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Die
Erfindung betrifft eine Methode zur Ableitung geometrischer Strukturdaten
aus einem Bild der Struktur, bei der:
- – Markierungspunkte
in dem Bild gewählt
werden,
- – eine
typische Kontur mit den Markierungspunkten assoziiert wird, und
- – geometrische
Daten anhand der typischen Kontur berechnet werden.
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Die
Erfindung betrifft auch einen Datenprozessor, der zur Umsetzung
dieser Methode vorgesehen ist.
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Eine
Methode dieser Art ist aus dem Artikel „Digital radiography segmentation
of scoliotic vertebral body using deformable models" von C. Kauffmann
und J. A. de Guise bekannt, veröffentlicht
in SPIE Vol. 3034, 1997, Teil 1/2, Seiten 243–251.
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Die
bekannte Methode ist insbesondere für die Ableitung des Deformationsgrads
in Bezug auf eine gesunde Wirbelsäule vom Bild der Wirbelsäule eines
zu untersuchenden Patienten bestimmt. Der bekannten Methode zufolge
wird jeder Wirbel einem deformierten Standardmuster gegenübergestellt.
Die Muster sind leicht gerundete Trapeze mit Abmessungen, die den
statistischen Durchschnittsabmessungen des jeweiligen Wirbels entsprechen.
Dieser statistische Durchschnittswert wird von den Abmessungen der
Wirbel einer großen
Anzahl Patienten mit durch Skoliose verkrümmter Wirbelsäule abgeleitet. Die
jeweiligen Standardmuster werden deformiert durch maßstäbliche Anpassung
der Höhe
und der individuellen parallelen Seiten, um sie den entsprechenden
Wirbeln im Bild so gut wie möglich
anzupassen. Die Standardmuster sind durch ihre Höhe und einer Reihe von Maßstabsvariablen
charakterisiert. Die Seitenabmessungen der Standardmuster und der
Krümmungshalbmesser
der konkaven Seiten der Standardmuster sind jeweils Produkte der
Höhe mit einer
der Maßstabsvariablen.
Gesonderte Werte gibt es für
die Höhe
und Maßstabsvariablen
unterschiedlicher Wirbel. Die bekannte Methode berücksichtigt somit
die Tatsache, dass die Wirbelsäule
Wirbel mit verschiedenen Formen und Abmessungen aufweist. Die Werte
der Maßstabsvariablen
wurden auf Grundlage von der Literatur entnommenen Daten veranschlagt.
Die Werte der Höhen
wurden von einer großen
Anzahl Röntgenaufnahmen
von Skoliosepatienten abgeleitet. Die typische Kontur, die dem Rand
der Wirbelsäule
im Bild entspricht, wurde von Standardmustern abgeleitet. Außerdem wurden
auf der abgeleiteten typischen Kontur spezifische Positionen angezeigt.
Es wird auf Grundlage der besagten spezifischen Positionen eine
dreidimensionale Rekonstruktion des Wirbelsäulenbilds vorgenommen.
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Zur
Umsetzung der bekannten Methode ist es notwendig, charakteristische
Abmessungen einer großen
Anzahl von Wirbeln der Wirbelsäulen
einer großen
Anzahl von Patienten zu ermitteln, um die Standardmuster zu bilden.
Damit die Standardmuster dem Wirbel im Bild entsprechen wird die
Mittelachse der Wirbelsäule
durch Betrachtung veranschlagt, und es werden eine Reihe Markierungspunkte
auf der veranschlagten Mittelachse gekennzeichnet. Dann werden die
Standardmuster derart verformt, dass sie so gut wie möglich entlang
der kubischen Kurve angeordnet werden. Dies macht die bekannte Methode umständlich.
Da die bekannte Methode Standardmuster in Bezug auf eine durchschnittliche
Wirbelsäule
mit Skolioseleiden verwendet ist die bekannte Methode zur präzisen Ableitung
von räumlichen
geometrischen Daten in Bezug auf eine Wirbelsäule, die seriöse Anomalien
aufzeigt, nicht sehr gut geeignet.
