42. Wissenschaftliche Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Phoniatrie und Pädaudiologie (DGPP)
3D-Rekonstruktion des unteren Larynx basierend auf Video-laryngostroboskopischen Untersuchungen
Abstract
Hintergrund: Die Ermittlung detaillierter morphometrischer Angaben des unteren Larynx und der Glottis durch z.B. Magnet-Resonanz-Tomographier (MRT) oder Computer-Tomographie (CT) ist auch aus Kapazitätsgründen im klinischen Regelbetrieb bei stimmdiagnostischen Untersuchungen kein Standard. Weiterhin sind auch u.U. die unzureichende Auflösung bei MRT bzw. Strahlenschutzaspekte durch ionisierende Strahlen bei CT zu beachtende Aspekte.
Video-Laryngostroboskopische Untersuchungen dagegen bieten in ihrer einfachen aber auch regelhaften Anwendung eine hohe Auflösungsgüte um z.B. auch funktionelle und strukturelle Probleme beim Stimmgebungsprozeß zu detektieren. Einen deutlichen Mehrwert bieten hier 3D-Laryngoskope die durch ihre 2-Kanal-Aufnahmetechnik und 3D-Wiedergabetechnik einen visuellen Tiefeneindruck bieten der über die planare Darstellung hinausgeht. Allerdings ist darauf basierend bisher keine 3D-Rekonstruktion des unteren Larynx möglich.
Material und Methode: Basierend auf den 2-kanaligen Videostroboskopischen Aufnahmen einzelner Probanden wurden Einzelframes extrahiert. Durch computergrafische Methoden wurde die frameabhängige Disparitätsmatrix ermittelt die wiederum die Erstellung einer Tiefenkarte aller sichtbaren Strukturen erlaubte. Diese wiederum wurden durch Triangulation in ein 3D-Modell zur geometrischen Analyse überführt.
Ergebnisse: Beispielhafte Aufnahmen und Modelle zeigen einen hohen Grad an Details der in etwa dem visuellen Eindruck durch die 3D-Wiedergabetechnik entspricht. Durch den Modellcharakter sind jedoch auch Sichtachsen möglich, die während endoskopischer Untersuchungen nicht möglich sind.
Schlussfolgerung: Die 3D-Rekonstruktion des unteren Larynx durch computergrafische Methoden erlaubt eine erweiterte morphometrische Auswertung ohne auf zusätzliche bildgebende Verfahren wie MRT oder CT angewiesen zu sein. Damit wird eine erweiterte Diagnostik im Rahmen regelhafter stimmdiagnostischer Untersuchungen ermöglicht.
Text
Hintergrund
Die Ermittlung detaillierter morphometrischer Angaben des unteren Larynx und der Glottis durch z.B. Magnet-Resonanz-Tomographie (MRT) oder Computer-Tomographie (CT) ist auch aus Kapazitätsgründen im klinischen Regelbetrieb bei stimmdiagnostischen Untersuchungen kein Standard. Weiterhin sind auch u.U. die unzureichende Auflösung bei MRT bzw. Strahlenschutzaspekte durch ionisierende Strahlen bei CT zu beachtende Aspekte.
Video-Laryngostroboskopische Untersuchungen dagegen bieten in ihrer einfachen aber auch regelhaften Anwendung eine hohe Auflösungsgüte um z.B. auch funktionelle und strukturelle Probleme beim Stimmgebungsprozeß zu detektieren. Einen deutlichen Mehrwert bieten hier 3D-Videolaryngoskope die durch ihre 2-Kanal-Aufnahmetechnik und 3D-Wiedergabetechnik einen visuellen Tiefeneindruck bieten der über die planare Darstellung hinausgeht. Allerdings ist darauf basierend bisher keine 3D-Rekonstruktion des unteren Larynx möglich.
Material und Methode
Basierend auf den 2-kanaligen Videostroboskopischen Aufnahmen einzelner Probanden wurden Einzelframes extrahiert (Abbildung 1A [Abb. 1]). Durch computergrafische Methoden wurde die frameabhängige Disparitätskarte (Abbildung 1B [Abb. 1]) ermittelt die wiederum die Rekonstruktion einer Tiefenkarte aller sichtbaren Strukturen erlaubte. Diese wiederum wurde durch Triangulation, unter Beachtung der Kalibrationsdaten des Endoskopiesystems [1], in ein 3D-Modell zur geometrischen Analyse überführt (Abbildung 1C [Abb. 1]).
Abbildung 1: Beispielhafte Visualisierung der Modellerstellung. Ausgehend von 3D-videostroboskopischen Aufnahmen (A) wird eine Disparitätskarte erstellt (B). Unter Berücksichtigung der Kalibration des 3D-Laryngoskops kann daraus ein 3D-Modell erstellt werden (C)
Ergebnisse
Beispielhafte Aufnahmen und Modelle zeigen einen hohen Grad an Details der in etwa dem visuellen Eindruck durch die 3D-Wiedergabetechnik entspricht. Durch den Modellcharakter sind jedoch auch Sichtachsen möglich, die während endoskopischer Untersuchungen nicht möglich sind. Durch die Kalibration, und damit korrekte Skalierung, sind weiterhin die Ermittlung von Längen-, Flächen- und Volumenmaßen möglich.
Schlussfolgerung
Die 3D-Rekonstruktion des unteren Larynx durch computergrafische Methoden erlaubt eine erweiterte morphometrische Auswertung ohne auf zusätzliche bildgebende Verfahren wie MRT oder CT angewiesen zu sein. Damit wird eine erweiterte Diagnostik im Rahmen regelhafter stimmdiagnostischer Untersuchungen ermöglicht.
