DE102008040806A1

DE102008040806A1 - Medical image data e.g. blood flow, evaluation method for e.g. treatment of disease of patient, involves displaying enlarged section of image data on touch screen, where touch screen displays selected position

Info

Publication number: DE102008040806A1
Application number: DE102008040806A
Authority: DE
Inventors: Thomas Schuhrke; Günter Meckes
Original assignee: Carl Zeiss Surgical GmbH
Current assignee: Carl Zeiss Surgical GmbH
Priority date: 2008-07-28
Filing date: 2008-07-28
Publication date: 2010-02-11

Abstract

The method involves displaying an enlarged section of an image data on a touch screen, where the touch screen displays a selected position. The evaluation is stated at a place only after the confirmation of the selected position. The selected position is corrected before the confirmation, where automatic confirmation takes place after the correction. A central region is shifted towards an edge of the enlarged section in a boundary region of an image data, where side length of the central region amounts to 25 percentage of the side length of the enlarged section. An independent claim is also included for a medical device.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auswertung medizinischer Bilddaten nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The The invention relates to a method for the evaluation of medical image data according to the preamble of claim 1.

Für die oder bei der Behandlung oder Diagnose im medizinischen Umfeld werden verschiedenste Bilddaten aufgezeichnet. Diese werden sofort oder bei Bedarf ausgewertet. Die Auswertung erfolgt üblicherweise mittels Datenverarbeitungsanlagen, welche an das Krankenhausverwaltungssystem, ein Labornetz, Behandlungsgeräte wie bspw. Operationsmikroskope und/oder Archive, usw. angeschlossen sind. Dabei kommen verschiedenste Auswerteverfahren zum Einsatz, die der untersuchenden oder behandelnden Person, dem Arzt, Assistenten, etc. eine Hilfestellung geben und von dieser bedient werden. So gibt es Programme zum Messen anatomischer Größen wie der Länge einer Ader oder eines Knochens, zum Bestimmen von Verlaufsgrößen wie Blutfluss oder Herzschlag oder von Zustandsgrößen wie der Temperatur und vieles mehr.For the or in the treatment or diagnosis in the medical environment recorded various image data. These will be instant or evaluated as needed. The evaluation is usually carried out by means of data processing systems, which to the hospital management system, a laboratory network, treatment equipment such as. Surgical microscopes and / or archives, etc. are connected. A variety of evaluation methods are used, the examining or treating person, the doctor, assistants, etc. give help and be served by this. So There are programs for measuring anatomical variables such as the length of one Vein or bone, to determine trajectories such as blood flow or heartbeat or state variables such as the temperature and much more.

Die auszuwertenden Bilddaten werden bei Operationen, Untersuchungen, im Labor oder anderswo im medizinischem Umfeld üblicherweise mit Videokameras oder digitalen Einzelbildkameras aufgezeichnet und als Video oder Einzelbilder ausgewertet und gespeichert. Sollen anhand der Bilddaten Verlaufsgrößen wie bspw. der Blutfluss in Adern- oder Geweberegionen bestimmt werden, so ist es notwendig Bildfolgen auszuwerten.The image data to be evaluated are used in operations, examinations, in the laboratory or elsewhere in the medical field usually with video cameras or digital still cameras and recorded as video or Single images evaluated and saved. Should be based on the image data variables such as for example, the blood flow in vein or tissue regions are determined, so it is necessary to evaluate image sequences.

Für die Auswertung werden die zu betrachtenden Bilddaten auf einem Bildschirm angezeigt. Sollen ortsabhängige Größen wie z. B. der Blutfluss in einem Blutgefäß oder die Knochendichte abgeleitet werden, so markiert die untersuchende oder behandelnde Bedienperson jeweils die Position des auszuwertenden Objektes, wie bspw. eines Blutgefäßes, eines Knochens, eines Tumors, einer Zelle, etc. Das Auswerteprogramm legt selbstständig oder anhand weiterer Markierungen durch die Bedienperson um die markierte Position oder zwischen mehreren markierten bzw. gewählten Positionen einen Messbereich fest und leitet innerhalb dieses Messbereichs die gewünschte Größe ab. Anschließend wird die Größe am Bildschirm z. B. numerisch oder grafisch dargestellt.For the evaluation the image data to be viewed are displayed on a screen. Should location-dependent Sizes like z. B. the blood flow in a blood vessel or the bone density derived the examining or treating operator marks in each case the position of the object to be evaluated, such as one Blood vessel, one Bone, a tumor, a cell, etc. The evaluation program sets independently or by other markings by the operator around the marked position or between several marked or selected positions determines a measuring range and conducts within this measuring range the desired Size off. Subsequently, will the size on the screen z. B. represented numerically or graphically.

Insbesondere bei Auswertungen, welche direkt während der Behandlung, z. B. im Operationssaal vorgenommen werden, erfolgt die Auswahl des auszuwertenden Objektes, also die Positionierung des Auswertebereichs oder -punktes auf dem angezeigten Bild oftmals auf berührungsempfindlichen Bildschirmen, so genannten Touchscreens. Gerade wenn es um die Auswertung sehr kleiner Objekte wie feiner Adern geht ist dabei eine sehr exakte Positionierung notwenig. Diese ist auf einem Touchscreen jedoch nur möglich, wenn spezielle Hilfsmittel wie bspw. Zeigestifte zu Hilfe genommen werden oder der Bildschirm groß genug ist, um eine exakte Positionierung auch mit dem Finger zu erlauben. Die zu Hilfenahme solcher Hilfsmittel ist jedoch dann, wenn die Auswertung sehr schnell erfolgen soll oftmals nicht möglich und generell nicht wünschenswert. Der Einsatz sehr großer Touchscreens ist teuer und oftmals auch aus Platzgründen nicht möglich.Especially in evaluations, which directly during the treatment, for. B. be made in the operating room, the selection of the evaluated Object, ie the positioning of the evaluation range or point on the displayed image often on touch-sensitive screens, so-called touchscreens. Especially when it comes to the evaluation very much Small objects like fine wires is a very exact one Positioning necessary. This one is on a touchscreen however only possible, if special aids such as pointers used to help or the screen is big enough is to allow an exact positioning also with the finger. The assistance of such aids, however, is when the Evaluation should be done very quickly and often impossible generally not desirable. The use of very large Touch screens is expensive and often not for reasons of space possible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Auswertung medizinischer Bilddaten so aufzubauen, dass die Position eines auszuwertenden Objektes auf einem Touchscreen exakt und bequem markiert werden kann.Of the Invention is based on the object, a method for evaluation Medical image data to build so that the position of an evaluated Object on a touchscreen can be accurately and conveniently marked can.