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Insbesondere
wenn das Bild eine Röntgenaufnahme
einer Wirbelsäule
betrifft kommt häufig
vor, dass ein Teil der Markierungspunkte nicht sichtbar ist. Der
auf einer Röntgenaufnahme
erzeugte Kontrast des Wirbels reicht meist nicht aus, um die Markierungspunkte
zu erkennen. Selbst wenn alle Markierungspunkte auf der Röntgenaufnahme
sichtbar sind, kann man meist nicht alle deutlich genug erkennen, um
die präzise
Angabe ihrer Position auf dem Bild zu ermöglichen.
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Verdonck
et al. lehrt in „Accurate
Segmentation of Blood Vessels from 3D Medical Images", Proc. 3D IEEE Int.
Conf. on Image Processing, Lausanne, 16.–19. Sept. 1996, Seiten 311–314, eine
Methode zur Segmentierung von Blutgefäßen auf medizinischen 3-D-Bildern,
bei der der Anwender initial stückweise
lineare Näherungen
vorsieht. Die Fixierung wird dann durch Optimierung einer Aufwandsfunktion bewerkstelligt,
ermittelt durch die Modellierung der Blutgefäßachse mit einer dreidimensionalen
B-Keilkurve, die mit der initial stückweisen linearen Näherung zu
fixieren ist.
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Ein
Ziel der Erfindung, die in den Patentansprüchen im Anhang definiert wird,
ist die Bereitstellung einer Methode zur Ableitung geometrischer Strukturdaten
aus einem Bild mit relevanter Struktur, die weniger umständlich als
die bekannte Methode ist und es außerdem ermöglicht, präzisere Ergebnisse zu erzielen.
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Dieses
Ziel wird mit einer Methode gemäß Anspruch
1 erreicht.
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Für jeden
der ausgewählten
Markierungspunkte bergen die Korrektheitswerte die Wahrscheinlichkeit,
dass der ausgewählte
Markierungspunkt präzise
einem typischen anatomischen Detail der Struktur entspricht. Die
Anwendung der Methode nach der Erfindung betrifft insbesondere die
Bestimmung von räumlichen
geometrischen Daten der Wirbelsäule
eines zu untersuchenden Patienten. In dieser Anwendung werden die
Markierungspunkte gewählt,
um an den Positionen des Bildes zu liegen, die den Eckpunkten des
Wirbels und anatomisch typischen Punkten an den Rändern des
relevanten Wirbelkörpers
entsprechen. Es kommt vor, dass die Markierungspunkte im Bild nicht
immer richtig sichtbar reproduziert sind; dies ist insbesondere
der Fall, wenn das Bild eine Röntgenaufnahme
der Wirbelsäule
ist. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Markierungspunkte auch
auf z. B. kernmagnetischen Resonanzbildern der Wirbelsäule nicht
immer deutlich sichtbar sind. Durch die Assoziation der typischen
Kontur mit den Markierungspunkten berücksichtigt die Methode nach
der Erfindung die Tatsache, dass nicht alle Markierungspunkte mit
gleicher Präzision
den relevanten Positionen in der Wirbelsäule entsprechen. Nach der Assoziation
der typischen Kontur wird der Werte der Aufwandsfunktion berechnet,
und es wird die typische Kontur derart bestimmt, dass die Aufwandsfunktion
einen optimalen Wert erhält.
Die Aufwandsfunktion hängt
von den Korrektheitswerten der Markierungspunkte ab. So wird erreicht,
dass die typische Kontur, für
die die Aufwandsfunktion optimiert wurde, überwiegend durch Markierungspunkte
mit hohem Korrektheitswert ermittelt werden, d. h. durch Markierungspunkte,
für die
quasi gewiss ist, dass sie präzise
ihren relevanten anatomischen typischen Positionen in der Struktur,
wie der Wirbelsäule,
entsprechen. Die typische Kontur stimmt präzise mit der Grenzstruktur
im Ausgangsbild überein.
