahren zur Ansteuerung einer Bildausgabeeinrichtung (23) für die Ausgabe von aus Volumendaten (VD) gewonnenen Schnittbildern (TS, TS, OS) eines zumindest einen Hohlorganabschnitt (HO) umfassenden Gewebebereichs mit mindestens folgenden Schritten:- Bereitstellung der Volumendaten (VD) und eines Verlaufslinienabschnitt durch zumindest einen Teil des Hohlorganabschnitts (HO),- Ermittlung von tangentialen Schnittebenen (S, S, S, S, S) an Betrachtungspunkten (BP) entlang zumindest eines Verlaufslinienabschnitts (VA) durch den Hohlorganabschnitt (HO), wobei der Verlaufslinienabschnitt (VA) so in kürzere Verlaufslinienabschnitte (VA, VA, VA, VA, VA) zerlegt wird, dass die entstandenen Verlaufslinienabschnitte (VA, VA, VA, VA, VA) jeweils gemäß einem vorgegebenen Abstandskriterium zumindest approximativ in einer dem jeweiligen Verlaufslinienabschnitt (VA, VA, VA, VA, VA) zugeordneten Hilfsebene liegen, und wobei auf Basis dieser Hilfsebenen jeweils den möglichen Betrachtungspunkten auf den zugehörigen Verlaufslinienabschnitten (VA, VA, VA, VA, VA) erste tangentiale Schnittebenen (S, S, S, S, S) zugeordnet werden,- Generierung jeweils zumindest eines ersten tangentialen Schnittbilds (TS) aus den Volumendaten (BVD) für einen aktuellen Betrachtungspunkt (BP) auf dem Verlaufslinienabschnitt (VA) auf Basis einer für diesen Betrachtungspunkt (BP) ermittelten ersten tangentialen Schnittebene (S, S, S,. S, S),- Generierung von Steuerbefehlen (SB) für die Bildausgabeeinrichtung (2) zur Ausgabe dieses Schnittbilds (TS), und- Weiterleitung der Steuerbefehle (SB) an die Bildausgabeeinrichtung (3).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung einer Bildausgabeeinrichtung für die Ausgabe von aus Volumendaten gewonnenen Schnittbildern eines zumindest einen Hohlorganabschnitt umfassenden Gewebebereichs. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Ermittlung von tangentialen Schnittebenen an Betrachtungspunkten entlang einer Verlaufslinie durch einen Hohlorganabschnitt, welches in dem genannten Ansteuerungsverfahren verwendbar ist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Ansteuerungsmodul zur Ansteuerung einer Bildausgabeeinrichtung und eine Schnittebenenermittlungseinheit, welche nach dem genannten Schnittebenenermittlungsverfahren arbeitet. Außerdem betrifft die Erfindung eine Bildbearbeitungseinrichtung mit einem solchen Ansteuerungsmodul.
Bildausgabeeinrichtungen dienen im medizintechnischen Bereich dazu, einem Benutzer aus Volumendaten eines Zielgewebebereichs abgeleitete Volumendatenbilder, insbesondere Schnittbilder, anzuzeigen. Solche Volumendaten können beispielsweise mit Hilfe von Tomographieeinrichtungen wie Computertomographen, Magnetresonanztomographen oder auch anderen bildgebenden Einrichtungen wie Ultraschallgeräten gewonnen werden. Es gibt unterschiedliche Darstellungsmodi für derartige aus Volumendaten gewonnene Volumendatenbilder. Sie zeigen beispielsweise verschiedene Schnitt- bzw. Schichtperspektiven des abgebildeten Gewebebereichs in unterschiedlichen Projektionen bzw. Darstellungstiefen. Hierunter fallen die multiplanare Rekonstruktion (MPR) und die Maximum Intensity Projection (MIP). Bei der multiplanaren Rekonstruktion handelt es sich um ein Schichtbildverfahren, bei dem das Hohlorgan virtuell in eine Ebene gelegt und tiefenaufgelöst - quasi dreidimensional - angezeigt wird. Die Maximum Intensity Projection hingegen ist ein Schichtbildverfahren, bei dem hintereinander oder untereinander liegende Schichten eines Gewebebereichs zweidimensional dargestellt werden. Dabei werden überlagerte Strukturen gemeinsam dargestellt und ein Kontrast gebildet, bei dem der Teil des Gewebevolumens, der die größte Messintensität in der bildgebenden Messung hervorruft, den stärksten Grad an Farbgebung in der Projektionsdarstellung bewirkt. Ähnlich einer Rückprojektion auf eine Mattscheibe werden so hintereinander gelagerte Strukturen auf einer Ebene darstellbar gemacht.
Ein wichtiges Anwendungsgebiet, bei dem mit den o. g. bildgebenden Einrichtungen erzeugte Volumendatenbilder eingesetzt werden, ist die Befundung von Hohlorganen oder Hohlorganabschnitten, beispielsweise von Gefäßen, insbesondere Koronargefäßen am Herzen oder Gefäßen im Gehirn, oder von anderen tubulären Hohlorganen wie dem Colon oder den Bronchien. Ein Problem bei der Befundung solcher Strukturen liegt insbesondere darin, dass Läsionen zumeist in Rändern der Hohlstruktur bzw. in den Wänden des Hohlorgans zu finden sind. Ein typisches Beispiel für eine solche Läsion ist eine stenotische Region in einem Gefäßabschnitt.
Die Befundung solcher Hohlorganabschnitte erfolgt heutzutage meist anhand einer vorberechneten Verlaufslinie durch das Hohlorgan. Eine „Verlaufslinie“ ist dabei im Folgenden eine Linie, die dem Verlauf des betrachteten Hohlorgans folgt. In der Regel handelt es sich um eine mitten durch das Hohlorgan verlaufende Zentrallinie, die sogenannte „Centerline“. Zur Vorberechnung solcher Centerlines existieren bereits verschiedene einschlägige Verfahren in der Literatur. Ebenso gibt es inzwischen verschiedene Verfahren, um im Rahmen von computerunterstützten Diagnoseverfahren Schnittebenen durch das Hohlorgan automatisch so zu wählen, dass mögliche Läsionen in der passenden Ansicht für eine Nachbewertung dargestellt werden. So wird in der EP 0 961 993 B1 (= WO 98/37517 ) ein Verfahren beschrieben, bei dem automatisch Regionen eines Darms mit abnormaler Wanddicke als mögliche Läsionen erkannt werden und dann in einem Drahtmodell besonders markiert visualisiert werden. Dabei werden auch Schnitte entlang der Verlaufslinie so erzeugt, dass die Läsionen gut erkennbar sind. In der US 6,643,533 B2 wird vorgeschlagen, Schnittbilder entlang der Verlaufsebene durch ein Blutgefäß so zu legen, dass an einer Engstelle der kleinste Durchmesser des Blutgefäßes in der Schnittebene liegt, d. h. die Schnittebene wird so gewählt, dass das Schnittbild die kleinste Lumenabmessung zeigt. An einer Erweiterung kann das Schnittbild entlang der Verlaufsebene so gelegt werden, dass der größte Durchmesser des Blutgefäßes in der Schnittebene liegt.
Bei der üblichen Befundung durch einen Experten an einer Bildausgabeeinrichtung wird diese Centerline als Pfad für eine virtuelle Bewegung durch den Hohlorganabschnitt verwendet. Je nach Art der Berechnung der Verlaufslinie bzw. der Centerline kann diese aus einer Menge von einzelnen aneinandergereihten Punkten bestehen oder auch als kontinuierliche Linie bzw. Polygonzug aufgebaut sein. Bei einer virtuellen Bewegung durch das Hohlorgan entlang der Centerline können dann an einer Befundungsstation an verschiedenen Betrachtungspunkten, welche beispielsweise die einzelnen Punkte sein können, aus denen die „Centerline“ zusammengesetzt ist, oder bei einer kontinuierlichen „Centerline“ Punkte in einer bestimmten Schrittweite verschiedene Schnittbilder dargestellt und vom Benutzer betrachtet werden.
Eine typische Bildschirm-Oberfläche für eine derartige Befundung ist in 1 dargestellt. Auf der linken Seite befindet sich ein Bildanzeigefeld BF, in dem vier verschiedene Darstellungen des interessierenden Hohlorganabschnitts HO, hier der rechten Koronararterie, dargestellt sind. Rechts daneben befindet sich eine als Benutzerschnittstelle dienende Parameteranzeigeleiste PL, an der der Betrachter mit Hilfe von Mausklicks bestimmte Parameter einstellen kann. Im Bildanzeigefeld BF wird hier rechts unten ein dreidimensionales Volumenbild VR des Herzens angezeigt, in welchem die betreffende Koronararterie gut zu erkennen ist. Links daneben wird ein orthogonaler Schnitt OS an einem bestimmten Punkt auf der „Centerline“ entlang der Koronararterie gezeigt (die „Centerline“ ist hier selber nicht dargestellt). Die beiden oberen Bilder zeigen zwei tangentiale Schnittbilder TS₁, TS₂. Die orthogonale Schnittebene und die tangentialen Schnittebenen sind so gewählt, dass sie jeweils senkrecht zueinander stehen. Bei einem Bewegen entlang der „Centerline“ von einem Betrachtungspunkt zum nächsten werden an jedem Betrachtungspunkt ein neuer orthogonaler Schnitt, der senkrecht zur „Centerline“ am jeweiligen Betrachtungspunkt steht, sowie die zwei dazu senkrechten tangentialen Schnittbilder TS₁, TS₂ dargestellt. Durch Vor- und Zurückbewegen entlang der „Centerline“, beispielsweise durch Bedienung der virtuellen Tasten auf der Parameteranzeigeleiste mit Hilfe des Mauszeigers, kann so im Rahmen dieser Verlaufsdarstellung sukzessive der komplette Hohlorganabschnitt betrachtet werden.
