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Die Erfindung betrifft eine medizinische Systemarchitektur
mit einem Arbeitsplatz zur Erfassung und/oder zur
Nachbearbeitung von Daten und/oder Untersuchungs-Bildern, wobei der
Arbeitsplatz ein Bildverarbeitungssystem basierend auf einer
komponentenorientierten Architektur aufweist.
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Aus dem Buch "Bildgebende Systeme für die medizinische
Diagnostik", herausgegeben von H. Morneburg, 3. Auflage, 1995,
Seiten 684ff sind medizinische Systemarchitekturen,
sogenannte PACS (Picture Archival and Communication Systeme),
bekannt, bei denen zum Abruf von Patientendaten und durch
Modalitäten erzeugte Bilder Bildbetrachtungs- und
Bildbearbeitungsplätze, sogenannte Workstations, über ein
Bildkommunikationsnetz miteinander verbunden sind. Mittels dieser
Workstation lassen sich die Bilder durch Experten befunden.
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Die Befundung von medizinischen Bildern erfordert den Einsatz
von Werkzeugen oder Applikationen zum Erzeugen von
strukturierter bzw. unstrukturierter Information, d. h. im
wesentlichen Text bzw. Textelemente. Abhängig vom Einsatzzweck werden
hierzu unterschiedliche Werkzeuge verwendet. Somit muss das
System dazu in der Lage sein, ohne tiefgehende Eingriffe
unterschiedliche Werkzeuge einzubinden.
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Es ist allgemein bekannt, die Werkzeuge zur Erzeugung der
Befunde entweder fest in das System einzubinden, oder dass sie
völlig losgelöst daneben stehen, wie beispielsweise das
Radiologie Informationssystem (RIS). Die Programme bieten nicht
die Flexibilität, ein Werkzeug durch ein anderes,
beispielsweise das Textverarbeitungsprogramm WinWord gegen ein anderes
Tool zur Erzeugung von strukturierter Information,
auszutauschen.
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Dabei treten die Probleme auf, dass verschiedene Modalitäten
unterschiedliche Szenarios mit verschiedenen Levels von
Interaktivität und Automation haben. Die unterschiedlichen
Benutzer wissen nicht, welche Applikationen oder Tools sie in
der Zukunft benötigen. In den Abteilungen (KIS/RIS) muss eine
nahtlose Datenintegration gewährleistet sein.
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Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, das
Bildverarbeitungssystem eines medizinischen Arbeitsplatzes derart
flexibel für Erweiterungen und Änderungen zu gestalten, dass ein
Werkzeug durch ein anderes leicht austauschbar ist, so dass
sich ohne tiefgehende Eingriffe unterschiedliche Werkzeuge
einbinden lassen. Es muss ein Reporting-Framework mit
verschiedenen Applikationen (Tools) hantieren können. Es muss
von den verwendeten Werkzeugen oder Tools unabhängig sein.
Ein Framework ist dabei ein Begriff aus der
objektorientierten Programmierung. Es ist eine erneut einsetzbare Design-
Grundstruktur, die aus abstrakten und konkreten Klassen
besteht und das Erstellen von Anwendungen unterstützt.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in das
Bildverarbeitungssystem Mittel zur Erstellung und Handhabung
von Textinformationen (Befunde) mittels generischer Objekte
und Schnittstellen eingebunden sind, so dass die
entsprechenden Mittel ohne Änderung an dem medizinischen
Bildverarbeitungssystem flexibel austauschbar sind.
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In vorteilhafter Weise kann die Textinformationen durch ein
generisches Objekt repräsentiert werden, welches eindeutige
Merkmale zu dessen Identifizierung und zu den zu verwendenden
Mitteln enthält.
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Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das
Bildverarbeitungssystem die zu verwendenden Mittel identifiziert und
diese Mittel über eine mittelspezifische Komponente steuert,
welche an das Bildverarbeitungssystem angebunden ist.
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Die Werkzeuge können einfach durch Integration der jeweiligen
generischen Komponente eingebunden und ausgetauscht werden,
wenn die Mittel durch eine generische Komponente mit
generischen Methoden, Funktionen und/oder Schnittstellen
repräsentiert werden. Die werkzeugspezifischen Teile des
Programmcodes sind maximal gekapselt und haben keinerlei
Wechselwirkungen mit dem System selbst.