Oft ist solch eine typische Kontur eine geschlossene Schleife, wenn
die Struktur z. B. ein Wirbel ist. Die typische Kontur kann auch
gesonderte unzusammenhängende
Kurven oder gerade Linienabschnitte aufweisen. Der Korrektheitswert
eines einzelnen Markierungspunktes z. B. hängt von den Unterschieden zwischen dem
Helligkeitswert im Markierungspunkt und den Helligkeitswerten in
den Bildpositionen in der Umgebung des relevanten Markierungspunktes
ab. Allgemein gesagt entsprechen geeignete Markierungspunkte anatomisch
typischen Positionen; in diesem Fall haben Unterschiede zwischen
dem Helligkeitswert im relevanten Markierungspunkt und in einzelnen
Richtungen angrenzend zum relevanten Markierungspunkt Werte, die
mehr oder weniger vorbestimmt sind. Solche Unterschiede treten z.
B. auf, wenn der Markierungspunkt am Eck eines Knochens liegt, wie
einem Wirbel, der von weicherem und weniger dichtem Gewebe umgeben
wird, wie Muskelgewebe oder Lungen gewebe. Je besser die Entsprechung
zwischen derartigen Unterschieden im Bild und den vorbestimmten
Unterschieden ist, desto höher
ist die Wahrscheinlichkeit einer präzisen Entsprechung zwischen
dem relevanten Markierungspunkt und der entsprechenden typischen
anatomischen Position. Deshalb hängen
die Korrektheitswerte vorzugsweise von den vorbestimmten Unterschieden oder
Gradienten in gesonderten Richtungen oder Helligkeitswerten in der
Umgebung des relevanten Markierungspunktes ab. Markierungspunkte,
für die ungewiss
ist, ob sie ihrer relevanten anatomischen Position entsprechen,
haben vergleichsweise wenig Wirkung alleine auf die typische Kontur.
Da die Aufwandsfunktion auch von der Form der typischen Kontur abhängt wird
bewirkt, dass die Assoziation einer typischen Kontur mit vorausgesetzten,
häufig
vorkommenden Formen bevorzugt wird. So wird die Aufwandsfunktion
z. B. derart gewählt,
dass ein hoher Wert der Aufwandsfunktion mit typischen Konturen assoziiert
wird, wenn die Richtung der typischen Kontur abrupt in viele Richtungen
wechselt.
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Im
Kontext der Methode nach der Erfindung ist unter dem optimalen Wert
der Aufwandsfunktion der Wert der Aufwandsfunktion assoziiert mit
einer typischen Kontur zu verstehen, die die Geometrie der relevanten
Struktur präzise
darstellt. Dies bedeutet, dass die typische Kontur derart gebildet
wird, dass für eine
Kurve, die mit den Markierungspunkten assoziiert ist, jedoch von
der typischen Kontur abweicht, der Wert der Aufwandsfunktion z.
B. größer oder
kleiner als der optimale Wert ist; der optimale Wert ist in diesem
Falle ein jeweils (lokales) Maximum oder ein (lokales) Minimum.
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Mit
der Verwendung der Methode nach der Erfindung wird erreicht, dass
die typische Kontur präzise
die räumliche
Geometrie der Struktur darstellt, und insbesondere die Wirbelsäule des
zu untersuchenden Patienten. Die typische Kontur ist z. B. eine Kurve
durch die Mitten der aufeinanderfolgenden Wirbel. Die typische Kontur
kann auch den Rand der Wirbelsäule
darstellen. Der räumliche
Verlauf der Wirbelsäule
des zu untersuchenden Patienten kann von der Variation der typischen
Kontur abgeleitet werden. Der räumliche
Verlauf wird insbesondere mit den Werten einer kleinen Reihe sogenannter COBB-Winkel
und der wechselseitigen Orientierungen der einzelnen Wirbelkörper dargestellt.
Die COBB-Winkel sind die von der Oberseite und der Unterseite von
den jeweiligen Wirbeln in Bezug auf einen anderen geformten Winkel.