Gelöst wird die Aufgabe gemäß der Erfindung durch ein Verfahren zur Auswertung medizinischer Bilddaten mit den Merkmalen von Anspruch 1.Is solved the task according to the invention by a method for evaluating medical image data with the Features of claim 1.

Erfindungsgemäß werden medizinische Bilddaten von Video- oder Einzelbildaufnahmen, welche mittels einer Kamera aufgenommen wurden, als Einzelbilder gespeichert und anhand dieser Einzelbilder werden ortsabhängige Größen ermittelt. Die Position des auszuwertenden Objektes bzw. Bildausschnittes wird gewählt indem die Bilddaten auf einem Touchscreen dargestellt werden, die angestrebte Position mittels einer Berührung, vorzugsweise Flächenberührung, auf dem Touchscreen vorbestimmt wird, die vorbestimmte Position, sowie ein diese umgebender Ausschnitt aus den Bilddaten, vergrößert auf dem Touchscreen dargestellt wird, und die vorbestimmt Position bestätigt wird, bevor die Auswertung erfolgt. Aufnahme und Auswertung der Bilddaten kann in demselben Umfeld, bspw. während einer Operation erfolgen. Es können aber mit diesem Verfahren auch Bilddaten ausgewertet werden, welche einem Archiv entnommen werden. Bei dem Touchscreen kann es sich um einen Bestandteil eines medizinischen Gerätes wie bspw. eines Operationsmikroskops, oder eines Endoskops handeln. Es kann sich aber auch um einen Bildschirm einer zentralen Gerätesteuerung im Operationssaal oder einen zentralen Bildschirm in der Verwaltung eines Krankenhauses, einer Arztpraxis oder eines Labors handeln. Solche Touchscreens dienen zur Anzeige aktueller Behandlungs- oder Untersuchungsaufnahme oder von Daten aus einem Archiv. Die vorbestimmte Position, welche letztlich den vergrößerten Bildausschnitt festlegt, wird ermittelt, indem das, bei der Berührung des Touchscreens von einem Sensorelement erzeugte Signal, einem Bildpunkt zugeordnet wird. Dieser Bildpunkt wird vorzugsweise zumindest temporär zwischengespeichert. Damit kann er zur Bestimmung des vergrößerten Bildausschnittes verwendet werden. Die Berührung zur Auswahl des Objektes kann auch eine Punktberührung sein. Bei sehr keinen Objekten kann es sogar bei einer Punktberührung schwierig sein, das Objekt exakt anzuwählen, so dass auch hier die Erfindung hilfreich sein kann. Allerdings ist die Erfindung vorzugsweise für Flächenberührungen geeignet, da bei diesen die Problematik der exakten Positionierung auf dem Touchscreen verstärkt hervortritt. Hier wird nämlich ein Punkt der berührten Fläche automatisch als angewählter oder vorbestimmter Bildpunkt festgelegt. Da dieser irgendwo innerhalb der Fläche liegen kann, ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass die Positionierung, also die Festlegung des Bildpunktes nicht optimal erfolgt ist. Über die automatisch erfolgende vergrößerte Ausschnittsdarstellung wird die Möglichkeit geboten, sofort in einem größer dargestellten Objekt eine Korrektur der gewählten Position und damit eine genauere Positionierung, selbst mit flächiger Berührung, vorzunehmen.According to the invention, medical image data of video or single image recordings, which were recorded by means of a camera, are stored as individual images and location-dependent variables are determined on the basis of these individual images. The position of the object or image section to be evaluated is selected by the image data being displayed on a touchscreen, the desired position being predetermined on the touchscreen by means of a touch, preferably surface contact, the predetermined position and a surrounding section of the image data enlarged is displayed on the touch screen, and the predetermined position is confirmed before the evaluation takes place. Recording and evaluation of the image data can take place in the same environment, for example during an operation. However, it is also possible with this method to evaluate image data which is taken from an archive. The touch screen can be a component of a medical device such as a surgical microscope or an endoscope. But it can also be a screen of a central device control in the operating room or a central screen in the administration of a hospital, a doctor's office or a laboratory. Such touchscreens are used to display current treatment or examination recordings or data from an archive. The predetermined position, which ultimately determines the enlarged image detail, is determined by assigning the signal generated by a sensor element when touching the touchscreen to a pixel. This pixel is preferably temporarily stored temporarily. Thus it can be used to determine the enlarged image detail. The touch for selecting the object may also be a point touch. With very no objects, it can be difficult even with a point touch, To select the object exactly, so that here too the invention can be helpful. However, the invention is preferably suitable for surface contact, since in these the problem of exact positioning on the touchscreen emerges reinforced. Namely, a point of the touched surface is automatically set as a selected or predetermined pixel. Since this can be anywhere within the area, there is a high probability that the positioning, ie the definition of the pixel has not been optimal. The automatically enlarged magnified view offers the possibility of immediately correcting the selected position in a larger object and thus making a more precise positioning, even with flat contact.

