DE102005026220A1

DE102005026220A1 - Verfahren zur Aufnahme, Analyse und Darstellung eines medizinischen Bilddatensatzes

Info

Publication number: DE102005026220A1
Application number: DE102005026220A
Authority: DE
Inventors: Sultan Haider; Axel Dr. Schreiber
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2005-06-07
Filing date: 2005-06-07
Publication date: 2006-12-21
Also published as: US20060285734A1; US7602953B2; JP2006341092A; CN1875881A

Abstract

Verfahren zur Aufnahme, Analyse und Darstellung wenigstens eines im Rahmen einer Untersuchung zu erstellenden medizinischen Bilddatensatzes, umfassend die folgenden Schritte: DOLLAR A - Aufnahme eines Bilddatensatzes eines Untersuchungsbereichs eines Untersuchungsobjekts mittels einer bildgebenden medizinischen Untersuchungseinrichtung, DOLLAR A - Abruf wenigstens einer in einer Datenverarbeitungseinrichtung abgelegten, auf eine bei einer bildlichen Darstellung des aufgenommenen Bilddatensatzes einzuhaltende Orientierung bezogenen Darstellungsvorgabe, DOLLAR A - Überprüfung des Bilddatensatzes bezüglich der Darstellungsvorgabe durch die Datenverarbeitungseinrichtung und Anpassung und Darstellung wenigstens eines Teils des Bilddatensatzes entsprechend der Darstellungsvorgabe in Abhängigkeit des Überprüfungsergebnisses.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufnahme, Analyse und Darstellung wenigstens eines im Rahmen einer Untersuchung zu erstellenden medizinischen Bilddatensatzes.

In der medizinischen Bildgebung werden im Allgemeinen die Bildorientierung und -position durch die Art und Weise der Bildaufnahme bestimmt, also durch geometrische Messparameter bzw. die Patientenposition, oder auch durch Parameter, die für die Bildrekonstruktion herangezogen werden. Im Rahmen der Bildrekonstruktion werden abschließend die Ausschnitte bestimmt, die in einer Datenbank, beispielsweise einem zentralen Bildarchiv, abgelegt werden.

Werden die Bilder anschließend betrachtet, so erfolgt dies in der Regel so, wie sie in der Datenbank abgespeichert sind. Dies bedeutet, dass nach dem Einladen einer Bildserie in ein Bildanzeigemittel wie einen Rechner oder Monitor zunächst das erste bzw. in machen Fällen auch zunächst das mittlere Bild dargestellt werden. Das kann dazu führen, dass beispielsweise bei der bildgebenden Darstellung einer sagittalen Aufnahmeserie der Wirbelsäule der erste Schnitt die Foramina der Wirbelsäule links zeigt, während in einer zweiten Serie, beispielsweise im Rahmen einer nachfolgenden Untersuchung, das erste Bild die rechtsseitigen Foramina zeigt. Auch in dem Fall, dass es in einer Untersuchungseinrichtung einen standardisierten Arbeitsablauf zur Befundung von Bildaufnahmen bestimmter Untersuchungsbereiche gibt, ist es erforderlich, dass der Befunder zunächst die Bildaufnahmeserie durchsucht, um den Standard-Startpunkt aufzufinden. Bei der Durchführung von Nachfolgeuntersuchungen bzw. im Allgemeinen bei einer vergleichenden Auswertung verschärft sich das Problem weiterhin dadurch, dass beim Einladen zweier Bildserien aus einem Bildarchiv, die beide ein Organ zeigen, in der Regel eine unterschiedliche Ansicht dieses Organs dargestellt wird, so dass beispielsweise bei einer Wirbelsäulenaufnahme die linksseitigen Foramina und in einer anderen Serie die rechtsseitigen Foramina gezeigt werden. Dies führt dazu, dass die Auswertung vergleichender Studien und von Nachfolgeuntersuchungen nicht nur sehr schwierig und unbequem durchzuführen ist, sondern dass weiterhin die Effizienz leidet, so dass unter Umständen die Qualität einer diagnostischen Auswertung sinkt.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Aufnahme, Analyse und Darstellung anzugeben, das diesbezüglich verbessert ist und insbesondere eine zuverlässige Auswertung von Vergleichsstudien ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren der eingangs genannten Art vorgesehen, das die folgenden Schritte umfasst:

– Aufnahme eines Bilddatensatzes eines Untersuchungsbereichs eines Untersuchungsobjekts mittels einer bildgebenden medizinischen Untersuchungseinrichtung,
– Abruf wenigstens einer in einer Datenverarbeitungseinrichtung abgelegten, auf eine bei einer bildlichen Darstellung des aufgenommenen Bilddatensatzes einzuhaltende Orientierung bezogenen Darstellungsvorgabe,
– Überprüfung des Bilddatensatzes bezüglich der Darstellungsvorgabe durch die Datenverarbeitungseinrichtung und
– Anpassung und Darstellung wenigstens eines Teils des Bilddatensatzes entsprechend der Darstellungsvorgabe in Abhängigkeit des Überprüfungsergebnisses.