Das Problem bei einer solchen üblichen Vorgehensweise ist jedoch, dass vor allem bei stark gekrümmten Strukturen und/oder bei Strukturen mit häufigen Krümmungswechseln die Tangentialebenen sehr stark springen. Bei einem Durchlaufen der Struktur entlang der Verlaufslinie führt dies zu einer unruhigen, sehr stark „wackelnden“ Darstellung der tangentialen Schnittbilder. Dies birgt die Gefahr, dass der Betrachter leicht den Fokus und die Orientierung im Bild verliert. Dadurch können relevante strukturelle Veränderungen übersehen werden.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Ansteuerungsverfahren und ein entsprechendes Ansteuerungsmodul zur Ansteuerung einer Bildausgabeeinrichtung zu schaffen, das eine wackeloptimierte bzw. im Idealfall möglichst wackelfreie Anzeige bei einer Verlaufsdarstellung entlang einer Verlaufslinie durch ein Hohlorgan erlaubt.
Diese Aufgabe wird zum einen durch ein Verfahren zur Ansteuerung einer Bildausgabeeinrichtung gemäß Patentanspruch 1 und zum anderen durch ein Ansteuerungsmodul gemäß Anspruch 11 gelöst.
Ein erfindungsgemäßes Ansteuerungsverfahren umfasst demnach zumindest folgende Schritte:

- Es müssen die Volumendaten und ein Verlaufslinienabschnitt durch zumindest einen Teil des Hohlorganabschnitts bereitgestellt werden. Dabei kann der Verlaufslinienabschnitt im Hohlorgan bzw. dem Hohlorganabschnitt auch im Rahmen des Verfahrens - gegebenenfalls nach vorheriger Identifizierung und/oder Segmentierung des Hohlorgans bzw. des Hohlorganabschnitts - festgelegt werden. Die Bestimmung der Verlaufslinie kann auch sukzessive parallel während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgen. Es muss nur immer ein ausreichend langes Teilstück zur Verfügung stehen, in dem sich die aktuellen Betrachtungspunkte befinden, so dass die nachfolgend erläuterte ebenenbasierte Zerlegung zum Auffinden der optimalen tangentialen Schnittebenen sinnvoll möglich ist.
- Es erfolgt dann eine Ermittlung von tangentialen Schnittebenen an Betrachtungspunkten entlang des Verlaufslinienabschnitts durch den Hohlorganabschnitt, wobei der Verlaufslinienabschnitt so in kürzere Verlaufslinienabschnitte zerlegt wird, dass die entstandenen einzelnen Verlaufslinienabschnitte nach einem vorgegebenen Abstandskriterium jeweils zumindest approximativ in einer Hilfsebene liegen. Auf Basis dieser Hilfsebenen werden jeweils den möglichen Betrachtungspunkten auf den zugehörigen Verlaufslinienabschnitten erste tangentiale Schnittebenen zugeordnet. Die tangentiale Schnittebene kann dabei mit der jeweilige Hilfsebene übereinstimmen, sie kann aber auch geringfügig parallel zur jeweiligen Hilfsebene verschoben sein, damit z. B. der aktuelle Betrachtungspunkt auf der Verlaufslinie selber exakt in der dem Betrachtungspunkt zugeordneten Schnittebene liegt.
- Die Zuordnung der Schnittebenen zu den Betrachtungspunkten kann dabei direkt oder indirekt erfolgen. Das heißt, es können beispielsweise zu jedem Betrachtungspunkt direkt die zur Definition der Schnittebenen erforderlichen Daten in einer Liste hinterlegt sein. Bei einer indirekten Zuordnung erfolgt dagegen z. B. zunächst ein Verweis von dem Betrachtungspunkt auf den zugehörigen Verlaufslinienabschnitt. Es sind dann jedem Verlaufslinienabschnitt die Definitionsdaten für die zugehörigen tangentialen Schnittebenen zugeordnet, da ja die tangentialen Schnittebenen für alle zu diesem Verlaufslinienabschnitt gehörigen Betrachtungspunkte gleich sind. Eventuelle orthogonale Schnittebenen können dann - wie später noch näher erläutert wird - für die einzelnen Betrachtungspunkte individuell festgelegt bzw. hinterlegt werden.

- Aus den Volumendaten wird dann jeweils für einen aktuellen Betrachtungspunkt auf einem Verlaufslinienabschnitt auf Basis einer für diesen Betrachtungspunkt ermittelten ersten tangentialen Schnittebene ein erstes tangentiales Schnittbild generiert. Der aktuelle Betrachtungspunkt kann dabei z. B. während einer Befundung von einem Benutzer vorgegeben werden, beispielsweise mit Hilfe der eingangs erläuterten Benutzerschnittstelle.
- Zur Ausgabe dieses aktuellen Schnittbilds an den Benutzer werden jeweils Steuerbefehle für die Bildausgabeeinrichtung generiert.
- Diese Steuerbefehle werden dann an die Bildausgabeeinrichtung weitergeleitet, so dass dort die Ausgabe bzw. Anzeige des betreffenden Schnittbilds erfolgen kann.

Kernpunkt der Idee ist also eine ebenenbasierte Unterteilung der betrachteten Verlaufslinie in einzelne Teilstücke, so dass jedes dieser Teilstücke zumindest approximativ in einer Ebene (hier als Hilfsebene bezeichnet) liegt, wobei vorzugsweise darauf geachtet wird, dass eine minimale Anzahl an Teilstücken zur vollständigen Beschreibung der gesamten Verlaufslinie benötigt wird. Anders als bei den bisherigen Verfahren wird also nicht an jedem einzelnen Betrachtungspunkt unabhängig nur auf Basis des lokalen Kurvenverlaufs eine neue tangentiale Ebene ermittelt und hieraus das tangentiale Schnittbild erzeugt und angezeigt. Dies führt dazu, dass die Anzahl der Sprünge bzw. schnellen Richtungswechsel der tangentialen Schnittebenen bei einer virtuellen Bewegung auf der Verlaufslinie erheblich reduziert wird. Durch die ebenenbasierte Unterteilung der Verlaufslinie kann diese kontinuierlich mit einer minimalen Zahl an Ansichtswechseln durchlaufen werden. Die Anzeige ist somit erheblich ruhiger, was die Orientierung für den Betrachter stark vereinfacht. Das bisher auftretende Wackeln und Zappeln der Bildanzeige wird vermieden.
Ein erfindungsgemäßes Ansteuerungsmodul der eingangs genannten Art weist mindestens folgende Komponenten auf:

- Eine Volumendatenschnittstelle zur Übernahme von Volumendaten. Diese kann vorzugsweise auch einen bereits vorab ermittelten in Verlaufslinienabschnitt durch zumindest einen Teil des Hohlorganabschnitts übernehmen, sofern dieser außerhalb des Ansteuerungsmoduls generiert wurde.
- Eine Eingangsschnittstelle zur Übernahme von Betrachtungspunktdaten, beispielsweise der Koordinaten eines aktuellen Betrachtungspunktes auf der Verlaufslinie. Hierbei kann es sich um eine Schnittstelle handeln, über die ein Benutzer den aktuellen Betrachtungspunkt vorgeben kann.
- Eine Schnittebenenermittlungseinheit zur Ermittlung von tangentialen Schnittebenen an Betrachtungspunkten entlang zumindest eines Verlaufslinienabschnitts durch den Hohlorganabschnitt, welche so ausgebildet ist, dass sie im bestimmungsgemäßen Betrieb des Ansteuerungsmoduls den Verlaufslinienabschnitt so in kürzere Verlaufslinienabschnitte zerlegt, dass die entstandenen einzelnen Verlaufslinienabschnitte nach einem vorgegebenen Abstandskriterium jeweils zumindest approximativ in einer Hilfsebene liegen, und dass sie auf Basis dieser Hilfsebenen dann den möglichen Betrachtungspunkten auf den zugehörigen Verlaufslinienabschnitten jeweils erste tangentiale Schnittebenen zuordnet.

- Eine Schnittbild-Generierungseinheit zur Generierung eines ersten tangentialen Schnittbilds aus den.Volumendaten für einen durch die übernommenen Betrachtungspunktdaten definierten aktuellen Betrachtungspunkt auf der Verlaufslinie auf Basis einer für diesen Betrachtungspunkt ermittelten ersten tangentialen Schnittebene.
- Eine Steuerbefehl-Ableitungseinheit zur Generierung von Steuerbefehlen für die Bildausgabeeinrichtung.
- Eine Ausgangsschnittstelle zur Weiterleitung der Steuerbefehle an die Bildausgabeeinrichtung.

Die Bildausgabeeinrichtung kann beispielsweise einen Gerätetreiber, etwa für einen Anzeigemonitor, umfassen, und die Steuerbefehle, die vom Ansteuerungsmodul über die Ausgangsschnittstelle ausgegeben werden, sind derart, dass der Gerätetreiber passend angesteuert wird. Grundsätzlich kann aber auch das Ansteuerungsmodul selbst einen Gerätetreiber für einen Anzeigemonitor o. Ä. der Bildausgabeeinrichtung enthalten, so dass durch die vom Ansteuerungsmodul über die Ausgangsschnittstelle ausgegebenen Steuerbefehle dieser Monitor direkt angesteuert werden kann.