Vorzugsweise wird die angewählte Position als zumindest annähernd zentrale Position des vergrößerten Bildausschnittes festgelegt. Vorzugsweise liegt sie im Inneren eines zentralen Rechtecks, dessen Seitenlänge höchstens 50%, vorzugsweise 25% der Seitenlänge des vergrößerten Ausschnittes beträgt. Bei 50% funktioniert das Verfahren im Allgemeinen, allerdings kann es geschehen, dass die Bedienperson kurze Orientierungsprobleme beim Vergleichen von berührtem und vergrößertem Ausschnitt hat. Die Bedienperson kann sich besser orientieren, wenn die ausgewählte Position in dem angezeigten, vergrößerten Ausschnitt zentraler liegt, was 25% Seitenlänge entspricht. Besonders intuitiv ist das Verfahren, wenn die Seitenlänge höchstens 10% der Seitenlänge des vergrößerten Ausschnittes beträgt. Da nicht bekannt ist, in welche Richtung die Position zu korrigieren ist, um tatsächlich das gewünschte Objekt zu markieren, ist es sinnvoll, ausgehend von der angewählten Position alle Richtungen gleich zu behandeln. So ist die Wahrscheinlichkeit am größten, dass das anzuwählenden Objekt auch tatsächlich vollständig im vergrößert angezeigten Bildausschnitt enthalten ist.Preferably will be the selected one Position as at least approximate central position of the enlarged image detail established. Preferably, it lies inside a central rectangle, its side length at the most 50%, preferably 25% of the side length of the enlarged section is. At 50%, the process generally works, though It happens that the operator short orientation problems when comparing touched and has enlarged neckline. The operator can better orient himself when the selected position in the displayed, enlarged section more central, giving 25% page length equivalent. The procedure is especially intuitive if the page length is at most 10% of the page length of the enlarged section is. Since it is not known in which direction to correct the position is to actually the wished Select object, it makes sense, starting from the selected position to treat all directions equally. That's the probability that's the biggest to be selected Object actually too completely in displayed enlarged Image section is included.

Sobald die angewählte Position jedoch am Rand der Bilddaten liegt, kann es vorkommen, dass bei dieser Vorgehensweise kein vollständiger Bilddatensatz zum Anzeigen des vergrößerten Ausschnitts mehr vorliegt. Um leere Flächen in der vergrößerten Darstellung zu vermeiden wird in diesem Fall die angewählte Position nicht in das Zentrum des vergrößerten Ausschnittes gelegt sondern soweit gegenüber dem Rand verschoben, dass der Rand des vergrößerten Ausschnitts dem Rand der Bilddaten entspricht.As soon as the selected one Position is at the edge of the image data, it may happen that this approach does not provide a complete image record for display of the enlarged section more is present. To empty surfaces in the enlarged view In this case the selected position is not to be avoided in this case Center of the enlarged section placed but so far opposite moved the edge that the edge of the enlarged section to the edge the image data corresponds.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann die angewählte Position, welche vorzugsweise zusammen mit dem Auswertebereich in der vergrößerten Ausschnittsdarstellung angezeigt wird, vor der Bestätigung korrigiert werden. Vorzugsweise erfolgt die Korrektur direkt in dem vergrößerten Ausschnitt. Dadurch hat die Bedienperson die Möglichkeit, sofort in einer vergrößerten Darstellung den Auswertebereich exakt zu positionieren, falls die erste Position nicht ausreichend genau war. Bevorzugt erfolgt die Korrektur über eine erneute Berührung des Touchscreens. Sie kann aber auch über die Eingabe eines Verschiebungsvektors oder Ähnliches erfolgen. Es ist außerdem vorteilhaft, wenn das Auswerteverfahren selbst, ausgehend von der angewählten Position, den Auswertebereich auf die nächstgelegene Position im Bild verschiebt, die einem Objekt entspricht und diese als korrigierte Position vorschlägt, so dass die Bedienperson sie nur zu betätigen braucht. Vorzugsweise kann die Korrektur so oft vorgenommen werden, bis die Bedienperson die Position bestätigt. Es kann aber auch eine maximale Anzahl von möglichen Korrekturen festgelegt werden, nach der eine automatische Bestätigung erfolgt. So könnte vorzugsweise nach einer Korrektur der angewählten Position automatisch die Bestätigung erfolgen, so dass die Bedienperson, zumindest dann, wenn sie die Position korrigiert nicht manuell bestätigen muss. Die manuelle Bestätigung erfolgt vorzugsweise durch Berühren des Touchscreens an einer vordefinierten Position, welche bspw. ein gekennzeichneter Bereich oder einfach der Bereich außerhalb des angezeigten Bildausschnitts sein kann. Damit muss die Bedienperson zur Bestätigung kein weiteres Hilfsmittel benutzen. Die Berührung wird von den Sensorelementen des Touchscreens erfasst und als Bestätigungssignal für die Auswertung verwendet. Die Bestätigung kann aber auch über andere Eingabewege, wie bspw. das Betätigen einer Funktionstaste erfolgen.In a preferred embodiment can the selected Position, which preferably together with the evaluation in the enlarged detail view is displayed, before confirming Getting corrected. Preferably, the correction is done directly in the enlarged section. Thereby the operator has the option of immediately in an enlarged view position the evaluation area exactly if the first position is not was sufficiently accurate. The correction preferably takes place via a renewed contact of the touchscreen. You can also do this by entering a shift vector or similar respectively. It is also advantageous if the evaluation method itself, starting from the selected Position, the evaluation area to the nearest position in the picture moves that corresponds to an object and corrects it as an object Position suggests so that the operator only needs to operate them. Preferably The correction can be made as often until the operator the position confirmed. It but can also set a maximum number of possible corrections after which an automatic confirmation takes place. So could preferably after a correction of the selected Position automatically the confirmation done so that the operator, at least when they are the Corrected position does not have to manually confirm. The manual confirmation takes place preferably by touching the touch screen at a predefined position, which, for example. a designated area or simply the area outside of the displayed image section can be. This requires the operator for confirmation do not use another tool. The touch is from the sensor elements of the touch screen and as a confirmation signal for the evaluation used. The confirmation the verification but can also over other input paths, such as the pressing a function key respectively.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die Korrektur der ausgewählten Position mehrfach erfolgen. Hierbei kann immer wieder ein neuer Auswertebereich durch erneutes Berühren des Touchscreen erzeugt werden oder der bereits erzeugte verschoben werden. Es ist auch eine Kombination aus manueller und automatischer Korrektur des Auswertebereichs möglich. Dabei wird ein manuell ausgewählter Bereich, der ein Objekt berührt, automatisch nachkorrigiert, indem er so verschoben wird, dass er vollständig auf dem Objekt zu liegen kommt. Hier wird bevorzugt mit bekannten Objekterkennungsverfahren, wie bspw. einem Kantendetektionsverfahren gearbeitet.In a further preferred embodiment can correct the selected Position multiple times. This can always be a new one Evaluation area generated by touching the touchscreen again be moved or the one already generated. It is also a combination of manual and automatic correction of the evaluation area possible. This is a manually selected Area that touches an object, automatically corrected by moving it so that it does Completely to lie on the object. Here is preferred with known Object recognition method, such as an edge detection method worked.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Vergrößerung des Bildausschnitts in mehreren Stufen gestaltet. Dabei wird der Bildausschnitt vorzugsweise im Bereich der ausgewählten Position solange vergrößert, bis entweder eine vorgegebene Anzahl von Vergrößerungsstufen erreicht ist oder die Bedienperson die aktuelle Vergrößerungsstufe bestätigt. Die Bestätigung kann vorzugsweise ich ähnlicher Weise erfolgen wie die Bestätigung der Position.In a further preferred embodiment will the magnification of the Image section designed in several stages. This will be the image section preferably enlarged in the range of the selected position until either a predetermined number of magnification levels is reached or the operator confirms the current magnification level. The confirmation preferably i can be more similar Way as the confirmation the position.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen im Zusammenhang mit der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das anhand der Zeichnungen eingehend erläutert wird.Further Details and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims In connection with the description of an embodiment based on the drawings explained in detail becomes.

