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ZUGEHÖRIGE ANMELDUNGEN
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Diese
Anmeldung steht in Beziehung mit der ebenfalls anhängigen U.S.-Anmeldungsnummer 11/241,570,
angemeldet am 29. September 2005, bezeichnet mit „Systeme,
Verfahren und Vorrichtung für
das Verfolgen des Fortschreitens und für das Verfolgen der Behandlung
von Krankheiten ausgehend von Kategoriezahlen".
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Diese
Anmeldung steht in Beziehung zu der ebenfalls anhängigen U.S.-Anmeldungsnummer 11/240,510,
angemeldet am 29. September 2005, bezeichnet mit „Systeme,
Verfahren und Vorrichtungen für
die Erstellung einer Datenbank von Bildern von Kategoriezahlen".
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BEREICH DER
ERFINDUNG
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Diese
Erfindung betrifft allgemein die medizinische Diagnose und besonders
die Diagnose von medizinischen Zuständen, ausgehend von Bildern des
Patienten.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Eine
Form eines medizinischen Zustandes oder einer Krankheit ist eine
neurodegenerative Störung
(NDD). NDDs sind in einem frühen
Stadium zum Vergleich gegenüber
verschiedenen Patientenpopulationen in einer standardisierten Art
und Weise sowohl schwierig nachzuweisen als auch schwer quantifizierbar.
Forscher haben Verfahren entwickelt, um die statistischen Abweichungen
von Normal-Patientenpopulationen zu bestimmen.
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Diese
frühen
Verfahren beinhalten die Übertragung
der Patientenbilder unter Anwendung von zwei Arten von Standardisierungen,
der anatomischen und der nach der Intensität. Die anatomische Standardisierung überträgt die Bilder
vom Koordinatensystem des Patienten auf ein standardisiertes Referenzkoordinatensystem.
Die Intensitätsstandardisierung
beinhaltet die Anpassung der Patientenbilder, um eine zu den Referenzbildern äquivalente
Intensität
zu haben. Die sich ergebenden transformierten Bilder werden mit
einer Referenzdatenbank verglichen. Die Datenbank beinhaltet alterspezifische und
für einen
Tracer spezifische Referenzdaten. Die sich ergebende Analyse hat
meist die Form von punktweisen oder regionsweisen statistischen
Abweichungen, typischerweise als Z-Wert gekennzeichnet. In einigen
Ausführungsformen
ist das Suchkriterium ein radioaktiver Tracer, wie er in der computertomographischen
Bildgebung verwendet wird.
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Ein
Schlüsselelement
beim Nachweis von NDD ist der Aufbau von Normaldatenbanken, getrennt
nach Alter und Tracer. Der Vergleich mit diesen Normalwerten kann
nur in standardisierten Domänen erfolgen,
d. h. in der Talairach-Domäne
oder in der Montreal Neurological Institute(MNI)-Domäne. Die MNI
definiert ein Standardgehirn unter Verwendung einer großen Zahl
von Kernspintomographie-(MRI)-Aufnahmen von normalen Kontrollen.
Die Talairach-Domäne
referenziert ein Gehirn, das für den
Talairach und Tournoux-Atlas seziert und photographiert wurde. Sowohl
in der Talairach-Domäne
als auch in der MNI-Domäne
müssen
die Daten entsprechend dieser Standarddomäne unter Verwendung von Registrationstechniken
abgebildet werden. Gegenwärtige
Verfahren, die eine Abwandlung der oben genannten Methode verwenden,
beinhalten die Tracer NeuroQ®, die statistische parametrische
Anpassung (SPM), 3D-stereotaktische Oberflächenprojektionen (3D-SPP),
etc.
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Sobald
ein Vergleich gemacht wurde, wird ein Bild angezeigt, das die statistische
Abweichung von der Anatomie wiedergibt, und möglicherweise wird danach eine
Diagnose der Krankheit unter Bezugnahme auf die Bilder ausgeführt. Die
Diagnose ist eine sehr spezialisierte Aufgabe und kann nur durch hochqualifizierte
Experten der medizinischen Bildgebung ausgeführt werden. Aber auch diese
Experten können
in Bezug auf das Ausmaß der
Schwere der Krankheit nur eine subjektive Aussage machen. Daher
sind die Diagnosen tendenziell inkonsistent und nicht-standardisiert.
Die Diagnosen fallen eher in den Bereich der Kunst als der Wissenschaft.
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Aus
den oben genannten Gründen
und aufgrund anderer Gründe,
die unten angegeben werden und die den Fachleuten beim Lesen und
Verstehen der vorliegenden Beschreibung offensichtlich werden, besteht
ein Bedarf im Stand der Technik für konsistentere und formalisiertere
und verlässlichere
Diagnosen von medizinischen Zuständen
und Krankheiten, ausgehend von medizinisch-anatomischen Bildaufnahmen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Die
oben genannten Unzulänglichkeiten, Nachteile
und Probleme sind hierin angesprochen und werden verstanden werden
durch das Lesen und Studieren der folgenden Ausführungen.
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Nach
einem Aspekt beinhaltet ein Verfahren zur Schaffung einer normativen
kategorischen Wertezahl von medizinisch diagnostischen Bildaufnahmen
die Zugänglichmachung
der Bilddaten von mindestens einer anatomischen Region, wobei die
anatomischen Bilddaten übereinstimmen
mit der Anzeige einer funktionellen Information in Bezug auf mindestens
einen Tracer in der anatomischen Region zum Zeitpunkt der Bildgebung,
die Bestimmung der Abweichung der Schweregrad-Daten von den anatomischen Bilddaten
und von den normativen Bilddaten basierend auf einem einen Menschen
betreffenden Kriterium, der Anzeige der Abweichungs-Daten für jede von
mindestens einer anatomischen Region, Darstellung einer erwarteten
Bildabweichung, die kategorisiert wird in einen Schweregrad für jede von mindestens
einer anatomischen Region, den Erhalt einer Anzeige einer Auswahl
eines Schweregrad-Indexes und die Generierung eines kombinierten Schweregrad-Wertes
ausgehend von einer Vielzahl von Schweregrad-Indizes in Bezug auf
einen regelbasierten Prozess.