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Die Mittel zur Erstellung und Handhabung von
Textinformationen können erfindungsgemäß Textverarbeitungssysteme
Werkzeuge, Applikationen, Tools und/oder Systeme sein.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß auch bei einer medizinischen
Systemarchitektur mit einem Arbeitsplatz zur Erfassung
und/oder zur Nachbearbeitung von Daten und/oder Untersuchungs-
Bildern, dadurch gelöst, dass der Arbeitsplatz ein
Bildverarbeitungssystem basierend auf einer komponentenorientierten
Architektur, austauschbare Mittel zur Erstellung und
Bearbeitung von Textinformationen (Befunden), denen ein Objekt
zugeordnet ist, welches Identifizierungskennzeichen und Hinweise
auf die zu verwendenden Mittel enthält, eine Vorrichtung
(Handler Dispatcher) zur Identifikation der zu verwendenden
Mittel aufgrund des Identifizierungskennzeichens und einer
Steuervorrichtung für die Mittel zur Steuerung über eine
mittelspezifische, an das Bildverarbeitungssystem angebundene
Komponente aufgrund der Hinweise aufweist. Die Einbindung von
Mitteln (Werkzeugen) über eine generische
Reporting-Komponente ermöglicht eine gute Integration ohne spezifische
Abhängigkeiten und somit maximale Austauschbarkeit.
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es
zeigen:
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Fig. 1 ein Beispiel einer Systemarchitektur eines
Krankenhausnetzes,
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Fig. 2 schematisch einen Teil eines
erfindungsgemäßen medizinischen Bildverarbeitungssystems
der Workstations gemäß Fig. 1,
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Fig. 3 eine Beschreibung eines Objektes, welches die
Reports in einer Datenbank repräsentiert,
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Fig. 4 eine Darstellung der Datenablage mit
unterschiedlichen Formaten in der Datenbank, deren
zugehörige Reporting-Applikation durch eine
ID gekennzeichnet ist,
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Fig. 5 eine Beschreibung eines weiteren Objektes,
das die Reports in einer Datenbank
repräsentiert,
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Fig. 6 eine Darstellung der Datenablage mit
unterschiedlichen Formaten in der Datenbank, deren
zugehörige Reporting-Applikation durch eine
UID gekennzeichnet ist,
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Fig. 7 eine Ableitung der Handler-Klassen von einer
Basis-Klasse,
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Fig. 8 und 9 die Wirkungsweise eines WinWord Report
Handlers und
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Fig. 10 eine Darstellung der Registrierung der
Report-Applikationen am Report-Dispatcher.
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In der Fig. 1 ist beispielhaft die Systemarchitektur eines
Krankenhausnetzes dargestellt. Zur Erfassung medizinischer
Bilder dienen die Modalitäten 1 bis 4, die als bilderzeugende
Systeme beispielsweise eine CT-Einheit 1 für
Computertomographie, eine MR-Einheit 2 für Magnetische Resonanz, eine DSA-
Einheit 3 für digitale Subtraktionsangiographie und eine
Röntgeneinheit 4 für die digitale Radiographie 4 aufweisen
kann. An diese Modalitäten 1 bis 4 sind Bedienerkonsolen 5
bis 8 der Modalitäten oder Workstations angeschlossen, mit
denen die erfassten medizinischen Bilder verarbeitet und
lokal abgespeichert werden können. Auch lassen sich zu den
Bildern gehörende Patientendaten eingeben.
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Die Bedienerkonsolen 5 bis 8 sind mit einem
Kommunikationsnetz 9 als LAN/WAN Backbone zur Verteilung der erzeugten
Bilder und Kommunikation verbunden. So können beispielsweise die
in den Modalitäten 1 bis 4 erzeugten Bilder und die in den
Bedienerkonsolen 5 bis 8 weiter verarbeiteten Bilder in
zentralen Bildspeicher- und Bildarchivierungssystemen 10
abgespeichert oder an andere Workstations weitergeleitet werden.
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An dem Kommunikationsnetz 9 sind weitere Viewing-Workstations
11 als Befundungskonsolen angeschlossen, die lokale
Bildspeicher aufweisen. Eine derartige Viewing-Workstation 11 ist
beispielsweise ein sehr schneller Kleincomputer auf der Basis
eines oder mehrerer schneller Prozessoren. In den Viewing-
Workstations 11 können die erfassten und im
Bildarchivierungssystem 10 abgelegten Bilder nachträglich zur Befundung
abgerufen und in dem lokalen Bildspeicher abgelegt werden,
von dem sie unmittelbar der an der Viewing-Workstation 11
arbeitenden Befundungsperson zur Verfügung stehen können.
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Weiterhin sind an dem Kommunikationsnetz 9 Server 12,
beispielsweise Patientendaten-Server (PDS), Fileserver,
Programm-Server und/oder EPR-Server angeschlossen.
