Panoramakarten der Speiseröhre

Fragestellung:

Für die Untersuchung der Speiseröhre werden i.d.R. Videoendoskope verwendet. Die Dokumentation erfolgt durch Einzelbilder und durch kurze Videofilme. Während Einzelbilder nur vereinzelte Ausschnitte der Speisröhre zeigen und keinen kontextuellen Zusammenhang aufweisen, sind Videosequenzen zum einen Speicherintensiv und bei der Betrachtung mit einem gewissen Zeitaufwand verbunden. Für eine verbesserte Darstellung der Speiseröhre nach der Untersuchung und einer vereinfachte Dokumentation lassen sich mithilfe von Bildverarbeitungsmethoden sog. "Panoramabilder" der Speiseröhre erstellen.

Methodik:

Für die Erstellung von Bildpanoramen dienen Videosequenzen der Speiseröhre die während eines Rückzugs des Endoskops vom Magen zum Kehlkopf mit konstanter Geschwindigkeit aufgenommen werden. Der Bildverarbeitungsansatz konvertiert die Videos in ein Panormabild der Speiseröhrenwand, ähnlich dem Aufschneiden und Flachdrücken einer Papierrolle. In dem erzeugten Panorama korrespondiert jede Bildzeile zu einer Menge von benachbarten Bildpunkten konstanter Helligkeit am Rand der Speiseröhre aus einem einem Einzelbild. Dieses Bild wird analog der Bildfolge des Ursprungsvideos Stück für Stück erstellt, wobei die Bildzeilen in dem Panoramabild auf einheitliche Länge projiziert werden. Analog der Endoskopbewegung entsprechen die unteren Bildzeilen dem unteren Ende der Speiseröhre, während die oberen Zeilen die Areale nahe dem Kehlkopfs abbilden, vgl. Abb 1.

Mithilfe eines derart erstellten Panoramabilds kann die Speiseröhrenwandung und die darauf sichtbaren Strukturen mit einem einzigen Blick erfasst werden. Zudem können interessante Ausschnitte (z.B. Läsionen) in dem Panorama interaktiv markiert werden, und erlauben eine direkte Zuordnung und Darstellung der zugehörigen Teilsequenzen des zugrundeliegenden Originalvideos, sie blaue Kästen in Abb. 1.

Abb. 1: Endoskopie der Speiseröhre und zugehörige Panoramakarte, Korrespondierende Details sind markiert.

Ergebnisse:

Erste Ergebnisse wurden auf 22 Videos aus 3 Zentren ermittelt und visuell geprüft. Die Qualität der Panoramen hängt stark von Konstanz und Geschwindigkeit des Rückzuges, des Blickwinkels, von der Beschaffenheit von Form und Farbe der untersuchten Speiseröhrenwandung, sowie von Atmung und Herzschlag des Patienten ab. Stabileres Videomaterial mit wenigen Artefakten führt in den bisher ausgewerteten Sequenzen zu visuell anschaulicheren Panoramabilder.

Schlussfolgerung:

Panoramabilder der Speiseröhre erlauben im Gegensatz zu Einzelbilder und Videosequenzen erweiterte und interaktive Dokumentation und bieten damit einen neuen Aspekt bei der Begutachtung.