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Nach
einem anderen Aspekt beinhaltet das Verfahren zur Schulung eines
Menschen in der normativen kategorischen Wertung von medizinisch
diagnostischen Bildern, die Zugänglichmachung
der Bilddaten von mindestens einer anatomischen Region, wobei die
anatomischen Bilddaten übereinstimmen
mit der Anzeige einer funktionellen Information in Bezug auf mindestens
einen Tracer in der anatomischen Region zum Zeitpunkt der Bildgebung,
die Bestimmung der Abweichung der Schweregrad-Daten von den anatomischen
Bilddaten und von den normativen Bilddaten, der Anzeige der Abweichungs-Daten für jede von
mindestens einer anatomischen Region, der Darstellung einer expertenbestimmten
Bild-Abweichung, die kategorisiert ist in einen Schweregrad für jede von
mindestens einer anatomischen Region, und die Anleitung des Menschen
in der Wahl einer Anzeige aus einer Auswahl von auf einem Schwergrad-Index
basierend auf einer visuellen Ähnlichkeit
eines angezeigten Bildes und der expertenbestimmten Bildabweichung.
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Nach
noch einem anderen Aspekt beinhaltet ein Verfahren zur Identifikation
einer Änderung
im Status einer Krankheit die Zugänglichmachung von mindestens
zwei Longitudinal-Bilddaten eines anatomischen Merkmals, wobei die
longitudinal anatomischen Bilddaten übereinstimmen mit einer Anzeige einer
funktionellen Information in Bezug auf mindestens einen Tracer,
der zum Zeitpunkt der Bildgebung in dem anatomischen Merkmal ist,
die Bestimmung der Abweichung der Daten von jeder der longitudinalen
anatomischen Bild-Daten und von den normativen standartisierten
anatomischen Bilddaten, basierend auf einem Kriterium eines Menschen,
der Anzeige der Abweichungsdaten für ein anatomisches Merkmal
der Anzeige einer erwarteten Bildabweichung, die für jedes
anatomische Merkmal in einen Schweregrad kategorisiert wird, den
Erhalt einer Anzeige einer Auswahl aus einem Schweregrad-Index für jeden
Longitudinal-Datensatz,
und Generierung eines kombinierten Schweregrad-Änderungs-Wertes ausgehend
von einer Vielzahl von Schweregrad-Indizes in Bezug auf eine regel-basierten
Prozess.
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Nach
noch einem anderen Aspekt beinhaltet das Verfahren zur Identifikation
einer Änderung
im Status einer Krankheit die Zugänglichmachung von longitudinalen
Bilddaten eines anatomischen Merkmals, den Vergleich der anatomischen
Longitudinal-Bilddaten mit normativen standartisierten anatomischen
Bilderdaten in Bezug auf mindestens einen in dem anatomischen Merkmal
zum Zeitpunkt der Bildgebung anwesenden Tracer, der Anzeige der
Abweichungsdaten für
jedes anatomische Merkmal, der Anzeige einer erwarteten Bildabweichung,
die für
jedes anatomische Merkmal in einen Schweregrad kategorisiert wird,
Erhalt einer Anzeige einer Auswahl aus einem Schweregrad-Index für sämtliche
Longitudinal-Bilddaten des anatomischen Merkmals, wobei die anatomischen
Longitudinal-Bilddaten übereinstimmen
mit der Anzeige einer funktionellen Ionformation in Bezug auf mindestens
einen zum Zeitpunkt der Bildgebung in dem anatomischen Merkmal anwesenden
Tracer, Generierung eines kombinierten Schweregrad-Änderungs-Wertes
ausgehend von einer Vielzahl von Schweregrad-Indizes in Bezug auf einen
regelbasierten Prozess und die Anzeige des kombinierten Schweregrad-Änderungs-Wertes.
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Nach
einem weiteren Aspekt beinhaltet das Verfahren zur Schaffung einer
exemplarischen Wissens-Datenbank aus medizini schen Bildern, die
Zugänglichmachung
der Abweichungsdaten von mindestens einem anatomischen Merkmal,
die Zugänglichmachung
eines kategorischen Schweregrades für sämtliche der Bildabweichungsdaten
und die Generierung einer Datenbank aus den Bildabweichungsdaten
und des kategorischen Schweregrades für sämtliche Bildabweichungsdaten.
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Hierin
sind Systeme, Clients, Server, Verfahren und computerlesbare Datenträger von
variablem Anwendungsbereich beschrieben. In Ergänzung zu dem in dieser Zusammenfassung
beschriebenen Aspekte und Vorteile werden weitere Aspekte und Vorteile
durch Bezugnahme auf die Zeichnungen und das Lesen der folgenden
detailierten Beschreibung offensichtlich werden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Blockdiagramm von einer Übersicht über ein
System zur Bestimmung der statistischen Abweichungen einer normalen
Patientenpopulation;
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2 ist
ein Flussdiagramm von einem Verfahren zur Bestimmung der statistischen
Abweichungen von einer normalen Patientenpopulation;
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3 ist
ein Diagramm von einem statischen Vergleichs-Arbeitsablauf, um den
Leser zu einem Schweregrad-Index zu leiten;
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4 ist
ein Ablaufplan von einem Verfahren zur Schaffung einer strukturierten
und inhärenten
Anleitungshilfe zur medizinischen Diagnose gemäß einer Ausführungsform;
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5 ist
ein Ablaufplan von Handlungen von einem Verfahren entsprechend einer
Ausführungsform,
die wobei die Handlungen vor dem Verfahren in 4 durchgeführt werden;
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6 ist
ein Ablaufplan von einem Verfahren, um eine strukturierte und inhärente Anleitungshilfe
zur medizinischen Diagnose gemäß einer
Ausführungsform
zu schaffen;
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7 ist
ein Ablaufplan von einem Verfahren zur Schulung eines Menschen in
dem normativen kategorischen Index von medizinisch-diagnostischen Bildaufnahmen
gemäß einer
Ausführungsform;
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8 ist
ein Ablaufplan von einem Verfahren gemäß einer Ausführungsform
bestehend aus Handlungen, die vor dem Verfahren in 7 ausgeführt werden;
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9 ist
ein Ablaufplan, zur Schaffung einer strukturierten und inhärenten Hilfsanleitung
für die medizinische
Diagnose gemäß einer
Ausführungsform;
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10 ist
ein Ablaufplan für
ein Verfahren, um einen Wechsel im Status einer Krankheit entsprechend
einer Ausführungsform
zu identifizieren;
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11 ist
ein Ablaufplan von einem Verfahren zur Schaffung einer exemplarischen
oder einer Normal-Wissens-Datenbank,
bestehend aus medizinischen Bildaufnahmen, entsprechend einer Ausführungsform;
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12 ist
ein Ablaufplan von einem Verfahren zur Schaffung von Abweichungsdaten
entsprechend einer Ausführungsform;
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13 ist
ein Ablaufplan von einem Verfahren zur Schaffung medizinischer Referenzdiagnose-Bildaufnahmen
entsprechend einer Ausführungsform;
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14 ist
ein Blockdiagramm von der Hardware und einer Systemumgebung, in
der die verschiedenen Ausführungsformen
ausgeführt
werden können;
und
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15 ist
ein Blockdiagramm von einer Vorrichtung zur Schaffung von medizinischen
Referenzdiagnose-Bildaufnahmen entsprechend einer Ausführungsform.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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In
der folgenden detaillierten Beschreibung wird Bezug genommen auf
die beiliegenden Zeichnungen, die einen Teil der Beschreibung bilden,
und in welcher durch die Veranschaulichung spezifischer Ausführungsformen
gezeigt wird, welche Ausführungsformen
umgesetzt werden können.