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Der Bild- und Datenaustausch über das Kommunikationsnetz 9
erfolgt dabei nach dem DICOM-Standard, einem
Industriestandard zur Übertragung von Bildern und weiteren medizinischen
Informationen zwischen Computern, damit eine digitale
Kommunikation zwischen Diagnose- und Therapiegeräten
unterschiedlicher Hersteller möglich ist. An dem Kommunikationsnetz 9
kann ein Netzwerk-Interface 13 angeschlossen sein, über das
das interne Kommunikationsnetz 9 mit einem globalen
Datennetz, beispielsweise dem World Wide Web verbunden ist, so
dass die standardisierten Daten mit unterschiedlichen
Netzwerken weltweit ausgetauscht werden können.
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An dem Kommunikationsnetz 9 kann weiterhin ein RIS- und/oder
KIS-Server 14 angeschlossen sein, mit dem die
Bedienerkonsolen 5 bis 8 mittels des Kommunikationsnetzes 9 über TCP/IP-
Protokolle kommunizieren.
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Derartige Workstations 5 bis 8 und 11 weisen
Bildverarbeitungssysteme 15 auf, die in Fig. 2 schematisch dargestellt
sind. Derartige medizinische Bildverarbeitungssysteme 15
basieren auf einer komponentenorientierten Architektur, in das
Mittel 16, Werkzeuge oder Systeme, zur Erstellung und
Handhabung von Textinformationen (Befunde), beispielsweise
Textverarbeitungssysteme, mittels generischer Objekte und
Schnittstellen eingebunden sind, so dass die entsprechenden Mittel
16 ohne Änderung an dem medizinischen Bildverarbeitungssystem
15 flexibel austauschbar sind.
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Die Befunde werden durch generische Objekte 17 repräsentiert,
welche eindeutige Merkmale zu deren Identifizierung und zum
zu verwendenden Mittel 16 oder Werkzeug enthält. Das System
identifiziert aufgrund der eindeutigen Merkmale durch eine
Vorrichtung 18 das zu verwendende Mittel 16, eine Reporting
Applikation, und steuert dieses zu verwendende Mittel 16
mittels einer Steuervorrichtung über eine werkzeugspezifische
Komponente, welche an das System angebunden ist.
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Das Werkzeug oder die Mittel 16 sind ebenfalls durch eine
generische Komponente mit generischen Methoden, Funktionen und
Schnittstellen repräsentiert. Somit können die zu verwendende
Mittel 16 einfach durch Integration der jeweiligen
generischen Komponente eingebunden und ausgetauscht werden. Die
mittelspezifischen Teile des Programmcodes sind maximal
gekapselt und haben keinerlei Wechselwirkungen mit dem System
selbst.
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Die Einbindung von Mitteln 16 über die generische Reporting-
Komponente ermöglicht eine gute Integration ohne spezifische
Abhängigkeiten und somit maximale Austauschbarkeit.
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Generisch bedeutet in diesem Zusammenhang, dass eine
Realisierung ohne Zuschnitt auf einen speziellen Anwendungsfall
erfolgt. Generische Ansätze sind allgemein in der Informatik
besonders häufig dort zu finden, wo es um Flexibilität und
Wiederverwendbarkeit geht.
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Eine Applikation sowie ein Tool sind im Sinne vorliegender
Patentanmeldung ausführbare Computerprogramme. Eine
Applikation dient als Werkzeug zur Erfüllung eines Zweckes, genau
wie auch ein Tool. Komplexere Dinge, wie z. B. Mehrschichten-
Architekturen, werden eher als System bezeichnet.
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Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des
Bildverarbeitungssystems werden diese Probleme gelöst.
- - Die Speicherung von Reports in der
Patientenobjekthierarchie als ein generisches Objekt funktioniert als
Formatunabhängiger Platzhalter für Reports in verschiedenen
Formaten wie beispielsweise WinWord, PowerPoint und DICOM-SR.
- - Mittels eines ausbaufähigen, komponentenbasierten
Frameworks werden die Reporte gesteuert.
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Das generische Reporting Objekt kann aus einer Umhüllung
bestehen. Der Vorteil der Verwendung der DICOM-SR-Struktur
liegt in der Kompatibilität zur medizinischen Framework-
Struktur.
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Das generische Reporting Objekt weist einen Inhalt
(applikationsspezifische Struktur) auf, der beispielsweise eine
"Einfache" DICOM-SR-Struktur oder einen "Pointer" enthalten kann.
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Das generische Reporting-Objekt kann ein reiner Platzhalter
sein. Es enthält eine eindeutige Identifizierung und
Typeninformation. Die eindeutige Identifizierung wird als Zeiger
(Pointer) zu dem wirklichen Report benötigt.
