DE10163469A1

DE10163469A1 - Zugriffsystem für diagnostische Bilder

Info

Publication number: DE10163469A1
Application number: DE10163469A
Authority: DE
Inventors: Klaus Abraham-Fuchs; Rainer Graumann; Gudrun Zahlmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2003-03-20

Abstract

System zur Verbesserung des Zugriffs auf zentral oder dezentral abgespeicherte medizinisch-diagnostische Aufnahmen, wobei die Aufnahmen mittels Bilderkennungs-Algorithmen anlaysiert und daraus Schlüsselwörter zur Klassifizierung generiert werden, die gemeinsam mit der Bildinformation gespeichert werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur Verbesserung des Zugriffs auf zentral oder dezentral abgespeicherte medizinisch-diagnostische Aufnahmen.
Mit der zunehmenden Verbreitung diagnostischer Bildgebung werden immer mehr medizinisch-diagnostische Aufnahmen mit CT, MR, Ultraschall, PET oder SPECT-Geräten erstellt. Diese werde üblicherweise über einen langen Zeitraum aufbewahrt und sind für künftige Diagnoseprozesse oder Therapieentscheidungen potentiell wertvoll. Jedoch stehen diese Bilder einem zu einem späteren Zeitpunkt behandelnden Arzt oft nicht zur Verfügung, oder, was noch häufiger sein dürfte, die Existenz dieser diagnostischen Bilder ist dem gerade behandelnden Arzt nicht bekannt. Parallel zu dieser Entwicklung werden dieses diagnostischen Aufnahmen in zunehmendem Maß digital gespeichert und der Zugriff auf die Daten durch Vernetzung innerhalb der Kliniken mittels PACS, RIS (Radiology Information System) und HIS (Hospital Information System) Systemen ermöglicht. Diese Entwicklung setzt sich schon heute erkennbar fort, indem diagnostische Bilder oder der Verweis auf diese Bilder in "Elektronischen Patientenakten" (Electronic Patient Record, EPR) gespeichert werden. Die oft räumlich verteilten (Klinik, Hausarzt, Facharzt) Bestandteile der EPRs werden im Zuge der sich etablierenden integrierten Versorgung und der damit einhergehenden Vernetzung des Gesundheitssystems jedem behandelnden Arzt zur Verfügung stehen können.
Damit stellt sich für den behandelnden Arzt jedoch das Problem, in einer zunehmenden Informationsflut die relevante Bild-Information im Rahmen eines effizienten Workflows und ohne nicht bezahlbaren zusätzlichen Zeitaufwand bereitgestellt zu bekommen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein System zu schaffen, welches die automatisierte Bereitstellung der Bilder aus einem Archiv im Rahmen eines zeitlich späteren Behandlungsprozesses unterstützt.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Aufnahmen mittels Bilderkennungs-Algorithmen analysiert und daraus Schlüsselwörter zur Klassifizierung generiert werden, die gemeinsam mit der Bildinformation gespeichert werden.
Die Klassifizierung kann dabei sowohl zum Zeitpunkt der Bildaufnahme erfolgen, als auch nachträglich in Form der Klassifizierung des gesamten bestehenden Bildbestandes eines Archivs, also einem Klinikarchiv, einer Patientenakte od. dgl. Erst durch die Klassifizierung der Bilder mittels Schlüsselwörtern ist mit einem kontextbasierten intelligenten Algorithmus bei einer entsprechenden Anfrage das Auffinden der Bilder möglich und zwar so, dass dem anfragenden Arzt nur solche Bilder geliefert werden, die wirklich im Zusammenhang mit der jeweiligen Krankheit des Patienten stehen.
Dabei geht es nicht ausschließlich um das Auffinden spezieller Bilder, beispielsweise zu früheren Herzaufnahmen oder auch Knochenbrüchen eines Patienten sondern die erfindungsgemäße Klassifizierung der Bilder ermöglicht auch statistische Auswertungen und Bearbeitungen eines Bildbestandes für generelle klinische Studien etc., beispielsweise zu Gehirntumoren od. dgl., bei denen dann alle Aufnahmen über Gehirntumore eines Archivs abgerufen werden können.
Dabei ist es selbstverständlich auch möglich, dass solche Schlüsselwörter bei der Erstellung der Bilder manuell eingegeben und mit der Bildinformation gemeinsam abgespeichert werden, wobei ein verbreiteter Standard zur Speicherung solcher Informationen der sogenannte DICOM Bild-Header ist. Auch Informationen, die aus der Charakterisierung des Bildaufnahme- oder Rekonstruktions-Algorithmus stammen und im Bild- Header gespeichert wird, kann hilfreiche Stichwörter für die Klassifizierung der Bilder enthalten. Häufig wird jedoch bei der Bildaufnahme wichtige Information über die Bilder nicht gemeinsam mit dem Bild abgespeichert. So wird vor allem die Diagnose aus dem Bild häufig zu einem späteren Zeitpunkt als die Bilderstellung erhoben und kann daher nicht direkt mit der Bildinformation abgespeichert werden.
