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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Integration vektorieller und/oder tensorieller Messdaten in eine Darstellung einer mit einer bildgebenden medizinischen Untersuchungseinrichtung aufgenommen anatomischen Bildaufnahme an einem Bildschirm.
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Mit medizinischen Messtechniken beispielsweise aus dem Bereich der Magnetresonanztomographie ist es möglich, ortsaufgelöst unterschiedliche Kenngrößen in Bezug auf das Untersuchungsobjekt wie beispielsweise Gewebekenngrößen zu bestimmen. Hierzu können zusätzlich äußere Einflüsse wie eine Kontrastmittelgabe oder eingeprägte mechanische Schwingungen verwendet werden, um beispielsweise eine Elastizität oder Relaxivität zu bestimmen.
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Zur Darstellung solcher Messwerte in Verbindung mit den zugehörigen anatomischen Strukturen ist es bisher üblich, dass eine anatomische Darstellung in Grauwerten erstellt wird, der dann ein farbkodiertes Parameterbild überlagert wird. Beispiele für eine solche Darstellung sind die Falschfarben-Darstellung aktivierter Areale im menschlichen Kortex, die einem anatomischen Hirnbild überlagert ist, oder rot- und blau-farbkodierte Flussbilder zur Unterscheidung von venösem und arteriellem Blut, die einer Gefässdarstellung überlagert werden. Ähnlich werden sogenannte Perfusions-Maps aus der von Magnetresonanzeinrichtungen unterstützten Schlaganfall-Diagnostik diffusionsgewichteten Darstellungen des Gehirns überlagert.
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Damit eine solche Darstellung möglich ist, ist es erforderlich, dass der darzustellende Messwert ein Skalar ist, so dass sich dieser einem Farbwert zuordnen lässt. In Fällen, in denen der zusätzliche Messwert, der über die rein anatomischen Daten hinausgeht, mehrdimensional ist, ist es erforderlich, auf Hilfskonstruktionen wie eine Darstellung von Vektorpfeilen oder Ähnliches zurückzugreifen, wodurch zwangsläufig nur ein Teil der tatsächlich vorliegenden Informationen wiedergegeben werden kann. So werden die bisher verwendeten Vektorpfeile nur für einige ausgewählte Punkte der anatomischen Darstellung dargestellt, sodass letztlich ein Großteil der tatsächlich vorhandenen Messinformationen in der Darstellung verloren geht.
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Aus der
DE 101 19 454 A1 ist ein Verfahren zur navigationsgestützten bildlichen Darstellung positionsabhängiger Messinformationen von längsförmigen Körperorganen bekannt. Es kann eine Veränderung einer Position entlang einem mehrdimensionalen Verlauf einer dreidimensionalen bildlichen Rekonstruktion eines längsförmigen Organs mittels einer Eingabe eines eindimensionalen Steuersignals und eine gleichzeitige Darstellung der dieser Position zugeordneten Messinformation möglich sein. Hierbei erfolgt eine separate Darstellung unterschiedlicher Schnittansichten zu einer Schnittebene.
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Aus der
EP 0 782 065 A2 ist es bekannt, ein Objekt, auf das gezeigt werden soll, mit einem animierten Icon zu markieren. Bewegt ein Nutzer ein Icon über einen Bildschirm und tritt der Fall ein, dass ein gewünschter Ort auf dem Bildschirm erreicht wurde, wird dies durch ein Klicken oder Drücken mit der Maus beziehungsweise dem Keyboard signalisiert.
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Auch aus der
US 6 049 622 A ist eine graphische Navigationshilfe für eine korrekte Bildorientierung und Navigation bekannt.
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Die
DE 103 06 924 A1 beschreibt eine Benutzerschnittstelle für in der Hand gehaltene Abbildungsgeräte, wobei die Benutzerschnittstelle graphische Elemente mit intelligentem Verhalten aufweisen soll. Piktogramme oder dergleichen können Reaktionen aufweisen, die eine Funktion der Eingabe, des Kontexts beziehungsweise des Verlaufs sein können.
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Die
US 2004/0106916 A1 beschreibt ein Verfahren beziehungsweise ein System im Bereich der computergestützten Chirurgie.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein diesbezüglich verbessertes Verfahren anzugeben.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass bei und/oder nach Anwahl und/oder bei und/oder nach einem Überstreichen von Bildpunkten der anatomischen Bildaufnahme an dem Bildschirm mittels einer Bildschirmdarstellung, die wenigstens einem seitens eines Benutzers bedienbaren Bedienwerkzeug zugeordnet ist, die Bildschirmdarstellung und/oder die Geschwindigkeit einer Bewegung der dem Bedienwerkzeug zugeordneten Bildschirmdarstellung in Abhängigkeit der durch die bildpunktbezogenen Messdaten gegebenen Richtungsinformationen verändert wird, wobei die Änderung ein Maß für die dem entsprechenden lokalen Bereich der Darstellung der anatomischen Bildaufnahme an dem Bildschirm zugrunde liegende Messdateninformation ist.