Die Schnittstellen müssen nicht zwangsläufig als Hardwarekomponenten ausgebildet sein, sondern können auch als Softwaremodule realisiert sein, beispielsweise wenn die Volumendaten von einer bereits auf dem gleichen Gerät realisierten anderen Komponente wie zum Beispiel einer Bildrekonstruktionsvorrichtung, einer anderen Bildbearbeitungseinheit oder dergleichen übernommen werden können oder die Steuerbefehle an eine andere Komponente nur softwaremäßig übergeben werden müssen. Ebenso können die Schnittstellen auch aus Hardware- und Softwarekomponenten bestehen, wie zum Beispiel eine Standard-Hardwareschnittstelle, die durch Software für den konkreten Einsatzzweck speziell konfiguriert wird. Außerdem können mehrere Schnittstellen auch in einer gemeinsamen Schnittstelle, beispielsweise einer Input/Output-Schnittstelle zusammengefasst sein.
Insgesamt kann ein Großteil der Komponenten zur Realisierung der Vorrichtung in der erfindungsgemäßen Weise, insbesondere die Schnittebenenermittlungseinheit, die Schnittbild-Generierungseinheit und die Steuerbefehl-Ableitungseinheit, ganz oder teilweise in Form von Softwaremodulen auf einem Prozessor realisiert werden.
Die vorliegende Erfindung umfasst daher auch ein ComputerProgrammprodukt, welches direkt in einen Speicher einer programmierbaren Bildbearbeitungseinrichtung ladbar ist, mit Programmcodeabschnitten, um alle Schritte eines erfindungsgemäßen Ansteuerungsverfahrens auszuführen, wenn das Programm in der Bildbearbeitungseinrichtung ausgeführt wird. Die Bildbearbeitungseinrichtung kann dabei auch eine Komponente des bildgebenden Systems selbst sein, mit dem die Volumendaten akquiriert werden.
Weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung. Dabei kann das Ansteuerungsmodul auch entsprechend den abhängigen Ansprüchen zum analogen Ansteuerungsverfahren weitergebildet sein.
Für eine ebenenbasierte Zerlegung der Verlaufslinie, so dass jedes Teilstück zumindest approximativ in einer Ebene liegt, d. h. für die Ermittlung der Hilfsebenen bzw. der darauf basierenden tangentialen Schnittebenen gibt es verschiedene Möglichkeiten. Besonders bevorzugt erfolgt die Ermittlung der tangentialen Schnittebenen gemäß einem Verfahren mit zumindest folgenden Verfahrensschritten:

a) Es wird zunächst eine die zwei Endpunkte des Verlaufslinienabschnitts einschließende Hilfsebene festgelegt, wobei ein Rotationswinkel der Hilfsebene um eine durch die Endpunkte des Verlaufslinienabschnitts verlaufende Rotationsachse mit Hilfe eines Optimierungsverfahrens derart gewählt wird, dass ein definiertes Abstandsmaß zwischen der Hilfsebene und dem Verlaufslinienabschnitt (bzw. den einzelnen Punkten des Verlaufslinienabschnitts) minimiert wird. Verschiedene Möglichkeiten zur Definition eines geeigneten Abstandsmaßes sowie verschiedene Optimierungsverfahren werden später noch erläutert. Dabei ist es je nach Abstandsmaß und Optimierungsverfahren auch denkbar, dass (nur) eine approximative Minimierung des Abstandsmaßes erfolgt.
b) Es wird dann ein „Maximaldistanzpunkt“ auf dem Verlaufslinienabschnitt ermittelt, der am weitesten von der Hilfsebene entfernt ist.
c) Für diesen Maximaldistanzpunkt wird geprüft, ob der Abstand des Maximaldistanzpunktes von der Hilfsebene unter einem vorgegebenen Grenzwert liegt. Wenn der Abstand des Maximaldistanzpunktes von der Hilfsebene nicht unter dem vorgegebenen Grenzwert liegt, wird der Verlaufslinienabschnitt am Maximaldistanzpunkt in zwei Verlaufslinienabschnitte aufgeteilt. Die beiden dabei entstehenden kürzeren Verlaufslinienabschnitte verlaufen dann jeweils zwischen dem Maximaldistanzpunkt (als einem neuen Endpunkt) und einem der ursprünglichen Endpunkte des nun aufgeteilten Verlaufslinienabschnitts.
d) Die Verfahrenschritte a) bis c) werden jeweils mit den neu entstandenen Verlaufslinienabschnitten so lange rekursiv wiederholt, bis der ursprüngliche Verlaufslinienabschnitt in einzelne kürzere Verlaufslinienabschnitte aufgeteilt ist, für die jeweils eine Hilfsebene gefunden ist, deren Abstand von einem Maximaldistanzpunkt des jeweiligen Verlaufslinienabschnitts unter dem vorgegebenen Grenzwert liegt. Für die Verlaufslinienabschnitte, für die bereits eine solche Hilfsebene gefunden ist, die das Abstandskriterium erfüllt, kann die Rekursion beendet werden. Andere Verlaufslinienabschnitte, für die die passende Hilfsebene noch nicht gefunden wurde, werden dagegen am Maximaldistanzpunkt erneut geteilt und das Rekursionsverfahren wird mit den dabei entstehenden noch kürzeren Verlaufslinienabschnitten weitergeführt.
e) Schließlich erfolgt eine Zuordnung von ersten tangentialen Schnittebenen zu den Betrachtungspunkten auf den jeweils zugehörigen Verlaufslinienabschnitten auf Basis der gefundenen Hilfsebenen, wie dies oben bereits erläutert wurde, wobei dieser Schritt auch während des rekursiven Verfahrens sukzessive für alle Hilfsebenen bzw. die zugehörigen Verlaufslinienabschnitte durchgeführt werden kann, für die das Abstandskriterium bereits erfüllt ist.

Mit einem solchen Verfahren kann auf schnelle Weise sicher eine Zerlegung des zu betrachtenden Verlaufslinienabschnitts erreicht werden, so dass einerseits der ursprüngliche Verlaufslinienabschnitts nur in eine minimale Anzahl von kürzeren Verlaufslinienabschnitten aufgeteilt wird und dennoch jeder dieser Verlaufslinienabschnitte möglichst gut in einer Ebene liegt.
Ein derartiges Verfahren zur Ermittlung von tangentialen Schnittbilderzeugungsebenen an verschiedenen Betrachtungspunkten entlang einer Verlaufslinie durch einen Hohlorganabschnitt in den Volumendaten eines den Hohlorganabschnitt umfassenden Gewebebereichs kann außer in dem erfindungsgemäßen Verfahren auch in ähnlichen Verfahren eingesetzt werden. Beispielsweise ist dieses Verfahren sinnvoll einsetzbar, wenn es darum geht, Schnittbilder eines Hohlorgans auf Papier oder Folien für eine Betrachtung an üblichen Leuchtschirmen auszudrucken, sofern gewünscht wird, dass zum Vergleich von Schnittbild-Ausdrucken an den entlang einer Verlaufslinie aufeinander folgenden Betrachtungspunkten möglichst vergleichbare Schnittebenen vorliegen. Hierzu muss lediglich zumindest ein Verlaufslinienabschnitt des Hohlorganabschnitts mit einem ersten und zweiten Endpunkt bereitgestellt werden, und es kann dann das o. g. Verfahren zur Ermittlung der tangentialen Schnittebenen durchgeführt werden. Die ermittelten tangentialen Schnittebenen bzw. die die Schnittebenen beschreibenden Parameter können dann z. B. als Ergebnis an eine Einrichtung zur Generierung der Schnittbilder für den Drucker oder die Filming-Station ausgegeben werden. Ein solcher Verlaufslinienabschnitt kann im Rahmen des Verfahrens selbst erzeugt werden. Es ist aber auch eine Übernahme eines bereits zuvor ermittelten Verlaufslinienabschnitts bzw. einer kompletten Verlaufslinie möglich.
Zur Durchführung eines solchen Schnittebenenermittlungsverfahrens benötigt das Ansteuerungsmodul eine Schnittebenenermittlungseinheit mit zumindest folgenden Komponenten:

- Eine Schnittstelle zur Bereitstellung zumindest eines Verlaufslinienabschnitts des Hohlorganabschnitts mit einem ersten und zweiten Endpunkt.
- Eine Hilfsebenenermittlungseinheit, welche so ausgebildet ist, dass sie im bestimmungsgemäßen Einsatz folgende Verfahrensschritte ausführt:
1. i) Festlegen einer die Endpunkte des Verlaufslinienabschnitts einschließenden Hilfsebene, wobei ein Rotationswinkel der Hilfsebene um eine durch die Endpunkte des Verlaufslinienabschnitts verlaufende Rotationsachse mittels eines Optimierungsverfahrens derart gewählt wird, dass ein definiertes Abstandsmaß zwischen der Hilfsebene und dem Verlaufslinienabschnitt zumindest approximativ minimiert wird,
2. ii) Ermittlung eines Maximaldistanzpunktes auf dem Verlaufslinienabschnitt, der am weitesten von der Hilfsebene entfernt ist,
3. iii) Prüfen, ob der Abstand des Maximaldistanzpunktes von der Hilfsebene unterhalb eines vorgegebenen Grenzwerts liegt, und Teilen des Verlaufslinienabschnitts am Maximaldistanzpunkt in zwei Verlaufslinienabschnitte, wenn der Abstand des Maximaldistanzpunktes von der Hilfsebene nicht unterhalb des Grenzwerts liegt, und
4. iv) rekursives Fortführen der Verfahrenschritte i) bis iii) mit den Verlaufslinienabschnitten, so lange, bis für alle Verlaufslinienabschnitte eine Hilfsebene gefunden ist, deren Abstand von einem Maximaldistanzpunkt des jeweiligen Verlaufslinienabschnitts unterhalb des vorgegebenen Grenzwerts liegt.
