Hybride 3D-Visualisierung und virtuelle Endoskopie von Cochlea-Implantaten

Zusammenfassung.

Zielsetzung: Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, die Möglichkeiten und die Vorteile der Überlagerung einer farbkodierten 3D-Oberflächen- und Volumendarstellung (hybride 3D-Visualisierung) mit der Möglichkeit der Durchführung einer virtuellen Endoskopie am Beispiel einer komplexen anatomischen Struktur aufzuzeigen. Material und Methode: Bei 6 Patienten mit einem Cochlea-Implantat wurde eine hochauflösende Spiral-Computertomographie (HR-SCT) des Felsenbeins durchgeführt. Die Cochlea-Implantate sowie die Mittel- und Innenohrstrukturen wurden als farbkodierte 3D-Oberflächendarstellung, als Schattierungsmodell oder als Polygonalgittermodell visualisiert. Das Felsenbein wurde als transparente Volumendarstellung visualisiert. Ergebnisse: In der hybriden 3D-Visualisierung werden die Vorteile der farbkodierten 3D-Oberflächen- und Volumendarstellung genutzt. Dadurch wird eine im Vergleich zu den axialen HR-SCT Schichten anschaulichere Darstellung und bessere Beurteilung der komplexen topographischen Verhältnisse ohne Verlust an diagnostischer Information erreicht. Die virtuelle Endoskopie ermöglicht eine intraluminale Visualisierung und Inspektion sämtlicher farbkodierter 3D-Oberflächen- und volumenvisualisierter Strukturen. Schlußfolgerungen: Die hybride 3D-Visualisierung und virtuelle Endoskopie erleichtert die morphologische Beurteilung von Cochlea-Implantaten durch die Mitdarstellung der umgebenden Strukturen und unterstützt damit die Schnittbilddiagnostik. Dieses Bildnachverarbeitungsverfahren kann präoperativ zur individuellen Planung, Simulation, Training und Weiterentwicklung von operativen Eingriffen und Interventionen und postoperativ zur Lagekontrolle und Weiterentwicklung von Implantaten genutzt werden.

Hybrid rendering and virtual endoscopy in cochlear implants.

Purpose: The aim of this study was to demonstrate on a complex anatomical structure the possibilities and the advantages of a superimposition of a color-coded surface and volume rendering (hybrid rendering) method with the possibility of the performance of a virtual endoscopy. Material and Method: In 6 patients with cochlear implants a high-resolution spiral computed tomography of the petrous bone was performed. The cochlear implants, the middle and inner ear structures were visualized using a color-coded surface rendering method, either shaded or as a grid. The petrous bone was visualized using a transparent volume rendering method. Results: The hybrid 3D visualization uses the advantages of both the color-coded 3D surface and volume rendering method. In comparison to the axial source images, the hybrid 3D visualization thus facilitates a clearer representation and better assessment of the complex topographical relationship without loss of diagnostic information. The virtual endoscopy facilitates an intraluminal visualization and inspection of all color-coded 3D surface- and volume rendered structures. Conclusions: The hybrid rendering and virtual endoscopy make the morphological assessment of cochlear implants easier by the simultaneous visualization of the surrounding structures and thereby support the diagnostic imaging methods. This image processing method can be used pre-operatively for the individual planning, simulation, training and further development of surgical procedures and interventions and post-operatively for the control of the position and further developments of implants.

Schlüsselwörter:

Spiral-Computertomographie - Felsenbein Cochlea-Implantat -Bildnachverarbeitung - hybride 3D-Visualisierung - virtuelle Endoskopie

Key words:

Computed tomography, spiral technology- temporal bone, CT - Cochlear implant - Computed tomography (CT), three-dimensional visualization - Computed tomography (CT), hybrid rendering - Computed tomography (CT), virtual endoscopy

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