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Dem Benutzer wird also an einem Monitor oder Display oder anderem Bildausgabemittel die anatomische Bildaufnahme dargestellt, beispielsweise ein Hirnbild oder eine Gefäßdarstellung, wobei er die Möglichkeit hat, ein Bedienwerkzeug zu verwenden, durch dessen Bewegung eine entsprechende Bildschirmdarstellung zum Bedienwerkzeug verschoben wird. Hierbei können alle Bildpunkte beziehungsweise -pixel der anatomischen Darstellung mittels einer benutzerseitigen Bewegung des Bedienwerkzeugs durch die zugehörige Bildschirmdarstellung des Werkzeugs überstrichen werden. Alternativ oder gleichzeitig kann eine Anwahl einzelner oder einer Gruppe von mehreren Bildpunkten erfolgen, indem eine entsprechende Auswahlfunktion, die von dem Bedienwerkzeug zur Verfügung gestellt wird, verwendet wird.
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Dabei werden die bildpunktbezogenen Messdaten wie beispielsweise die Gewebeelastizität, die zu dem anatomischen Bild vorliegen, herangezogen, um die dem Bedienwerkzeug zugeordnete Bildschirmdarstellung und/oder die Geschwindigkeit, mit der diese Bildschirmdarstellung bewegt wird, zu verändern, sodass der Benutzer aus der Änderung, die ein Maß für die zugrundeliegende Dateninformation ist, auf die Messdaten, die dem entsprechenden lokalen Bereich der anatomischen Darstellung zugeordnet sind, rückschließen kann.
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So erhält der Benutzer zu jedem einzelnen Bildpunkt der anatomischen Darstellung eine Information hinsichtlich der hierzu lokal vorliegenden Messwerte. Je nach Art der Veränderung der Bildschirmdarstellung beziehungsweise Art der Bildschirmdarstellung selbst können so mehrdimensionale Messdaten erfahrbar gemacht werden. Dabei werden die beim erfindungsgemäßen Verfahren gegebenen Informationen durch die aktive Führung des Bedienwerkzeugs für den Benutzer insofern besser erfahrbar, als dass derart aktiv abgerufene Informationen intuitiv wahrgenommen und besser erinnert werden können, als dies bei statisch dargestellten Informationen für eine Vielzahl von Bereichen, an denen der Benutzer nicht unbedingt interessiert ist, der Fall sein kann.
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Dabei wird durch die Veränderung der Bildschirmdarstellung der Benutzer über den lokal vorliegenden Messdatentensor beziehungsweise -vektor informiert, während die Veränderung der Bewegungsgeschwindigkeit der Bildschirmdarstellung dem Benutzer ein Erlebnis haptischer Art dahingehend vermittelt, dass er das Gefühl erhält, dass in einem überstrichenen Bereich beziehungsweise an einem Punkt z. B ein Widerstand vorliegt, der bereichs- oder punktabhängig oder je nach Geschwindigkeit mal größer, mal kleiner ist. Hierdurch können beispielsweise Erhebungen und Senken der anatomischen Darstellung hervorgehoben oder ein Übergang zwischen verschiedenen Reibungsarten erfahrbar gemacht werden. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine manuelle Palpation virtuell nachgebildet werden, beispielsweise auch in Bereichen, in denen eine tatsächliche Palpation nicht möglich ist. Ebenso kann das erfindungsgemäße Verfahren hilfreich sein, um eine Operation zu planen, indem dem Benutzer durch die Geschwindigkeitsänderung ein Gefühl für die Schnitthärte im gegebenen Bereich oder für bestimmte anatomische Besonderheiten vermittelt wird. In diesem Zusammenhang ist auch an eine Verwendung im Ausbildungsbereich zu denken, z. B. derart, dass eine Operation zunächst anhand eines Modells unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens geübt werden kann.