  - - Eine Schnittebenenzuordnungseinheit zur Zuordnung von ersten tangentialen Schnittebenen zu auf den jeweils zugehörigen Verlaufslinienabschnitten liegenden Betrachtungspunkten jeweils auf Basis der gefundenen Hilfsebenen.

Bei dem zuvor genannten bevorzugten Verfahren wird jeweils aus einem Büschel von Ebenen, welche durch den Anfangspunkt und den Endpunkt des aktuell betrachteten Verlaufslinienabschnitts verlaufen, genau die Ebene (als Hilfsebene) herausgesucht, bei der das gegebene Abstandsmaß minimal ist. Ein solches Ebenenbüschel lässt sich in der Hesse-Normalform mit der Gleichung: $(n_{1} \cdot x + p_{1}) + λ (n_{2} \cdot x + p_{2}) = 0$
beschreiben.
Dabei ist x ein beliebiger Ortsvektor auf der jeweiligen Ebene des Ebenenbüschels in einem frei gewählten Koordinatensystem mit einem beliebig festgelegten Ursprung. n₁, n₂ sind zwei beliebige zur Verbindungsgerade zwischen dem Anfangspunkt und dem Endpunkt des betrachtenden Verlaufslinienabschnitts orthogonale Einheitsvektoren. p₁, p₂ entsprechen jeweils dem Abstand zwischen dem Ursprung des Koordinatensystems und den durch die Einheitsvektoren n₁, n₂ definierten Ebenen, die orthonormal auf diesen Einheitsvektoren stehen. λ ist ein freier Parameter des Ebenenbüschels, mit dem der Rotationswinkel um die durch den Anfangspunkt und den Endpunkt des betrachteten Verlaufslinienabschnitts verlaufende Achse festlegbar ist.
Wie bereits oben erwähnt, gibt es zur Definition des Abstandsmaßes verschiedene Möglichkeiten.
Bei einer bevorzugten Variante wird das Abstandsmaß zwischen der Hilfsebene und dem Verlaufslinienabschnitt durch eine Kombination der euklidischen Abstände von Punkten auf dem Verlaufslinienabschnitt zur Hilfsebene ermittelt. Besonders bevorzugt können dabei zur Ermittlung des Abstandsmaßes zwischen der Hilfsebene und dem Verlaufslinienabschnitt die euklidischen Abstände von Punkten auf dem Verlaufslinienabschnitt zur Hilfsebene aufaddiert werden.
Der euklidische Abstand d eines beliebigen Punktes xo von einer Ebene in der Hesse-Normalform lässt sich wie folgt beschreiben: $d ({\bar{x}}_{0}) = \bar{n} \cdot {\bar{x}}_{0} + p$
Hierbei ist p der Abstand der Ebene zum Ursprung des frei gewählten Koordinatensystems. Mit Hilfe dieser Gleichung kann der akkumulierte Abstand aller Punkte auf dem betrachteten Verlaufslinienabschnitt für jede Ebene des Ebenenbüschels wie folgt bestimmt werden: $\sum_{i = 0}^{m} (\bar{n} \cdot {\bar{x}}_{1} + p)$
Dabei ist m die Anzahl der Punkte auf dem betrachteten Verlaufslinienabschnitt. Bei einer diskret aus einzelnen Punkten vorgegebenen Verlaufslinie ist dies einfach die Anzahl der Punkte auf dem betreffenden Verlaufslinienabschnitt. Bei einer kontinuierlich vorgegebenen Verlaufslinie, beispielsweise einer parametrisierten Kurve, kann m durch die Länge des betrachteten Verlaufslinienabschnitts geteilt durch eine vorgegebene Schrittweite, mit der ein Benutzer bei der Betrachtung entlang der Verlaufslinie vor- oder zurückschreiten kann, gegeben sein.
Um also in der obigen Gleichung (1) im Rahmen des Optimierungsverfahrens den freien Parameter λ des Ebenenbüschels zu eliminieren, kann folglich für jede Ebene des Ebenenbüschels der akkumulierte Abstand, d. h. die Summe der Abstände der Punkte des Verlaufslinienabschnitts, gemäß Gleichung (3) bestimmt werden und es kann dann diejenige Ebene ausgewählt werden, für die der akkumulierte Abstand minimal ist.
Bei einem besonders einfachen Optimierungsverfahren erfolgt eine solche Berechnung für eine diskrete Anzahl von Ebenen, die sich jeweils bezüglich des Rotationswinkels λ mit einer bestimmten Schrittweite unterscheiden. Beispielsweise kann der Winkel λ in 1°-Schritten variiert und jeweils für die entstehende Ebene das Abstandsmaß berechnet werden. Bei den heutzutage zur Verfügung stehenden Rechnern kann eine solche Berechnung ohne weiteres in Echtzeit erfolgen.
Alternativ können auch andere Optimierungsverfahren verwendet werden, wie beispielsweise Gradientenverfahren (auch „Verfahren des steilsten Abstiegs“ genannt) oder sogenannte Hill-Climbing- oder Down-Hill-Suchverfahren, insbesondere das Down-Hill-Simplex-Verfahren.
Neben der Aufsummierung.der einzelnen euklidischen Abstände der Punkte zum jeweiligen Verlaufslinienabschnitt können auch andere Kombinationen der Abstände verwendet werden, beispielsweise die Summe der Quadrate oder Ähnliches.
Ein alternatives, sehr simples Abstandsmaß basiert auf der Verwendung eines euklidischen Abstands eines Schwerpunkts des Verlaufslinienabschnitts zur jeweiligen Hilfsebene. Der Schwerpunkt eines Verlaufslinienabschnitts ergibt sich als das arithmetische Mittel aller Punkte auf diesem Verlaufslinienabschnitt: $\frac{1}{m} \sum_{i = 0}^{m} {\bar{x}}_{i}$
m ist dabei wieder die Anzahl der Punkte auf dem betrachteten Verlaufslinienabschnitt.
Sofern nach einer Zerlegung ein Verlaufslinienabschnitt, dem aktuell eine passende Schnittebene zugeordnet werden soll, näherungsweise ein Geraden-Segment ist, kann sich eine Vielzahl von Ebenen ergeben, für die das Optimierungskriterium erfüllt ist, im Extremfall eines exakten Geraden-Segments sogar unendlich viele Ebenen. Daher wird der Rotationswinkel einer Hilfsebene, welche zu einem wesentlichen (d. h. näherungsweise) geraden Verlaufslinienabschnitts gehört, unter Berücksichtigung der Orientierung der Hilfsebenen von benachbarten Verlaufslinienteilstücken gewählt. Besonders bevorzugt wird als Rotationswinkel dieser Hilfsebene dann der Mittelwert der Rotationswinkel der Hilfsebenen der benachbarten Verlaufslinienabschnitte verwendet, da auf diese Weise ein möglichst sanfter Übergang zwischen den zu den einzelnen benachbarten Verlaufslinienabschnitten gehörigen Ebenen bzw. Schnittbildern gewährleistet ist.
Besonders bevorzugt wird, wie bereits eingangs erwähnt, an einem Betrachtungspunkt neben dem ersten tangentialen Schnittbild aus den Volumendaten zusätzlich ein zur Verlaufslinie am jeweiligen Betrachtungspunkt orthogonales Schnittbild generiert, und es werden entsprechende Steuerbefehle für die Bildausgabeeinrichtung zur Ausgabe dieses orthogonalen Schnittbilds abgeleitet und an die Bildausgabeeinrichtung weitergeleitet. In entsprechender Weise wird vorzugsweise auch neben dem ersten tangentialen Schnittbild aus den Volumendaten ein zum ersten tangentialen Schnittbild um 90° verdrehtes zweites tangentiales Schnittbild generiert, und es werden entsprechende Steuerbefehle für die Bildausgabeeinrichtung zur Ausgabe dieses zweiten tangentialen Schnittbilds abgeleitet und an die Bildausgabeeinrichtung weitergeleitet. Das heißt, bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden also entlang eines Verlaufslinienabschnitts für jeden der möglichen Betrachtungspunkte des Verlaufslinienabschnitts eine orthogonale Schnittebene und zwei tangentiale Schnittebenen bestimmt und entsprechende Stapel von Schnittbildern zusammengestellt, die dann bei einer späteren Betrachtung bei einem virtuellen Anfahren der einzelnen Betrachtungspunkte nacheinander sukzessive aufgerufen werden.
Dabei können die verschiedensten Schnittbilder generiert werden, vorzugsweise die oben erläuterten multiplanaren Rekonstruktionen (MRP-Bilder) oder Maximum Intensity Projections (MIP-Bilder). Grundsätzlich ist es auch möglich, dass für jeden Punkt verschiedene Schnittbilder generiert werden und der Benutzer wahlweise die eine oder andere Darstellung oder eine Kombination dieser Darstellungen - beispielsweise in der ersten tangentialen Schnittebene eine Darstellungsvariante und in einer anderen Schnittbildebene eine andere Darstellungsvariante - wählt.