Die COBB-Winkel einzelner Wirbelpaare bieten eine präzise Angabe der
dreidimensionalen Form der Wirbelsäule. Es wurde insbesondere
herausgefunden, dass die Methode nach der Erfindung eine geeignete
technische Hilfe für
die präzise
Verfolgung von Deformationsentwicklungen ist, wie sie von Skoliose
an der Wirbelsäule von
zu untersuchenden Patienten verursacht wird. Die Erfindung ist auch
zur Ableitung der geometrischen Daten des Brustkorbs des zu untersuchenden Patienten
geeignet.
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Diese
und andere Aspekte der Erfindung werden auf Grundlage der folgenden
Ausführungsformen
verdeutlicht, die in den zugehörigen
Patentansprüchen
definiert werden.
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Der
Erfindung zufolge wird vorzugsweise zuerst eine Reihe Markierungspunkte
von Hand gekennzeichnet. Unter allen relevanten Markierungspunkten
gibt es generell eine Reihe im Bild deutlich sichtbarer. Diese deutlich
sichtbaren Markierungspunkte können
direkt von Hand gezeichnet werden. Diese Markierungen können z.
B. bewerkstelligt werden durch die Anzeige des Bildes auf einem
Bildschirm einer Workstation und durch die Kennzeichnung der Markierungspunkte
mit dem Cursor, wobei beim Kennzeichnen die Cursorposition des jeweiligen
Markierungspunktes gespeichert wird. Die Markierungspunkte können auch
durch Berührung
der Bildschirmanzeige mit einem Zeiger und der Speicherung der Punktepositionen,
an denen der Zeiger die Bildschirmanzeige berührte, gekennzeichnet werden.
Die Markierungspunkte können
auch durch Anbringung dieser Punkte auf einem Röntgenfilm mit einem A/D-Konverter
gekennzeichnet werden. Es wurde herausgefunden, dass in vielen Situationen
die Positionen der Markierungspunkte, die nicht oder kaum im Bild
sichtbar sind, von den gekennzeichneten Markierungspunkten abgeleitet
werden können. Insbesondere
wenn die Struktur, auf die sich das Bild bezieht, im voraus ermittelt
wurde, ist es generell möglich,
von den gekennzeichneten Markierungspunkten andere Markierungspunkte
abzuleiten, die sich dazwischen befinden. Hierfür genügt es, die am deutlichsten
sichtbaren Markierungspunkte zu kennzeichnen, und der Anwender muss
sich nicht abmühen,
schlecht sichtbare Markierungspunkte im Bild zu suchen. Insbesondere
wenn das Bild eine periodische Struktur betrifft können die
abgeleiteten Markierungspunkte sehr gut auf Grundlage der gekennzeichneten
Markierungspunkte gefunden werden. Die Positionen der abgeleiteten
Markierungspunkte können
durch Interpolation zwischen den Positionen der gekennzeichneten
Markierungspunkte leicht gefunden werden. Insbesondere wenn das
Bild eine periodische Struktur betrifft können mittels Interpolation sehr
präzise
Resultate erzielt werden.
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Die
Bildstruktur kann eine relativ komplexe räumliche Form aufweisen; die
Bildstruktur kann insbesondere mehrere Sektoren beinhalten. Einige
dieser Sektoren sind gut sichtbar im Bild, während andere Sektoren schwerer
zu unterscheiden sind. In diesem Fall wird empfohlen, die gekennzeichneten
Markierungspunkte nur in gekennzeichneten Sektoren zu kennzeichnen.
Die abgeleiteten Markierungspunkte in den abgeleiteten Sektoren
können
von den gekennzeichneten Markierungspunkten in den gekennzeichneten
Sektoren abgeleitet werden. Die abgeleiteten Sektoren können u.
a. im Bild schwer zu unterscheiden sein. Da die Anzahl der Sektoren
und z. B. auch die Periodizität
der aufeinanderfolgenden Sektoren der Struktur generell bekannt
sind können
gekennzeichnete und abgeleitete Markierungspunkte in allen gekennzeichneten
und abgeleiteten Sektoren ohne weiteres ermittelt werden. Das Übersehen
von Sektoren kann leicht vermieden werden, indem man versichert,
dass die abgeleiteten Markierungspunkte derart gewählt werden,
dass sie in Verbindung mit den gekennzeichneten Markierungspunkte
die bereits bekannte Anzahl der Sektoren mit der korrekten Periodizität darstellen.