Diese Ausführungsformen
werden ausreichend detailliert beschrieben, um den Fachmann in die
Lage zu versetzen, die Ausführungsformen
umzusetzen, und es ist zu bedenken, dass andere Ausführungsformen
genutzt werden können,
und dass logische, mechanische, elektrische und andere Abwandlungen
gemacht werden können,
ohne den Schutzumfang der bevorzugten Ausführungsformen zu verlassen.
Die folgende detaillierte Beschreibung ist deshalb nicht in einem
beschränkenden
Sinn zu verstehen.
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Die
detaillierte Beschreibung ist in fünf Abschnitte unterteilt. Im
ersten Abschnitt ist ein Überblick
auf Systemebene beschrieben. Im zweiten Abschnitt sind Ausführungsformen
der Verfahren beschrieben. Im dritten Abschnitt sind die Hardware
und die Betriebsumgebung in Verbindung mit den damit betriebenen
Ausführungsformen
beschrieben. Im vierten Abschnitt sind Ausführungsformen der Vorrichtung
beschrieben. Im fünften
Abschnitt wird eine Schlussfolgerung aus der detaillierten Beschreibung zur
Verfügung
gestellt.
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Übersicht
auf Systemebene
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1 ist
ein Blockdiagramm von einem Überblick über ein
System zur Bestimmung der statistischen Abweichungen von einer normalen
Patientenpopulation. Das System 100 erfüllt den Bedarf im Stand der
Technik zur Bereitstellung einer konsistenteren, formalisierteren
und verlässlicheren
Diagnose von medizinischen Zuständen
und Krankheiten, ausgehend von medizinisch-anatomischen Bildaufnahmen.
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Das
System 100 beinhaltet eine Normal-Bilddatenbank 102.
Die Normal-Bilddatenbank 102 beinhaltet Bilder von nichtkrankheitsbefallenen
anatomischen Strukturen. Die Normal-Bilddatenbank 102 stellt eine
Grundlinie für
den Vergleich zur Verfügung, um
zu helfen, die Bilder von erkrankten anatomischen Strukturen zu
identifizieren. Die Vergleichsgrundlinie gewährleistet konsistentere, formalisiertere
und verlässlichere
Diagnosen von medizinischen Zuständen
und Krankheiten, ausgehend von medizinisch-anatomischen Bildaufnahmen.
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In
einigen Ausführungsformen
wird die Normal-Bilddatenbank 102 durch eine Komponente 104 geschaffen,
welche normale anatomische Bildaufnahmen standardisiert und anatomische
Merkmale extrahiert und durch eine andere Komponente 106, welche
die Bilder der extrahierten anatomischen Bildmerkmale mittelt. Die
gemittelten anatomischen Bildmerkmale sind in ausreichendem Umfang
innerhalb des Bereichs der typischen als nicht-erkrankt angesehenen
anatomischen Merkmale. 11 und 12 unten
zeigen Beispiele zum Aufbau einer Normal-Bilddatenbank 102.
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Das
System 100 beinhaltet auch eine Komponente 108,
welche die anatomischen Bilder eines Patienten standardisiert und
von der standardisierten Patientenbildaufnahme anatomische Merkmale
extrahiert. Das/die Bildaufnahme(n) der extrahierten anatomischen
Merkmale und die Bildaufnahmen in der Datenbank mit den Normal-Bildaufnahmen 102 sind
in einem Format verschlüsselt,
das einen Vergleich erlaubt.
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Das
System 100 beinhaltet auch eine Komponente 110,
welche den Vergleich zwischen den Bildaufnahme(n) der extrahierten
anatomischen Merkmale und den Bildaufnahmen der Normal-Bilddatenbank 102 vergleicht.
In einigen Ausführungsformen
wird ein Pixel-um-Pixel-Vergleich durchgeführt. In einigen Ausführungsformen
führt der
Vergleich zu einem statischen Vergleichsablaufplan 112.
Eine Ausführungsform
des statischen Vergleichsablaufplans ist in 3 gezeigt.
In einigen Ausführungsformen
ergibt der Vergleich eine Datenbank 114 von Z-Werten, die für ein besonderes
anatomisches Merkmal spezifisch sind. In einigen Ausführungsformen
ergibt der Vergleich einen longitudinalen Vergleichsablaufplan 116.
Longitudinal bedeutet hier temporal (zeitlich). Ein Longitudinal-Vergleich
vergleicht Bilder über
ein Zeitintervall. Die Vorrichtung 1550 in 15 unten
beschreibt eine dazu in Beziehung stehende Ausführungsform.
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Einige
Ausführungsformen
arbeiten in einer Mehrfach-Prozess-, mehrgängigen Systemumgebung auf einem
Computer, so wie der Computer 1402 in 14.