Es zeigen:It demonstrate:

1 schematisch einen Ablauf eines Verfahrens zur Bestimmung einer medizinischen Größe, 1 1 schematically shows a sequence of a method for determining a medical size,

2 einen Ausschnitt aus einer schematisierten medizinischen Aufnahme in der ein Auswertebereich festgelegt werden soll, 2 a section of a schematized medical recording in which an evaluation area is to be defined,

3 einen vergrößerten Ausschnitt aus der 2 mit positioniertem Auswertebereich, 3 an enlarged section of the 2 with positioned evaluation range,

4 einen vergrößerten Ausschnitt aus der 2 mit neu positioniertem Auswertebereich, 4 an enlarged section of the 2 with newly positioned evaluation area,

5 den in der 2 dargestellten Ausschnitt mit festgelegtem Auswertebereich und 5 in the 2 section shown with defined evaluation range and

6 schematisch ein Operationsmikroskop zur Durchführung des erfindungsge mäßen Verfahrens. 6 schematically a surgical microscope for carrying out the erfindungsge MAESSEN method.

In der 1 wird das Gesamtsystem mit Datenflüssen und den einzelnen Verarbeitungsschritten beschrieben, welches zur Darstellung und Auswertung medizinischer Größen, welche Verlaufsgrößen wie z. B. der Blutfluss oder die Herzfrequenz oder Zustandsgrößen wie die Temperatur oder anatomischer Größen, z. B. die Länge einer Ader oder eines Knochens sein können, eingesetzt wird. Als konkretes Beispiel wird im Folgenden die Bestimmung des Blutflusses beschrieben, da diese, insbesondere wenn sie im Rahmen einer Operation stattfindet, eine besonders sinnvolle Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt.In the 1 the entire system with data flows and the individual processing steps is described, which for the representation and evaluation of medical variables, which historical variables such. As the blood flow or heart rate or state variables such as temperature or anatomical variables, eg. B. can be the length of a vein or a bone, is used. As a concrete example, the determination of the blood flow is described below, since it represents a particularly useful application of the method according to the invention, in particular if it takes place within the scope of an operation.

Zur Bestimmung des Blutflusses wird in eine Gewebe- und Adernregionen ein Chromophor, wie z. B. Indocyaningrün appliziert. Der Fluoreszenzfarbstoff bzw. das von ihm abgegebene Infrarotsignal, wird dann bei seiner Verbreitung im Gewebe oder entlang der Adern mittels einer Videokamera beobachtet. Sobald der Fluoreszenzfarbstoff, bzw. das Blut das ihn enthält, an einem zu betrachtenden Bereich, wie bspw. einem Gefäßabschnitt, angekommen ist, steigt das Infrarotsignal und damit die Intensität des aufgenommenen Bildsignals stark an. Der Anstieg der Intensität bzw. Helligkeit in diesem Gefäßabschnitt gibt Aufschluss über den Blutfluss an diesem Ort. Zur quantitativen Bestimmung des Blutflusses wird deshalb die Veränderung der Helligkeit über die Zeit betrachtet und in Form einer Helligkeitskurve festgehalten. Das erfindungsgemäße Verfahren ist jedoch nicht darauf beschränkt. Es ist prinzipiell bei der Auswertung aller medizinischen Bilddaten besonders vorteilhaft einsetzbar, bei der ortsabhängige Größen von Objekten abgeleitet werden, besonders dann, wenn kleine Details aus einer Gesamtaufnahme betrachtet werden sollen. Beispiele sind Messungen an Blutgefäßen oder am Herzen, Messungen an Lungenbläschen, an akkommodierenden Pupillen, an Knochenabschnitten usw.to Determination of blood flow is in a tissue and vein regions a chromophore, such as. B. Indocyanine green applied. The fluorescent dye or the infrared signal emitted by him, is then at his Spread in the tissue or along the veins using a video camera observed. Once the fluorescent dye, or the blood that him contains at a region to be considered, such as a vessel section, has arrived, increases the infrared signal and thus the intensity of the recorded Image signal strongly on. The increase in intensity or brightness in this vessel section provides information the blood flow in this place. For quantitative determination of blood flow That's why it's the change the brightness over considered the time and recorded in the form of a brightness curve. The inventive method but is not limited to this. In principle, it is particularly important in the evaluation of all medical image data can be used advantageously, derived in the location-dependent sizes of objects be, especially if small details from a total recording to be considered. Examples are measurements on blood vessels or at the heart, measurements on alveoli, on accommodating pupils, on bone sections, etc.