Erfindungsgemäß wird also zunächst ein Bilddatensatz mit einer bildgebenden medizinischen Untersuchungseinrichtung wie beispielsweise einer Magnetresonanzeinrichtung, einer Computertomografieeinrichtung oder einer Röntgen- bzw. Ultraschalleinrichtung aufgenommen. Des Weiteren wird auf eine in einer Datenverarbeitungsvorrichtung abgelegte Darstellungs vorgabe zugegriffen, wobei dies dann geschehen kann, wenn die Bilddarstellung gewünscht ist, aber insbesondere auch bereits während der Bildaufnahme, oder schon im Vorfeld einer Bildaufnahme. Die Darstellungsvorgabe kann in einer Datenverarbeitungsvorrichtung abgelegt sein, die direkt mit einer Untersuchungseinrichtung verbunden ist, beispielsweise zur Steuerung derselben. Die Datenverarbeitungsvorrichtung kann des Weiteren ein Rechnersystem beispielsweise aus einem oder mehreren Servern und Clients sein, die über ein Netzwerk verbunden sind, wobei auf einem zentralen oder auch einer speziellen Untersuchungseinrichtung zugeordneten Server zum Einsatz in der Bildverarbeitung neben anderen Daten die Darstellungsvorgaben abgelegt sind.

Die Darstellungsvorgabe, die seitens der Datenverarbeitungseinrichtung abgerufen wird, ist auf eine einzuhaltende Orientierung bezogen in dem Sinne, dass beispielsweise die Positionierung einer bestimmten anatomischen Struktur im Bild oder auch in einer Reihenfolge von mehreren Bildern oder Teilbildfolgen vorgegeben wird. Eine Darstellungsvorgabe kann also ein auf die Bildorientierung bezogenes Standardschema sein.

Der aufgenommene Bilddatensatz kann ein Bilddatensatz sein, der eines oder auch eine Reihe von Bildern oder gar Bildfolgen umfasst. Dieser Bilddatensatz wird hinsichtlich der Darstellungsvorgabe durch die Datenverarbeitungseinrichtung überprüft. Dabei wird festgestellt, ob der Bilddatensatz die einzuhaltende Orientierung der Darstellungsvorgabe bereits aufweist bzw. welche Abweichungen von der Darstellungsvorgabe vorliegen, beispielsweise im Hinblick auf den in einzelnen Bildern gezeigten Bereich bzw. eine Verschiebung oder Rotation bzgl. der gewünschten Orientierung. Bei der Überprüfung ist es weiterhin möglich, dass einige Daten, die beispielsweise einzelnen Bildern des Datensatzes entsprechen, direkt für eine Darstellung ausgeschlossen werden, beispielsweise die ersten Bilder einer Aufnahmeserie oder die letzten Bilder einer Serie, ohne dass der konkrete Inhalt der einzelnen Bilder für die Überprüfung berücksichtigt wird.

Nach dem Überprüfungsschritt erfolgt schließlich die Anpassung und Darstellung wenigstens eines Teils des Bilddatensatzes entsprechend der Darstellungsvorgabe auf einem Bildanzeigemittel wie einem Monitor oder einem Display in Abhängigkeit des Überprüfungsergebnisses. Die Anpassung kann so durchgeführt werden, dass die ursprünglichen Bilddaten durch der Darstellungsvorgabe entsprechende ersetzt werden. Somit wird beim erfindungsgemäßen Verfahren eine standardisierte Darstellung ermöglicht.

Zweckmäßigerweise werden jedoch die ursprünglich aufgenommenen Daten erhalten, beispielsweise für eine weitere Bearbeitung zum Vergleich mit einer anderen Aufnahmeserie, bei der unter Umständen eine anderen Darstellungsvorgabe zu berücksichtigen wäre. Des Weiteren ist es sinnvoll, die ursprünglichen Bilddaten zu archivieren, um ggf. die einzelnen Schritte der Auswertung und Diagnostik nachvollziehen zu können und Fehler auch im Nachhinein erkennen zu können. Dargestellt werden ein Teil oder auch der gesamte Bilddatensatz, je nach Inhalt der Darstellungsvorgabe, die beispielsweise auch darin bestehen kann, dass aus einer Bilderserie, die den gesamten Körperstamm eines Patienten abdeckt, für die sagittale Darstellung der Wirbelsäule nur einige Zentimeter rechts und links der Körpermitte sagittal dargestellt werden sollen.

So ist es im Unterschied zu bisherigen Ansätzen zur Bilddarstellung möglich, eine standardisierte Befundung und eine standardisierte Auswertung von Bilddaten, insbesondere bei Vergleichsstudien, zu ermöglichen. Es ist nicht mehr erforderlich, anatomisch zusammengehörige Startbilder herauszusuchen bzw. zu definieren, so dies überhaupt bei den unterschiedlichen Orientierungen der Bildaufnahmen möglich ist, bzw. es werden komplizierte Algorithmen vermieden, um derart entsprechende Startbilder aufzufinden. Dadurch kann die Lade zeit für das Ansehen über ein Bildanzeigemittel reduziert bzw. die Zeit zum manuellen Heraussuchen von Startbildern eingespart werden. Die Diagnostik kann ohne Qualitätseinbußen effizient durchgeführt werden.

Erfindungsgemäß kann als Darstellungsvorgabe eine für den Untersuchungsbereich spezifische Darstellungsvorgabe, insbesondere eine für ein aufgenommenes Organ spezifische Darstellungsvorgabe verwendet werden. So macht es Sinn, ein standardisiertes Orientierungsschema für die im Rahmen von Bildaufnahmen mit medizinischen Untersuchungseinrichtungen im Allgemeinen bzw. mit speziellen Untersuchungseinrichtungen wichtigsten Organe zum Abruf vorzuhalten. Zu nennen wären hier beispielsweise das Gehirn, die Wirbelsäule mit ihren einzelnen Abschnitten, das Herz, das Knie und weitere Knochenstrukturen sowie Organe wie die Lunge oder auch das Gefäßsystem. Diese Liste ist nicht abschließend zu verstehen, sondern hängt entscheidend davon ab, welche Untersuchungen in einer bestimmten medizinischen Einrichtung wie einer Klinik vorwiegend bzw. überhaupt durchgeführt werden.