Während
das System 100 nicht begrenzt ist auf irgendeine besondere
Normal-Bilddatenbank 102, werden darin beschrieben, die
Komponente 104, welche normale anatomische Bildaufnahmen standardisiert
und anatomische Merkmale extrahiert, Komponente 106, welche
die extrahierten Bildaufnahmen mit den anatomischen Merkmalen mittelt, Komponente 108,
welche die anatomischen Bildaufnahmen eines Patienten standardisiert
und aus den standardisierten Patientenbildaufnahmen anatomische
Merkmale extrahiert, Komponente 110, welche einen Vergleich
zwischen den Bildaufnahme(n) der extrahierten anatomischen Merkmale
und den Bildern der Normal-Bild-Datenbank ausführt, der statische Vergleichsablaufplan 112,
die Datenbank 114 mit Z-Werten, welche für ein besonderes
anatomi sches Merkmal spezifisch sind, und der longitudinale Vergleichsablaufplan 116,
aus Gründen
der Klarheit eine vereinfachte Normal-Bild-Datenbank 102,
Komponente 104, welche die normalen anatomischen Bildaufnahmen
standardisiert und anatomische Merkmale extrahiert, Komponente 106,
welche die extrahierten Bildaufnahmen mit den anatomischen Merkmalen
mittelt, Komponente 108, welche die anatomischen Bildaufnahmen
von einem Patienten standardisiert und anatomische Merkmale aus
den standardisierten Patientenbildaufnahmen extrahiert, Komponente 110,
die einen Vergleich zwischen den Bildaufnahmen der extrahierten
anatomischen Merkmale und den Bildaufnahmen in der Normal-Bild-Datenbank
durchführt,
der statische Vergleichsablaufplan 112, die Datenbank 114 mit
Z-Werten, welche für
ein besonderes anatomisches Merkmal spezifisch sind, und der longitudinale
Vergleichsablaufplan 116.
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Ausführungsform
des Verfahrens
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In
dem vorhergehenden Abschnitt ist ein Überblick des Vorgehens auf
Systemebene von einer Ausführungsform
beschrieben. In diesem Abschnitt werden unter Bezugnahme auf eine
Reihe von Ablaufdiagrammen die besonderen Verfahren von solch einer
Ausführungsform
beschrieben. Die Beschreibung der Verfahren unter Bezugnahme auf
die Ablaufdiagramme erlaubt dem Fachmann die Entwicklung von solchen
Programmen, von Software in Festwertspeichern (z.B. Firmware), oder
von Hardware, einschließlich
solcher Arbeitsanweisungen zur Ausführung der Verfahren auf passenden
Computern, das Durchführen
der Anweisungen von computerlesbaren Datenträgern. Auf ähnliche Weise sind die durch
Server-Computerprogramme ausgeführten Verfahren,
die Software in Festwertspeichern oder die Hardware auch aus computerdurchführbaren
Arbeitsanweisungen zusammengesetzt. Die Verfahren 200–1300 werden
ausgeführt
durch ein Programm, das von einem Computer durchgeführt wird,
oder werden ausgeführt
durch eine Software im Festwertspeicher oder Hardware, die Teil
eines Computers ist, wie der Computer 1402 in 14.
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2 ist
ein Flussdiagramm des Verfahrens 200 zur Bestimmung der
statistischen Abweichungen von normalen Patientenpopulationen. Das
Verfahren 200 beinhaltet die Standardisierung 202 normaler anatomischer
Bildaufnahmen und die Extraktion anatomischer Merkmale. In einigen
Ausführungsformen beinhaltet
die Standardisierung die Zuordnung der normalen anatomischen Bildaufnahmen
zu einem definierten Atlas-/Koordinatensystem so wie die Talairach-Domäne oder
die Montreal Neurological Institute (MNI)-Domäne. Das Verfahren 200 beinhaltet auch
die Mittelung 204 der Bildaufnahmen der extrahierten anatomischen
Merkmale, um eine Datenbank von normalen, nicht-erkrankten anatomischen Merkmalen zu
erhalten.
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Das
Verfahren 200 beinhaltet die Standardisierung 206 von
anatomischen Bildaufnahmen eines Patienten und die Extrahierung
anatomischer Merkmale von standardisierten Patientenbildaufnahmen. Verfahren 200 beinhaltet
auch das Vergleichen 208 der Bildaufnahme(n) der extrahierten
anatomischen Patientenmerkmale und die Bildaufnahmen in der Normal-Bilddatenbank.
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Das
Verfahren 200 beinhaltet auch die Schaffung 210 eines
statischen Vergleichsablaufplans, die Erstellung 212 einer
Datenbank 114 mit Z-Werten, die für ein besonderes anatomisches Merkmal
spezifisch sind, und die Erstellung 214 eines longitudinalen
Vergleichsablaufplans. Longitudinal ist auch bekannt als temporal.
Ein longitudinaler Vergleich vergleicht Bilder über ein Zeitintervall.
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In
einigen Ausführungsformen
des Verfahrens 200, nach der Erstellung 212 der
Datenbank 114 aus Z-Werten, die für ein besonderes anatomisches Merkmal
spezifisch sind, beinhaltet das Verfahren 200 weiterhin
die Zugänglichmachung
eines oder meh rerer Bilder von einem oder mehreren spezifischen
anatomischen Merkmalen, so wie dem Gehirn, die in der Datenbank
der Anatomie-spezifischen Z-Werte mit einem spezifischen Tracer
in Beziehung stehen, und einen Vergleich der abgefragten Hirn-Bilddaten mit normativen
standardisierten Hirn-Bilddaten 102, die mit demselben
Tracer in Beziehung stehen, welcher einen oder mehrere Werte für den Schweregrad;
und nachfolgend die Aktualisierung der Z-Wert-Datenbank 114 in
Verbindung mit den Schweregradwerten, wahlweise das Editieren, Verfeinern
und/oder Aktualisierung der Z-Werte des Schweregrads, und die Präsentation
exemplarischer Bildaufnahmen, und der damit in Beziehung stehenden
Schweregradwerte aus der Z-Wert-Datenbank 11.
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3 ist
ein Diagramm von einem statischen Vergleichsablaufplan, der den
Leser zu einem Index der Schweregrade führt. Der statische Vergleichsablaufplan 300 ist
durchführbar
für eine
Reihe von anatomischen Merkmalen, wie z. B. das anatomische Merkmal "A" 302, das anatomische Merkmal "B" 304, das anatomische Merkmal "C" 306 und ein "n-tes" anatomisches Merkmal 308.
Beispiele von anatomischen Merkmalen beinhalten die des Gehirns
und des Herzens.