Im Falle einer Bestimmung des Blutflusses anhand der Aufnahmen eines Operationsmikroskops geschieht die Aufnahme der Daten durch eine Videokamera 1 im Infrarotbereich, welche bspw. an einem hier nicht dargestellten Operationsmikroskop angeordnet ist, bzw. Bestandteil dessen ist. Die aufgezeichneten Infrarot-Videos werden in einem Datenspeicher 2 ab- oder zwischengespeichert und mit Hilfe eines Videoplayers 3 in Einzelbilder 4 zerlegt. Alternativ besteht auch die Möglichkeit, die Bilder der Videokamera 1 direkt als Einzelbilder 4 aufzunehmen. Diese werden anschließend in einer Einzelbildkorrektur 5 korrigiert. Dabei werden Korrekturen des Randabfalls, des Dunkeloffsets oder von Nichtlinearitäten der Videokamera 1 unter Berücksichtigung der hierfür notwendigen Korrekturdaten 9 vorgenommen. Die Daten der korrigierten Einzelbilder 4 werden dann in Form von komprimierten Binärdaten (bspw. Motion JPEG2000 Daten (MJ2)) oder in Form von unkomprimierten Binärdaten (bspw. Bitmap) abgelegt. In Form von unkomprimierten Binärdaten sind die Zugriffszeiten kürzer, die Auswertung erfolgt schneller.In the case of a determination of the blood flow on the basis of the images of a surgical microscope, the data is recorded by a video camera 1 in the infrared range, which is arranged, for example, on a surgical microscope, not shown here, or component thereof. The recorded infrared videos are stored in a data memory 2 stored or cached and with the help of a video player 3 in individual pictures 4 disassembled. Alternatively, it is also possible to take pictures of the video camera 1 directly as single images 4 take. These are then in a single image correction 5 corrected. These are corrections of the edge drop, the dark offset or nonlinearities of the video camera 1 taking into account the necessary correction data 9 performed. The data of the corrected frames 4 are then stored in the form of compressed binary data (eg Motion JPEG2000 data (MJ2)) or in the form of uncompressed binary data (eg bitmap). In the form of uncompressed binary data access times are shorter, the evaluation is faster.

Zur Auswertung von Bildfolgen werden die Einzelbilder 4 an die Algorithmen für die Helligkeitskorrektur 6 und die Bewegungskompensation 7 übergeben. Bei der Helligkeitskorrektur 6 werden z. B. die unterschiedlichen Verstärkungsfaktoren berücksichtigt, welche an der Videokamera 1 während der Aufnahme des Videos eingestellt wurden, um die Videokamera 1 an unterschiedlich starke Fluoreszenz des aufzunehmenden Gewebe- oder Aderngebietes anzupassen. Diese werden während der Aufnahmen mitprotokolliert, als, den Videodaten zugeordnete Metadaten 10, auf dem Datenspeicher 2 abgespeichert und mit den Einzelbildern 4 verrechnet. Bei der Bewegungskompensation 7 werden die Positionen der aufgenommenen Einzelbilder 4 zur Deckung gebracht. Diese können aufgrund von Bewegungen der Aufnahmeeinheit oder des aufzunehmenden Objektes gegeneinander verschoben sein. Soll eine Größe abgeleitet werden, bei der mehrere Bilder der Bildfolge miteinander verglichen oder korreliert werden, muss diese Verschiebung rückgängig gemacht werden. Um sie korrigieren zu können, muss ein Verschiebungsvektor bestimmt werden. Dies geschieht indem, mittels eines Kantendetektionsverfahrens, Kantenbilder der Einzelbilder erzeugt werden und immer Kantenbilder zweier, möglichst aufeinander folgender Einzelbilder 4 miteinander korreliert werden.For evaluation of image sequences, the individual images 4 to the algorithms for the brightness correction 6 and the motion compensation 7 to hand over. In the brightness correction 6 be z. B. takes into account the different gain factors, which on the video camera 1 while recording the video were set to the video camera 1 to adapt to different degrees of fluorescence of the male tissue or vein area. These are recorded during the recording as metadata associated with the video data 10 , on the data store 2 saved and with the individual images 4 charged. In the motion compensation 7 become the positions of the recorded frames 4 brought to cover. These may be shifted against each other due to movements of the recording unit or the object to be recorded. If a size is to be derived in which several images of the image sequence are compared or correlated with each other, this shift must be reversed. To correct them, a displacement vector must be determined. This is done by, by means of an edge detection method, edge images of the individual images are generated and always edge images of two, possible successive individual images 4 be correlated with each other.