Auch ist es möglich,
mit der manuellen Kennzeichnung der gekennzeichneten Markierungspunkte
nur einer kleinen Menge gekennzeichneter Sektoren Zeit zu sparen.
Wenn das Bild eine Wirbelsäule
betrifft, betreffen die Sektoren die einzelnen Wirbel.
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Die
typische Kontur zeigt vorzugsweise die Mittelachse der Struktur.
Insbesondere wenn die Bildstruktur eine längliche Form hat zeigt die
Mittelachse besonders die räumlichen
Orientierungen der einzelnen Teile der Struktur in Bezug auf eine
andere. Besonders vorteilhaft ist es, die Mittelachse der Wirbelsäule des
zu untersuchenden Patienten als typische Kontur zu verwenden. Die
Mittelachse kennzeichnet dann präzise
die Orientierungen der einzelnen Wirbelgruppen) in Bezug auf andere.
Es wurde herausgefunden, dass die Mittelachse der Wirbelsäule präzise abgeleitet
werden kann, indem man eine glatte Kurve, wie eine Poly-Bezier-Kurve,
eine kubische Kurve oder eine keilförmige Kurve durch eine kleine
Menge abgeleiteter Markierungspunkte abbildet. Die abgeleiteten
Markierungspunkte werden vorzugsweise für aufeinanderfolgende Wirbel genommen,
jeweils in der Mitte zwischen zwei Markierungspunkten in gegenübergelegenen
Eckpunkten eines jeweiligen Wirbels.
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Eine
andere typische Kontur zeigt den Rand der Bildstruktur. Diese typische
Kontur kann viele Teile umfassen, die jeweils einen gesonderten
Rand der Bildstruktur zeigen. Die typische, solch einen Strukturrand
zeigende Kontur kann inter alia präzise auf Grundlage von Gradienten
oder Unterschieden zwischen Helligkeitswerten im Bild ermittelt
werden. Die Unterschiede zwischen Helligkeitswerten auf beiden Seiten
solch eines Randes sind meist viel größer als innerhalb oder außerhalb
der Bildstruktur. Die typische, einen Rand der Bildstruktur zeigende
Kontur kann sich auch auf die Ränder
einzelner Sek toren beziehen. Eine derart typische Kontur, die den
Bildrand zeigt, wird vorzugsweise mit einem Gradientenbild vom Bild
abgeleitet. Solch ein Gradientenbild weist Unterschiede zwischen
Helligkeitswerten in benachbarten Positionen der Bildstruktur auf.
Das Gradientenbild weist vorzugsweise auch die Richtung der Helligkeitsgradienten
im Bild auf. Dies bedeutet, dass das Gradientenbild den Vektor (Größenordnung und
Richtung) des Helligkeitsgradienten mit verschiedenen Positionen
im Bild assoziiert. Die Aufwandsfunktion der typischen Kontur wird
derart gewählt,
dass vorkommende Kurven mit großen
Helligkeitsgradienten im Gradientenbild, z. B. in einer vorbestimmten
Richtung, im Bild stark bevorzugt werden.
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In
vielen Fällen
ist der genäherte,
von einem Sektorenrand in Bezug auf die Mittelachse der Struktur
gebildete Winkel im voraus bekannt. Die Ränder einzelner Wirbel z. B.
extendieren quer zur Mittelachse der Wirbelsäule. Um die Suche nach den
Rändern der
einzelnen Sektoren zu erleichtern wird eine Aufwandsfunktion verwendet,
die optimale Werte mit typischen Konturen entlang Positionen mit
großen
Helligkeitsgradienten in der Richtung assoziiert, die dem bereits
gekannten Winkel in Bezug auf die Mittelachse entspricht. Eine geeignete
Aufwandsfunktion ist z. B. vom Skalarprodukt des Helligkeitsgradienten
und dem Richtungsvektor entlang der typischen Kontur abhängig.
