-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines
Datenkompressionsverfahrens, mittels dessen ein einem Bild
zugeordneter Bilddatensatz datenkomprimiert wird.
-
Ein einem digitalisierten Bild zugeordneter Bilddatensatz ist
im Allgemeinen relativ groß, so dass dessen Speicherung
beispielsweise auf einer Festplatte eines Rechners viel
Speicherplatz benötigt oder dessen Übertragung mittels eines
Informationsübertragungsnetzes, wie z. B. des Internets oder
eines Telefonnetzes, eine relativ lange Übertragungszeit
aufweist.
-
Um Speicherplatz zu sparen oder die Übertragungszeit zu
verringern, kann der Bilddatensatz mittels eines geeigneten
Datenkompressionsverfahrens datenkomprimiert werden. Die
Datenkomprimierung kann entweder verlustlos oder, um einen
deutlich geringeren datenkomprimierten Bilddatensatz zu erhalten,
auch datenreduziert erfolgen. Ein datenreduzierter
Bilddatensatz kann beispielsweise mittels JPEG erhalten werden, wobei
der Grad der Datenkomprimierung bzw. Datenreduzierung mittels
eines Kompressionsfaktors eingestellt werden kann.
Insbesondere bei einem großen Kompressionsfaktor, d. h. wenn der
datenkomprimierte Bilddatensatz im Vergleich zum ursprünglichen
und nicht datenkomprimierten Bilddatensatz stark
datenreduziert ist, wird zwar die Übertragungszeit deutlich
verringert; das dem datenreduzierten Bilddatensatz zugeordnete Bild
ist in der Regel jedoch qualitativ schlechter als das dem
ursprünglichen und nicht datenreduzierten Bilddatensatz
zugeordnete Bild.
-
Ein mit einem bildgebenden medizintechnischen Gerät, z. B.
einem Röntgengerät, insbesondere für diagnostische Zwecke
aufgenommenes Bild weist normalerweise eine hohe Auflösung auf,
so dass dessen zugeordneter Bilddatensatz relativ groß ist.
Ein für diagnostische Zwecke über das
Informationsübertragungsnetz übermittelter Bilddatensatz muss außerdem möglichst
verlustlos übertragen werden. In der Medizintechnik wird
deshalb der Bilddatensatz in der Regel nach dem DICOM-Standard
(Digital Imaging and Communication in Medicine) verlustlos
datenkomprimiert. Wie oben stehend bereits angedeutet, ist
die Übertragung eines verlustlos datenkomprimierten
Bilddatensatzes im Vergleich zu einem datenkomprimierten
Bilddatensatz, dessen Bilddatensatz insbesondere stark datenreduziert
ist, relativ zeitaufwendig.
-
Die Aufgabe der Erfindung ist daher, ein Verfahren anzugeben,
das Voraussetzungen schafft, ein geeignetes
Datenkompressionsverfahren für eine Datenkomprimierung eines einem Bild
zugeordneten Bilddatensatzes zu ermitteln.
-
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Ermitteln
eines Datenkompressionsverfahrens aus einer Menge von
Datenkompressionsverfahren für eine Datenkomprimierung eines einem
Bild zugeordneten Bilddatensatzes, wobei der Bilddatensatz an
einem ersten Ort datenkomprimiert wird, der datenkomprimierte
Bilddatensatz über ein Informationsübertragungsnetz an einen
zweiten Ort übertragen wird und die
Datenkompressionsverfahren der Menge von Datenkompressionsverfahren verschiedene
Kompressionsfaktoren aufweisen, aufweisend folgende
Verfahrensschritte:
- a) Ermitteln am ersten Ort die Qualität, die das zu
übermittelnde Bild am zweiten Ort haben soll, aufgrund wenigstens
eines Kriteriums und
- b) basierend auf der benötigen Qualität, Auswählen desjenigen
Datenkompressionsverfahrens aus der Menge von
Datenkompressionsverfahren, welches einen möglichst hohen
Kompressionsfaktor aufweist und die benötigte Qualität des zu
übertragenden Bildes ermöglicht.
-
Erfindungsgemäß soll also vor der Übertragung des
Bilddatensatzes mittels eines Datenkompressionsverfahrens
datenkomprimiert werden. Unter datenkomprimiert wird in diesem
Zusammenhang sowohl eine verlustlose als auch eine datenreduzierte
Datenkomprimierung verstanden. Ein datenreduzierter
Bilddatensatz ist also ein Bilddatensatz, der verlustbehaftet
datenkomprimiert ist. Ein Maß für die Datenkomprimierung bzw.
der Datenreduzierung ist im Übrigen der Kompressionsfaktor.