Nach den Korrekturen 6 und 7 kann die Helligkeitsbestimmung 8 erfolgen. Hierfür wird in einer Messbereichsfestlegung 11 zuerst die Position des Messbereiches festgelegt, für den der Blutfluss bestimmt werden soll. Dies kann ein Adern- oder Gewebeabschnitt sein. Er wird ausgewählt, indem die untersuchende oder behandelnde Person mittels der Berührung des Touchscreen einen Bildpunkt anwählt. Auf diese Positionierung bzw. Auswahl des auszuwertenden Objektes wird anhand der folgenden Figuren im Detail eingegangen. Der Messbereich, innerhalb dessen dann die Auswertung erfolgen soll bzw. des sen Bildpunkte für die Auswertung herangezogen werden, wird in einer Messbereichsfestlegung 11 definiert, indem entweder ein Bereich vordefinierter Form und Größe um den ausgewählten Bildpunkt gelegt wird oder adaptiv Bildpunkte um den ausgewählten Bildpunkt herum gesucht werden, welche zu dem Objekt gehören. Für jeden Bildpunkt dieses Messbereichs wird dann die Helligkeit bestimmt und anschließend der Mittelwert der Helligkeiten gebildet. Dieser Mittelwert gilt dann als für diesen Messbereich abgeleiteter Helligkeitswert und kann Aufschluss über den Blutfluss in diesem Bereich geben. Eine derartige Helligkeitsbestimmung 8 wird nun für eine festgelegte Bildfolge von Einzelbildern 4 vorgenommen. Das Ergebnis der Helligkeitsbestimmung 8 für alle Einzelbilder 4 einer Bildfolge ist eine Helligkeitskurve 12 als Funktion der Zeit.After the corrections 6 and 7 can the brightness determination 8th respectively. This is done in a measuring range specification 11 First determine the position of the measuring range for which the blood flow is to be determined. This can be a wire or tissue section. It is selected by the examining or treating person selecting a pixel by touching the touch screen. On this positioning or selection of the object to be evaluated will be discussed in detail with reference to the following figures. The measuring range, within which the evaluation is to take place or the sen pixels are used for the evaluation, is in a measuring range specification 11 is defined by either placing a region of predefined shape and size around the selected pixel, or adaptively searching for pixels around the selected pixel that belong to the object. For each pixel of this measurement range, the brightness is then determined and then the mean value of the brightnesses is formed. This mean value then counts as the brightness value derived for this measuring range and can provide information about the blood flow in this area. Such brightness determination 8th will now be for a fixed sequence of frames 4 performed. The result of the brightness determination 8th for all single images 4 An image sequence is a brightness curve 12 as a function of time.

Aus verschiedenen Helligkeitskurven 12 und/oder Helligkeiten aus Einzelbildern 4 können in einer Auswertung 13 eine Vielzahl von Darstellungen 14, umfassend auch Einzelergebnisse, geliefert werden. Diese können anschließend zusammen mit den Einzelbildern 4 am Touchscreen dargestellt werden.From different brightness curves 12 and / or brightnesses from single images 4 can in an evaluation 13 a variety of representations 14 , including individual results, are delivered. These can then be combined with the individual images 4 be displayed on the touch screen.

Die 2 zeigt ein schematisches, künstliches Adernbild, wie es etwa einem Ausschnitt aus einer Aufnahme eines Operationsmikroskops entspricht, auf welcher mehrere Blutgefäße 15, umgeben von einer Geweberegion 16 zu sehen sind. Innerhalb dieser Aufnahme soll nun die Position gekennzeichnet werden, an der ein Messbereich positioniert werden soll, innerhalb dessen alle Bildpunkte zur Helligkeitsbestimmung 8 herangezogen werden. Hierfür berührt die behandelnde Person den Touchscreen mit dem Finger an dem Adernabschnitt an dem der Blutfluss bestimmt werden soll, um den gewünschten zentralen Bildpunkt des Messbereiches festzulegen. Bei derartigen Aufnahmen sind jedoch die Blutgefäße 15 oftmals insbesondere gegenüber der berührenden Fläche des Fingers sehr klein, so dass der berührende Finger nicht nur das gewünschte Blutgefäß 15 sondern auch das umgebenden Gewebe 16, schlimmstenfalls sogar mehrere Blutgefäße 15 gleichzeitig berührt. Der Touchscreen legt anhand der berührenden Fläche einen zentralen Bildpunkt fest und das Auswertprogramm legt darum einen Messbereich. In diesem Beispiel soll ein Ausschnitt des oberen der drei zentral liegenden künstlichen Blutgefäße 15 (es handelt sich hierbei um in einer Simulation verwendete, mit Kontrastmittel gefüllte Schläuche) markiert werden. Wenn der Finger nun deutlich größer ist als die auszuwählende Fläche, kann dieser zentrale Bildpunkt je nach Ansetzen des Fingers gut auf dem gewünschten Objekt positioniert sein oder auch daneben liegen. Um dem Benutzer genauer anzuzeigen, wo die von ihm markierte Position liegt und ihm eine Möglichkeit zu geben, eine genaue Positionierung auch kleiner Objekte mit dem Finger auf dem Touchscreen vorzunehmen wird nun ein Bildausschnitt, in dem der von der Bedienperson gewählte Bildpunkt möglichst mittig enthalten ist, vergrößert dargestellt, wie in 2 zu sehen ist. Wenn der Bildpunkt am Rand liegt, kann der Ausschnitt nicht so gewählt werden, dass der Bildpunkt mittig liegt. In diesem Fall beginnt der Bildausschnitt am Rand und enthält den gewählten Bildpunkt.The 2 shows a schematic, artificial vein image, as it corresponds approximately to a section of a recording of a surgical microscope, on which several blood vessels 15 surrounded by a tissue region 16 you can see. Within this recording, the position should now be marked, at which a measuring range should be positioned, within which all pixels for brightness determination 8th be used. For this purpose, the treating person touches the touch screen with the finger on the wire section at which the blood flow is to be determined in order to determine the desired central pixel of the measuring range. In such recordings, however, the blood vessels 15 often very small especially with respect to the touching surface of the finger, so that the touching finger not only the desired blood vessel 15 but also the surrounding tissue 16 in the worst case even several blood vessels 15 touched simultaneously. The touchscreen defines a central pixel based on the touching surface and the evaluation program therefore defines a measuring range. In this example, a section of the upper of the three central artificial blood vessels 15 (These are hoses filled with contrast media used in a simulation). If the finger is now significantly larger than the surface to be selected, this central pixel can be well positioned on the desired object or even lying next to it, depending on the placement of the finger. In order to show the user more exactly where the position marked by him is and to give him a way to make an accurate positioning of even small objects with his finger on the touch screen is now a picture in which the selected by the operator pixel is centered as possible , enlarged, as shown in 2 you can see. If the pixel is on the edge, the section can not be selected so that the pixel is in the middle. In this case, the image section starts at the edge and contains the selected pixel.

