Generación y presentación de imágenes panorámicas individuales de pacientes.

Procedimiento para la preparación y presentación de una visualización panorámica de una zona maxilar,

siendo generado en primer lugar, un conjunto de datos de volumen que representan la zona maxilar de un paciente, por medio de un procedimiento tomográfico, estando compuesto el volumen de datos por una serie de elementos de volumen individuales ("voxels"),

en el que se establecen varios planos de corte horizontales que cortan la mandíbula,

en el que dentro de cada plano de corte, se define una superficie de contorno (1) de la mandíbula que está limitada por una línea de contorno interna (2) y una línea de contorno externa (3), de manera que las curvas focales (4, 8) están respectivamente definidas dentro de las superficies de contorno (1),

en el que se determina una curva de desarrollo común (9) desde las curvas focales (4, 8) de los planos de corte que se encuentran uno encima de otro, definiendo la curva de desarrollo (9) una superficie de desarrollo que ha sido configurada en particular verticalmente,

de manera que, empezando desde la superficie de desarrollo, se definen haces de proyección (10, 12) en cada plano de corte, los cuales son perpendiculares sobre la superficie de desarrollo y cortan las respectivas líneas de contorno (2, 3),

que se definen intervalos de integración (11) sobre los haces de proyección (10, 12), sobre los que se integran informaciones de los elementos de volumen, y

en el que una integración forma un píxel de la visualización panorámica de una sola vez, caracterizado porque los intervalos de integración están definidos dentro de las superficies de contorno (1).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2009/052642.

Solicitante: Sicat GmbH & CO. KG.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Brunnenallee 6 53177 Bonn ALEMANIA.

Inventor/es: BREUER, MANFRED, HEY,JOACHIM, HANSSEN,NILS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • A61B6/03 SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA.A61 CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE.A61B DIAGNOSTICO; CIRUGIA; IDENTIFICACION (análisis de material biológico G01N, p.ej. G01N 33/48). › A61B 6/00 Aparatos de diagnóstico por radiación, p. ej. combinados con el equipo de radioterapia (instrumentos para la medida de la intensidad de la radiación de aplicación en el campo de la medicina nuclear, p. ej. en vivo cómputo, G01T 1/161; aparatos para la toma de fotografías de rayos X G03B 42/02). › Tomografía computerizada (ecotomografía A61B 8/14).
  • A61B6/14 A61B 6/00 […] › Aplicaciones o adaptaciones para odontología.

PDF original: ES-2541464_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Generación y presentación de imágenes panorámicas individuales de pacientes La presente invención se refiere a un procedimiento para la preparación y presentación de una visualización panorámica de una zona maxilar, generando en primer lugar un conjunto de datos de volumen que representan la zona maxilar de un paciente generada por un procedimiento tomográfico, en el que los datos de volumen están compuestos por una pluralidad de elementos de volumen individuales ("voxels") .

Estas imágenes panorámicas bidimensionales de filas de dientes y arcos de mandíbula son bien conocidas desde hace mucho tiempo, siendo habituales en la Cirugía dental y Maxilofacial, puesto que facilitan al médico a cargo de la operación una visión general satisfactoria de la situación. Se toman imágenes especialmente significativas a lo largo de planos de proyección curvados, cuya forma se adapta a la mandíbula. Estas radiografías panorámicas (ortopantomogramas) se pueden crear como imágenes "clásicas" de rayos X con sistemas en los que el tubo de rayos X y el detector se desplazan alrededor de la cabeza del paciente.

Desde la introducción de procedimientos de registro tomográfico estas imágenes panorámicas son también calculadas a partir de datos de volumen. Las imágenes calculadas de esta manera se presentan de una forma que son similares a las imágenes habituales, creadas en base a radiografía. Por lo tanto, estos procedimientos generan a partir de datos de imagen tridimensionales registros ortopantomográficos casi "simulados", de manera que los dentistas pueden elaborar su diagnóstico basándose en las vistas con las que están familiarizados. En este procedimiento se puede utilizar una serie de formas para optimizar las imágenes que proporcionan conjuntos de datos de alta resolución. Esto crea imágenes panorámicas con elevada significación.

En principio, en esta visualización de los datos de imagen tridimensionales se lleva a cabo una proyección de los datos a lo largo de los haces de proyección y el resultado es mostrado como imagen bidimensional en un dispositivo visualizador. En estas propiedades físicas de proyección, se pueden tener en cuenta emisiones o atenuaciones, que son asignadas a elementos tridimensionales de los datos de imagen (voxels) a base de funciones de transferencia. Dado que esta presentación se basa finalmente en una proyección de valores de densidad, es necesariamente similar a la radioscopia clásica antes mencionada.