-
Wie bereits erwähnt, kann ein datenreduzierter Bilddatensatz
zwar schneller übertragen werden; das dem datenreduzierten
Bilddatensatz zugeordnete Bild weist aber eine schlechtere
Bildqualität auf als das dem nicht datenreduzierten
Bilddatensatz zugeordnete Bild. Erfindungsgemäß wird deshalb vor
der Übertragung am ersten Ort die Qualität ermittelt, die das
Bild am zweiten Ort, also am Empfangsort, haben soll.
Aufgrund der Qualität wird anschließend am ersten Ort ein
geeignetes Datenkompressionsverfahren ermittelt, so dass der
Bilddatensatz derart datenkomprimiert, also auch nötigenfalls
datenreduziert werden kann, dass der datenkomprimierte
Bilddatensatz möglichst schnell übertragen werden kann und das dem
datenkomprimierten Bilddatensatz zugeordnete Bild die
gewünschte Qualität aufweist.
-
Insbesondere in der Medizintechnik weisen Bilder eine hohe
Auflösung auf, so dass die diesen Bildern zugeordneten
Bilddatensätze relativ groß sind, wodurch wiederum lange
Übertragungszeiten entstehen können. Deshalb kann das
erfindungsgemäße Verfahren besonders vorteilhaft angewendet werden, wenn
gemäß einer Variante der Erfindung das Bild mit einem
bildgebenden medizintechnischen Gerät aufgenommen wurde. Das
bildgebende medizintechnische Gerät kann nach einer Variante der
Erfindung ein Computertomograph, ein Magnetresonanzgerät, ein
Ultraschallgerät oder ein Röntgengerät sein.
-
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist das Kriterium eine Verwendung des Bildes, eine
rechtlich zulässige Datenkomprimierung des dem Bild
zugeordneten Bilddatensatzes, eine Dringlichkeit der Übertragung des
Bilddatensatzes, eine Bandbreite des
Informationsübertragungsnetzes, eine technische Ausstattung einer für ein
Versenden des Bilddatensatzes vorgesehenen Sendeeinrichtung
am ersten Ort, eine technische Ausstattung einer für einen
Empfang des Bilddatensatzes vorgesehenen Empfangseinrichtung
am zweiten Ort oder die Art des Bilddatensatzes. Soll
beispielsweise das Bild am Empfangsort eine möglichst hohe
Qualität aufweisen, wird beispielsweise ein
Datenkompressionsverfahren mit einem relativ niedrigen Kompressionsfaktor
benutzt. Muss der Bilddatensatz schnell übertragen werden, kann
beispielsweise ein Datenkompressionsverfahren mit einem
großen Kompressionsfaktor verwendet werden. Der
Kompressionsfaktor kann dagegen kleiner gewählt werden, wenn das
Informationsübertragungsnetz eine große Bandbreite aufweist, also
Daten relativ schnell übertragen kann. Die technische
Ausstattung der Sende- bzw. Empfangseinrichtung bestimmt ferner,
welches Datenkompressionsverfahren verwendet werden kann.
Auch rechtliche Gesichtspunkte bei der Wahl des
Datenkompressionsverfahrens müssen bisweilen berücksichtigt werden. So
muss z. B. ein Bilddatensatz, der einem Bild zugeordnet ist,
welches für eine Diagnose eines Patienten verwendet werden
soll, verlustlos übertragen werden.
-
Die Art des Bilddatensatzes wird gemäß einer Variante der
Erfindung durch das bildgebende medizintechnische Gerät
bestimmt.
-
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
wird der übertragene Bilddatensatz für einen medizinischen
Befund, für eine Vorschau, für eine Archivierung oder für
Lehrzwecke verwendet. So wird, wie bereits oben stehend
angedeutet, der Bilddatensatz verlustlos komprimiert, wenn das
dem Bilddatensatz zugeordnete Bild für einen medizinischen
Befund verwendet werden soll. Für eine Vorschau dagegen kann
der übertragene Bilddatensatz stark datenkomprimiert bzw. datenreduziert
werden. Soll das Bild archiviert werden, kann es
ebenfalls, um Speicherplatz zu sparen, relativ stark
datenkomprimiert bzw. datenreduziert werden. Soll das Bild
beispielsweise in einem Lehrbuch veröffentlicht werden, sollte
das Bild eine möglichst hohe Qualität aufweisen; der dem Bild
zugeordnete und übertragene Bilddatensatz sollte daher
weniger stark datenkomprimiert sein.