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Für jedes
anatomische Merkmal wird eine Reihe von Bildaufnahmen zur Verfügung gestellt,
die Variationen nach dem Ausmaß einer
Krankheit oder einem Zustand aufweisen. Zum Beispiel wird für das anatomische
Merkmal "A" 302 eine
Reihe von Bildaufnahmen 310 zur Verfügung gestellt, die nach dem Ausmaß einer
Krankheit oder eines Zustandes Variationen aufweisen, für das anatomische
Merkmal "B" 304 wird
eine Reihe von Bildaufnahmen zur Verfügung gestellt, die Variationen
nach dem Ausmaß einer
Krankheit oder eines Zustandes aufweisen, für das anatomische Merkmal "C" 306 wird eine Reihe von Bildaufnahmen 314 zur
Verfügung
gestellt, die Variationen nach dem Ausmaß einer Krankheit oder eines
Zustandes aufweisen, und eine Reihe von Bildaufnahmen 316,
die Variationen nach dem Ausmaß einer
Krankheit oder eines Zustandes aufweisen, wird für das anatomische Merkmal "N" 308 zur Verfügung gestellt.
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Für jedes
anatomische Merkmal werden die Bildaufnahmen der anatomischen Merkmale
entsprechend der Schwere der Krankheit oder des Zustandes geordnet 318.
Für das
anatomische Merkmal "A" 302 z.
B., werden die Bildaufnahmen 310 ausgehend von dem geringsten
Ausmaß oder
Betrag der Krankheit oder des Zustandes in aufsteigender Reihenfolge
bis zum höchsten
Betrag oder Ausmaß der
Krankheit oder des Zustandes geordnet.
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Danach
wird eine Bildaufnahme 320 evaluiert, um das Ausmaß der Krankheit
oder des Zustandes in der Bildaufnahme 320 im Vergleich
zu der als Gruppe geordneten Bildaufnahmen zu bestimmen. Die Bildaufnahme 320 wird
z. B. bewertet, um das Ausmaß der
Krankheit oder des Zustandes in der Bildaufnahme 320 im
Vergleich zu der Gruppe der geordneten Bilder 310 des anatomischen
Merkmals "A" 302 zu
bestimmen. In einigen Ausführungsformen
werden Mehrfach-Bildaufnahmen 320 des Patienten für multiple
anatomische Strukturen 302, 304, 306 und 308 bewertet.
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Der
Vergleich generiert einen Schweregrad-Index 322, der das
Ausmaß der
Krankheit in der Patientenbildaufnahme 320 zum Ausdruck
bringt oder wiedergibt (repräsentiert?).
In einigen Ausführungsformen
werden Mehrfach-Indizes des Schweregrades 320 geschaffen,
die das Ausmaß der
Krankheit in Mehrfach-Bildaufnahmen 320 ausdrücken oder
wiedergeben. In einigen weiteren Ausführungsformen wird unter Verwendung
statischer Analysen 326 ein aggregierter Patienten-Schweregrad-Wert 324 generiert.
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Der
statische Vergleichsablaufplan 300 ist für eine Vielzahl
von anatomischen Merkmalen und eine Vielzahl von Bei spieldaten durchführbar. Jedoch ist
die Anzahl der anatomischen Merkmale und die Anzahl der Beispieldaten
nur eine Ausführungsform der
Vielzahl von anatomischen Merkmalen und der Vielzahl von Beispieldaten.
In anderen Ausführungsformen
werden andere Anzahlen von anatomischen Merkmalen und andere Anzahlen
von Beispieldaten eingesetzt.
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4 ist
ein Ablaufplan zur Schaffung einer strukturierten und inheränten Instruktionsunterstützung in
der medizinischen Diagnose entsprechend einer Ausführungsform.
Das Verfahren 400 löst
den Bedarf im Stand der Technik zur Bereitstellung einer konsistenteren,
formalisierteren und verlässlicheren Diagnose
von medizinischen Zuständen
und Krankheiten, ausgehend von medizinisch-anatomischen Bildaufnahmen.
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Das
Verfahren 400 beinhaltet den Erhalt 402 einer
Anzeige eines Schweregrad-Indexes von einer Bildaufnahme eines anatomischen
Merkmals. Der Schweregrad-Index zeigt das Ausmaß der Krankheit in einer anatomischen
Struktur im Vergleich zu einer nicht-erkrankten anatomischen Struktur
an. Beispiele von anatomischen Strukturen beinhalten das Gehirn und
das Herz. Die Kennzeichnung einer erwarteten/experten-geleiteten
Bildaufnahme durch einen Anwender löst den Schweregrad-Index für jeden anatomischen
Ort und Tracer aus.
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Jede
der Bildaufnahmen wurde geschaffen, während das anatomische Merkmal
zumindest einen Tracer beinhaltete. Die Bildaufnahmen wurden aufgenommen
unter Anwendung einer der Vielzahl von herkömmlichen Bildgebungstechniken,
wie z.B. Kernspintomographie, Positronen-Emissions-Tomographie,
Computertomographie, Einzelphotonen-Emissions-Computertomographie,
Ultraschall- und optische Bildgebung.
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In
einigen Ausführungsformen
beinhaltet der Erhalt 402 des Schweregrad-Indexes den Erhalt
des selektierten Schweregrad- Indexes
von oder durch eine graphische Benutzeroberfläche, wobei der gewählte Schweregrad-Index
manuell durch einen Menschen in die graphische Benutzeroberfläche eingegeben
wird. In jenen Ausführungsformen
entwickelt der Mensch den Schweregrad-Index und kommuniziert den Schweregrad-Index
durch Eingabe des Schweregrad-Indexes in die Tastatur eines Computers,
von welchem der Schweregrad-Index aufgenommen wird. In einigen Ausführungsformen
wird der Schweregrad-Index für
jede Bildaufnahme aus einer Reihe von Bildaufnahmen erhalten 402.
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Das
Verfahren 400 beinhaltet auch die Schaffung 404 eines
kombinierten Schweregradwertes für
die Vielzahl der Schweregrad-Indizes, die durch die Handlung 402 erhalten
wurden. Der kombinierte Schweregradwert wird unter Bezugnahme auf einen
regel-basierten Prozess generiert. In einigen Ausführungsformen
zur Schaffung des kombinierten Schweregradwertes wird unter Bezugnahme
auf einen Regel-basierten Prozess von einer Vielzahl von Schweregrad-Indizes
generiert oder addiert. In einigen Ausführungsformen wird jeder anatomische Schweregrad-Index und jeder Tracer-Schweregrad-Index
unter Anwendung des Regel-basierten Verfahrens aggregiert, um einen
Gesamt-Schweregradwert
für den
Krankheitszustand zu bilden.
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5 ist
ein Ablaufplan von einem Verfahren 500 entsprechend einer
Ausführungsform
der Handlungen, die vor der Aufnahmehandlung 402 des Verfahrens 400 in 4 ausgeführt werden.