Besonders wesentlich für eine automatisierte Bereitstellung von Bildern aus einem Archiv ist daher die erfindungsgemäße Klassifizierung mithilfe von Bilderkennungs-Algorithmen, die grundsätzlich automatisch entweder bei der Bilderstellung mit abläuft oder die man zur Aufarbeitung des Bildbestandes eines Archivs nachträglich auf diesen Bildbestand anwenden kann, um diesen dann in der Zukunft für eine automatisierte Bereitstellung der Bilder im Rahmen eines späteren Behandlungsprozesses nützen zu können.
Beispiele für solche Bilderkennungs-Algorithmen sind 2D oder 3D Segmentierungs-Algorithmen, die Körperorgane an ihren Umrissen oder anderen geometrischen Merkmalen erkennen und die organspezifische Schlüsselwörter liefern können, wie z. B. "Herz-Aufnahme", "Gehirn-Aufnahme" od. dgl. Für die erfindungsgemäße Klassifizierung eignen sich auch Computer Aided Diagnosis(CAD)-Algorithmen, die eine automatische Befundungs-Unterstützung vornehmen, wie z. B. bei der Erkennung von Tumoren, Knochenbrüchen od. dgl. Auch Algorithmen zur Texturanalyse können hier eingesetzt werden.
In einer weiteren alternativen Ausgestaltung der Erfindung werden mittels Bilderkennungs-Algorithmus in Archiven gespeicherte Bilder in "Realtime", angestoßen durch eine aktuelle Suchanfrage, klassifiziert. Findet der Bilderkennungs- Algorithmus Schlüsselwörter, die der Suchanfrage zugeordnet sind, so wird das Bild als für die Suchanfrage relevant klassifiziert. Dieses direkte Recherchieren in Archiven, die noch nicht klassifiziert sind, eignet sich in der Praxis allerdings nur für Ausnahmefälle, beispielsweise wenn es darum geht, die Bilder zu einem bestimmten Patienten in seiner elektronischen Patientenakte oder aber in einem Klinikarchiv nach bestimmten Schlüsselworten abzufragen, da die Anwendung des Bilderkennungs-Algorithmus auf den gesamten Archivbestand für eine Einzelanfrage viel zu aufwändig ist.
Der Hauptanwendungsfall der Erfindung besteht in der Schaffung eines Systems, mit dem die medizinisch-diagnostischen Aufnahmen eines Archivs mittels Bilderkennungs-Algorithmen analysiert und zur Klassifizierung mit Schlüsselwörtern versehen werden, die mit der Bildinformation abgespeichert werden, sodass für spätere Untersuchungen ein gezielter automatisierter Zugriff auf die Bilder unter Verwendung der Schlüsselwörter möglich ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung, die ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Systems in unterschiedlichen Varianten zeigt.
Eine Variante des erfindungsgemäßen System ist in der Figur links zu erkennen. Danach wird ein Bilderkennungs-Algorithmus auf die medizinisch-diagnostischen Bilder eines Archivs angewandt, wobei aus erkannten Bildinhalten Schlüsselwörter in DICOM Header der jeweiligen medizinisch-diagnostischen Aufnahme abgespeichert werden oder aber auch eine verzeigerte Datenbank erstellt wird.
Eine so klassifizierte Datenbank ermöglicht dann eine automatische Unterstützung des Arztes durch automatisierte Bereitstellung von Bildern im Rahmen eines Untersuchungsprozesses. Der Arzt gibt im Zuge des Untersuchungsprozesses Informationen in seinen Computer-Arbeitsplatz ein, woraus eine schlüsselwortbasierte Anfrage generiert wird, die an die klassifizierte Datenbank gerichtet wird. Werden Bilder mit dem oder den gesuchten Schlüsselwörtern gefunden, so werden diese an den Computer-Arbeitsplatz des Arztes überspielt oder es erscheint ein Verweis auf die existierenden Bilder im Archiv am Computer-Arbeitsplatz des Arztes.
Alternativ kann die Bereitstellung der Bilder im Rahmen des Untersuchungsprozesses auch auf den gestrichelt eingezeichneten Weg erfolgen, indem nach dem Generieren einer schlüsselwortbasierten Anfrage direkt der Bilderkennungs-Algorithmus auf ein unklassifiziertes Archiv angewendet wird, wobei hier wiederum aus erkannten Bildinhalten Schlüsselwörter gebildet werden, die bei Übereinstimmung mit den Schlüsselwörtern der Anfrage dazu führen, dass das Bild an den Computerarbeitsplatz des Arztes geschickt wird. Dieser unmittelbare Zugriff auf medizinisch-diagnostische Bilder eines Archivs, das noch nicht vorklassifiziert ist, ist allerdings nur bedingt und im Wesentlichen nur geeignet für eine automatisierte Suche in Bildern eines Patienten, da der Aufwand für die Klassifizierung mithilfe eines Bilderkennungs-Algorithmus bei einer Einzelanfrage nur für die relativ wenigen in einem oder mehreren Archiven verteilt angeordneten Bilder eines Patienten vertretbar ist.

