Hybride 3D-Visualisierung des Thorax und oberflächenbasierte
virtuelle Bronchoskopie in der
operativen und interventionellen Therapiekontrolle

Zusammenfassung.

Zielsetzung: Das Ziel der vorliegenden Studie war es, die Möglichkeiten einer hybriden 3D-Bildnachverarbeitung, der Kombination einer farbkodierten 3D-Oberflächen- und Volumendarstellung, mit der Option der Durchführung einer oberflächenbasierten virtuellen Endoskopie mit unterschiedlichen Darstellungsformen, anhand der operativen und interventionellen Therapiekontrolle des Thorax, aufzuzeigen. Material und Methode: Bei 6 konsekutiven Patienten wurde nach Lungenteilresektion (n = 2) und Lungentransplantation (n = 4) eine Dünnschicht-Spiral-Computertomographie des Thorax durchgeführt. Das Tracheobronchialsystem und die eingebrachten Metallgitterstents wurden mittels einer farbkodierten 3D-Oberflächendarstellung und die restlichen Strukturen des Thorax mit einer Volumendarstellung visualisiert. Für die virtuelle Bronchoskopie wurde das Tracheobronchialsystem als Polygonalgittermodell, als schattiertes 3D-Oberflächenmodell und als transparentes, schattiertes 3D-Oberflächenmodell dargestellt. Ergebnisse: In der hybriden 3D-Visualisierung werden sowohl die Vorteile der farbkodierten 3D-Oberflächendarstellung als auch der Volumendarstellung genutzt. Dadurch wird eine übersichtliche Darstellung des Tracheobronchialsystems und der komplexen räumlichen Verhältnisse der morphologischen und pathologischen Veränderungen, ohne Verlust an diagnostischer Information, erreicht. Die Durchführung einer virtuellen Bronchoskopie mit dem transparenten, schattierten 3D-Oberflächenmodell ermöglicht eine ordentliche bis optimale, simultane Darstellung und Beurteilung der Oberflächenstruktur des Tracheobronchialsystems, sowie der umgebenden mediastinalen Strukturen und Läsionen. Schlussfolgerungen: Die hybride 3D-Visualisierung erleichtert die morphologische Beurteilung von anatomischen und pathologischen Veränderungen und ermöglicht auf eine zeitraubende, detaillierte Analyse und Präsentation von Schnittbildern weitgehend zu verzichten. Die Durchführung einer virtuellen Bronchoskopie mit einer transparenten, schattierten 3D-Oberflächendarstellung stellt eine vielversprechende Alternative zur flexiblen fiberoptischen Bronchoskopie dar.

Hybrid rendering of the chest and surface-based virtual bronchoscopy in the operative and interventional therapy control.

Purpose: The aim of this study was to demonstrate the possibilities of a hybrid rendering method, the combination of a color-coded surface and volume rendering method, with the feasibility of performing surface-based virtual endoscopy with different representation models in the operative and interventional therapy control of the chest. Material and Method: In 6 consecutive patients with partial lung resection (n = 2) and lung transplantation (n = 4) a thin-section spiral computed tomography of the chest was performed. The tracheobronchial system and the introduced metallic stents were visualized using a color-coded surface rendering method. The remaining thoracic structures were visualized using a volume rendering method. For virtual bronchoscopy, the tracheobronchial system was visualized using a triangle surface model, a shaded-surface model and a transparent shaded-surface model. Results: The hybrid 3D visualization uses the advantages of both the color-coded surface and volume rendering methods and facilitates a clear representation of the tracheobronchial system and the complex topographical relationship of morphological and pathological changes without loss of diagnostic information. Performing virtual bronchoscopy with the transparent shaded-surface model facilitates a reasonable to optimal, simultaneous visualization and assessment of the surface structure of the tracheobronchial system and the surrounding mediastinal structures and lesions. Conclusions: Hybrid rendering relieve the morphological assessment of anatomical and pathological changes without the need for time-consuming detailed analysis and presentation of source images. Performing virtual bronchoscopy with a transparent shaded-surface model offers a promising alternative to flexible fiberoptic bronchoscopy.

Schlüsselwörter:

Thorax - Tracheobronchialsystem - 3D-Bildnachverarbeitung - 3D-Oberflächendarstellung - Volumendarstellung - Hybride 3D-Visualisierung - Virtuelle Bronchoskopie - Fiberoptische Bronchoskopie

Key words:

Chest - Tracheobronchial system - 3D visualization - Surface rendering - Volume rendering - Hybrid rendering - Virtual bronchoscopy - Fiberoptic bronchoscopy

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