Die Erfindung ist prinzipiell bei jeglicher Art von insbesondere tubulären Hohlorganen anwendbar. Das Verfahren kann besonders gewinnbringend im Bereich der Abbildung von Gehirn-Versorgungsstrukturen, etwa der Arteria Carotis, oder von Herzkranzgefäßen angewandt werden.
Ein besonderer Vorteil ergibt sich, wenn solche Volumendaten, die Bereiche repräsentieren, die außerhalb des unmittelbaren Funktionszusammenhangs mit dem Hohlorgan existieren, aus dem Volumenbild für die Bilddarstellung des Volumenbilds herausgerechnet werden. Eine derartige Segmentierung innerhalb der Volumendaten, die darauf abhebt, nur die wichtigen Volumendatenbereiche für die Darstellung des Hohlorgans zu verwenden, schließt insbesondere aus, dass störende Strukturen wie beispielsweise Knochenstrukturen im umliegenden Bereich die Darstellung für einen Betrachter erschweren, wodurch Erkennungsfehler bei der Suche nach auffälligen Strukturen vermieden werden können.
Das erfindungsgemäße Ansteuerungsverfahren kann prinzipiell vollautomatisiert durchgeführt werden, beispielsweise mit Hilfe von Erkennungsprogrammen zur automatischen Erkennung von bestimmten Hohlorganen, wie sie von der Firma Vital Images angeboten werden und die auch automatisch Verlaufslinien von Hohlorganen generieren. Es ist jedoch bevorzugt, dass die Verlaufslinie einem Benutzer zur Modifikation ausgegeben wird. Im Rahmen eines solchen teilautomatisierten Prozesses bezieht das Ansteuerungsmodul über eine Schnittstelle also Modifikationsinformationen. Diese Modifikationsinformationen können grundsätzlich auch von anderen als menschlichen Input-Quellen, etwa von externen Datenverarbeitungseinheiten, herrühren.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Dabei sind in den verschiedenen Figuren gleiche Komponenten zum Teil mit identischen Bezugsziffern versehen. Es zeigen:

1 eine Darstellung der Benutzeroberfläche einer Befundungsstation gemäß dem Stand der Technik bei einer Betrachtung einer rechten Koronararterie mit drei gleichzeitig dargestellten, zueinander orthogonalen Schnittbildern,
2 ein Ablaufdiagramm eines möglichen Verfahrensablaufs eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
3 eine zweidimensionale, sehr vereinfachte Prinzipdarstellung einer rekursiven Zerlegung einer Verlaufslinie,
4 eine dreidimensionale Darstellung einer in einzelne Verlaufslinienabschnitte zerlegten Verlaufslinie mit den jeweils zugehörigen tangentialen Schnittebenen, und
5 eine vereinfachte Blockdarstellung einer möglichen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ansteuerungsmoduls.

In 1 sind, wie bereits eingangs erläutert, oben und in der linken unteren Bildhälfte des Bildanzeigefelds BF zwei tangentiale Schnittbilder TS₁, TS₂ und ein orthogonales Schnittbild OS an einem Betrachtungspunkt auf einer Verlaufslinie durch die rechte Koronararterie gezeigt. Hierbei handelt es sich jeweils um multiplanare Rekonstruktionen. In der rechten unteren Bildhälfte ist ein dreidimensionales Volumenbild VR des Herzens mit der rechten Koronararterie auf Basis der Volume-Rendering-Technik zu erkennen. Diese Darstellungsform zeigt den derzeit gebräuchlichen Industriestandard zur Darstellung von Volumendaten bzw. Schnittbildern für einen Benutzer. Die multiplanaren Rekonstruktionen zeigen dabei Schnitte in drei senkrecht zueinander befindlichen Ebenen desselben Gewebebereichs innerhalb des Herzens, welches im dreidimensionalen Volumenbild VR gezeigt ist. In jedem der einzelnen Schnittbilder TS₁, TS₂, OS sind meist zwei senkrecht zueinander stehende Referenzachsen angezeigt (in der hier gezeigten Darstellung nicht sichtbar), die die Betrachtungsebenen der jeweils anderen beiden Schnittbilder symbolisieren. Für jeden Betrachtungspunkt auf der Verlaufslinie durch die Koronararterie sind solche Schnittbilder bereits hinterlegt oder können entsprechend generiert werden. Durch entsprechende Steuerbefehle kann der Betrachter von Betrachtungspunkt zu Betrachtungspunkt auf der Verlaufslinie entlang laufen und dabei durch den Schnittbildstapel „blättern“.
In 2 ist dargestellt, wie mit dem erfindungsgemäßen Verfahren dafür gesorgt werden kann, dass bei einem solchen Betrachtungsdurchlauf entlang einer Verlaufslinie die tangentialen Schnittbilder TS₁, TS₂ nicht mehr so häufig und so stark wackeln wie bei den bisherigen Anzeigeverfahren, so dass für den Betrachter ein Betrachtungsdurchlauf mit einer ruhigeren Anzeige möglich ist.
Das Verfahren beginnt im Verfahrensschritt I zunächst damit, dass Volumendaten des interessierenden Bereichs, hier beispielsweise des Herzens mit der zu betrachtenden Koronararterie, bereitgestellt werden. Im Verfahrensschritt II wird dann in den Volumendaten das Hohlorgan identifiziert, wobei insbesondere auch eine Segmentierung möglich ist. Dieser Verfahrensschritt II ist im Rahmen des Verfahrens optional, da es auch möglich ist, dass beispielsweise bereits nur die Volumendaten des betreffenden Hohlorgans im Schritt I zur Verfügung gestellt werden, beispielsweise wenn zuvor im Rahmen von anderen Verfahren eine Identifizierung und Segmentierung vorgenommen wurden.
Im Schritt III wird dann zumindest ein Verlaufslinienstück durch den zu betrachtenden Hohlorganabschnitt bestimmt. Dabei handelt es sich üblicherweise um die „Centerline“. Im Folgenden wird daher - ohne Beschränkung der Allgemeinheit - der Begriff „Centerline“ gleichbedeutend mit „Verlaufslinie“ verwendet. Auch dieser Schritt III ist im Rahmen des Verfahrens optional, da die Centerline auch gemeinsam mit den Volumendaten bereits vorab bereitgestellt werden kann.
Im Schritt IV beginnt dann das eigentliche rekursive Verfahren zur Zerlegung des betrachteten Centerline-Abschnitts in die Centerline-Teilabschnitte. Hierbei wird zunächst durch die Endpunkte des Centerline-Abschnitts, welche ja aus Schritt III (oder einem vorherigen Rekursionsschritt) bekannt sind, eine Gerade gelegt und es wird eine die Endpunkte einschließende Hilfsebene definiert, welche um einen Rotationswinkel λ um die Gerade als Rotationsachse rotierbar ist.
Im Schritt V wird dann der Rotationswinkel λ so optimiert, dass in der erfindungsgemäßen Weise ein definiertes Abstandsmaß zwischen der Hilfsebene und dem betrachteten Centerline-Abschnitt minimiert wird. Beispielsweise kann hierzu gemäß Gleichung (3) der akkumulierte Abstand aller Centerline-Punkte auf dem betrachteten Centerline-Abschnitt zur Hilfsebene berechnet werden, und es kann dabei eine Optimierung dieses Abstands in Abhängigkeit vom Rotationswinkel λ mit Hilfe eines Gradientenabstiegsverfahrens durchgeführt werden.
Für die so gefundene optimale Hilfsebene wird dann im Schritt VI der als Maximaldistanzpunkt bezeichnete Punkt auf dem betrachteten Centerline-Abschnitt bestimmt, welcher den größten Abstand zur optimierten Hilfsebene aufweist. Hierzu kann Gleichung (2) verwendet werden.
Im Schritt VII wird geprüft, ob der im Schritt VI ermittelte Abstand DM des Maximaldistanzpunktes von der optimierten Hilfsebene unter einem bestimmten Distanzgrenzwert DG liegt. Ist dies nicht der Fall, so wird der in 2 mit „N“ bezeichnete Weg gewählt und die rekursive Schleife über die Verfahrensschritte IV, V, VI, VII weiter durchlaufen. Dabei wird zunächst im Schritt VIII der aktuelle Verlaufslinienabschnitt am Maximalpunkt in zwei kürzere Centerline-Teilstücke aufgeteilt. Für alle so erzeugten Centerline-Teilstücke werden dann erneut die Schritte IV, V, VI und VII durchgeführt.
Dabei wird die Abfrage im Schritt VII für jedes der entstandenen Teilstücke separat durchgeführt. Für die Teilstücke, für die die Bedingung gemäß Schritt VII noch nicht erfüllt ist, wird das Rekursionsverfahren mit den Schritten VIII, IV, V, VI und VII erneut durchlaufen. Dagegen wird für die Centerline-Teilstücke, für die die Bedingung erfüllt ist, bereits im Schritt IX die betreffende Hilfsebene in einem Speicher 10 hinterlegt bzw. es werden die zur Definition dieser Hilfsebene erforderlichen Daten hinterlegt (Weg „Y“). Der nächste Schritt X wird in der Regel jedoch erst durchgeführt, wenn im Schritt VII festgestellt wurde, dass das Kriterium für alle Hilfsebenen erfüllt ist, d. h. dass der komplette ursprüngliche Centerline-Abschnitt so zerlegt wurde, dass für alle aktuell existierenden Centerline-Abschnitte entsprechende Hilfsebenen gefunden sind, die das Abstandskriterium erfüllen, und im Schritt IX auch für die letzten Centerline-Abschnitte die Hilfsebenen bzw. deren Daten im Speicher 10 hinterlegt wurden.