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Es ist zweckmäßig, für unterschiedliche vektorielle beziehungsweise tensorielle Messdaten, die beispielsweise unterschiedlichen mechanischen Kenngrößen entsprechen, unterschiedliche Umsetzungen für die Veränderung der Bildschirmdarstellung beziehungsweise die Geschwindigkeitsveränderung zu wählen. So kann die Ortsabhängigkeit von Messdaten im Sinne einer Tiefe beziehungsweise Höhe einer Oberfläche durch eine Geschwindigkeitsänderung mit unterschiedlichen Beschleunigungen ermittelt werden. Die Beschleunigung kann dabei proportional zur Tiefe beziehungsweise Höhe der Oberfläche gewählt werden, sodass sich die Geschwindigkeit entsprechend bei einem Anstieg verringert, bei einer Bewegung in der Ebene konstant ist und bei einem Abfallen nach unten zunimmt. Bei einer Reibung auf Gewebe kann die Bewegung geschwindigkeitsabhängig in dem Sinne sein, dass bei einem Übergang von Haftreibung auf Gleitreibung ein plötzlicher Geschwindigkeitsanstieg bei Überschreitung einer Grenzgeschwindigkeit der vom Benutzer durchgeführten Bewegung erfolgt.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass als Bedienwerkzeug eine Computermaus und/oder ein Joystick und/oder ein Touchpad und/oder eine Tastatur verwendet werden können. Dabei sind eine Computermaus sowie eine Tastatur an nahezu allen derzeit verwendeten Datenverarbeitungsanlagen, die im Zusammenhang mit der Visualisierung von Bilddaten verwendet werden, vorhanden, sodass hier vorteilhafterweise keine Umrüstung erforderlich ist. Selbstverständlich können auch weitere Bedienwerkzeuge, die gegebenenfalls weniger verbreitet sind oder nur für spezielle Anwendungen verwendet werden, im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens herangezogen werden.
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Entscheidend ist, dass mit dem Bedienwerkzeug zumindest ein Anwahl beziehungsweise ein Überstreichen von Bildpunkten einer Darstellung möglich ist, wobei es von Vorteil sein kann, unterschiedliche Anwahlarten beziehungsweise Bewegungsarten zur Verfügung zu haben, die beispielsweise bei Computermäusen durch die mehreren Tasten oder bei Joysticks durch die mehreren Knöpfe gegeben sind. So können bei Bedarf mehrere Anwahlarten unterschieden werden, durch die eine unterschiedliche Veränderung der Bildschirmdarstellung beziehungsweise der Geschwindigkeit der Bewegung derselben erreicht werden kann, beispielsweise im Hinblick auf unterschiedliche Messdatensätze, die aufgenommen wurden. So kann der Benutzer durch eine Anwahl durch einen Klick mit der linken Maustaste signalisieren, dass eine daraufhin vorzunehmende Änderung der Bildschirmdarstellung in Abhängigkeit von Messdaten für die Protonendichte erfolgen soll, während ein Klick mit der rechten Maustaste oder der mittleren Maustaste sich auf vorliegende Daten zu Relaxationszeiten beziehungsweise Flussgeschwindigkeiten beziehen kann. Bei Verwendung mehrerer Bedienwerkzeuge können die in die Darstellung zu integrierenden Messdaten vom aktuell betätigten Bedienwerkzeug abhängen.
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Als dem Bedienwerkzeug zugeordnete Bildschirmdarstellung kann ein in seiner Richtung und/oder Länge veränderbarer Pfeil verwendet werden. Dieser Pfeil kann dabei eine Grundform aufweisen, wie sie als Pfeil für einen Mauszeiger beziehungsweise einen Zeiger für einen Joystick oder dergleichen verwendet wird. Es können aber auch speziellere Pfeilarten verwendet werden, beispielsweise farbige Pfeile oder Pfeile mit besonderen Strichmerkmalen oder bestimmten Pfeilköpfen. In Abhängigkeit der Richtungsinformationen der vektoriellen beziehungsweise tensoriellen Messdaten kann dann die Richtung, in die der Pfeil weist, verändert werden, beispielsweise in Abhängigkeit von der durch Messdaten gegebenen Richtung stärkster Diffusion. Ähnlich kann die Länge des Pfeils verkleinert beziehungsweise vergrößert werden, um zu signalisieren, dass beispielsweise in der angegebenen Richtung ein besonders starker Fluss von Blut oder einer anderen Flüssigkeit gegeben ist oder aber ein Fluss behindert wird, beispielsweise durch eine störende Gefäßablagerung. Dabei kann zusätzlich oder alternativ eine Farbcodierung verwendet werden, um den Benutzer auf einen zugrunde liegenden kritischen Messwert hinzuweisen. So ist es möglich, in der Regel blaue Pfeile zu verwenden, jedoch bei einem besonders schwachen beziehungsweise starken Fluss oder einem sonstwie abnormen Messdatum die Farbe der Pfeildarstellung beispielsweise auf rot zu verändern. Überstreicht nun der Benutzer das anatomische Bild, das ein Maß für die ortsabhängige Verteilung wenigstens einer zugrunde liegenden gemessenen mechanischen Kenngröße darstellt, so ändert sich die Bildschirmdarstellung in Form des Pfeils gemäß der zugrunde liegenden Größe.