Als Darstellungsvorgabe können mehrere Darstellungsparameter, insbesondere ein grundlegender Darstellungsparameter und weitere ergänzende Darstellungsparameter, vorgegeben werden. So kann beispielsweise eine einfache Darstellungsvorgabe für die Lendenwirbelsäule festlegen, dass sagittale Bildaufnahmen grundsätzlich parallel zur Längsachse eines Wirbels bzw. der Wirbelsäule dargestellt werden. Ein anderer grundlegender Darstellungsparameter kann vorsehen, dass die Wirbelsäule grundsätzlich in der Bildmitte dargestellt wird.

Ergänzende Darstellungsparameter können angeben, dass die Längsachse der Wirbelsäule im Bild von oben nach unten dargestellt werden soll, also parallel zur Bildbegrenzung, wobei das zuerst darzustellende Bild das sagittale Bild sein soll, das durch das Rechts-Links-Zentrum der Wirbelsäule verläuft. Des Weiteren können Darstellungsparameter vorgegeben werden, die angeben, wo ein bestimmter Wirbel bzw. bei anderen Organen eine bestimmte anatomische Struktur im Bild erscheinen soll bzw. wie eine an den Körperachsen orientierte Ausrichtung im Hinblick auf den Untersuchungsbereich zu interpretieren ist.

Erfindungsgemäß können in der Datenverarbeitungseinrichtung mehrere Darstellungsvorgaben, insbesondere mehrere für einen Untersuchungsbereich spezifische Darstellungsvorgaben, abgelegt werden. So können in der Datenverarbeitungseinrichtung Darstellungsvorgaben für eine Vielzahl von Untersuchungsbereichen bzw. für eine Vielzahl üblicher Bildaufnahmeserien abgelegt werden und gegebenenfalls mehrere davon abgerufen werden. Dabei können für einen dieser Untersuchungsbereiche in Abhängigkeit der Zielsetzung einer Bildaufnahme bzw. der Aufnahmetechnik mehrere Darstellungsvorgaben abrufbereit sein. Dadurch kann beispielsweise dem Aspekt Rechnung getragen werden, dass bei Verwendung unterschiedlicher Untersuchungseinrichtungen je nach Aufnahmetechnik unterschiedliche Bilddatensätze gewonnen werden, die für eine Auswertung ggf. unterschiedliche Darstellungen erfordern. Die Darstellungsvorgaben können aber auch nutzerspezifisch sein, um damit unterschiedlichen Wünschen hinsichtlich einer Bilddarstellung gerecht zu werden, die beispielsweise von einzelnen Abteilungen der medizinischen Einrichtung oder auch von einzelnen Ärzten präferiert werden. Je nach Zielsetzung der Untersuchung bzw. je nach grundlegender Erkrankung ist es beispielsweise für Bilder der Wirbelsäule sinnvoll, als Standardorientierungen sagittale Bilder und auch axiale Bilder vorzusehen, die parallel zur Ebene durch die Bandscheiben verlaufen, wie des Weiteren koronale Bilder. Als Darstellungsvorgaben für Aufnahmen des Herzens können beispielsweise Ansichten der kurzen Achse, Zweikammeransichten sowie Vierkammeransichten vorgegeben werden.

Gemäß der Darstellungsvorgabe kann eine Darstellung eines anatomisch interessierenden Bereichs mittig bezüglich eines seitens eines Bildanzeigemittels vorgesehenen Darstellungsbereichs vorgenommen werden. Diese mittige Darstellung kann, sofern keine andere Darstellung explizit definiert wird, als Default-Vorgabe betrachtet werden, die zunächst einen Zugang zur Darstellung des anatomisch interessierenden Bereichs wie beispielsweise eines bestimmten Organs liefert, beispielsweise im Hinblick auf nachfolgend darzustellende weitere Bildaufnahmen oder eine Bearbeitung durch einen medizinischtechnischen Assistenten bzw. Arzt.

Mittels der Datenverarbeitungseinrichtung kann eine die Beziehung zwischen den Koordinaten des aufgenommenen Bilddatensatzes und den Koordinaten eines entsprechend der Darstellungsvorgabe angepassten Bilddatensatzes angebende Darstellungsanweisung bestimmt werden. Diese Darstellungsanweisung, die durch den oder einen bzw. ein Netzwerk von Rechnern der Datenverarbeitungseinrichtung berechnet wird, beschreibt die Koordinatentransformation, die durchzuführen ist, um von den ursprünglichen Koordinaten des Bilddatensatzes zum der Darstellung zugrunde liegenden Koordinatensatz zu gelangen. Wird diese Transformation durchgeführt, so führt sie vom ursprünglichen Bilddatensatz zum Standardschema der Orientierung, wie es in der Darstellungsvorgabe für die Darstellung des aufgenommenen Untersuchungsbereichs vorgesehen ist. So können beispielsweise maximal drei Translations- und drei Rotationstransformationen vorgegeben werden, beispielsweise durch Angabe der Koordinaten des Darstellungszentrums des Untersuchungsbereichs bzw. Organs und dreier Winkel bzw. einer 4 × 4-Transformationsmatrix. Wahlweise können als Darstellungsanweisung für eine durchzuführende Transformation auch weniger Parameter bestimmt bzw. abgespeichert werden, beispielsweise nur ein oder zwei Parameter, wobei ein Parameter lediglich angeben könnte, welcher Schnitt zuerst gezeigt werden soll. Demgemäß ist die Darstellungsanweisung universell als beliebige Angabe zu verstehen, die die Beziehung zwischen dem aufgenommenen Bilddatensatz und dem angepassten Bilddatensatz beschreibt.