Der, nach Markieren der ausgewählten Position am Touchscreen, vergrößerte Ausschnitt ist in der 3 dargestellt. Der markierte Bildpunkt wurde als zentraler Bildpunkt des vergrößerten Ausschnitts gewählt. Er befindet sich im Zentrum des eingeblendeten Auswertebereichs 17. Da die Positionierung mit dem Finger auf dem Touchscreen in diesem Beispiel nicht exakt genug erfolgte, liegt der Auswertebereich 17 im Gewebebereich 16 und nicht, wie zur Blutflussmessung erforderlich, auf einem Abschnitt des Blutgefäßes 15. Würde nun gleich die Bestimmung des Blutflusses erfolgen, wäre das Ergebnis falsch. Dies ist in der vergrößerten Darstellung deutlich erkennbar. Darüber hinaus bietet sich in der vergrößerten Darstellung die Möglichkeit zur Korrektur der fehlerhaften Positionierung. Da in der, in dieser Figur gezeigten Ausschnittsvergrößerung, der relevante Bereich mit dem auszuwertenden Objekt stark vergrößert dargestellt ist, ist die Größe des auszuwählenden Blutgefäßes 15 nunmehr mit der Größe der auswählenden Berührungsfläche, z. B. des Fingers der Bedienperson zumindest vergleichbar. Somit kann auch ein kleines Objekt, wie der Abschnitt eines feinen Blutgefäßes 15 eindeutig und exakt markiert werden, indem im vergrößerten Ausschnitt, welcher in der 3 zu sehen ist, durch erneutes Berühren des Touchscreens an der gewünschten Position eine Korrektur der Positionierung erfolgt.The, after highlighting the selected position on the touch screen, enlarged section is in the 3 shown. The marked pixel was chosen as the central pixel of the enlarged detail. It is located in the center of the displayed evaluation area 17 , Since the positioning with the finger on the touch screen in this example was not accurate enough, the evaluation area is located 17 in the tissue area 16 and not, as required for blood flow measurement, on a portion of the blood vessel 15 , If the determination of blood flow took place immediately, the result would be wrong. This is clearly visible in the enlarged illustration. In addition, the possibility of correcting the incorrect positioning is offered in the enlarged illustration. Since the relevant area with the object to be evaluated is shown greatly enlarged in the detail enlargement shown in this figure, the size of the blood vessel to be selected is shown 15 now with the size of the selective interface, z. B. the finger of the operator at least comparable. Thus, even a small object, such as the section of a fine blood vessel 15 be clearly and accurately marked by the enlarged section, which in the 3 can be seen by touching the touch screen again at the desired position, a correction of the positioning is done.

Wird bei dieser Positionierung innerhalb der, in 3 dargestellten Ausschnittsvergrößerung, der Auswertebereich 17 auf eine Position gesetzt, die auf dem gewünschten Abschnitt des Blutgefäßes 15 liegt, kann die Auswertung, also die Bestimmung des Blutflusses vorgenommen werden. Ein zufriedenstellendes Ergebnis ist in der 4 dargestellt. Um der Bedienperson die Möglichkeit zu geben, die Position gegebenenfalls mehrfach zu korrigieren, wird die Auswertung nicht gestartet, bevor die Bedienperson die Position des Bildpunktes bzw. Auswertebereiches bestätigt hat. Die Bestätigung kann z. B. durch einen Button auf dem Touchscreen oder das Antippen des Touchscreens außerhalb der Bildfläche erfolgen. Sobald die Bestätigung der Position erfolgt ist, wird der ursprüngliche Bildbereich wieder auf dem Bildschirm, gemeinsam mit dem positionierten Auswertebereich, dargestellt. Die Rückverkleinerung des medizinischen Bildbereichs mit positioniertem Auswertebereich ist in der 5 dargestellt. Die behandelnde Person hat nun die Möglichkeit weitere Auswertebereiche festzulegen, indem das zuvor beschriebene Verfahren erneut angewandt wird. Der bereits festgelegt Auswertebereich wird dabei beibehalten. Entweder nach jeder Festlegung bzw. Bestätigung eines einzelnen Auswertebereichs, oder nach der Bestätigung nach Festlegung aller Auswertebereiche, wird die Auswertung vorgenommen, d. h. die Helligkeitsbestimmung 8 in den Auswertebereichen durchgeführt.Used in this positioning within the, in 3 illustrated enlargement, the evaluation area 17 set to a position on the desired section of the blood vessel 15 is the evaluation, so the determination of blood flow can be made. A satisfactory result is in the 4 shown. In order to give the operator the opportunity to correct the position several times if necessary, the evaluation is not started before the operator, the position of the pixel or evaluation area has confirmed. The confirmation can z. B. by a button on the touch screen or tapping the touch screen outside the screen. As soon as the confirmation of the position has taken place, the original image area is displayed again on the screen, together with the positioned evaluation area. The back reduction of the medical image area with positioned evaluation area is in the 5 shown. The attending person now has the option of defining further evaluation ranges by reapplying the method described above. The already defined evaluation range is retained. Either after each determination or confirmation of a single evaluation range, or after the confirmation after determining all evaluation ranges, the evaluation is carried out, ie the brightness determination 8th performed in the evaluation areas.