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Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass als dem Bedienwerkzeug zugeordnete Bildschirmdarstellung ein Icon, insbesondere ein in seiner Form veränderbares Icon, verwendet wird. Das Icon kann dabei so gewählt werden, dass es die darzustellende Messgröße beziehungsweise Kenngröße symbolisiert, beispielsweise ein Wellensymbol als Hinweis auf die vektorielle Messgröße Flussrichtung. Werden als Messdaten zeitabhängige Daten betrachtet, so kann das Icon zum Beispiel ein Uhrsymbol umfassen, es kann aber auch ein Cursorsymbol oder ein anderes, vergleichsweise einfach gestaltetes Symbol, verwendet werden. Das Icon kann dabei in seiner Form veränderbar sein, beispielsweise indem es blinkt, um die Aufmerksamkeit des Benutzers auf das Icon zu lenken, oder indem es durch seine Form auf den Betrag oder die Richtung des zugehörigen Messdatums hinweist.
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Als dem Bedienwerkzeug zugeordnete Bildschirmdarstellung kann eine Darstellung eines in seiner Ausrichtung und/oder Größe und/oder Größenverhältnissen veränderbaren mehrdimensionalen Objekts verwendet werden. Die Verwendung eines mehrdimensionalen Objekts erlaubt es, bei vektoriellen Messdaten mit einer einzigen Darstellung Aussagen über verschiedene Vektorkomponenten für den Benutzer erfassbar zu machen. Beispielsweise kann eine echte zweidimensionale Darstellung auf dem Bildschirm verwendet werden, die eine x- und eine y-Komponente aufweist, entsprechend dem x- und y-Wert eines vektoriellen Messdatums. Höherdimensionale Objekte können perspektivisch oder unter Verwendung spezieller 3D-Techniken und dergleichen dargestellt werden. Je nach überstrichenem beziehungsweise angewähltem Bildpunkt und in Abhängigkeit von der Art der Anwahl können die Ausrichtung, die Größe oder auch die Größenverhältnisse, beispielsweise das Verhältnis verschiedener Achsen zueinander, und damit die Form verändert werden, je nachdem wie die einzelnen Komponenten des zugrunde liegenden Messdatums ausgestaltet sind beziehungsweise welche Messgröße dargestellt werden soll.
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Das mehrdimensionale Objekt kann eine Ellipse und/oder ein Ellipsoid und/oder ein Kreis und/oder eine Kugel und/oder ein Rechteck und/oder ein Quader sein. Bei diesen Objekten können die jeweiligen Achsen beziehungsweise die Umgrenzungslinien mit ihren einzelnen Punkten, die gegebenenfalls unterschiedliche Abstände zum Mittelpunkt des jeweiligen Objekts haben, ein Maß für das in der jeweiligen Richtung gegebene Messdatum sein. Dabei ist es selbstverständlich auch möglich, dass die unterschiedlichen Dimensionen des Objekts zur Vermittlung unterschiedlicher Messdaten verwendet werden, so kann beispielsweise eine zweidimensionale Darstellungsebene dazu genutzt werden, die bevorzugte Diffusionsrichtung in der Ebene anzugeben, während eine dritte Dimension beispielsweise die Größe der Relaxivität eines dargestellten Gewebes angibt.
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Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass als dem Bedienwerkzeug zugeordnete Bildschirmdarstellung eine Darstellung eines dem angewählten und/oder überstrichenen Bildpunkt zugeordneten Bereiches der anatomischen Bildaufnahme verwendet wird. So ist es beispielsweise möglich, einen kleinen Bereich um den überstrichenen beziehungsweise angewählten Bildpunkt oder das Pixel herum ausschnittsartig, gegebenenfalls vergrößert, nochmals darzustellen, um so dem Benutzer eine bessere Orientierung zu ermöglichen. Dabei ist es auch möglich, die bei vektoriellen Messdaten oft einflussreichen Umgebungsdaten für den Benutzer durch eine gezielt übertriebene beziehungsweise verzerrte Darstellung der Umgebung besser wahrnehmbar zu machen, beispielsweise durch eine gezielte Hell- oder Dunkelfärbung, mit der der Betrachter Erhebungen und Senken verbindet.