Erfindungsgemäß können die Darstellungsvorgabe und/oder die Darstellungsanweisung unter Verwendung untersuchungsbereichsspezifischer und/oder organspezifischer und/oder untersuchungsreinrichtungsspezifischer und/oder allgemeiner Bildverarbeitungstechniken und/oder vorgegebener Regeln wenigstens teilweise automatisch durch die Datenverarbeitungseinrichtung bestimmt werden. So können beispielsweise atlasbasierte Verfahren herangezogen werden, die auf statistischen Angaben zu anatomischen bzw. funktionellen Zusammenhängen im menschlichen Körper beruhen und insofern für bestimmte Untersuchungsbereiche spezifisch sind. Für die Magnetresonanztomografie bietet sich zur Bestimmung beispielsweise einer Darstellungsanweisung ein Extrahieren der Organumrisse mit Hilfe einer an der maximalen Signalintensität orientierten Projektion an. In der Computertomografie können Werte für Intensitätsstandards herangezogen werden, bei der Positronen-Emissions-Tomografie bestimmte Strahlungswerte. Des Weiteren können neue Darstellungsvorgaben erstellt bzw. Darstellungsanweisungen für die Transformation zwischen den originären Bilddaten und der Darstellungssicht der angepassten Bilddaten mit Hilfe allgemeiner Bildverarbeitungstechniken zum Auffinden spezieller Strukturen bestimmt werden. Zu nennen sind hier beispielsweise adaptive Filter und bestimmte Modelle für die Erfassung oder Masken. Damit ist es möglich, sowohl die Darstellungsvorgaben selbst als auch die Transformationen bei Vorliegen eines bestimmten Bilddatensatzes zumindest teilweise ohne Eingreifen eines medizinisch-technischen Assistenten bzw. eines Arztes zu berechnen oder anzugeben.

Der Bilddatensatz kann zumindest teilweise bereits während der Bildaufnahme und/oder in einem Nachbearbeitungsschritt nach Abschluss der Bildaufnahme entsprechend der Darstellungsvorgabe angepasst und/oder dargestellt werden. So kann beispielsweise bei der Erstellung von Magnetresonanzaufnahmen bereits während der laufenden Bildaufnahme unter Verwendung der Schnittpositionierungen, die sowohl manuell als auch au tomatisch vorgegeben werden können, eine Standardorientierung der entsprechenden Bilder, so die zugehörigen Bilddaten bereits vorliegen, erreicht werden. Alternativ ist es möglich, zunächst die komplette Bilddatensatzaufnahme abzuwarten und erst dann die Anpassung bzw. Darstellung vorzunehmen oder für einen Teil der Bilddaten die Anpassung bzw. Darstellung später erfolgen zu lassen, wenn diese beispielsweise nicht herangezogen werden müssen, um über eine direkt geplante Anschlussuntersuchung bzw. den weiteren Untersuchungsverlauf zu entscheiden.

Die Darstellungsvorgabe kann in einer Datenbank, insbesondere in einer erweiterbaren Datenbank, abgelegt werden. Die Verwendung einer Datenbank ermöglicht ein einfaches Suchen bzw. eine Strukturierung für den Fall, dass mehrere Darstellungsvorgaben zum Abruf vorgehalten werden sollen. Dabei kann über die Datenbankfunktionalitäten wie Felder und Listen eine Erweiterbarkeit sicher gestellt werden, so dass Darstellungsvorgaben für bisher nicht erfasste Untersuchungsbereiche oder Organe oder auch neue Darstellungsvorgaben für Organe, zu denen bereits eine Darstellungsvorgabe in der Datenbank abgelegt ist, hinzugefügt werden können.

Zweckmäßigerweise können die Darstellungsvorgabe und/oder die Darstellungsanweisung manuell durch einen Nutzer wenigstens teilweise vorgegeben und/oder verändert werden. So ist es möglich, dass ein Nutzer oder auch eine Nutzergruppe ihre eigenen Darstellungsvorgaben definieren, beispielsweise entsprechend den für die Bilddiagnose gewählten Ansichtsstandards, die in einer bestimmten Klinik oder anderen medizinischen Einrichtung vorherrschen oder allgemein eingehalten werden sollen. Diese Vorgaben können beispielsweise von Klinikabteilung zu Klinikabteilung variieren oder auch individuell durch einen bestimmten Arzt vorgegeben werden. Die Darstellungsanweisung für die Transformation kann ebenfalls manuell bestimmt oder vorgegeben werden oder auch zweckmäßigerweise nach einer ersten automatischen Bearbeitung durch die Datenverarbeitungseinrichtung ggf. durch den Nutzer verändert werden. So können Korrekturen der automatischen Bestimmung oder auch Anpassungen, die im Einzelfall für die Diagnose bzw. Auswertung geeigneter erscheinen, vorgenommen werden.