Die 6 zeigt schematisch die wesentlichen Bestandteile einer Operationsmikroskops, auf dem das erfindungsgemäße Verfahren zum Einsatz kommen kann. Eine Optik 18, eines Operationsmikroskops bildet ein, von einer Lichtquelle 19 des Operationsmikroskops beleuchtetes Objekt 20, wie bspw. einen bei einer Operation zu behandelnden Schädel eines Patienten auf eine Kamera 21 ab. Die Kamera 21, kann ebenfalls Bestandteil des Operationsmikroskops sein. Die von der Kamera 21 aufgenommenen Bilddaten werden an eine Recheneinheit 22 gegeben, an der sie ausgewertet werden. Die bei der Auswertung abgeleiteten medizinischen Größen werden dann, evtl. zusammen mit dem aufgenommen Bild an dem Bildschirm 23 dargestellt. Der Bildschirm 23 kann, ebenso wie die Recheneinheit 22 auch Bestandteil einer zentralen OP-Steuerung sein, er kann aber auch Bestandteil des Operationsmikroskops sein. Eine Steuereinheit 24 steuert die Helligkeit der Lichtquelle 19 sowie Vergrößerungsfaktor und Blende der Optik 18 und den Verstärkungsfaktor der Kamera 21. Darüber hinaus generiert die Steuereinheit 24 Metadaten, welche Aufschluss über Änderungen der Aufnahmebedingungen geben, welche auftreten, sobald die Steuereinheit 24 eine der zu steuernden Größen variiert. Diese Metadaten werden von der Steuereinheit 24 an die Recheneinheit 22 übergeben, an der sie den Bilddaten, welche von der Kamera 21 zur Recheneinheit 22 gegeben werden, zugeordnet werden. Metadaten und Bilddaten werden an der Recheneinheit 22 zumindest zwischengespeichert und gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgewertet. Bei der Auswertung werden die Metadaten in die Bilddaten eingerechnet. Die Resultate der erfindungsgemäßen Auswertung werden dann evtl. zusammen mit den Bilddaten an der An zeigeeinheit 23 dargestellt.The 6 schematically shows the essential components of a surgical microscope on which the inventive method can be used. An optic 18 , a surgical microscope forms, from a light source 19 the surgical microscope illuminated object 20 , such as, for example, a patient's skull to be treated during surgery on a camera 21 from. The camera 21 , may also be part of the surgical microscope. The from the camera 21 recorded image data are sent to a computing unit 22 given, where they are evaluated. The derived during the evaluation medical sizes are then, possibly together with the recorded image on the screen 23 shown. The screen 23 can, as well as the arithmetic unit 22 may also be part of a central surgical control, but it can also be part of the surgical microscope. A control unit 24 controls the brightness of the light source 19 as well as magnification factor and aperture of the optics 18 and the amplification factor of the camera 21 , In addition, the control unit generates 24 Metadata, which provide information about changes in the recording conditions, which occur as soon as the control unit 24 one of the variables to be controlled varies. These metadata are from the control unit 24 to the arithmetic unit 22 Passing on the image data taken from the camera 21 to the computing unit 22 be assigned. Metadata and image data are sent to the arithmetic unit 22 at least buffered and evaluated according to the inventive method. During evaluation, the metadata is included in the image data. The results of the evaluation according to the invention may then be displayed together with the image data on the display unit 23 shown.

11: Videokameravideo camera
22: Datenspeicherdata storage
33: Videoplayervideo player
44: EinzelbilderSingle images
55: EinzelbildkorrekturSingle image correction
66: Helligkeitskorrekturbrightness correction
77: Bewegungskompensationmotion compensation
88th: Helligkeitsbestimmungbrightness determination
99: Daten für Einzelbildkorrekturdates for single image correction
1010: Metadatenmetadata
1111: MessbereichsfestlegungMeasuring range setting
1212: Helligkeitskurvebrightness curve
1313: Auswertungevaluation
1414: Darstellungenrepresentations
1515: Blutgefäßblood vessel
1616: Geweberegiontissue region
1717: Messbereichmeasuring range
1818: Optikoptics
1919: Lichtquellelight source
2020: Objektobject
2121: Kameracamera
2222: Recheneinheitcomputer unit
2323: Bildschirmscreen
2424: Steuereinheitcontrol unit

Claims

Method for evaluating medical image data which are recorded and stored with a camera, wherein location-dependent variables are determined by the image data displayed on a touch screen and the position of the evaluated location, in particular pixel, is selected by touching the touch screen, characterized in that a enlarged section of the image data is displayed on the touch screen, which displays the selected position and the evaluation is started at this location only after confirming the selected position.

Method for evaluating medical image data according to claim 1, characterized in that the contact is flat.

Method for evaluating medical image data according to claim 1, characterized in that the selected position when displayed in the central area of the enlarged section of image data lies.

Method for evaluating medical image data according to claim 3, characterized in that the side length of central area 50% of the side length of the enlarged section is.

A method of evaluating medical image data according to claim 3, characterized in that the side length of the central region is 25% of the Side length of the enlarged section is.

Method for evaluating medical image data according to claim 3, characterized in that in the edge region of Image data the central area towards the edge of the enlarged detail is postponed.

Method for evaluating medical image data according to claim 1, characterized in that the selected position before the confirmation is corrected.

Method for evaluating medical image data according to claim 7, characterized in that after the correction an automatic confirmation he follows.

Method for evaluating medical image data according to claim 7, characterized in that the confirmation of the Touch the touchscreen takes place at a defined location.

Method for evaluating medical image data according to claim 7, characterized in that the correction multiple can be done.

Method for evaluating medical image data according to claim 7, characterized in that the position automatically is corrected.

Method for evaluating medical image data according to claim 11, characterized in that the position means of an object recognition method to the nearest object becomes.

Method for evaluating medical image data according to claim 1, characterized in that the enlarged section is increased in several stages.

Medical device, in particular surgical microscope for recording fluorescence radiation of a contrast agent, with a camera ( 21 ) for capturing an image sequence of the object ( 20 ), the camera ( 21 ) with a computing unit ( 22 ) for deriving medical quantities from the image sequence of medical image data or individual images of the image sequence and is connected to a display ( 23 ) for displaying the image data to be evaluated, characterized in that the arithmetic unit ( 22 ) comprises a program for carrying out the method according to one of the preceding claims.

Analysis system, in particular a surgical microscope for recording a fluorescence radiation of a contrast agent, with a computing unit ( 22 ) comprising a program for carrying out the method according to one of the preceding claims.