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In der Fig. 3 ist ein Report 20 innerhalb eines Objektbaumes
dargestellt. In der DICOM-SR-Spezifikation ist ein 20 Report
der Teil einer Serie 21. Diese wiederum gehört zu einer
Studie 22 eines Patienten 23.
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In Fig. 4 ist der Report 20 detaillierter dargestellt. Er
besteht in diesem Beispiel aus einem ersten generischen
Objekt 24, dem eine Kennung (ID) 25 zugeordnet ist. Ein Verweis
26 kennzeichnet die zu verwendende Applikation, in diesem
Falle WinWord, so das ein erster Bericht 27 des Reports 20,
auf den die ID 25 weist, mit der richtigen Applikation
aufgerufen werden kann. Ein zweites generisches FNI Objekt 28 ist
mit einer Versand-ID (UID) 29 und einem Verweis 30 versehen,
so dass der zugehörige zweite Bericht 31 des Reports 20 mit
der zu verwendenden Applikation PowerPoint geöffnet wird.
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Kennungen (IDs) können Zahlen, Namen oder andere eindeutige
Merkmale sein, die verwendet werden, um bestimmte Geräte,
Benutzer, Personen, allgemeine Vorgänge oder andere Elemente in
einem Computer oder einem Programm zu erkennen. Die Versand-
ID (UID) ist ein Unique Identifier, eine eindeutige und
einmalige Kennung. Das PowerPoint Reporting ist eine Applikation
zur PPT-basierten Erzeugung von klinischen Reports.
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In der Fig. 5 ist ein implementierter Prototyp innerhalb
eines Objektbaumes dargestellt. FwNonImage 32 (FNI), ein Objekt
eines Frameworks, das kein Bild darstellt, wird als ein
generisches Reporting-Objekt mit der Datenbasis-Identifikation
als eindeutige Kennung benötigt. FNI 32 ist Teil einer
FwSerie 33. Diese wiederum gehört zu einer FwStudie 34 eines
FwPatienten 35.
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Als eindeutige Kennung wird die Versand-ID (UID) 37 benötigt,
die einem in Fig. 6 dargestellten ersten generischen FNI
Objekt 36 zugeordnet ist. Ein Verweis 38 kennzeichnet die zu
verwendende Applikation, in diesem Falle WinWord, so das der
FwReport 39, auf den die UID 37 weist, mit der richtigen
Applikation aufgerufen werden kann. Ein zweites generisches FNI
Objekt 40 ist mit einer UID 41 und einem Verweis 42 versehen,
so dass der zugehörige FwReport 43 mit der zu verwendenden
Applikation PowerPoint geöffnet wird. Um dem Anwender
überhaupt nicht bewusst zu machen, dass die Reports entsprechend
ihrer Eigenschaften intern völlig unterschiedlich gehandhabt
werden, können beispielsweise aus jedem Report 39 und 43 von
der zugehörigen Reporting-Applikation 38 und 42
HTML-Repräsentationen 44 und 45 erstellt werden, um die Reports im
Internet-Browser anzeigen zu können
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Für jede durchgeführte Applikation existiert eine Handler-
Klasse, wie sie in Fig. 7 für PowerPoint (46) und WinWord
(47) dargestellt ist. Alle Handler-Klassen 46 und 47 werden
von einer gemeinsamen Basis-Klasse 48 abgeleitet. Diese
gemeinsame Basis-Klasse 48 erklärt alle Methoden, die durch die
Handler-Klassen 46 und 47 implementiert werden müssen. Alle
Methoden, die auf Reporte agieren müssen, müssen wenigstens
die eindeutige Kennung des zu verarbeiteten Reports
verwenden. Durch die Kennzeichnung der Methoden in der Basis-Klasse
48 mit virtual können diese Methoden dieses Objektes durch
eine gleichnamige Methode eines abgeleiteten Objektes in den
Handler-Klassen 46 und 47 überladen werden.
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Ein Handler wird auch als Instanz, Stellvertreter, Proxy oder
Objekt bezeichnet. Der Handler ist eine Routine zur
Handhabung einer allgemeinen oder relativ einfachen Situation oder
Operation, z. B. Fehlerbeseitigung oder Datenbewegungen. In
bestimmten objektorientierten Programmiersprachen, die
Nachrichten unterstützen, stellt ein Handler ein Unterprogramm
dar, das eine Nachricht für eine bestimmte Objektklasse
verarbeitet.
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In Fig. 8 ist ein WinWord Report Handler 49 zwischen den in
Fig. 6 dargestellten ersten generischen FNI Objekt 36 und
dem FwReport 39 bzw. der WinWord HTML-Repräsentation 44
angeordnet.