Manuelle Vorgaben und/oder Veränderungen können seitens der Datenverarbeitungseinrichtung ausgewertet und/oder zur Verbesserung von Darstellungsvorgaben verwendet werden. So ist es möglich, benutzerseitige Vorlieben anhand der vorgenommenen Änderungen bzw. Vorgaben zu extrahieren, um dementsprechend die automatisch bestimmten Darstellungsvorgaben zu verbessern oder die manuellen Vorgaben weiter zu optimieren. Dadurch entsteht ein intelligentes System, das sich im Laufe der Zeit seiner Verwendung in einer bestimmten medizinischen Einrichtung schrittweise unter Berücksichtigung der Nutzerwünsche optimiert.

Die verwendete Darstellungsvorgabe und/oder die Darstellungsanweisung können mit dem Bilddatensatz abgelegt werden, insbesondere im Rahmen eines Standardheaders. Ein solcher Bildaufnahmen zugeordneter Standardheader gibt derzeit beispielsweise an, welches Organ bzw. welcher Untersuchungsbereich in einer Bildaufnahme dargestellt ist, um so die Archivierung von Bildaufnahmen im medizinischen Bereich zu erleichtern. Wird die Darstellungsvorgabe, beispielsweise für eine sagittale Wirbelsäulen-Darstellung, neben der Darstellungsanweisung, die beispielsweise die Rotationswinkel und die Translationen angibt, ebenfalls im Header abgelegt, so wird dadurch ein bereits bestehendes Archivierungssystem mit neuen Funktionalitäten im Rahmen der Erfindung genutzt. Die einmal gewählten Darstellungsvorgaben bzw. Darstellungsanweisungen sind jederzeit neuerlich zugänglich, so dass der ursprüngliche Bilddatensatz ohne erneute Zuordnung einer Darstellungsvorgabe bzw. einer Darstellungsanweisung direkt dargestellt werden kann.

Für einen Bilddatensatz können mehrere Darstellungsvorgaben und/oder Darstellungsanweisungen verwendet und/oder abgelegt werden. Beispielsweise können bei isotropen dreidimensionalen Datensätzen mehrere Paare von Darstellungsvorgaben und Darstellungsanweisungen zum Beispiel in einem Standardheader abgespeichert werden. Ebenso kann auf mehrere Darstellungsvorgaben zugegriffen werden, von denen ggf. eine als die hauptsächliche Darstellungsvorgabe bzw. Default-Darstellungsvorgabe definiert ist. Diese wird dann, so keine weiteren Angaben vorliegen, standardmäßig für die Bilddarstellung verwendet.

Des Weiteren ist es auch möglich, direkt mehrere Darstellungsvorgaben in die Überprüfung des Bilddatensatzes und eine spätere Anpassung und Darstellung einzubeziehen, so dass beispielsweise einem medizinisch-technischen Assistenten gleichzeitig an einem Monitor mehrere Bildreihen, entsprechend mehreren Darstellungsvorgaben für eine Bilderserie, angezeigt werden. Dreidimensionale Datensätze können automatisch in allen Orientierungen, die für den entsprechenden Untersuchungsbereich relevant sind, dargestellt werden, ohne dass eine manuelle Anpassung durch eine Winkelvorgabe oder einen Zoom und dergleichen erforderlich wäre. Durch die Verwendung des Standardheaders zu Angabe der Darstellungsvorgabe bzw. -anweisung sind diese Informationen außerdem für unterschiedliche Rechner- oder Softwaresysteme zugänglich.

Bei mehrere Organe und/oder anatomische Bereiche umfassenden Bilddatensätzen können Darstellungsvorgaben und/oder Darstellungsanweisungen für mehrere Organe und/oder Bereiche verwendet und/oder mit dem Bilddatensatz abgelegt werden. Damit ist sicher gestellt, dass eine bereichsweise optimale Darstellung erfolgen kann, um die Diagnose bei einer nachfolgenden Bildbetrachtung zu erleichtern. Jedes einzelne Organ bzw. jeder Untersuchungsbereich wird in einer passenden Standardorientierung dargestellt, so dass der beurteilende Arzt die "normale" Erscheinungsform des Bildes wieder erkennt, wodurch ei ne effiziente Auswertung ermöglicht wird. So ist auch in dem Fall, dass im Rahmen einer Bilddatenaufnahme gleich mehrere anatomische Bereiche aufgenommen werden, eine schnelle Vergleichbarkeit mit Nachfolgestudien oder zwischen Aufnahmen unterschiedlicher Patienten gewährleistet. Hierbei ist es wiederum sinnvoll, jeweils Paare von Darstellungsvorgaben bzw. Darstellungsanweisungen in einem Standardheader zu speichern.

In Abhängigkeit der Darstellungsvorgabe kann ein Darstellungskoordinatensystem definiert werden, insbesondere mit einem durch wenigstens eine anatomische Struktur bestimmten Ursprung und/oder Achsenverlauf. Beispielsweise kann bei einem Bilddatensatz des Knies das Schienbeinplateau als Ursprung eines Darstellungskoordinatensystems definiert werden, wobei eine axiale Ebene durch die Minisken festgelegt wird, und eine sagittale Ebene senkrecht zur hinteren Begrenzung des Kondylus verläuft sowie parallel zur Kopf-Fuß-Richtung des Schienbeins und des Oberschenkelknochens. Die koronale Ebene liegt in diesem Falle parallel zur hinteren Begrenzung des Kondylus und verläuft entlang der Kopf-Fuß-Richtung des Schienbeins und des Oberschenkelknochens. Die Schnittlinien der Ebenen spannen als Vektoren das zugehörige Koordinatensystem auf.

