[发明专利]目标对象的修改过的图像数据的产生

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于成像系统的测量数据产生身体、优选器官内部的目标对象的修改过的三维图像数据的方法。此外，本发明涉及一种用于执行该方法的图像处理装置。

背景技术

基于以现代的成像医学技术系统、例如磁共振断层成像装置、计算机断层成像装置、超声波设备等获得的测量数据不仅可以产生穿过身体内部的任意层的二维图像数据，而且也可以产生整个身体的或单独的单个器官的三维图像数据并且将其按照任意视图示出。典型的应用情况是穿过血管、食道、胃或肠的虚拟漫游。此外，目前也可以产生器官、例如心脏的运动的三维图像并且以任意方式将其显示。体积数据的产生通过或者从首先重建后的层图像数据中（例如通过插值等）重建或者直接从测量数据中重建来进行。如果检查的目标对象是特定的结构，例如特定的器官，特定的骨骼等，则将涉及的目标对象分割为体积数据。

其中可以辅助性地采用目标对象的这些三维图像数据的、目前越来越重要的应用情况是手术规划。这特别符合在切除或部分切除器官的情况。对此的典型例子是肝脏切除术的规划，其首先可以虚拟地借助计算机执行，以便然后能够尽可能精确估计成功概率或风险。在肝脏切除术中在捐献者或患者中保留的、剩余的肝脏体积的大小起主要作用。通常需要保留健康的肝脏体积的至少百分之40至60，从而肝脏可以完整地再生。在肝脏切除术中的主要问题是延伸穿过肝脏组织的不同的血管结构。例如如果必须随之切除在肿瘤附近的血管，则必须同样切除通过该血管供血的肝脏组织。这导致非常复杂的情景。事先虚拟地检验不同的切除情景在此可以有助于确保保留足够的肝脏体积。为此需要可以尽可能精确和容易使用的工具。迄今为止的可用来确定切除体积的方法原则上可以划分为三个不同类别。第一类别中，策略基于利用一种格栅模型修改体积的轮廓。第二策略基于，在穿过器官的不同的层中分别标记保留的体积然后对三维轮廓进行插值。第三种方法对区域基于其通过血管的供血情况而进行分类，以便然后从中确定切除体积。但是所有这些迄今为止的方法要么不是特别精确要么应用起来太复杂。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种用于产生目标对象的三维图像数据的特别简单和可靠的方法以及一种相应的图像处理装置，其中可以非常简单地以高的精度修改目标对象的体积的表面轮廓（和由此可以修改体积）。

按照本发明的用于产生目标对象的修改过的三维图像数据的方法优选用于产生对于器官切除术的规划图像数据。在此目标对象或器官优选是肝脏，从而以下通常以此为例。但是方法不限于用于规划器官切除术的应用并且特别地不限于用于规划肝脏切除术的应用。方法按照本发明具有以下方法步骤：

在第一步骤中首先提供目标对象的至少一个通过当前的、规定的三维表面轮廓限界的体积的体素表示。这样的体素表示可以是所谓的体素堆（Voxel-Haufen）。在此对于该目的，优选地二元的体素掩模（Voxel-Maske）就足够，即，无需每个体素有特定的强度值，而是仅需要清楚，体素是否是目标对象的当前体积的部分。体积可以是目标对象完整的体积，但也可以是目标对象的重要的、保留的或要切除的部分体积。例如可以是在第一（虚拟或在前面的介入中实际进行的）切除之后保留的部分体积或反过来是在此切除的部分体积。

体素表示和由此还有所产生的三维图像数据如上所述大多直接或间接基于成像医学技术系统的测量数据，即，图像数据或体素是基于测量数据重建的。体素表示的提供相应地可以例如通过直接从医学技术系统或还从数据库等的其中事先存储了数据的大容量存储器中加载重建的体积数据、剖视图像数据或测量数据来进行。然后可以基于这些数据产生体素表示。替换地，也可以从存储器或从另一个功能单元接收期望的体积的已经产生的体素表示。

在另一个步骤中然后采集至少一个当前的轮廓输入线。称谓“当前的”在本发明的范围内理解为其总是涉及相应的修改步骤。

即，当从一开始例如在多个步骤中虚拟地进行器官的切除时，一种起始器官掩模包括分割的器官的、在开始时存在的完全的体积，其中该体积具有通过涉及的器官的外部尺寸给出的三维的当前表面轮廓。为此例如可以在初始化步骤中首先提供目标对象的、通过起始表面轮廓限界的起始体积，其在使用医学技术成像系统的测量数据或从中构造的图像数据的条件下基于模型地（即通过基于模型的分割）被建立。