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Vorteilhafterweise können die Bildschirmdarstellung und/oder die Geschwindigkeit einer Bewegung der Bildschirmdarstellung in Abhängigkeit von auf einen anatomischen Bereich, der angewählten und/oder überstrichenen Bildpunkten zugeordnet ist, tatsächlich oder virtuell einwirkender und/oder von diesem Bereich ausgehender Kräfte, insbesondere im Rahmen einer Elastographiemessung und/oder Palpation auftretender Kräfte, verändert werden. So werden bei der Echtzeit-Elastographie beispielsweise Ultraschallaufnahmen angefertigt, die unter verschiedenen Gewebekompressionen aufgenommen werden. Dabei verformen sich härte Gewebebereiche weniger stark als weiche, sodass aus den zugehörigen Messdaten die Gewebehärte abgelesen werden kann. Die Bildschirmdarstellung beziehungsweise die Geschwindigkeit einer Bewegung der Bildschirmdarstellung kann nun in Abhängigkeit solcher bei einer Messung tatsächlich angelegter beziehungsweise lediglich vorgestellter, beispielsweise bei einer virtuellen Palpation wirkender Kräfte, verändert werden. So ist es möglich, bei einer Anwahl eines Bildpunktes eine Bildschirmdarstellung wie einen Mauszeiger stark zu verkürzen beziehungsweise zu verlängern, um einen großen Einfluss der wirkenden Kräfte zu simulieren, während eine geringe Veränderung für einen kaum oder nur leicht wirkenden Einfluss gewählt wird. Ebenso kann die Geschwindigkeit bei einer Bewegung stark verändert werden, um beispielsweise die Schwerkraft beziehungsweise die Reibungskräfte zwischen einem Gewebe beispielsweise im Gehirn und einem virtuell über das Gewebe oder einen anatomischen Bereich anderer Art bewegten Objekt zu verdeutlichen. So können z. B. die Auswirkungen von Druck oder Scherkräften, die entweder tatsächlich wirken oder aus vorhandenen Messdaten abgeleitet werden können, dem Benutzer erfahrbar gemacht werden.
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Die dem Bedienwerkzeug zugeordnete Bildschirmdarstellung kann weiterhin durch Änderung des Darstellungsortes verändert werden. So ist es beispielsweise möglich, dass der Mauszeiger bei einem Mausklick in bestimmten Bereichen des Bildes ”wegspringt”, um so ein Ausweichen der gezeigten anatomischen Struktur zur Seite darzustellen. Ein solches Ausweichen zur Seite kann beispielsweise bei einem von oben wirkenden Druck auftreten. Dabei wird die Richtung dieses ”Wegspringens” als Maß für die Richtung des Ausweichens verwendet, während der Betrag der Ortsveränderung, also beispielsweise die Weite des ”Wegspringens” ein Maß für die Stärke des Ausweichens beispielsweise einer Gewebestruktur darstellt. Ebenso ist es möglich, dass die Bildschirmdarstellung, also beispielsweise ein Icon, bei einem Überstreichen eines bestimmten Bildpunkts oder eines bestimmten Bildpunktbereichs nicht der durch den Benutzer vorgegebenen Bahn folgt, sondern seitlich hiervon erscheint, um so die Verschieblichkeit einer anatomischen Struktur beispielsweise bei Wirken eines seitlichen Drucks anzugeben. Der Betrag dieser seitlichen Abweichung gibt dabei ein Maß für die Intensität der vorliegenden Verschieblichkeit an.
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Außerdem kann die Richtung der Geschwindigkeit der Bewegung der dem Bedienwerkzeug zugeordneten Bildschirmdarstellung verändert werden. Beispielsweise kann, wenn der Benutzer sein Bedienwerkzeug nach oben bewegt, tatsächlich auf dem Bildschirm eine Veränderung der Darstellung durch ein Verschieben in eine seitliche Richtung oder auch nach unten erfolgen. Dadurch erhält der Benutzer das Gefühl, dass er sich über eine Anhöhe beziehungsweise ein Hindernis in der anatomischen Struktur bewegt, beispielsweise einen Lymphknoten oder einen Tumor, dessen Größe beziehungsweise Form durch die Geschwindigkeitsänderung beim Überstreichen eines den Tumor umfassenden Bereichs beziehungsweise eines den Knoten umfassenden Bereichs erfahrbar gemacht wird.
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Erfindungsgemäß kann die Veränderung der Bildschirmdarstellung bei und/oder nach Anwahl von Bildpunkten der anatomischen Darstellung kontinuierlich und/oder schrittweise erfolgen. So kann beispielsweise bei Anwahl eines bestimmten Bildpunkts eine Relaxation des dortigen Gewebes, gegebenenfalls unter Einschluss benachbarter Gewebestrukturen, dargestellt werden, indem sich die Bildschirmdarstellung, die beispielsweise einer Computermaus zugeordnet ist, schrittweise verändert. Beispielsweise kann eine Darstellung eines entsprechenden Bereiches der anatomischen Bildaufnahme zunächst bei Wirken einer Druckkraft und dann in Einzelaufnahmen bei einem langsamen Entspannen des Gewebes gezeigt werden. Alternativ kann eine Relaxation auch kontinuierlich dargestellt werden. Die Veränderung kann auch in einer sich gegebenenfalls wiederholenden Bewegung am Ort bestehen, um so beispielsweise einen zugrunde liegenden Pumpvorgang darzustellen.
