Computergestützte Rekonstruktion der Moorleiche "Moora"
Möglichkeiten und erste Ergebnisse der computergestützten Rekonstruktion der Moorleiche „Moora“ mit Virtual-Reality-TechnikenGrundlage der computergestützten 3D-Visualisierung und Schädelrekonstruktion der Moorleiche „Moora“ bilden hochaufgelöste, räumliche Bilddaten aus der Computertomographie, kurz CT genannt, die in der Klinik für Diagnostische und Interventionelle Radiologie am UKE (Direktor: Prof. Dr. G. Adam) generiert wurden. Mit der Rekonstruktion und dreidimensionalen Darstellung virtueller Körpern aus räumlichen medizinischen Bildfolgen verfügt das Institut für Medizinische Informatik über viel Erfahrung, dessen Forschungsschwerpunkt im Bereich der Medizinischen Bildverarbeitung, 3D-Visualisierung und Virtual Reality liegt. Über die 3D-Darstellung der in den CT-Daten erfassten Knochenstrukturen hinaus besteht bei der Moorleiche „Moora“ die besondere Herausforderung darin, die einzelnen Knochenfragmente des virtuellen Skeletts interaktiv im Rechner zusammenzusetzen. Besondere Probleme entstehen dadurch, dass die Schädelknochen nicht vollständig vorhanden und teilweise stark verformt sind.
Abb.1: 3D-Darstellung der originären Schädelknochen
Zur 3D-Visualisierung der Moorleiche und der Rekonstruktion des Schädels werden neueste Techniken aus dem Bereich der Virtual Reality (Abk.: VR) eingesetzt und weiterentwickelt. Diese wurden am Institut bislang vorrangig für die computergestützte Operationsplanung genutzt. Zur Vorbereitung der Bilddaten für die Schädelrekonstruktion werden zunächst die Knochen der Moorleiche in den CT-Bilddaten automatisch separiert und einzelne Knochenteile im Rechner identifiziert. Auf der Grundlage der segmentierten Knochenteile werden dann dreidimensionale Modelle der Knochenstrukturen generiert und unter Verwendung von 3D-Visualisierungsverfahren realitätsnah dargestellt. In dem am Institut für Medizinische Informatik entwickelten Softwaresystem zur Rekonstruktion und Modellierung virtueller Körper mit Virtual-Reality-Techniken REMODEL-VR können nun die dreidimensionalen Knochenteile im Rechner interaktiv zueinander verschoben und anatomisch angeordnet werden. Neben der interaktiven Positionierung können Knochenteile auch virtuell zerteilt werden, um beispielsweise stark deformierte Anteile von den gut erhaltenen Strukturen zu separieren. Darüber hinaus ist es möglich, fehlende Knochenstrukturen einer Körperhälfte durch Spiegelung korrespondieren der Strukturen der anderen Körperhälfte sinnvoll zu ergänzen.
Ergebnisse:
Mit Hilfe des Softwaresystems REMODEL-VR wurden die verschiedenen Schädelteile der Moorleiche „Moora“ computergestützt aus den CT-Bildern separiert und hochqualitativ dreidimensional dargestellt (Abb. 1). Nachfolgend wurde eine erste Rekonstruktion des Schädels unter Verwendung von VR-Techniken im Rechner durchgeführt. Die resultierende dreidimensionale Darstellung der re-arrangierten originären Schädelknochen ist in Abb. 2 zu sehen. Ziele der weiteren Arbeiten sind die realitätsnahe computergestützte Rekonstruktion des Schädels, bei der fehlende Knochenteile sinnvoll ergänzt und verbogenen Teile wieder in den Originalzustand gebracht werden, sowie als Fernziel die Generierung der komplett rekonstruierten Moorleiche, die virtuelle „Moora“.
Abb.2: Schädelrekonstruktion aus den originären Knochenteilen mit REMODEL-VR
Projektteam:
Heinz HandelsDennis SäringMatthias Färber
Kooperationspartner:
Dr. Henning Hassmann
Niedersächsisches Landesamt für Denkmalpflege, Hannover.
Prof. Dr. med. Klaus Püschel
Institut für Rechtsmedizin, UKE.
Dr. Thomas Göttsche
Klinik für Diagnostische und Interventionelle Radiologie, UKE.