Das Verfahren 500 erfüllt
den Bedarf im Stand der Technik zur Bereitstellung einer konsistenteren,
formalisierteren und verlässlicheren
Diagnose von medizinischen Zuständen
und Krankheiten, ausgehend von medizinisch-anatomischen Bildaufnahmen.
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Das
Verfahren 500 beinhaltet die Zugänglichmachung 502 von
Bilddaten, die spezifisch sind für
ein Gehirn oder ein anderes anatomisches Merkmal. Die Bilddaten
des Gehirns passen zur An zeige einer funktionellen Information,
die in Bezug zu mindestens einem Tracer steht, der zum Zeitpunkt
der Bildgebung im Gehirn ist. In einigen Ausführungsformen werden die Patienten
wegen spezifischer anatomischer oder funktioneller Informationen
unter Verwendung von radioaktiven Tracern oder Radiopharmazeutika
so wie z. B. F-18-Desoxyglucose oder Fluordesoxyglucose (FDG), Ceretec®,
Trodat®,
etc., abgebildet. Jeder radioaktive Tracer sorgt für eine getrennte
charakteristische Information, die Funktion und den Metabolismus
betreffend. Die zugänglich
gemachten Patientenbildaufnahmen wurden entsprechend der relevanten
Tracer- und Altersgruppe standardisiert.
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Das
Verfahren 500 beinhaltet die Bestimmung 504 der
Abweichung der Daten von Hirn-Bildgebungsdaten und von normativen
standardisierten Hirn-Bildgebungsdaten, die auf einem menschlichen Kriterium
beruhen. Beispiele für
ein menschliches Kriterium sind das Alter und/oder das Geschlecht
des Patienten. In einigen Ausführungsformen
beinhaltet die Bestimmung der Abweichungsdaten den Vergleich der
Bildgebungsdaten des Gehirns mit normativen standardisierten Hirn-Bildgebungsdaten
in Bezug auf mindestens einen sich im Moment der Bildgebung im Gehirn
befindlichen Tracer, wie oben in 3 gezeigt.
In einigen Ausführungsformen
werden die Bilder Pixel-um-Pixel mit Referenz-Bildaufnahmen von
standardisierten Normalpatienten verglichen.
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Danach
beinhaltet das Verfahren 500 das Anzeigen 506 der
die Schweregrad-Daten betreffenden Abweichungen für das Gehirn
gegenüber
dem Anwender. In einigen Ausführungsformen
können
die Differenzbilder in Form von Farb- oder Grauton-Wiedergaben,
welche die Abweichungen von der Normalität für jeden anatomischen Ort und
Tracer, erfolgen.
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In
anderen Ausführungsformen
werden die Abweichungsdaten auf anderen Medien, wie z. B. durch
das Drucken auf Papier, dargestellt.
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Schließlich wird
eine erwartete Bildaufnahmen-Abweichung kategorisiert nach einem
Grad der Schwere in Verbindung mit dem Gehirn und wird dem Nutzer
angezeigt 508. Der Schweregrad-Index sorgt für eine Quantifizierung des
Ausmaßes
der Krankheit, des Zustandes oder der Abnormalität des Gehirns.
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6 ist
ein Ablaufplan des Verfahrens 600 zur Schaffung einer strukturierten
und eigenständigen
Hilfsanleitung für
die medizinische Diagnose nach einer Ausführungsform. Das Verfahren 600 erfüllt den
Bedarf im Stand der Technik zur Bereitstellung einer konsistenteren,
formalisierteren und verlässlicheren
Diagnosen von medizinischen Zuständen
und Krankheiten, ausgehend von medizinisch-anatomischen Bildaufnahmen.
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In
dem Verfahren 600 werden die Handlung der Zugänglichmachung 502,
die Bestimmungshandlung 503 und die Präsentationshandlungen 506 und 508 und
die Empfangshandlung 402 mehrfach durchgeführt, bevor
die Generierungshandlung 404 durchgeführt wird. Im Besonderen werden
die Handlung der Zugänglichmachung 502 und
die Bestimmungshandlung 504 und die Präsentationshandlungen 506 und 508 und
die Empfangshandlung 402 durchgeführt, bis für das Prozessieren keine Daten
mehr zur Verfügung
stehen 602. Zum Beispiel, in 3, werden
die Indizes für
jedes anatomische Merkmal "A" 302, anatomische
Merkmal "B" 304 und
anatomische Merkmal "C" 306, und
ein "n-tes" anatomisches Merkmal 308 in
den Handlungen 502 bis 508 generiert.
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Nachdem
alle Iterationen der Handlungen 502 bis 508 komplett
sind, wird der kombinierte Schweregradwert geschaffen 404.
Der Schweregradwert wird ausgehend von einer größeren Datenmenge geschaffen,
die manchmal zur Schaffung eines kombi nierten Schweregradwertes
als mathematisch verlässlicher
angesehen wird.
-
In
der oben bei dem Verfahren 600 beschriebenen Ausführungsform
werden die Indizes und Scores für
jedes anatomische Merkmal in Serien geschaffen. Jedoch schaffen
andere Ausführungsformen
des Verfahrens 600 die Indizes und Werte für jedes
anatomische Merkmal auf parallele Weise.
-
7 ist
ein Ablaufplan für
ein Verfahren nach einer Ausführungsform
zum Training eines Menschen in einem normativen kategorischen Index, bestehend
aus medizinischdiagnostischen Bildaufnahmen. Das Verfahren 700 erfüllt das
Bedürfnis
im Fachgebiet für
konsistentere, formalisiertere und verlässlichere Diagnosen von medizinischen
Zuständen und
Krankheiten, ausgehend von medizinisch-anatomischen Bildaufnahmen.
-
Das
Verfahren 700 beinhaltet die Präsentation 702 einer
experten-bestimmten, erwarteten Bildabweichung für ein Gehirn mit der Kategorie
des Grades der Schwere einem Nutzer gegenüber. Der Schweregrad-Index
sorgt für
die Quantifizierung des Ausmaßes
der Krankheit, des Zustandes oder der Abnormalität des Gehirns.
-
Danach
beinhaltet das Verfahren 700 die Anleitung 704 eines
Menschen in der Wahl einer Anzeige aus einer Auswahl eines Schweregrad-Indice, aufbauend
auf der visuellen Ähnlichkeit
der angezeigten Bildaufnahmen und der experten-bestimmten Bildabweichung.
Die Bildaufnahmen leiten den Nutzer bei der Einschätzung des
den Patienten betreffenden Schweregrades.