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Die Geschwindigkeit der Veränderung der Bildschirmdarstellung kann in Abhängigkeit der vektoriellen und/oder tensoriellen Messdaten, insbesondere in Abhängigkeit des Betrags eines zugehörigen Messdatums, variiert werden. So können sich beispielsweise ein dargestelltes Icon oder ein Pfeil besonders schnell in eine bestimmte Richtung bewegen, beispielsweise um zu verdeutlichen, dass hier eine bevorzugte Diffusionsrichtung sehr stark ausgeprägt ist. Eine langsame Bewegung in diese Richtung hingegen kann dem Benutzer verdeutlichen, dass hier zwar die bevorzugte Diffusions- oder auch Flussrichtung liegt, diese aber gegenüber den anderen Richtungen nicht stark ausgezeichnet ist.
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Erfindungsgemäß können als vektorielle und/oder tensorielle Messdaten Gewebekenngrößen, insbesondere die Protonendichte, Relaxationszeiten, Flussgeschwindigkeiten, Flussrichtungen, der BOLD-Effekt, die chemische Verschiebung, der Magnetisierungstransfer, die Diffusion, die Perfusion, die Relaxivität und/oder die Elastizität verwendet werden. Diese Messgrößen können beispielsweise mit Magnetresonanzeinrichtungen ortsaufgelöst bestimmt werden. Dabei sind gegebenenfalls zusätzliche äußere Einflüsse durch Kontrastmittelgabe oder eingeprägte mechanische Schwingungen erforderlich, um beispielsweise die Relaxivität und Elastizität zu bestimmen. Selbstverständlich können, beispielsweise bei Verwendung anderer Messtechniken, weitere Kenngrößen verwendet werden, die beliebigen anatomischen Strukturen zugeordnet sein können. Entscheidend ist lediglich, dass die Kenngrößen sich mit einer anatomischen Bildaufnahme, die an einem Bildschirm dargestellt wird, verknüpfen beziehungsweise sich dieser zuordnen lassen. Erlaubt die Integration vorstehend beispielhaft genannter Gewebekenngrößen insbesondere eine Erfahrbarmachung im taktilen Bereich, um beispielsweise eine real nicht durchführbare Palpation eines im weitesten Sinne zu verstehenden Gewebes zu ersetzen, so kann die Verwendung weiterer Kenngrößen Zusatz- oder Hintergrundinformationen vermitteln. So können beispielsweise auch Messdaten physiologischer Vorgänge oder von während der Untersuchung gegebenen Umgebungsbedingungen einbezogen werden.
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Die anatomische Bildaufnahme kann erfindungsgemäß von einer Magnetresonanzeinrichtung oder einer Computertomographieeinrichtung oder einer Röntgeneinrichtung oder einer Ultraschalleinrichtung oder einer Kamera- oder einer Scannereinrichtung aufgenommen werden. Allgemein können alle bildgebenden Verfahren, die im medizinischen Bereich vorhanden sind, zur Erzeugung der anatomischen Bildaufnahme verwendet werden, sofern sich die Messdaten hinreichend genau zuordnen lassen. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn die anatomische Bildaufnahme mit der gleichen Einrichtung angefertigt wurde, mit der auch einige oder alle Messdaten aufgenommen wurden, um gegebenenfalls eine leichte Zuordenbarkeit zu erreichen. Es ist aber auch möglich, die Messdaten mit einer medizinischen Einrichtung zu messen, die nicht zur Bildgebung verwendet werden kann. In einem solchen Fall ist die anatomische Bildaufnahme zwangsläufig von einer andere Einrichtung, beispielsweise einer Kamera, zu erstellen. Die Bildaufnahme kann auch aus Aufnahmen beziehungsweise Daten verschiedener Einrichtungen erstellt werden.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, nicht nur skalare, sondern auch vektorielle beziehungsweise tensorielle Messdaten so an einem Bildschirm wiederzugeben, dass die vorliegenden Informationen vom Benutzer problemlos abgerufen und erkannt werden können. Durch die entsprechende Anpassung einer Bildschirmdarstellung, die einem Bedienwerkzeug des Benutzers zugeordnet ist, werden dem Benutzer die Messdaten erfahrbar gemacht, so dass er einen unmittelbaren haptischen Eindruck der zugehörigen anatomischen Struktur bekommt. Dadurch ist eine einfachere und bessere Bewertung und gegebenenfalls Befundung der vorliegenden Daten möglich, als dies beim Auswerten der zugrunde liegenden Zahlenwerte, die nicht intuitiv erfassbar sind, möglich wäre.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand der folgenden Ausführungsbeispiele sowie aus den Zeichnungen. Dabei zeigen:
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1 die Veränderung einer pfeilförmigen Bildschirmdarstellung bei Überstreichen von Bildpunkten bei einem erfindungsgemäßen Verfahren,
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2 eine Veränderung des Ortes und der Art einer Bildschirmdarstellung nach Anwahl von Bildpunkten bei einem erfindungsgemäßen Verfahren,
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3 die Verwendung eines veränderbaren mehrdimensionalen Objekts als Bildschirmdarstellung und
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4 die Verwendung eines veränderbaren Icons als Bildschirmdarstellung bei einem erfindungsgemäßen Verfahren.