Claims

1. System zur Verbesserung des Zugriffs auf zentral oder dezentral abgespeicherte medizinisch-diagnostische Aufnahmen, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen mittels Bilderkennungs-Algorithmen analysiert und daraus Schlüsselwörter zur Klassifizierung generiert werden, die gemeinsam mit der Bildinformation gespeichert werden.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klassifizierung zum Zeitpunkt der Bildaufnahme erfolgt.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine nachträgliche Klassifizierung des gesamten bestehenden Bildbestandes einer Klinik, einer Patientenakte od. dgl. erfolgt.

4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klassifizierung der Bilder eines Archivs (Klinikarchiv, Patientenakte od. dgl.) angestoßen durch eine Suchanfrage mit bestimmten Schlüsselwörtern erfolgt.

5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch 2D oder 3D Segmentierungs-Algorithmen, die Körperorgane (an ihren Umrissen oder anderen geometrischen Merkmalen) erkennen und organspezifische Schlüsselwörter liefern (z. B. "Herz-Aufnahme", "Gehirn-Aufnahme").

6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch die Verwendung von Computer Aided Diagnosis(CAD)-Algorithmen, die eine automatische Befundungs-Unterstützung vornehmen (z. B. bei der Erkennung von Tumoren, Knochenbrüchen etc.).

7. Verfahren zur Bereitstellung von medizinisch-diagnostischen Aufnahmen aus Archiven im Rahmen eines Behandlungsprozesses, dadurch gekennzeichnet, dass eine am Computer-Arbeitsplatz eines Arztes generierte schlüsselwortbasierte Anfrage an ein nach einem der Ansprüche 1 bis 6 klassifiziertes Archiv gerichtet.

8. System zur Bereitstellung von medizinisch-diagnostischen Aufnahmen aus Archiven im Rahmen eines Behandlungsprozesses, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine am Computer-Arbeitsplatz eines Arztes generierte schlüsselwortbasierte Anfrage eine Analyse der Bilder des Patienten im Archiv mittels eines Bilderkennungs-Algorithmus erfolgt, wobei die gewonnenen Klassifizierungs-Schlüsselwörter mit denen der Anfrage verglichen und die entsprechenden Bilder, oder ein Verweis auf sie, an den Computer-Arbeitsplatz überspielt werden.