Das gesamte Verfahren vom Schritt I bis zum Schritt IX kann auch vor der eigentlichen Betrachtung der Daten, beispielsweise beim Aufruf eines Betrachtungs- oder Befundungsprogramms vollautomatisch ohne interaktive Benutzereingriffe durchgeführt werden.
Im Schritt X erfolgt dann eine Übernahme von Betrachtungspunktdaten BPD, welche einen aktuellen Betrachtungspunkt auf der Centerline definieren. Dies kann beispielsweise durch Eingabe eines Betrachters an einem Terminal einer Bildbearbeitungseinrichtung 1 mit einer entsprechenden Benutzerschnittstelle, beispielsweise einer Tastatur oder einer grafischen Benutzeroberfläche, erfolgen.
Es werden dann im Schritt X entsprechende Schnittbilder in den für diesen Betrachtungspunkt vorgegebenen Schnittbildebenen erzeugt, wobei wiederum auf die im Speicher 10 hinterlegten Schnittbildebenen, die den einzelnen Betrachtungspunkten zugeordnet sind, zurückgegriffen werden kann.
Es wird darauf hingewiesen, dass im Schritt IX nicht nur die Schnittebenen im Speicher 10 hinterlegt werden können, sondern dass prinzipiell auch bereits an dieser Stelle für jede Schnittebene ein passendes Schnittbild generiert werden kann und die fertigen Schnittbilder im Speicher 10 hinterlegt werden können. Es muss dann im Schritt X nur noch ein Aufruf dieser Schnittbilder erfolgen.
Im Schritt XI werden schließlich die Steuerbefehle generiert, um auf einem Bildschirm des Terminals 2, welcher hier als Anzeigeeinrichtung dient, die erzeugten Schnittbilder beispielsweise in der in 1 dargestellten Form auszugeben.
Zur Verdeutlichung des Verfahrens ist in 3 (in einem Anfangsschritt, zwei Zwischenschritten und einem Endschritt gemäß den Pfeilen zwischen den Einzelbildern) sehr vereinfacht die kursive Zerlegung eines Centerline-Abschnitts VA zwischen zwei Endpunkten EP₁ und EP₂ dargestellt. Hierbei ist zu beachten, dass der Einfachheit halber nur eine zweidimensionale Darstellung gewählt wurde, so dass der wesentliche Teil der Optimierung des Winkels λ der Hilfsebene H₁ um eine durch die Endpunkte EP₁, EP₂ verlaufende Achse nicht dargestellt ist. Hierzu wird auf 4 verwiesen, die später noch erläutert wird. Gut erkennbar ist aber in 3, wie jeweils ein Maximaldistanzpunkt MP₁, MP₂, ... auf dem aktuell betrachteten Centerline-Abschnitt von der Hilfsebene ermittelt wird und der aktuell betrachtete Centerline-Abschnitt an diesem Maximaldistanzpunkt MP₁, MP₂, ... in zwei kürzere Centerline-Abschnitte unterteilt wird.
Im ersten Schritt wird daher zunächst der Maximaldistanzpunkt MP₁ bestimmt, und es folgt dann im nächsten Schritt eine Zerlegung in zwei Centerline-Abschnitte VA', VA" mit zwei eigenen neuen Hilfsebenen H₂, H₃, wobei gleichzeitig für den Centerline-Abschnitt VA" der Maximaldistanzpunkt MP₂ von der zugehörigen Hilfsebene H₃ gefunden wird. Im nächsten Schritt erfolgt dann eine Zerlegung dieses Centerline-Abschnitts VA" am neuen Maximaldistanzpunkt MP₂ in zwei wiederum kürzere Centerline-Abschnitte, denen jetzt die Hilfsebenen H₄ und H₅ zugeordnet sind. Für den mittleren Centerline-Abschnitt mit der Hilfsebene H₄ wird gleichzeitig gezeigt, wie ein hierzu neuer Maximaldistanzpunkt MP₃ ermittelt wird. Im letzten Schritt in 3 ist dann dargestellt, wie der gesamte Centerline-Abschnitt VA in viele kürzere Centerline-Abschnitte aufgeteilt wurde, die jeweils von einem (in einem vorhergehenden Rekursionsschritt ermittelten) Maximaldistanzpunkt MP₁, MP₂, MP₃, MP₄, MP₅, MP₆ zum nächsten verlaufen, wobei die einzelnen kleinen Centerline-Abschnitte jeweils schon recht gut an einzelne Hilfsebenen approximiert werden können.
4 zeigt hierzu eine perspektivische dreidimensionale Darstellung einer fertig zerlegten Verlaufslinie V. Die Verlaufslinie V ist hierbei in insgesamt fünf Verlaufslinienabschnitte VA₁, VA₂, VA₃, VA₄, VA₅ zerlegt, welche sich jeweils zwischen zwei Endpunkten E₀, E₁, E₂, E₃, E₄, E₅ erstrecken. Zwischen den Endpunkten E₀, E₁, E₂, E₃, E₄, E₅ jedes Centerline-Abschnitts VA₁, VA₂, VA₃, VA₄, VA₅ ist eine dem jeweiligen Centerline-Abschnitt VA₁, VA₂, VA₃, VA₄, VA₅ zugeordnete Schnittebene S₁, S₂, S₃, S₄, S₅ eingezeichnet, welche die jeweils zugehörigen Endpunkte E₀, E₁, E₂, E₃, E₄, E₅ des betreffenden Centerline-Abschnitts VA₁, VA₂, VA₃, VA₄, VA₅ einschließt und deren Rotationswinkel λ um eine durch die jeweiligen Endpunkte E₀, E₁, E₂, E₃, E₄, Es verlaufende Achse so gewählt ist, dass der jeweilige Centerline-Abschnitt VA₁, VA₂, VA₃, VA₄, VA₅ näherungsweise möglichst gut in der jeweiligen Schnittebene S₁, S₂, S₃, S₄, S₅ liegt.
In 4 ist auch gezeigt, dass die Verlaufslinie V aus einzelnen Betrachtungspunkten BP besteht. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist nun sichergestellt, dass bei einer Navigation von einem Betrachtungspunkt BP zum nächsten Betrachtungspunkt BP in der überwiegenden Zahl der Fälle sich die zugeordnete tangentiale Schnittebene S₁, S₂, S₃, S₄, S₅ nicht ändert, so dass eine ruhigere Bildanzeige bei einer durchlaufenden Betrachtung des Hohlorgans möglich ist. Lediglich an den Endpunkten E₁, E₂, E₃, E₄ kommt es zu einem Umschalten zwischen den Schnittebenen S₁, S₂, S₃, S₄, S₅, so dass hier allenfalls noch ein Sprung bei der Darstellung der tangentialen Schnittbilder zu erwarten ist.
In 5 ist ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Bildbearbeitungseinrichtung 1 mit einem erfindungsgemäßen Ansteuerungsmodul 5 und einer Bildausgabeeinrichtung 3 gezeigt. Bei der Bildausgabeeinrichtung 3 handelt es sich um den Monitor 3 eines üblichen zur Befundung verwendeten Terminals 2, welcher auch mit einer Benutzerschnittstelle 4, beispielsweise hier in Form einer Tastatur und/oder einer Maus (nicht dargestellt) ausgerüstet ist, welche mit einer grafischen Benutzeroberfläche auf dem Monitor 3 zusammenwirkt. Das Ansteuerungsmodul 5 kann in Form einer Hardware- und Softwarekombination auf einem Rechner dieses Terminals 2 realisiert sein, wie dies in 5 durch die gestrichelte Linie angedeutet ist.
Das Ansteuerungsmodul 5 weist hier eine Volumendatenschnittstelle 6 auf, um Volumendaten VD, welche das gewünschte Hohlorgan 1 umfassen, zu übernehmen. Diese Volumendaten VD werden dann beispielsweise an eine Hohlorganermittlungseinheit 7 übergeben, um das Hohlorgan in den Volumendaten zu identifizieren und ggf. zu segmentieren. In einer Verlaufslinienermittlungseinheit 8 wird dann eine Verlaufslinie, beispielsweise die Centerline, durch das Hohlorgan festgelegt und es werden entsprechende Verlaufslinienabschnittsdaten VAD, welche den festgelegten Centerline-Abschnitt definieren, an eine erfindungsgemäße Schnittebenenermittlungseinheit 9 übermittelt. Auch hier ist zu beachten, dass die Hohlorganermittlungseinheit 7 und die Verlaufslinienfestlegungseinheit 8 optional sind und diese Daten auch gemeinsam mit den Volumendaten über die Schnittstelle 6 übernommen werden können.