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1 zeigt die Veränderung einer pfeilförmigen Bildschirmdarstellung 1 beim Überstreichen von Bildpunkten bei einem erfindungsgemäßen Verfahren. Einem Benutzer wird eine aufgenommene anatomische Bildaufnahme 2 an einem Bildschirm 3 dargestellt, der über eine hier nicht dargestellte Rechnereinrichtung mit einer Tastatur 4 sowie einer Computermaus 5 verbunden ist. Die anatomische Bildaufnahme 2 zeigt eine Ansicht eines menschlichen Gehirns 6, die der Benutzer unter Zuhilfenahme der beiden Bedienwerkzeuge Tastatur 4 sowie Computermaus 5 bildpunktweise überstreichen kann.
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Der Tastatur 4 sowie der Computermaus 5 ist eine pfeilförmige Bildschirmdarstellung 1 zugeordnet, die dynamisch, in Abhängigkeit vom jeweiligen Bildpunkt der anatomischen Bildaufnahme 2 verändert wird. Vorliegend ist die Veränderung der pfeilförmigen Bildschirmdarstellung 1 für sechs verschiedene Bildpunkte dargestellt, die der Benutzer vorher beim Überstreichen der Darstellung des menschlichen Gehirns 6 angewählt hat, hier durch einen Klick mit der Computermaus 5. Die einzelnen pfeilförmigen Bildschirmdarstellungen 1 unterscheiden sich sowohl in ihrer Richtung als auch in ihrer Länge, um in diesem Fall eine bevorzugte Diffusionsrichtung anzugeben, während gleichzeitig durch die Veränderung der Pfeillänge ein Maß für die Stärke der Diffusion gegeben wird.
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Benutzerseitig beziehungsweise mittels eines vorgegebenen Programmmittels ist anwählbar, ob die verschiedenen pfeilförmigen Bildschirmdarstellungen 1 nach Anwahl des entsprechenden Bildpunktes wie hier für eine längere oder aber für eine kürzere Zeit angezeigt werden. Gegebenenfalls kann eine pfeilförmige Bildschirmdarstellung 1 solange erhalten bleiben, bis der Benutzer ein Löschen aller Bildschirmdarstellungen 1 verfügt. Der Benutzer kann ebenso verfügen, dass jeweils nach einer bestimmten Anzahl erstellter pfeilförmiger Bildschirmdarstellungen 1 die zuerst dargestellten gelöscht werden und dergleichen.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das tensorielle Messdatum, das durch die Diffusion gegeben ist, ohne Informationsverlust in die Darstellung der anatomischen Bildaufnahme 2 integriert, sodass der Benutzer bei Anwahl eines zugehörigen Bildpunktes in der Darstellung des menschlichen Gehirns 6 eine mit einem Blick erfassbare Angabe des entsprechenden Messdatums erhält.
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2 zeigt eine Veränderung des Ortes und der Art einer Bildschirmdarstellung 7a, 7b nach Anwahl von Bildpunkten bei einem erfindungsgemäßen Verfahren. Weiterhin ist eine anatomische Darstellung 8 gezeigt, die den Torso eines Menschen mit den verschiedenen Organen 9a–9e zeigt.
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Vorliegend wählt ein hier nicht dargestellter Benutzer im Schritt S1 mit Hilfe der kreisförmigen Bildschirmdarstellung 7a, die seinem hier nicht dargestellten Bedienwerkzeug zugeordnet ist, einen Bildpunktbereich in der Lunge 9a aus. Nach der benutzerseitig vorgenommenen Anwahl der der Bildschirmdarstellung 7a zugehörigen Bildpunkte der anatomischen Darstellung 8 verändert sich der Darstellungsort der Bildschirmdarstellung kontinuierlich, wobei sich gleichzeitig die Art der Bildschirmdarstellung, also die angezeigte Form, ändert.