-
Nach einer weiteren Variante der Erfindung wird das JPEG-
Verfahren, das Wavelet-Verfahren, der DICOM-Standard und/oder
das GIF-Verfahren als Datenkompressionsverfahren verwendet.
Das JPEG-Verfahren kann übrigens mit verschiedenen
Kompressionsfaktoren verwendet werden; JPEG mit verschiedenen
Kompressionsfaktoren werden in diesem Zusammenhang im Übrigen als
verschiedene Datenkompressionsverfahren angesehen. Mit dem
GIF-Verfahren und dem in der Medizintechnik üblichen DICOM-
Standard können Bilder verlustlos übertragen werden.
-
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist,
dass zur Ermittlung des geeigneten
Datenkompressionsverfahrnes nur sogenannte Meta-Daten benötigt werden. Meta-Daten
sind Daten, die den Bilddatensatz beschreiben ohne dass das
dem Bilddatensatz zugeordnete Bild bekannt sein muss. Dadurch
ist es auch aus datenrechtlichen Gründen einfacher, die
Ermittlung des geeigneten Datenkompressionsverfahrens als
Dienstleistung anzubieten.
-
Ein Ausführungsbeispiel ist exemplarisch in den schematischen
Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
-
Fig. 1 ein für das erfindungsgemäße Verfahren
geeignetes System und
-
Fig. 2 bis 4 das erfindungsgemäße Verfahren
veranschaulichende Flussdiagramme.
-
Die Fig. 1 zeigt einen Arzt 1 in seiner Arztpraxis 2, in der
sich mehrere bildgebende medizintechnische Geräte des Arztes
1 befinden. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispieles
sind die bildgebenden medizintechnischen Geräte ein
Computertomograph 3, ein Magnetresonanzgerät 4, ein Ultraschallgerät
5 und ein Röntgengerät 6. Die bildgebenden medizintechnischen
Geräte 3 bis 6 umfassen jeweils einen Steuerrechner 3a bis
6a, die mit einem Rechner 7 verbunden sind, so dass
Bilddatensätze, die Bildern zugeordnet sind, die mit den
bildgebenden medizintechnischen Geräten 3 bis 6 aufgenommenen wurden,
mittels eines Datenspeichers 8 des Rechners 7 gespeichert
werden können.
-
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispieles erstellt der
Arzt 1 ein in der Fig. 1 nicht dargestelltes Röntgenbild mit
dem Röntgengerät 6 von einem Patienten 9 und speichert den
dem Röntgenbild zugeordneten Bilddatensatz in dem Speicher 8
des Rechners 7. Ferner ist der Rechner 7 an das Internet
angeschlossen, so dass der Arzt 1 den dem Röntgenbild
zugeordneten Bilddatensatz an eine ebenfalls an das Internet
angeschlossene Datenbank 10 übermitteln kann. Im Falle des
vorliegenden Ausführungsbeispieles übermittelt der Arzt 1 den
dem Röntgenbild zugeordneten Bilddatensatz unkomprimiert an
die Datenbank 10, die sich im Falle des vorliegenden
Ausführungsbeispieles in einem Geschäftsraum 11 eines
telemedizinischen Dienstleistungszentrums befindet und von dem
telemedizinischen Dienstleister auch betrieben wird.
-
Die Datenbank 10 kann im Falle des vorliegenden
Ausführungsbeispieles außerdem von einem weiteren Arzt 20 mit einem
ebenfalls an das Internet angeschlossen Rechner 21, der sich
in der Arztpraxis 22 des Arztes 20 befindet, kontaktiert
werden. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispieles möchte
der Arzt 1, dass der weitere Arzt 20 einen Befund des
Patienten 9 aufgrund des von dem Arzt 1 hergestellten Röntgenbildes
erstellt. Daher kontaktiert der Arzt 20 mit dem Rechner 21die Datenbank 10, um einen dem Röntgenbild des Patienten 9
zugeordneten Bilddatensatz herunter zu laden.
-
Nachdem der Arzt 20 mit dem Rechner 21 die Datenbank 10
kontaktierte und seine Zugangsberechtigung verifizierte, muss er
angeben, für welchen Verwendungszweck er den angeforderten
Bilddatensatz verwenden möchte.
-
In der Datenbank 10 ist ferner ein geeignetes Rechnerprogramm
gespeichert, welches aufgrund des Verwendungszweckes des
angeforderten Bilddatensatzes, also im Falle des vorliegenden
Ausführungsbeispieles das Erstellen eines Befundes aufgrund
des von dem Arzt 1 angefertigten Röntgenbildes, ein
geeignetes Datenkompressionsverfahren auswählt, mit welchem der in
der Datenbank 10 gespeicherte Bilddatensatz vor der
Übertragung an den Rechner 21 datenkomprimiert werden soll. In dem
Rechnerprogramm ist außerdem hinterlegt, welches
Datenkompressionsverfahren der Arzt 20 mit seinem Rechner 21
entschlüsseln kann.