Die Darstellungsvorgabe kann, insbesondere zur Festlegung eines allgemeinen Ganzkörperkoordinatensystems, in ein auf den gesamten Körper des Untersuchungsobjekts bezogenes Orientierungsschema integriert werden. So kann ein auf den ganzen Körper bezogenes Koordinatensystem festgelegt werden, das an einem bestimmten Orientierungsschema des menschlichen Körpers ausgerichtet ist und so für einen Arzt bzw. medizinischtechnischen Assistenten, der mit der Bildbearbeitung und – auswertung befasst ist, leicht erfasst bzw. erlernt werden kann.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Betrachtung von Bildaufnahmen im medizinischen Bereich standardisiert, um so eine Vergleichbarkeit unterschiedlicher Studien und auch von Aufnahmen unterschiedlicher Patienten ohne Probleme zu ermöglichen. Werden Darstellungsvorgaben und -anweisungen mit den Bilddatensätzen abgespeichert, so können diese ohne weitere Verzögerung in einer oder mehreren standardisierten Orientierungen dargestellt werden. Beispielsweise kann eine Default-Darstellung angezeigt werden, oder es werden mehrere Standardorientierungen entsprechende Darstellungsvorgaben zur Bilddarstellung verwendet. Des Weiteren kann ein geeignetes Orientierungsschema anhand von Nutzervorgaben, die beispielsweise in einem entsprechenden Protokoll abgelegt sind, definiert werden. Der Nutzer kann über eine entsprechende Bildansichtssoftware zwischen den Darstellungen eines Bilddatensatzes gemäß unterschiedlicher Darstellungsvorgaben je nach Bedarf wechseln, um eine optimale Auswertung vorzunehmen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den folgenden Ausführungsbeispielen sowie anhand der Abbildungen. Dabei zeigen:
1 eine Ablaufskizze eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
2A–2E Skizzen zu Darstellungsvorgaben und Darstellungsanweisungen bei einem Bilddatensatz einer Wirbelsäule im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens, und
3A, 3B Skizzen zur Definition eines Darstellungskoordinatensystems für den Kniebereich.
Die 1 zeigt eine Ablaufskizze eines erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem zunächst im Schritt S1 ein Bilddatensatz eines Untersuchungsbereichs eines Untersuchungsobjekts mit einer bildgebenden medizinischen Untersuchungseinrichtung, in diesem Falle einem Magnetresonanztomographen, aufgenommen wird. Des Weiteren wird durch einen medizinisch-technischen Assistenten, der die Bildaufnahme leitet, eine Darstellungsvorgabe, die für die anschließend erfolgende bildliche Darstellung des aufgenommenen Bilddatensatzes verwendet werden soll, von einer Datenverarbeitungseinrichtung abgerufen. Dies erfolgt im Schritt S2 bereits während der Aufnahme des Bilddatensatzes. Die Darstellungsvorgabe, die in einer Datenbank mit weiteren Darstellungsvorgaben für verschiedene Organe bzw. Untersuchungsbereiche abgelegt ist, gibt eine einzuhaltende Orientierung an, wozu neben einem grundlegenden Parameter, der festlegt, dass der interessierende Bereich in der Bildmitte darzustellen ist, weitere für die Darstellung der Bildaufnahmen wichtige Parameter, vorgegeben werden.
Im Schritt S3 wird schließlich der Bilddatensatz, soweit dieser bereits vorliegt, bezüglich der Darstellungsvorgabe, die in der Datenverarbeitungseinrichtung abgespeichert ist, überprüft, wozu die Datenverarbeitungseinrichtung anhand des Bildinhalts, der gewählten Aufnahmeserie sowie des aufzunehmenden Organs unter Zugriff auf Bildverarbeitungstechniken wie eine Kantenerkennung und dergleichen eine Darstellungsanweisung bestimmt. Diese Darstellungsanweisung gibt die vorzunehmenden Koordinatentransformationen an, um von den aufgenommenen Bilddaten zu einer gewünschten Darstellung zu gelangen. Hierzu werden Werte für die vorzunehmenden Translationen und Rotationen bestimmt.
Schließlich wird wenigstens ein Teil des Bilddatensatzes im Schritt S4 in Abhängigkeit des Überprüfungsergebnisses, also der berechneten Darstellungsanweisung, angepasst und entsprechend der Darstellungsvorgabe dargestellt. Die Darstellung erfolgt dabei auf einem Display, so dass ggf. bereits während der Untersuchung die ersten Bilddaten bewertet werden können. Weitere Anpassungen von Fehlern der Darstellungsanweisung bzw. im Hinblick auf eine bessere Befundung und Auswertung können manuell durch den Nutzer vorgenommen werden, indem dieser die Darstellungsanweisung entsprechend abändert.
Nach einer entsprechenden Answahl einer von einer Darstellungssoftware bereitgestellten Option werden weitere Darstellungen des Bilddatensatzes gemäß anderen Standardorientierungen angezeigt, so dass der Nutzer zwischen diesen einzelnen Darstellungen hin und her wechseln kann.
So wird beim erfindungsgemäßen Verfahren ein aufgenommener Bilddatensatz gemäß standardmäßig vorgegebenen Orientierungsschemata dargestellt, die durch einen Nutzer leicht erlernt werden können und eine Vergleichbarkeit für nachfolgende Untersuchungen des Patienten bzw. anderer Patienten gewährleisten.
In den 2A–2E werden Skizzen zu Darstellungsvorgaben und Darstellungsanweisungen bei einem Bilddatensatz einer Wirbelsäule gezeigt.