Este procedimiento para la creación de imágenes panorámicas a partir de datos tomográficos, es conocido, por ejemplo, por el documento US 2006/0275740 A1. Para seguir en el cálculo de la dirección preferente de las estructuras anatómicas, se determina un plano curvado en el área de proceso sobre el que los haces de proyección son perpendiculares. De esta manera, se obtiene una vista en desarrollo de los datos con un cierto grosor. Para determinar la superficie de desarrollo, el procedimiento se basa inicialmente en un plano de corte de inicialización, que está orientado horizontalmente con respecto a una persona sentada. En este plano de corte se define una línea que representa un contorno con el arco mandibular, que forma la base de un plano de proyección a crear. Basándose en esta superficie de desarrollo se llevan a cabo las proyecciones necesarias para la vista panorámica. No obstante, el procedimiento que se da a conocer en el documento US 2006/0275740 A1 adapta las condiciones anatómicas reales solamente en una pequeña medida, las cuales, no obstante, pueden variar ampliamente en la dirección vertical. Además, muchas áreas de tejidos están adaptadas en la vista panorámica, que no son de interés en absoluto.

El objetivo de la presente invención consiste en dar a conocer un procedimiento genérico que pueda ser implementado de manera fácil y que genere una vista panorámica que sea significativa para el médico, que esté bien adaptada a las condiciones anatómicas reales.

Este objetivo se consigue por el procedimiento según la reivindicación 1. Se definen realizaciones especialmente ventajosas en las reivindicaciones dependientes.

Una idea esencial de la invención es, en primer lugar que, no solamente se define un plano, sino varios planos de corte horizontales que cortan la mandíbula. En cada uno de estos planos de corte se puede definir una superficie de contorno de la mandíbula, limitada por una línea de contorno interna y una línea de contorno externa. Esta determinación de la superficie de contorno puede ser llevada a cabo automáticamente basándose en los valores voxel, que cambian bruscamente en las mandíbulas macizas. Dentro de cada superficie de contorno se define una curva de anatomía, por ejemplo, basándose en algoritmos de ponderación. Es particularmente importante para la invención que, a partir de estas curvas de anatomía de "capa individual" de planos de corte superpuestos se determine una curva de desarrollo común, de manera que esta "determinación" es realizada por promedio aritmético de ponderación en el sentido apropiado. Esta curva de desarrollo define entonces una superficie de proceso, que es en particular vertical en el espacio.

Por su parte, se definen haces de proyección basándose en la superficie de desarrollo para cada plano de corte, que son perpendiculares a la superficie de desarrollo y que cortan la línea de contorno que se encuentra en el plano de corte. La imagen panorámica se crea a continuación por el hecho de que sobre partes de los haces de proyección se definen intervalos de integración que están dispuestos dentro de la línea de contorno. Sobre estos intervalos de 2 5

integración se integra a continuación la información de los respectivos voxels. A continuación, la imagen panorámica se compone de la pluralidad de integrales obtenidas de esta manera.

La ventaja específica de este enfoque es que, para múltiples planos de corte se puede calcular un área superficial de desarrollo común "óptima", que está adaptada de forma óptima a la anatomía individual de cada paciente. La superficie de desarrollo es casi tangente de forma óptima a la fila de dientes, que se extienden individualmente para ciertos planos de corte en cada paciente. De esta manera, por ejemplo, se puede asegurar que los dientes adyacentes de diferentes conformaciones de mandíbula y maxilar no se solapan en la imagen de la proyección. Otra ventaja es que por el procedimiento de la invención, que puede corresponder a un promedio, se crea una superficie de desarrollo, que es arqueada de forma mínima, de manera que se pueden evitar en la imagen de proyección las distorsiones espaciales de alta curvatura. El riesgo, que es posible igual que en la técnica anterior, de que debido a áreas altamente curvadas de la superficie de desarrollo tenga lugar el solape de haces de proyección, se puede reducir de este modo. Mediante el procedimiento según la invención, se puede conseguir un contraste especialmente elevado en las estructuras anatómicas visualizadas, debido al paciente individualizado y a las diferentes curvas focales para diferentes capas.