-
8 ist
ein Ablaufplan des Verfahrens 800 entsprechend einer Ausführungsform
jener Handlungen, die vor dem in 7 gezeigten
Verfahren 700 ausgeführt
werden. Das Verfahren 800 befriedigt das Bedürfnis im
Fachgebiet für
konsistentere, formalisiertere und verlässlichere Diagnosen von medizinischen
Zuständen
und Krankheiten, ausgehend von medizinisch-anatomischen Bildaufnahmen.
-
Das
Verfahren 800 beinhaltet die Einschätzung 802 der Bilddaten,
die für
das Gehirn oder andere anatomische Merkmale spezifisch sind. Die Bilddaten
des Gehirns passen zu der Anzeige der funktionellen Information,
die sich auf mindestens einen sich im Moment der Bildaufnahme im
Gehirn befindlichen Tracer beziehen.
-
Das
Verfahren 800 beinhaltet auch die Bestimmung 804 der
Abweichungsdaten von den Gehirn-Bilddaten und von normativen standardisierten Hirn-Bilddaten,
die auf einem menschlichen Kriterium basieren. Beispiele für ein menschliches
Kriterium sind das Alter und/oder das Geschlecht des Patienten.
In einigen Ausführungsformen
beinhaltet die Bestimmung der Abweichung den Vergleich der Bildgebungsdaten
des Gehirns mit normativen standardisierten Bildgebungsdaten, die
in Bezug zu mindestens einem Tracer stehen, der sich zum Zeitpunkt
der Bildgebung im Gehirn befand, wie oben in 3 gezeigt.
-
Anschließend beinhaltet
das Verfahren 800 die Anzeige 806 der Abweichungsdaten
des Schweregrads für
das Gehirn gegenüber
dem Nutzer. In anderen Ausführungsformen
werden die Abweichungsdaten durch andere Medien, wie z. B. das Drucken auf
Papier, dargestellt.
-
9 ist
ein Ablaufplan von einem Verfahren 900 zur Schaffung einer
strukturierten und inheränten Hilfsanleitung
zur medizinischen Diagnose entsprechend einer Ausführungsform.
Das Verfahren 900 erfüllt
den Bedarf im Stand der Technik zur Bereitstellung von konsistenteren,
formalisierteren und ver lässlicheren
Diagnosen von medizinischen Zuständen
und Krankheiten, ausgehend von medizinisch-anatomischen Bildaufnahmen.
-
In
dem Verfahren 900 werden die Handlung der Zugänglichmachung 802,
die Bestimmungshandlung 803 und die Präsentationshandlungen 806 und 702 und
die Anleitungshandlung 704 mehrfach durchgeführt, bevor
ein kombinierter Wert für
den Schweregrad generiert wird.
-
10 ist
ein Ablaufplan für
das Verfahren 1000 entsprechend einer Ausführungsform
zur Identifikation einer Veränderung
im Zustand einer Krankheit. Das Verfahren 1000 erfüllt den
Bedarf im Stand der Technik zur Bereitstellung von konsistenteren, formalisierteren
und verlässlicheren
Diagnosen von medizinischen Zuständen
und Krankheiten, ausgehend von medizinisch-anatomischen Bildaufnahmen.
-
Einige
Ausführungsformen
des Verfahrens 1000 beinhalten die Zugänglichmachung 1002 longitudinaler
Bilddaten, die spezifisch sind für
mindestens zwei anatomische Merkmale. Die longitudinalen anatomischen
Bilddaten zeigen funktionelle Informationen in Bezug auf mindestens
einen Tracer in dem anatomischen Merkmal zum Zeitpunkt der Bildgebung
an. Beispiele für
anatomische Merkmale beinhalten ein Gehirn oder ein Herz. Longitudinal
wird auch als temporal bezeichnet. Ein longitudinaler Vergleich
vergleicht Bildaufnahmen über
ein Zeitintervall.
-
Die
Bildaufnahmen wurden aufgenommen unter Anwendung einer der Vielzahl
von herkömmlichen
Bildgebungstechniken, wie z. B. Kernspintomographie, Positronen-Emissions-Tomographie,
Computertomographie, Einzelphotonen-Emissions-Computertomographie,
Ultraschall- und optische Bildgebung. Die Bildaufnahmen der Patienten
werden auf spezifische anatomische und funktionelle Informationen
hin unter Verwendung von Tracern zu zwei unterschiedlichen Zeitpunkten
erstellt. Jeder Tracer sorgt für
ge trennte charakteristische Informationen bezüglich der Funktion und des
Metabolismus. Die zum jeweiligen Zeitpunkt zugänglich gemachten Patientenbilder
wurden entsprechend der relevanten Tracer und Altersgruppe standardisiert.
-
In
Anschluss daran beinhalten einige Ausführungsformen des Verfahrens 1000 die
Bestimmung 1004 der Abweichungsdaten von sämtlichen der
longitudinalen anatomischen Bildaufnahmedaten und von den normativen
standardisierten anatomischen Bildaufnahmedaten, basierend auf einem menschlichen
Kriterium. Beispiele für
ein menschliches Kriterium sind das Alter und/oder das Geschlecht
des Patienten. Einige Ausführungsformen der
Bestimmung 1004 der Abweichungsdaten beinhalten den Vergleich
der anatomischen longitudinalen Bilddaten mit normativen standardisierten
anatomischen Bilddaten in Bezug auf den im Zeitpunkt der Bildgebung
in dem anatomischen Merkmal gegenwärtigen Tracer. In einigen Ausführungsformen
werden die Bildaufnahmen für
jeden Zeitpunkt der longitudinalen Analyse Pixel-um-Pixel in Bezug
auf die Referenz-Bildaufnahmen der standardisierten Normalpatienten
verglichen.
-
Anschließend beinhaltet
das Verfahren 1000 die Anzeige der Abweichungen 1006 der
Schweregraddaten der anatomischen Merkmale gegenüber dem Nutzer. In einigen
Ausführungsformen
sind die Abweichungsdaten in der Form von Differenzbildern, welche
den Unterschied zwischen dem longitudinalen anatomischen Bild und
dem normativen standardisierten anatomischen Bild zeigen. Weiterhin
können
die Differenzbilder in der Form von Farb- oder Graustufen-Wiedergaben
der Abweichungen vom Normalen für
jeden anatomischen Ort und Tracer und für jeden Zeitpunkt der Longitudinalanalyse
sein.