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Diese
und andere Aspekte der Erfindung werden hiernach im Detail und auf
Grundlage der folgenden Ausführungsformen
mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, die die
Erfindung auf Grundlage von einem Beispiel in Bezug auf die Bildgebung
der Wirbelsäule
eines zu untersuchenden Patienten zeigt, von denen:
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1 die manuelle Kennzeichnung
der gekennzeichneten Markierungspunkte und die Ableitung der abgeleiteten
Markierungspunkte zeigt,
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2 eine typische Kontur zeigt,
die die Mittelachse der Struktur darstellt,
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3 eine typische Kontur zeigt,
die die Ränder
der Struktur darstellt, und
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4 typische Konturen zeigt,
die die Sektorengrenzen in der Struktur darstellen. In diesem Beispiel
sind die Bilder Röntgenaufnahmen
einer Wirbelsäule
des zu untersuchenden Patienten. Jede Röntgenaufnahme zeigt eine Schattenprojektion
einer Wirbelsäule.
Die Erfindung kann jedoch ebenso gut auch für andere Bildtypen eingesetzt
werden, wie z. B. ein Computer-Tomographiebild, ein magnetisches Resonanzbild
oder ein Ultraschallbild.
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1 zeigt die manuelle Kennzeichnung
der gekennzeichneten Markierungspunkte und die Ableitung der abgeleiteten
Markierungspunkte. 1 zeigt
insbeson dere eine Röntgenaufnahme
der Wirbelsäule
des zu untersuchenden Patienten. Die manuell gekennzeichneten Markierungspunkte
sind mit weißen
Kreuzen 1 dargestellt. Die weißen Kreuze wurden vom Anwender
an deutlich erkennbaren Eckpunkten 11 und an zwei deutlich
erkennbaren Punkten am inneren Rand 12 des Wirbels angebracht.
Die Positionen der abgeleiteten Markierungspunkte 2 werden
auf Grundlage der Positionen der gekennzeichneten Markierungspunkte
und auf Grundlage der bekannten Anzahl an Wirbeln, die zwischen
dem Wirbel, an dem die gekennzeichneten Markierungspunkte gekennzeichnet
sind, vorhanden sind, berechnet. Die abgeleiteten Markierungspunkte 2 sind auf 1 mit schwarzen Kreuzen
dargestellt. Eine erste Veranschlagung der Positionen der abgeleiteten
Markierungspunkte 2 wird durch Interpolation der Positionen
der gekennzeichneten Markierungspunkte 1 gemacht. Die Berechnung
der abgeleiteten Markierungspunkte 2 wird durch die Berechnung
der exakten Positionen der abgeleiteten Markierungspunkte 2 an
den veranschlagten Positionen der abgeleiteten Markierungspunkte 2 auf
Grundlage der Helligkeitsgradienten in verschiedene Richtungen präzisiert. 2 zeigt eine typische Kontur,
die die Mittelachse der Struktur darstellt. Diese typische Kontur wird
berechnet, indem zuerst die Mittelpunkte 3 bestimmt werden,
die jeweils in der Mitte zwischen zwei gegenüber liegenden Markierungspunkten 1, 2 gelegen
sind, wie auf 1 gezeigt.
Die Mittelpunkte 3 sind selbst auch abgeleitete Markierungspunkte,
die sich auf die jeweiligen anatomischen Mitten des relevanten Wirbels
beziehen. Daraufhin bildet man vorzugsweise eine Poly-Bezier-Kurve
durch die Mittelpunkte 3 ab. Diese Poly-Bezier-Kurve ist
die typische Kontur 4, die die Mittelachse der Wirbelsäule darstellt.
Es ist jedoch darauf hinzuweisen, dass es genauso gut möglich ist,
die typische Kontur 4, die die Mittelachse darstellt, durch
die Assoziation einer Kurve mit den Mittelpunkten nach der Methode
der kleinsten Fehler abzuleiten. In diesem Fall muss die typische
Kontur 4 nicht durch alle Mittelpunkte 3 verlaufen.