Die 2A zeigt dabei eine Darstellung der Wirbelsäule eines Menschen gemäß einer auf eine Standardorientierung bezogenen Darstellungsvorgabe, wonach die Wirbelsäule in der Bildmitte angeordnet ist, wobei sie in der Kopf-Fuß-Richtung gezeigt ist. Diese standardisierte Darstellung erlaubt eine einfache Vergleichbarkeit mit späteren Aufnahmen, die mit anderen Modalitäten bzw. in einem größeren Zeitabstand erstellt werden. In der 2B ist dagegen ein Bilddatensatz gezeigt, der diese Darstellungsvorgaben nicht erfüllt, ist doch hier die Wirbelsäule bzgl. des Bildes außermittig und schräg verlaufend angeordnet. Ein derartiger Bilddatensatz, der keine Darstellungsvorgabe erfüllt, sondern einzig durch die Art und Weise der Bildaufnahme bestimmt wird, erschwert eine qualitativ hochwertige Diagnose, da die Darstellung für den bewertenden medizinisch-technischen Assistenten bzw. Arzt ungewohnt ist. So kann es unter Umständen sogar zu Fehldiagnosen kommen, wobei generell die Vergleichbarkeit mit nachfolgend aufgenommenen Bildaufnahmeserien oder Referenzserien nicht gegeben ist. Sollen Serien von Aufnahmen verglichen werden, die wie die in der 2B dargestellte Wirbelsäule ohne Darstellungsvorgabe angezeigt werden, so muss der mit der Auswertung betraute Assistent oder Arzt zunächst mühsam korrespondierende Aufnahmen auffinden.
In den 2C sowie 2D sind entsprechende sagittale bzw. koronale Ansichten der Wirbelsäule gezeigt, wobei hier einzelne Schnitte durch die Bandscheiben mit parallel liegenden Linien angedeutet sind. So kann anhand einer Darstellungsvorgabe für die Lendenwirbelsäule, die zu einer Darstellung führt, wie sie in der 2E gezeigt ist, durch eine Datenverarbeitungseinrichtung eine Darstellungsanweisung bestimmt werden, die die Transformation angibt, die vom ursprünglichen Bilddatensatz zu der gewünschten Darstellung der 2E führt. Also wird für die 2C bzw. 2D, wie durch die Schnitte angedeutet, eine Darstellungsvorgabe für die Wirbelsäule vorgegeben, die besagt, dass eine transversale Ansicht gewünscht ist, wobei die Darstellungsebene parallel zur Bandscheibe, also doppelt schräg verlaufen soll. So wird die in den Figuren mit der Bezugsziffer 1 bezeichnete Wirbelsäule mit den Bandscheiben 2 entsprechend den Linien 3, die die Schnitte vorgeben, in der transversalen Ansicht der 2E dargestellt. Hierbei ist ein Wirbelkörper 1a zu sehen, wobei die Darstellung parallel zur Bandscheibe verläuft. Das Schnittzentrum ist durch einen Kreis 4 angedeutet, wobei dieses so in der Bildmitte positioniert ist, dass eine optimale Bildauswertung und Befundung ermöglicht wird. Der ursprüngliche Bilddatensatz, auf den die 2E zurückgeht, wird mit der verwendeten Darstellungsvorgabe und den berechneten Darstellungsanweisungen abgespeichert, so dass die Darstellung beispielsweise zum Vergleich mit den Aufnahmen einer nachfolgenden Untersuchung jederzeit schnell abgerufen werden kann.
Die 3A und 3B zeigen Skizzen zur Definition eines Darstellungskoordinatensystems für den Kniebereich.
In der 3A ist eine Ansicht der Gelenkflächen 5 des Schienbeins von oben dargestellt. Die Darstellung der 3A folgt dabei einer Darstellungsvorgabe hinsichtlich der einzuhaltenden Orientierung eines aufgenommenen Bilddatensatzes. Zu sehen sind der laterale Condylus 6 sowie der mediale Condylus 7 des Schienbeins. Zwischen den beiden Condyli befindet sich ein Vorsprung 8, die sogenannte Eminentia intercondylaris. Die standardisierte Darstellung der Gelenkflächen 5 des Schienbeins, wie sie in der 3A gezeigt ist, wird nun dazu herangezogen, ein Darstellungskoordinatensystem für den Kniebereich zu definieren. Dieses Koordinatensystem zeichnet sich dadurch aus, dass die Koordinaten in diesem Koordinatensystem eine anatomische Bedeutung aufweisen.
Als Ursprung 9 des Darstellungskoordinatensystems wird das geometrische Zentrum des Schienbeinplateaus festgelegt. Die sagittale Ebene 10 verläuft durch den Ursprung 9 des Koordinatensystems senkrecht zur hinteren Begrenzung der Condyli und parallel zur Kopf-Fuß-Richtung des Schienbeins und des Oberschenkelknochens. Die ebenfalls eingezeichnete koronale Ebene 11 verläuft parallel zur hinteren Begrenzung der Condyli und entlang der Kopf-Fuß-Richtung des Schienbeins und des Oberschenkelknochens.
So wird in Abhängigkeit einer Darstellungsvorgabe ein Darstellungskoordinatensystem definiert, das durch den Ursprung 9 sowie den Verlauf der sagittalen Ebene 10 und der koronalen Ebene 11 im Hinblick auf den darzustellenden Kniebereich eine anatomische Zuordnung erlaubt.
Ergänzend ist in der 3B das Knie 12 in einer einer Darstellungsvorgabe entsprechenden Ansicht von vorne gezeigt. Auch hier ist wiederum der anatomisch bedeutsame Ursprung 9 des Koordinatensystems zu sehen. Zwischen dem Oberschenkelknochen 13 und dem Schienbein 14 sind die Menisken angeordnet, nämlich der laterale Meniskus 15 und der mediale Menis kus 16. Neben der sagittalen Ebene 10 ist hier des Weiteren die noch fehlende axiale Ebene 17 dargestellt, die durch die Menisken 15, 16 definiert wird. Ebenfalls angedeutet ist das Wadenbein 18.
So werden die standardisierten Orientierungen beim erfindungsgemäßen Verfahren als Darstellungsvorgaben zur Definition eines Darstellungskoordinatensystems genutzt, das eine vergleichsweise einfache Angabe von Koordinaten erlaubt, da diese durch die bedeutenden anatomischen Strukturen des jeweils aufgenommenen Untersuchungsbereichs festgelegt werden. Eine Koordinatenangabe zu diesem Darstellungskoordinatensystem, die beispielsweise die Koordinaten 40, 0 und 3 umfasst, kann dementsprechend so interpretiert werden, dass ein Punkt gemeint ist, der sich 40 mm lateral der Mittellinie des Knies im Anterior-Posterior-Zentrum des Knies befindet und dabei 3 mm überhalb des Schienbeinplateaus liegt.