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Eine Momentaufnahme dieser Veränderung ist im Schritt S2 dargestellt. Hier ist die Bildschirmdarstellung 7b ein nach oben weisender Pfeil, also kein Kreis mehr, der zudem gegenüber dem Anwahlort, der durch die Bildschirmdarstellung 7a im Schritt S1 angezeigt wurde, nach oben verschoben ist. Hierdurch wird dem Benutzer die Reaktion des Gewebes der Lunge 9a erfahrbar gemacht, das dieses bei einer manuellen Palpation, entsprechend einer Druckausübung auf das Gewebe, zeigen würde. Die Länge des Pfeils und das Ausmaß der Veränderung des Darstellungsortes der Bildschirmdarstellung 7b gegenüber der ursprünglichen Bildschirmdarstellung 7a stellen ein Maß für das Ausweichen des Gewebes beziehungsweise eine ausgeübte Druckkraft dar. So werden dem Benutzer Messergebnisse haptisch erfahrbar gemacht, beispielsweise um eine Lungenfibrose zu beurteilen. Weitere Messdaten, beispielsweise für die Elastizität anderer Organe oder weitere Gewebekenngrößen können ebenfalls dargestellt werden, wenn der Benutzer die anderen Organe überstreicht beziehungsweise dort Bildpunkte anwählt oder in der Lunge 9a eine andere Auswahlart wie z. B. ein Anklicken einer anderen Maustaste wählt.
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3 zeigt die Verwendung eines veränderbaren mehrdimensionalen Objekts 10 als Bildschirmdarstellung. Das mehrdimensionale Objekt 10 ist ein aus Darstellungsgründen vereinfacht dargestelltes Ellipsoid, das den verschiedenen Bildpunkten einer anatomischen Bildaufnahme 11 des menschlichen Gehirns zugeordnet ist. Der Benutzer überstreicht mit der Bildschirmdarstellung des mehrdimensionalen Objekts 10 in den Schritten S'1 bis S'4 unterschiedliche Bildpunkte der anatomischen Bildaufnahme 11, wobei das mehrdimensionale Objekt 10 die unterschiedlichen Ellipsoidformen 10a–10d annimmt. Dabei wird die Ellipsoidform von 10a nach 10b, also bei Bewegung in der anatomischen Bildaufnahme 11 von links nach rechts zunächst flacher, bis die Ellipsoidform 10c, die dem Schritt S'3 zugeordnet ist, nur noch eine flache Scheibe ist. Bei einer weiteren Bewegung nach unten, wie sie im Schritt S'4 gezeigt ist, nimmt die Ellipsoidform 10d dagegen beinahe Kugelform an.
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Die Ellipsoidformen 10a–10d zeigen die Stärke der Diffusion in den unterschiedlichen Raumrichtungen, wobei jeweils der Abstand zum Mittelpunkt der Ellipsoidform 10a–10d ein Maß für die Diffusionsstärke in der jeweils zugeordneten Richtung ist. Gleichzeitig ändert sich beim Überstreichen der anatomischen Bildaufnahme 11 die Geschwindigkeit der Bewegung der Bildschirmdarstellung, wodurch dem Benutzer Oberflächenstrukturen erfahrbar gemacht werden, über die ebenfalls Messdaten vorliegen. Eine Geschwindigkeitszunahme bei einer benutzerseitig unveränderten Geschwindigkeit der Bewegung des Bedienwerkzeugs vermittelt dabei den Eindruck, sich in eine Senke beziehungsweise Vertiefung einer Struktur zu bewegen, während eine Verlangsamung die Erfahrung eines Anstiegs vermittelt.
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4 zeigt die Verwendung eines veränderbaren Icons 12 als Bildschirmdarstellung bei einem erfindungsgemäßen Verfahren. Das Icon 12 zeigt ein Flusssymbol 13, das zur Darstellung des Blutflusses in einem Gefäßbaumsystem 14 dient. Der Benutzer wählt in der anatomischen Darstellung 15 des Gefäßbaumsystems 14 verschiedene Bildpunkte aus, indem er diese mit einem Bedienwerkzeug markiert. Bei Wahl der Markierungsart, die den Messdaten für den Blutfluss zugeordnet ist, erscheint ein Icon 12 mit Flusssymbolen 13.
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Bei anderen Auswahlarten, die anderen Messdaten wie der Relaxation oder dergleichen zugeordnet sind, werden dem Benutzer andere Icons dargestellt, so dass er sofort erkennt, dass hier qualitativ andere Daten dargestellt werden.
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In Abhängigkeit des jeweils ausgewählten Punktes der anatomischen Bildaufnahme 15 des Gefäßbaumsystems 14 weisen die Icons 12 unterschiedliche Größen auf, die die Stärke des Blutflusses wiedergeben. So kann der Benutzer sofort erkennen, wenn in einem Gefäß ein unverhältnismäßig geringer Fluss herrscht, der auf Störungen des Blutflusses beispielsweise durch Ablagerungen oder Thromben hinweist.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können somit Messdaten, die vektorieller oder tensorieller Art sind, in anatomische Bildaufnahmen integriert werden, wobei eine ”Überfrachtung” des Bildes mit Informationen einerseits und auch ein Informationsverlust durch Lücken der Darstellung andererseits vermieden werden. Der Arzt oder medizinisch-technische Assistent, der mit der Auswertung der Messdaten betraut ist, kann auf eine intuitive, ”erfahrbare” Darstellung der gegebenen Daten zurückgreifen.