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Jeder Report-Handler hat eine systemweite eindeutige String-
Kennung, die die durch den Report-Handler getriggerte
Applikation repräsentiert. Dieser Idendifizierer muss die
Applikation des Report-Objektes bestimmen, welches durch den Report-
Handler gesteuert wird.
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Das bedeutet jedoch, dass, wie in Fig. 9 angedeutet, ein
Report Objekt 50 der Applikation WinWord in einen WinWord
Report Handler 51 mit einer Kennung WirMord übergeht.
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Jeder Report-Handler muss sich beim Handler Dispatcher
registrieren lassen, eine einelementige Menge, die der Report-
Handler durch seine Kennung abarbeitet. Der Handler
Dispatcher ist ein zentraler Service, der Reporting-Applikationen
zu Reports zuordnet. Diese Software-Komponente kennt alle
verfügbaren Reporting-Applikationen und ordnet anhand von
Merkmalen der Reports diese zur zugehörigen Reporting-
Applikation zu.
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Diese Registrierung ist in Fig. 10 dargestellt, bei der der
WinWord Report Handler 51 mit Kennung WinWord und ein Power-
Point Report Handler 52 mit Kennung PowerPoint sich bei einem
Handler Dispatcher 53 registrieren lassen. Dieser ordnet dann
den zugehörigen Report Handler, in diesem Beispiel den
Win-Word Report Handler 54 zu. Dabei werden die
Report-Applikationen von sogenannten Report-Handler-Objekten "gewrappt",
also stellvertretend repräsentiert.
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Beim Editieren eines Reports kann folgendes Beispielszenario
auftreten:
- 1. Zuerst werden die Anwendungseigenschaften des Report-
Objektes 24 gelesen.
- 2. Dann wird bei dem Handler Dispatcher 53 um einen Handler
54 mit derselben Identifizierung wie die
Anwendungseigenschaften gefragt.
- 3. Die eindeutigen Kennung 25 des Report-Objektes 24 wird
ausgelesen.
- 4. Zuletzt wird das Editierverfahren des Handlers mit der
eindeutigen Kennung 25 als Argument aufgerufen.
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Der erfindungsgemäßen Ausbildung des medizinischen Systems
liegt die Kapselung aller Komponenten zur Generierung von
Befunden durch generische Schnittstellen zu Grunde, so dass
einerseits eine enge Integration ermöglicht wird, aber
andererseits das medizinische Bildverarbeitungssystem
ausschließlich auf generischen Schnittstellen operieren kann und so
eine maximale Flexibilität sichergestellt ist.
Ausprägungen
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- - Generisches Objekt zur Einbindung und Erzeugung eines
DICOM SR (Structured Reporting) einem DICOM Standard zur
Abbildung klinischer Reports.
- - Generische Einbindung von Befunden in WinWord
- - Generische Einbindung Knowledge-Base gesteuerter
Befundungs-Werkzeuge
- - Generische Einbindung von HIS-Datenbanken
Anhang
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In der Beschreibung verwendete Abkürzungen:
DICOM: Digital Imaging and Communications in Medicine
DICOM-Standard ist ein Industriestandard zur
Übertragung von Bildern und weiteren medizinischen
Informationen zwischen Computern zur Ermöglichung der
digitalen Kommunikation zwischen Diagnose- und
Therapiegeräten unterschiedlicher Hersteller.
DICOM SR: DICOM Structured Reporting
DICOM Standard zur Abbildung klinischer Reports.
EPR: Electronic-Patient-Record (Elektronische Patienten
Akte)
FNI: FwNonImage, Framework NonImage
ein Objekt eines Frameworks, das kein Bild
darstellt
ID: Identifizierung
Zahlen, Namen oder andere eindeutige Merkmale zur
Erkennung bestimmter Geräte, Benutzer, Personen,
allgemeine Vorgänge oder anderer Elemente in einem
Computer oder einem Programm
KIS: Krankenhaus Information System (HIS Hospital
Information System):
System für allgemeines Krankenhaus Management, mit
den Hauptmerkmalen Patienten Management,
Buchhaltung und Rechnungswesen, Personal Management usw.
PACS: Picture Archival and Communication System
RIS: Radiologie Informationssystem (Radiology
Information System):
Information System zum Daten-Management innerhalb
der Radiologie Abteilung, das beispielsweise den
Patienten Zugang, die Kreation von Worklisten, das
Berichtswesen, Report Management, die Buchhaltung
und das Rechnungswesen usw. unterstützt.
UID: Versand-ID (Unique Identifier)
void: eine Methode, die kein Resultat zurück liefert