Claims

Verfahren zur Aufnahme, Analyse und Darstellung wenigstens eines im Rahmen einer Untersuchung zu erstellenden medizinischen Bilddatensatzes, umfassend die folgenden Schritte: – Aufnahme eines Bilddatensatzes eines Untersuchungsbereichs eines Untersuchungsobjekts mittels einer bildgebenden medizinischen Untersuchungseinrichtung, – Abruf wenigstens einer in einer Datenverarbeitungseinrichtung abgelegten, auf eine bei einer bildlichen Darstellung des aufgenommenen Bilddatensatzes einzuhaltende Orientierung bezogenen Darstellungsvorgabe, – Überprüfung des Bilddatensatzes bezüglich der Darstellungsvorgabe durch die Datenverarbeitungseinrichtung und – Anpassung und Darstellung wenigstens eines Teils des Bilddatensatzes entsprechend der Darstellungsvorgabe in Abhängigkeit des Überprüfungsergebnisses.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Darstellungsvorgabe eine für den Untersuchungsbereich spezifische Darstellungsvorgabe, insbesondere eine für ein aufgenommenes Organ spezifische Darstellungsvorgabe, verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Darstellungsvorgabe mehrere Darstellungsparameter, insbesondere ein grundlegender Darstellungsparameter und weitere ergänzende Darstellungsparameter, vorgegeben werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Datenverarbeitungseinrichtung mehrere Darstellungsvorgaben, insbesondere mehrere für einen Untersuchungsbereich spezifische Darstellungsvorgaben, abgelegt werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass gemäß der Darstellungsvorgabe eine Darstellung eines anatomisch interessierenden Bereichs mittig bezüglich eines seitens eines Bildanzeigemittels vorgesehenen Darstellungsbereichs vorgenommen wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Datenverarbeitungseinrichtung eine die Beziehung zwischen den Koordinaten des aufgenommenen Bilddatensatzes und den Koordinaten eines entsprechend der Darstellungsvorgabe angepassten Bilddatensatzes angebende Darstellungsanweisung bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Darstellungsvorgabe und/oder die Darstellungsanweisung unter Verwendung untersuchungsbereichsspezifischer und/oder organspezifischer und/oder untersuchungseinrichtungsspezifischer und/oder allgemeiner Bildverarbeitungstechniken und/oder vorgegebener Regeln wenigstens teilweise automatisch durch die Datenverarbeitungseinrichtung bestimmt werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bilddatensatz zumindest teilweise bereits während der Bildaufnahme und/oder in einem Nachbearbeitungsschritt nach Abschluss der Bildaufnahme entsprechend der Darstellungsvorgabe angepasst und/oder dargestellt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Darstellungsvorgabe in einer Datenbank, insbesondere in einer erweiterbaren Datenbank, abgelegt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Darstellungsvorgabe und/oder die Darstellungsanweisung manuell durch einen Nutzer wenigstens teilweise vorgegeben und/oder verändert werden.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass manuelle Vorgaben und/oder Veränderungen seitens der Datenverarbeitungseinrichtung ausgewertet und/oder zur Verbesserung von Darstellungsvorgaben verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die verwendete Darstellungsvorgabe und/oder die Darstellungsanweisung mit dem Bilddatensatz abgelegt werden, insbesondere im Rahmen eines Standardheaders.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für einen Bilddatensatz mehrere Darstellungsvorgaben und/oder Darstellungsanweisungen verwendet und/oder abgelegt werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehrere Organe und/oder anatomische Bereiche umfassenden Bilddatensätzen Darstellungsvorgaben und/oder Darstellungsanweisungen für mehrere Organe und/oder Bereiche verwendet und/oder mit dem Bilddatensatz abgelegt werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit der Darstellungsvorgabe ein Darstellungskoordinatensystem definiert wird, insbesondere mit einem durch wenigstens eine anatomische Struktur bestimmten Ursprung und/oder Achsenverlauf.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Darstellungsvorgabe, insbesondere zur Festlegung eines allgemeinen Ganzkörperkoordinatensystems, in ein auf den gesamten Körper des Untersuchungsobjekts bezogenes Orientierungsschema integriert wird.