Auf der 73. Wissenschaftlichen Versammlung und Jahrestagung der Radiological Society of North America (RSNA) in Chicago präsentierten wir die (nach unserem besten Wissen) weltweit erste 3D-Darstellung des Gehirns eines lebenden Menschen als Poster und Video. Hier sind zwei kurze Sequenzen aus dem originalen digitalen Video.
Das zugrunde liegende 3D-Gehirnmodell basierte auf zwei Bildstapeln aus der Magnetresonanztomographie (MRT), die aus jeweils 128 sagittalen Schnittbildern mit einer Auflösung von 256 x 256 Pixeln bestanden. Sie wurden mit einem Siemens Magnetom mit den MRT-Sequenzen Fast Low Angle Shot Imaging (FLASH) und Fast Imaging with Steady-state Precession (FISP) erstellt.
Die perspektivischen Ansichten des Gehirns wurden mit dem Programm VOXEL-MAN-8 auf einem DEC VAX-11/780 Minicomputer mit angeschlossenen Bildverarbeitungssystemen COMTAL Vision One und VTE Picturecom erzeugt. Die Erkennung der Konturen des Gehirns mit einem 3D-Marr-Hildreth-Operator (Mexican Hat) dauerte etwa 90 Minuten. Die Berechnung eines einzelnen 3D-Bildes aus diesem Datensatz mit einer (für die damalige Zeit) hohen Auflösung von 256 x 256 Pixeln dauerte wiederum mehrere Minuten, so dass für das Video einige Tage Rechenzeit erforderlich waren.
Im Video ist die Abflachung des Gyri in der rechten Hemisphäre durch einen Tumor (blau) und ein Ödem (gelb) deutlich zu erkennen. Die ursprünglichen Grauwerte aus FLASH und FISP sowie die daraus berechnete erste Hauptkomponente der Karhunen-Loeve-Transformation (KL-TR) werden auf den Schnittebenen dargestellt und betonen verschiedene Aspekte der Pathologie.
Diese Arbeit wurde mit dem DAGM-Preis 1987 der Deutschen Gesellschaft für Mustererkennung ausgezeichnet. Sie bildete die Grundlage für spätere, erheblich verfeinerte 3D-Gehirnmodelle und -atlanten.
Literatur
- Michael Bomans, Karl Heinz Höhne, Ulf Tiede, Martin Riemer: 3-D segmentation of MR images of the head for 3-D display. IEEE Transactions on Medical Imaging 9, 2 (1990), 177-183.
- Michael Bomans, Martin Riemer, Ulf Tiede, Karl Heinz Höhne: 3-D Segmentation von Kernspin-Tomogrammen. In Erwin Paulus (Hrsg.): Mustererkennung 1987, Proc. 9. DAGM-Symposium, Informatik-Fachberichte 149, Springer-Verlag, Berlin, 1987, 231-235.
- Karl Heinz Höhne, Ulf Tiede, Martin Riemer, Michael Bomans, Martin Heller, Gerd Witte: Static and dynamic three-dimensional display of tissue structures from volume scans. Radiology 165, P (1987), 420.
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