-
Der Rechner 21 umfasst im Falle des vorliegenden
Ausführungsbeispieles ein Rechnerprogramm, mit dem Bilddatensätze nach
dem DICOM-Standard (Digital Imaging and Communication in
Medicine), der im Übrigen eine verlustlose Datenkomprimierung
ermöglicht, entschlüsselt werden können. Der angeforderte
Bilddatensatz soll, wie bereits erwähnt, für einen Befund des
Patienten 9 verwendet und darf daher im Falle des
vorliegenden Ausführungsbeispiels aus rechtlichen Gründen nicht
datenreduziert werden. Aufgrund dieser Informationen ermittelt das
in der Datenbank 10 gespeicherte Rechnerprogramm, dass der
weitere Arzt 20 ein Röntgenbild hoher Qualität benötigt
(Schritt 1 des in der Fig. 2 dargestellten Flussdiagramms),
weshalb der DICOM-Standard für eine Datenkomprimierung des an
den Rechner 21 zu übermittelnden Bilddatensatzes geeignet ist
(Schritt 2 des in der Fig. 2 dargestellten Flussdiagramms).
-
Anschließend datenkomprimiert das in der Datenbank 10
gespeicherte Rechnerprogramm den dem Röntgenbild zugeordneten
Bilddatensatz nach dem DICOM-Standard (Schritt 3 des in der Fig.
2 dargestellten Flussdiagramms) und übermittelt den
datenkomprimierten Bilddatensatz an den Rechner 21 des weiteren
Arztes 20 (Schritt 4 des in der Fig. 2 dargestellten
Flussdiagramms).
-
Nachdem der nach dem DICOM-Standard datenkomprimierte
Bilddatensatz an den Rechner 21 übermittelt wurde, betrachtet der
weitere Arzt 20 das dem übermittelten Bilddatensatz
zugeordnete Röntgenbild mit einem Monitor 21a des Rechners 21 und
erstellt einen Befund des Patienten 9. Anschließend
übermittelt der weitere Arzt 20 einen dem Befund zugeordneten
Datensatz mit seinem Rechner 21 an die Datenbank 10. Das in der
Datenbank 10 gespeicherte Rechnerprogramm verknüpft daraufhin
den dem Befund zugeordneten Datensatz mit einem dem
Röntgenbild zugeordneten Bilddatensatz zu einem weiteren Datensatz,
so dass der Befund mit dem Röntgenbild veranschaulicht wird.
Der weitere Datensatz wird anschließend an den Rechner 7 des
Arztes 1 weiter geleitet, so dass der Arzt 1 den von dem
weiteren Arzt 20 erstellten Befund lesen kann.
-
Bevor der weitere Datensatz erstellt wird, erkennt das in der
Datenbank 10 gespeicherte Rechnerprogramm, dass der für den
weiteren Datensatz verwendete Bilddatensatz einem Bild
zugeordnet ist, dass zur Veranschaulichung des Befundes dient. Da
außerdem der Arzt 1 über einen verlustlosen Bilddatensatz des
Röntgenbildes verfügt, braucht das Röntgenbild des Befundes
nicht von besonders hoher Qualität sein. In dem Rechner 7 ist
ferner ein Rechnerprogramm gespeichert, mit dem ein JPEG
datenkomprimierter Datensatz entschlüsselt werden kann. Diese
Information ist ebenfalls in dem Rechnerprogramm, das in der
Datenbank 10 gespeichert ist, hinterlegt. Daher ermittelt das
in der Datenbank 10 gespeicherte Rechnerprogramm, dass das in
den Befund eingeblendete Röntgenbild von weniger guter
Qualität sein kann (Schritt 1a des in der Fig. 3 dargestellten
Flussdiagramms) und ein geeignetes
Datenkomprimierungsverfahren JPEG mit einem großen Kompressionsfaktor ist (Schritt 2a
des in der Fig. 3 dargestellten Flussdiagramms).
-
Danach wird der für den weiteren Datensatz verwendete
Bilddatensatz vor der Verknüpfung mit dem dem Befund zugeordneten
Datensatz mit dem JPEG-Verfahren mit einem großen
Kompressionsfaktor datenkomprimiert bzw. datenreduziert, so dass eine
schnelle Übertragung von der Datenbank 10 an den Rechner 7
ermöglicht wird (Schritt 3a des in der Fig. 3 dargestellten
Flussdiagramms).