Im Schnittebenenermittlungsmodul 9 werden die Verlaufslinienabschnittsdaten VAD, die den Centerline-Abschnitt definieren, von einer Schnittstelle 15 übernommen, wobei es sich hier in der Regel um eine virtuelle Programmschnittstelle 15 handelt, die diese Daten direkt von der Schnittstelle 6 oder der Verlaufslinienfestlegungseinheit 8 übernimmt. Die Daten werden dann einer Hilfsebenenermittlungseinheit 16 zugeführt, welche in der zuvor beschriebenen Weise die Hilfsebenen ermittelt. Komponenten dieser rein in Form von Software realisierten Hilfsebenenermittlungseinheit 16 können beispielsweise eine Optimierungseinheit 19, um zwischen den Endpunkten der Verlaufslinienabschnitte jeweils eine Hilfsebene mit einem optimalen Rotationswinkel zu bestimmen, sowie eine Maximaldistanzpunktermittlungseinheit 20 sein, welche den Maximaldistanzpunkt und dessen Distanz zur optimierten Hilfsebene ermittelt. Eine weitere Komponente kann eine Prüfeinheit 21 sein, welche prüft, ob der Abstand des Maximaldistanzpunkts von der Hilfsebene unterhalb des vorgegebenen Grenzwerts liegt. Diese Komponenten 19, 20, 21 sind so ausgebildet, dass in der erfindungsgemäßen Weise das rekursive Verfahren durchgeführt wird und so ein von der Schnittstelle 15 übernommener Centerline-Abschnitt in die erforderlichen kürzeren Centerline-Abschnitte zerlegt wurde.
Eine Schnittebenenzuordnungseinheit 17 dient dann dazu, die gefundenen Hilfsebenen den jeweiligen Betrachtungspunkten auf den einzelnen Centerline-Abschnitten direkt oder indirekt als tangentiale Schnittebenen zuzuordnen. Hierbei ist zu beachten, dass die Schnittebenenzuordnungseinheit 17 mit der Hilfsebenenermittlungseinheit 16 auch als eine gemeinsame Einheit ausgebildet sein kann.
Über eine weitere Schnittstelle 18 werden dann jeweils die gefundenen tangentialen Schnittebenen für die einzelnen Betrachtungspunkte in einem Speicher 10 hinterlegt, wie dies zuvor erläutert wurde.
Das Ansteuerungsmodul 5 weist außerdem eine Schnittbildgenerierungseinheit 11 auf. Diese Schnittbildgenerierungseinheit 11 empfängt beispielsweise über eine Schnittstelle 13 vom Terminal 2 Betrachtungspunktdaten BPD, d. h. die Koordinaten des aktuellen Betrachtungspunkts auf der Centerline, und generiert für diesen Punkt unter Verwendung der Volumendäten VD, die von der Schnittstelle 6 übernommen werden können, und auf Basis der den einzelnen Betrachtungspunkten BP zugeordneten tangentialen Schnittebenen jeweils ein orthogonales Schnittbild und zwei zueinander senkrecht stehende tangentiale Schnittbilder.
Die dabei bevorzugten Bilddaten werden dann an eine Steuerbefehl-Ableitungseinheit 12 des Ansteuerungsmoduls 5 übergeben, welche die Steuerbefehle für die Bildausgabeeinrichtung 3 generiert und diese Steuerbefehle SB über eine Ausgangsschnittstelle 14 an das Terminal 2 bzw. dessen Bildschirm 3 weiterleitet. Dadurch wird beispielsweise der Treiber des Bildschirms 3 so angesteuert, dass die Schnittbilder in geeigneter Weise auf dem Bildschirm 3 dargestellt werden, z. B. in der in 1 dargestellten Form.
Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei dem vorhergehend detailliert beschriebenen Verfahren sowie bei den dargestellten Vorrichtungen lediglich um Ausführungsbeispiele handelt, welche vom Fachmann in verschiedenster Weise modifiziert werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Weiterhin schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein“ bzw. „eine“ nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Ebenso schließen die Begriff „Einheit“ und „Modul“ nicht aus, dass die betreffenden Komponenten aus mehreren zusammenwirkenden Teil-Komponenten bestehen, die gegebenenfalls auch räumlich verteilt sein können.

Claims

Verfahren zur Ansteuerung einer Bildausgabeeinrichtung (23) für die Ausgabe von aus Volumendaten (VD) gewonnenen Schnittbildern (TS₁, TS₂, OS) eines zumindest einen Hohlorganabschnitt (HO) umfassenden Gewebebereichs mit mindestens folgenden Schritten: - Bereitstellung der Volumendaten (VD) und eines Verlaufslinienabschnitt durch zumindest einen Teil des Hohlorganabschnitts (HO), - Ermittlung von tangentialen Schnittebenen (S₁, S₂, S₃, S₄, S₅) an Betrachtungspunkten (BP) entlang zumindest eines Verlaufslinienabschnitts (VA) durch den Hohlorganabschnitt (HO), wobei der Verlaufslinienabschnitt (VA) so in kürzere Verlaufslinienabschnitte (VA₁, VA₂, VA₃, VA₄, VA₅) zerlegt wird, dass die entstandenen Verlaufslinienabschnitte (VA₁, VA₂, VA₃, VA₄, VA₅) jeweils gemäß einem vorgegebenen Abstandskriterium zumindest approximativ in einer dem jeweiligen Verlaufslinienabschnitt (VA₁, VA₂, VA₃, VA₄, VA₅) zugeordneten Hilfsebene liegen, und wobei auf Basis dieser Hilfsebenen jeweils den möglichen Betrachtungspunkten auf den zugehörigen Verlaufslinienabschnitten (VA₁, VA₂, VA₃, VA₄, VA₅) erste tangentiale Schnittebenen (S₁, S₂, S₃, S₄, S₅) zugeordnet werden, - Generierung jeweils zumindest eines ersten tangentialen Schnittbilds (TS₁) aus den Volumendaten (BVD) für einen aktuellen Betrachtungspunkt (BP) auf dem Verlaufslinienabschnitt (VA) auf Basis einer für diesen Betrachtungspunkt (BP) ermittelten ersten tangentialen Schnittebene (S₁, S₂, S₃,. S₄, S₅), - Generierung von Steuerbefehlen (SB) für die Bildausgabeeinrichtung (2) zur Ausgabe dieses Schnittbilds (TS₁), und - Weiterleitung der Steuerbefehle (SB) an die Bildausgabeeinrichtung (3).
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ermittlung (23) von tangentialen Schnittebenen (S₁, S₂, S₃, S₄, S₅) an Betrachtungspunkten (BP) entlang des Verlaufslinienabschnitts (VA) mit mindestens folgenden Verfahrensschritten erfolgt: a) Festlegen einer zwei Endpunkte (EP₁, EP₂) des Verlaufslinienabschnitts (VA) einschließenden Hilfsebene (H₁), wobei ein Rotationswinkel (λ) der Hilfsebene (H₁) um eine durch die Endpunkte (EP₁, EP₂) des Verlaufslinienabschnitts (VA) verlaufende Rotationsachse mittels eines Optimierungsverfahrens derart gewählt wird, dass ein definiertes Abstandsmaß zwischen der Hilfsebene (H₁) und dem Verlaufslinienabschnitt (VA) minimiert wird, b) Ermittlung eines Maximaldistanzpunktes (MP₁) auf dem Verlaufslinienabschnitt (VA), der am weitesten von der Hilfsebene (H₁) entfernt ist, c) Prüfen, ob der Abstand (DM) des Maximaldistanzpunktes (MP₁) von der Hilfsebene unter einem vorgegebenen Grenzwert (DG) liegt, und Teilen des Verlaufslinienabschnitts (VA) am Maximaldistanzpunkt (MP₁) in zwei Verlaufslinienabschnitte (VA', VA''), wenn der Abstand (DM) des Maximaldistanzpunktes (MP₁) von der Hilfsebene (H₁) nicht unter dem vorgegebenen Grenzwert (DE) liegt, d) rekursives Fortführen der Verfahrenschritte a) bis c) mit den Verlaufslinienabschnitten, so lange, bis für alle dabei entstehenden Verlaufslinienabschnitte (VA₁, VA₂, VA₃, VA₄, VA₅) eine Hilfsebene gefunden ist, deren Abstand von einem Maximaldistanzpunkt des jeweiligen Verlaufslinienabschnitts (VA₁, VA₂, VA₃, VA₄, VA₅) unter dem vorgegebenen Grenzwert (DG) liegt, und e) Zuordnung von ersten tangentialen Schnittebenen zu auf den jeweils zugehörigen Verlaufslinienabschnitten (VA₁, VA₂, VA₃, VA₄, VA₅) liegenden Betrachtungspunkten jeweils auf Basis der gefundenen Hilfsebenen.
Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstandsmaß zwischen der Hilfsebene (H₁) und dem Verlaufslinienabschnitt (VA) durch eine Kombination der Abstände von Punkten auf dem Verlaufslinienabschnitt (VA) zur Hilfsebene (H₁) ermittelt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des Abstandsmaßes zwischen der Hilfsebene (H₁) und dem Verlaufslinienabschnitt (VA) die Abstände von Punkten auf dem Verlaufslinienabschnitt (VA) zur Hilfsebene (H₁) aufaddiert werden.
Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstandsmaß auf Basis eines Abstands eines Schwerpunkts des Verlaufslinienabschnitts zur Hilfsebene ermittelt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationswinkel (λ) einer Hilfsebene, welche zu einem im Wesentlichen geraden Verlaufslinienabschnitt gehört, unter Berücksichtigung der Orientierung der Hilfsebenen von benachbarten Verlaufslinienabschnitten gewählt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationswinkel (λ) einer Hilfsebene, welche zu einem im Wesentlichen geraden Verlaufslinienabschnitt gehört, dem Mittelwert der Rotationswinkel (λ) der Hilfsebenen der benachbarten Verlaufslinienabschnitte entspricht.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Betrachtungspunkt (BP) neben dem ersten tangentialen Schnittbild (TS₁) aus den Volumendaten (VD) ein zur Verlaufslinie am jeweiligen Betrachtungspunkt (BP) orthogonales Schnittbild (OS) und/oder ein zum ersten tangentialen Schnittbild (TS₁) um 90° verdrehtes, zweites tangentiales Schnittbild (TS₂) generiert wird und entsprechende Steuerbefehle (SB) für die Bildausgabeeinrichtung (3) zur Ausgabe dieses orthogonalen Schnittbilds (OS)und/oder dieses zweiten tangentialen Schnittbilds (TS₂) abgeleitet und an die Bildausgabeeinrichtung (2) weitergeleitet werden.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schnittbild (TS₁, TS₂, OS) eine multiplanare Rekonstruktion oder eine Maximum Intensity Projection umfasst.
Verfahren zur Ermittlung von tangentialen Schnittebenen (S₁, S₂, S₃, S₄, S₅) an Betrachtungspunkten (BP) entlang einer Verlaufslinie (V) durch einen Hohlorganabschnitt (HO) in Volumendaten (VD) eines zumindest den Hohlorganabschnitt (1) umfassenden Gewebebereichs, insbesondere für ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit mindestens folgenden Schritten: a) Bereitstellung zumindest eines Verlaufslinienabschnitts (VA) des Hohlorganabschnitts (HO) mit einem ersten und zweiten Endpunkt (EP₁, EP₂), b) Festlegen einer die Endpunkte (EP₁, EP₂) des Verlaufslinienabschnitts (VA) einschließenden Hilfsebene (H₁), wobei ein Rotationswinkel (λ) der Hilfsebene (H₁) um eine durch die Endpunkte (EP₁, EP₂) des Verlaufslinienabschnitts (VA) verlaufende Rotationsachse mittels eines Optimierungsverfahrens derart gewählt wird, dass ein definiertes Abstandsmaß zwischen der Hilfsebene (H₁) und dem Verlaufslinienabschnitt (VA) minimiert wird, c) Ermittlung eines Maximaldistanzpunktes (MP₁) auf dem Verlaufslinienabschnitt (VA), der am weitesten von der Hilfsebene (H₁) entfernt ist, d) Prüfen, ob der Abstand (DM) des Maximaldistanzpunktes (MP₁) von der Hilfsebene unter einem vorgegebenen Grenzwert (DG) liegt, und Teilen des Verlaufslinienabschnitts (VA) am Maximaldistanzpunkt (MP₁) in zwei Verlaufslinienabschnitte (VA', VA''), wenn der Abstand (DM) des Maximaldistanzpunktes (MP₁) von der Hilfsebene (H₁) nicht unter dem vorgegebenen Grenzwert (DE) liegt, e) rekursives Fortführen der Verfahrenschritte b) bis d) mit den Verlaufslinienabschnitten (VA', VA''), so lange, bis für alle Verlaufslinienabschnitte (VA₁, VA₂, VA₃, VA₄, VA₅) eine Hilfsebene gefunden ist, deren Abstand von einem Maximaldistanzpunkt des jeweiligen Verlaufslinienabschnitts (VA₁, VA₂, VA₃, VA₄, VA₅) unter dem vorgegebenen Grenzwert (DG) liegt, und f) Zuordnung von ersten tangentialen Schnittebenen (S₁, S₂, S₃, S₄, S₅) zu auf den jeweils zugehörigen Verlaufslinienabschnitten (VA₁, VA₂, VA₃, VA₄, VA₅) liegenden Betrachtungspunkten (BP) jeweils auf Basis der gefundenen Hilfsebenen.
Ansteuerungsmodul (5) zur Ansteuerung einer Bildausgabeeinrichtung (2) für die Ausgabe von aus Volumendaten (VD) gewonnenen Schnittbildern (TS₁, TS₂, OS) eines zumindest einen Hohlorganabschnitt (HO) umfassenden Gewebebereichs, mindestens aufweisend: - Eine Volumendatenschnittstelle (6) zur Übernahme von Volumendaten (VD), - eine Eingangsschnittstelle (13) zur Übernahme von Betrachtungspunktdaten (BPD), - eine Schnittebenenermittlungseinheit (9) zur Ermittlung von tangentialen Schnittebenen (S₁, S₂, S₃, S₄, S₅) an Betrachtungspunkten (BP) entlang zumindest eines Verlaufslinienabschnitts (VA) durch den Hohlorganabschnitt (HO), welcher so ausgebildet ist, dass der Verlaufslinienabschnitt (VA) so in kürzere Verlaufslinienabschnitte (VA₁, VA₂, VA₃, VA₄, VA₅) zerlegt wird, dass die entstandenen Verlaufslinienabschnitte (VA₁, VA₂, VA₃, VA₄, VA₅) jeweils gemäß einem vorgegebenen Abstandskriterium zumindest approximativ in einer dem jeweiligen Verlaufslinienabschnitt (VA₁, VA₂, VA₃, VA₄, VA₅) zugeordneten Hilfsebene liegen und auf Basis dieser Hilfsebenen jeweils den möglichen Betrachtungspunkten auf den zugehörigen Verlaufslinienabschnitten (VA₁, VA₂, VA₃, VA₄, VA₅) erste tangentiale Schnittebenen (S₁, S₂, S₃, S₄, S₅) zugeordnet werden, - eine Schnittbild-Generierungseinheit (11) zur Generierung eines ersten tangentialen Schnittbilds (TS₁) aus den Volumendaten (VD) für einen aktuellen Betrachtungspunkt (BP) auf der Verlaufslinie auf Basis einer für diesen Betrachtungspunkt (BP) ermittelten ersten tangentialen Schnittebene (S₁, S₂, S₃, S₄, S₅), - eine Steuerbefehl-Ableitungseinheit (12) zur Generierung von Steuerbefehlen (SB) für die Bildausgabeeinrichtung (3), und - eine Ausgangsschnittstelle (14) zur Weiterleitung der Steuerbefehle (SB) an die Bildausgabeeinrichtung (3).
Schnittebenenermittlungseinheit (9) zur Ermittlung von tangentialen Schnittebenen (S₁, S₂, S₃, S₄, S₅) an Betrachtungspunkten (BP) entlang einer Verlaufslinie (V) durch einen Hohlorganabschnitt (HO) in Volumendaten (VD) eines zumindest den Hohlorganabschnitt (HO) umfassenden Gewebebereichs, mit: a) einer Schnittstelle (15) zur Bereitstellung zumindest eines Verlaufslinienabschnitts (VA) des Hohlorganabschnitts (HO) mit einem ersten und zweiten Endpunkt (EP₁, EP₂), b) einer Hilfsebenenermittlungseinheit (16), welche so ausgebildet ist, dass sie im bestimmungsgemäßen Einsatz folgende Verfahrensschritte ausführt: i) Festlegen einer die Endpunkte (EP₁, EP₂) des Verlaufslinienabschnitts (VA) einschließenden Hilfsebene (H₁), wobei ein Rotationswinkel (λ) der Hilfsebene (H₁) um eine durch die Endpunkte (EP₁, EP₂) des Verlaufslinienabschnitts (VA) verlaufende Rotationsachse mittels eines Optimierungsverfahrens derart gewählt wird, dass ein definiertes Abstandsmaß zwischen der Hilfsebene (H₁) und dem Verlaufslinienabschnitt (VA) zumindest approximativ minimiert wird, ii) Ermittlung eines Maximaldistanzpunktes (MP₁) auf dem Verlaufslinienabschnitt (VA), der am weitesten von der Hilfsebene (H₁) entfernt ist, iii) Prüfen, ob der Abstand (DM) des Maximaldistanzpunktes (MP₁) von der Hilfsebene (H₁) unter einem vorgegebenen Grenzwert (DG) liegt, und Teilen des Verlaufslinienabschnitts (VA) am Maximaldistanzpunkt (MP₁) in zwei Verlaufslinienabschnitte (VA', VA''), wenn der Abstand des Maximaldistanzpunktes (MP₁) von der Hilfsebene (H₁) nicht unter dem Grenzwert (DG) liegt, und iv) rekursives Fortführen der Verfahrenschritte i) bis iii) mit den Verlaufslinienabschnitten (VA', VA''), so lange, bis für alle Verlaufslinienabschnitte (VA₁, VA₂, VA₃, VA₄, VA₅) eine Hilfsebene gefunden ist, deren Abstand von einem Maximaldistanzpunkt des jeweiligen Verlaufslinienabschnitts (VA₁, VA₂, VA₃, VA₄, VA₅) unter dem vorgegebenen Grenzwert (DG) liegt, c) eine Schnittebenenzuordnungseinheit (17) zur Zuordnung von ersten tangentialen Schnittebenen (S₁, S₂, S₃, S₄, S₅) zu auf den jeweils zugehörigen Verlaufslinienabschnitten (VA₁, VA₂, VA₃, VA₄, VA₅) liegenden Betrachtungspunkten (BP) jeweils auf Basis der gefundenen Hilfsebenen.
Bildbearbeitungseinrichtung (1) mit einer Bildausgabeeinrichtung (3) und einem Ansteuerungsmodul (5) zur Ansteuerung der Bildausgabeeinrichtung (2) gemäß Anspruch 11.
Computerprogrammprodukt, welches direkt in einen Speicher einer programmierbaren Bildbearbeitungseinrichtung (1) ladbar ist, mit Programmcodeabschnitten, um alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen, wenn das Programm in der Bildbearbeitungseinrichtung ausgeführt wird.