Im Laufe der Ableitung der typischen Kontur 4 als Poly-Bezier-Kurve
oder der Verwendung der Methode der kleinsten Fehler ist es vorteilhaft,
die Korrektheitswerte der Mittelpunkte zu berücksichtigen, damit die typische
Kontur 4 hauptsächlich
durch Mittelpunkte mit großen
Korrektheitswerten beeinflußt wird.
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3 zeigt eine typische Kontur 5,
die die Strukturränder
darstellt. Die typische Kontur 5 ist insbesondere aufgrund
der typischen Kontur zwischen zwei gesonderten Subkurven 51, 52 multikohärent. Jede
der Subkurven 51, 52 kennzeichnet einen Rand der
Struktur, d. h. der Wirbelsäule.
Die beiden Subkurven wurden auf Grundlage der typischen Kontur, die
die Mittelachse darstellt, durch Prüfung der Linien abgeleitet,
die in etwa parallel zur Mittelachse verlaufen, wo im Bild hohe
Helligkeitsgradienten in einer quer zur Mittelachse verlaufenden
Richtung auftreten.
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4 zeigt typische Konturen 6,
die Sektorengrenzen in der Struktur darstellen. Die gezeigte Struktur
ist eine Wirbelsäule
mit einer Vielzahl von Wirbeln; in diesem Beispiel bildet der einzelne
Wirbel die Sektoren der Struktur. Die einzelnen Grenzen werden durch
Prüfung
abgeleitet, ausgehend von einer großen Anzahl von Punkten auf
der typischen Kontur 4, die die Mittelachse darstellt,
und entlang von Linien quer zur typischen Kontur, wo im Bild hohe Helligkeitsgradienten
in einer in etwa parallel zur Mittelachse verlaufenden Richtung
auftreten. Diese Operation wird durchgeführt durch die Bestimmung eines
optimalen Weges im Bild auf Grundlage der Aufwandsfunktion, wobei
der Wert der Aufwandsfunktion für
diese Linien größer als
die Helligkeitsgradienten entlang dieser Linien und diese größer in paralleler
Richtung zur Mittelachse sind. Außerdem wird die Aufwandsfunktion
derart gewählt,
dass die Linienpaare bevorzugt in einem Abstand zueinander gewählt werden,
der der durchschnittlichen Höhe
des Wirbels entspricht.
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Jeder
der Werte eines Satzes geometrischer Parameter, der gegebenenfalls
für eine
Deformation der Wirbelsäule
bezeichnend ist, wird anhand der verschiedenen typischen Konturen
berechnet. Beispiele solcher geometrischer Parameter sind die COBB-Winkel, die Höhen der
Wirbel und die Abstände
zwischen den Wirbeln. Die Werte dieser geometrischen Parameter für den relevanten
zu untersuchenden Patienten können
mit einfachen Berechnungen von den typischen Konturen abgeleitet
werden. Auch ist es mit der Kombination verschiedener typischer
Konturen möglich,
eine dreidimensionale Rekonstruktion der Wirbelsäule zu berechnen. In diesem
Falle ist es vorteilhaft, individuelle typische Konturen von einer
Vielzahl von Bildern abzuleiten. Die Vielzahl Bilder kann z. B.
Bilder mit Schattenprojektionen aus verschiedenen Projektionsrichtungen
reproduzieren.
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Die
Methode nach der Erfindung ist vorzugsweise mit einem Datenprozessor
wie in Anspruch 10 definiert auszuführen. Ein Datenprozessor dieser
Art, z. B. ein Rechner oder ein elektronischer (Mikro-)Prozessor,
der programmiert ist, um die verschiedenen Funktionen des Datenprozessors
gemäß der Erfindung
zu verarbeiten. Der Datenprozessor kann auch als spezieller Verarbeitungsprozessor
mit elektronischen Schaltungen gebaut sein, die speziell angeordnet
sind, um die verschiedenen Funktionen des Datenprozessors nach der
Erfindung auszuführen.