-
Anschließend wird der weitere Datensatz an den Rechner 7 des
Arztes 1 übermittelt (Schritt 4a des in der Fig. 3
dargestellten Flussdiagramms).
-
Des Weiteren kann im Falle des vorliegenden
Ausführungsbeispieles ein Medizinstudent 30 mit einem Rechner 31 von seiner
Wohnung 32 die Datenbank 10 kontaktieren, um von dieser
Bilddatensätze zu Übungszwecken herunter zu laden. Der Rechner 31
ist ebenfalls an das Internet angeschlossen und umfasst ein
Rechnerprogramm, das im Falle des vorliegenden
Ausführungsbeispieles Bilddatensätze nach dem JPEG-Verfahren
entschlüssein kann.
-
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispieles will sich der
Medizinstudent 30 auf ein Examen vorbereiten und anhand eines
Röntgenbildes seine Fähigkeit, einen Befund zu erstellen,
überprüfen. Er kontaktiert deshalb die Datenbank 10, um das
Röntgenbild des Patienten 9 zu erhalten.
-
Nachdem der Medizinstudent 30 die Datenbank 10 mit dem
Rechner 31 kontaktierte, seine Identität verifizierte und angab,
er wolle den Bilddatensatz für eine Vorbereitung des Examens
verwenden, ermittelt das in der Datenbank 10 gespeicherte
Rechnerprogramm eine benötigte Qualität des Röntgenbildes. Im
Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ermittelt das
Rechnerprogramm aufgrund dieser Informationen, dass der
Medizinstudent 30 nur ein Röntgenbild mittlerer Qualität
benötigt, da er keinen realen Befund erstellen will, sondern den
Bilddatensatz für Übungszwecke benötigt (Schritt 1b des in
der Fig. 4 dargestellten Flussdiagramms). Folglich ist JPEG
mit mittlerem Kompressionsfaktor ein ausreichendes
Datenkompressionsverfahren (Schritt 2b des in der Fig. 4
dargestellten Flussdiagramms).
-
Daraufhin datenkomprimiert das in der Datenbank 10
gespeicherte Rechnerprogramm den ursprünglichen, von dem Arzt 1
übermittelten Bilddatensatz nach dem JPEG-Verfahren mit einem
mittleren Kompressionsfaktor (Schritt 3b des in der Fig. 4
dargestellten Flussdiagramms) und übermittelt den
datenkomprimierten Bilddatensatz, der in diesem Fall auch
datenreduziert ist, an den Rechner 31 (Schritt 4a des in der Fig. 4
dargestellten Flussdiagramms), so dass der Medizinstudent 30
das dem übermittelten datenkomprimierten Bilddatensatz
zugeordnete Röntgenbild betrachten kann.
-
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispieles sind die
Bilddatensätze einem Röntgenbild zugeordnet. Es können aber
auch Bilddatensätze verwendet werden, die Bildern zugeordnet
sind, die mit dem Computertomographen 3, dem
Magnetresonanzgerät 4 oder dem Ultraschallgerät 5 aufgenommen wurden. Für
das erfindungsgemäße Verfahren können aber auch andere
medizinische oder auch nicht-medizinische Bilder verwendet
werden.
-
Für das erfindungsgemäße Verfahren können ferner weitere oder
andere Datenkompressionsverfahren als die im
Ausführungsbeispiel beschriebenen JPEG oder nach dem DICOM-Standard
arbeitende Verfahren Verwendung finden. Ein Beispiel solch eines
weiteren Datenkompressionsverfahrens ist das Wavelet-
Verfahren.
-
Die Datenbank 10 muss auch nicht notwendigerweise von einem
telemedizinischen Dienstleister betrieben werden. Auch der
Arzt 1, der weitere Arzt 20 und der Medizinstudent 30 sind
nur von exemplarischer Natur. Es können auch andere Personen
einen Bilddatensatz von der Datenbank 10 anfordern.
-
Ferner kann auch ein anderes Informationsübertragungsnetz,
wie z. B. ein Telefonnetz, zur Übertragung der Bilddatensätze
verwendet werden.
-
Die im Ausführungsbeispiel genannten Kriterien zum Ermitteln
eines geeigneten Datenkompressionsverfahrens sind auch nur
exemplarischer Natur. Es müssen auch nicht mehrere Kriterien
verwendet werden; für das erfindungsgemäße Verfahren reicht
auch ein Kriterium zur Ermitteln der benötigten Qualität des
zu übermittelnden Bildes aus.