Con el procedimiento de la invención, los puntos centrales de las secciones de cada haz de proyección no están determinados ya por el propio plano de proyección. Por el contrario, aquellos se calculan por el corte de cada haz (realmente infinitamente largo) con un plano focal curvado, lo que se adapta de forma óptima a la anatomía a visualizar.

En una realización particularmente ventajosa, la contribución de cada voxel al valor de proyección se determina por la secuencia de valores de voxel a lo largo de la dirección de proyección, de manera que los voxels alejados de la curva focal son cubiertos de forma semitransparente por los voxels que están más próximos a la curva focal. Esto tiene como resultado una ponderación exponencial adicional del voxel que se encuentra más próximo a la curva focal, lo que conduce a un contraste incrementado dentro de estas áreas de los voxels. Además, mediante este enmascarado semitransparente, en contraste a una proyección pura de rayos X, se puede evaluar la posición espacial en profundidad de estructuras individuales entre sí.

Mediante esta estructura "esponjosa" de la mandíbula dotada de muchos orificios es difícil llevar a cabo con un operador local la detección de los bordes externos de los huesos (líneas de contorno) , porque debido al "horizonte" limitado de los operadores locales, demasiados de los bordes internos, pertenecientes a los orificios, pueden no ser distinguibles con respecto a los bordes externos del hueso. Mediante el preproceso con un operador de cierre morfológico en la escala de grises, se pueden cerrar orificios en el hueso que no superen un tamaño... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la preparación y presentación de una visualización panorámica de una zona maxilar, siendo generado en primer lugar, un conjunto de datos de volumen que representan la zona maxilar de un paciente, por medio de un procedimiento tomográfico, estando compuesto el volumen de datos por una serie de elementos de volumen individuales ("voxels") ,

en el que se establecen varios planos de corte horizontales que cortan la mandíbula, en el que dentro de cada plano de corte, se define una superficie de contorno (1) de la mandíbula que está limitada por una línea de contorno interna (2) y una línea de contorno externa (3) , de manera que las curvas focales (4, 8) están respectivamente definidas dentro de las superficies de contorno (1) , en el que se determina una curva de desarrollo común (9) desde las curvas focales (4, 8) de los planos de corte que se encuentran uno encima de otro, definiendo la curva de desarrollo (9) una superficie de desarrollo que ha sido configurada en particular verticalmente, de manera que, empezando desde la superficie de desarrollo, se definen haces de proyección (10, 12) en cada plano de corte, los cuales son perpendiculares sobre la superficie de desarrollo y cortan las respectivas líneas de contorno (2, 3) , que se definen intervalos de integración (11) sobre los haces de proyección (10, 12) , sobre los que se integran informaciones de los elementos de volumen, y en el que una integración forma un píxel de la visualización panorámica de una sola vez, caracterizado porque los intervalos de integración están definidos dentro de las superficies de contorno (1) .

2. Procedimiento, según la reivindicación 1, caracterizado porque utilizando la anatomía subyacente en cada haz de proyección (10, 12) , se define un punto de referencia (13) , desde el cual se determina una proyección por integración a lo largo de la dirección de proyección, en particular, a ambos lados.

3. Procedimiento, según la reivindicación 2, caracterizado porque cada punto de referencia (13) está formado desde el punto de intersección del haz de proyección y la curva focal (4, 8) que es determinada para el respectivo plano de corte.

4. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los intervalos de integración se extienden desde la línea de contorno interna (2) a la línea de contorno externa (3) .

5. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las curvas focales (4, 8) y/o la curva de desarrollo (9) son determinadas automáticamente por un programa de ordenador que utiliza datos de voxel que representan la anatomía subyacente.

6. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cada una de las curvas focales (4, 8) están definidas como líneas centrales dentro de las superficies de contorno (1) y, por lo tanto, se encuentran céntricamente en el hueso y/o en las filas de dientes.

7. Procedimiento, según la reivindicación 6, caracterizado porque cada curva focal (4, 8) está determinada por preproceso mediante operadores morfológicos o por una combinación de bordes e información de intensidad utilizando la anatomía subyacente.

8. Procedimiento, según la reivindicación 1, caracterizado porque cada curva focal (4, 8) y, por lo tanto, también la curva de desarrollo (9) es simétrica de forma especular con respecto al punto medio de su longitud de arco.

9. Procedimiento, según la reivindicación 8, caracterizado porque las partes de las curvas focales (4, 8) , que faltan debido a características anatómicas, son sustituidas por las partes correspondientes del lado opuesto, a efectos de extrapolar o interpolar dientes faltantes y/o huesos faltantes.

 

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