-
Danach
beinhaltet das Verfahren 1000 gegenüber dem Nutzer 1008 die
Anzeige der erwarteten Bildabweichung, die kategorisiert wird nach
dem Grad der Schwere in Verbindung mit dem a natomischen Merkmal.
In einigen Ausführungsformen stimmt
der Nutzer die erwarteten Bildaufnahmen ab, was den Schweregrad-Index für jeden
anatomischen Ort und Tracer bei allen Zeitpunkten der Longitudinalanalyse
auslöst.
-
Anschließend beinhaltet
das Verfahren 1000 den Empfang 1010 einer Angabe
vom Nutzer über die
Auswahl eines Schweregrad-Indexes für jeden longitudinalen Datensatz.
Einige Ausführungsformen des
Erhalts 1010 der Anzeige eines Schweregrad-Indexes beinhalten
den Erhalt des ausgewählten Schweregrad-Indexes von einer
graphischen Nutzeroberfläche,
wobei der ausgewählte
Schweregrad-Index manuell durch einen Menschen in die graphische
Benutzeroberfläche
eingegeben wird. In einigen Ausführungsformen
werden die erwarteten Bilder in Verbindung mit der Stufe des Schweregrades dem
Nutzer angezeigt. Die Bildaufnahmen leiten den Nutzer bei der Durchführung einer
Einschätzung
der Schwere für
den aktuellen Patienten zu jedem Zeitpunkt Longitudinalanalyse.
-
Anschließend beinhaltet
das Verfahren 1000 die Schaffung 1012 eines kombinierten
Schweregrad-Änderungswertes,
ausgehend von einer Vielzahl von Schweregrad-Indizes. In einigen
Ausführungsformen
wird der kombinierte Schweregrad-Änderungswert unter Bezugnahme
auf einen regel-basierten Prozess geschaffen und dann der kombinierte Schweregrad-Änderungswert
dem Nutzer präsentiert.
Einige Ausführungsformen
zur Schaffung von kombinierten Schweregrad-Werten beinhalten die Summation
der Vielzahl der Schweregrad-Indizes unter Bezugnahme auf einen
regelbasierten Prozess. In einigen Ausführungsformen wird jeder anatomische
und jeder Tracer-Schweregrad-Index individuell oder vergleichend
(Differenz der Zeitpunkte der Longitudinalstudie) unter Anwendung
eines regel-basierten Verfahrens kumuliert, um den insgesamt veränderten
Schweregradwert für
den Krankheitszustand für
alle Beispiele der Longitudinalstudie zu bilden Beide Verfahren
zur Bestimmung der Änderung können implemen tiert
werden, wobei eine eher hinweisend auf die anatomischen Orte der
Veränderungen
sein kann und die andere einen Gesamtüberblick der Veränderung
des Schweregrad-Wertes des Krankheitszustandes zur Verfügung stellt.
-
In
einigen Ausführungsformen
des Verfahrens 1000 werden die Einschätzung 1002 der Longitudinal-Bilddaten,
die Bestimmung 1004 der Abweichung, die Präsentation 1006 und 1008 und
der Empfang 1010 der Schweregrad-Indizes mehrmals ausgeführt, vor
der Erstellung 1012 und Anzeige 1014 der kombinierten Änderungswerte
der Schweregrad-Änderungswerte.
In einigen Ausführungsformen
wird eine Anzahl von Schweregrad-Indizes für eine spezifisch Anatomie über eine
Zeitdauer, die den Fortschritt oder den mangelnden Behandlungsfortschritt
der Krankheit über
die Zeitdauer verdeutlicht, angezeigt.
-
11 ist
ein Ablaufplan von einem Verfahren 1100 zur Schaffung einer
exemplarischen oder Normal-Wissens-Datenbank für diagnostisch-medizinische
Bildaufnahmen entsprechend einer Ausführungsform. Das Verfahren 1100 erfüllt den
Bedarf im Stand der Technik zur Bereitstellung von konsistenteren,
formalisierteren und verlässlicheren
Diagnosen von medizinischen Zuständen
und Krankheiten, ausgehend von medizinisch-anatomischen Bildaufnahmen.
-
Das
Verfahren 1100 beinhaltet die Zugänglichmachung 1102 einer
oder mehreren Bildaufnahmen von einem oder mehreren spezifischen
anatomischen Merkmalen, die mit einem spezifischen Tracer in Verbindung
stehen. Abweichungsdaten sind Daten, welche Abweichungen oder Unterschiede
von einem Bild, das als repräsentativ
für normale
anatomische Bedingungen oder eine nicht-erkrankte Anatomie angesehen
werden. In einigen Ausführungsformen
wird das Abweichungsbild vor Ausführung des Verfahrens 1100 abgeleitet,
indem die Bildaufnahmen mit Datenbanken von normalen Subjekten und der
Bildaufnahmen-Datenbank der vermuteten Krankheit, einschließlich von
Daten, welche die volle Schwere einer Erkrankung betreffen, so wie
in Verfahren 1200 in 12 unten
beschrieben, verglichen werden.
-
In
einigen Ausführungsformen
wurde ein Bild, von dem die Bildabweichungsdaten abgeleitet wurden,
geschaffen oder generiert, ohne die Verwendung eines Tracers im
Patienten. In anderen Ausführungsformen
wurde ein Bild, von dem die Bildabweichungsdaten abgeleitet wurden,
ohne die Verwendung eines Tracers im Patienten erzeugt oder generiert.
-
Das
Verfahren 1100 beinhaltet auch die Bestimmung 1104 eines
kategorischen Grades der Schwere für jedes der Bilder der Abweichungsdaten, der
mit einer Anzeige der funktionellen Information, die Gesamtschwere
der Krankheit betreffend, übereinstimmt.
Der kategorische Grad der Schwere beschreibt das Ausmaß der Schwere
der Krankheit oder des medizinischen Zustandes innerhalb eines bestimmten
Bereichs. In einigen Ausführungsformen beschreibt
der kategorische Grad der Schwere ein Maß für die Abweichung eines Bildes
von einem beispielhaften Bild. Beispiele des Grades der Krankheit oder
des Zustandes sind unter Bezugnahme auf die aufsteigende Reihenfolge 318 der
Bilder, bei der jedes Bild in der aufsteigenden Reihenfolge 318 einen kategorischen
Grad der Schwere der Krankheit oder des Zustandes repräsentiert,
in 3 beschrieben.
-
Nachfolgend
beinhaltet das Verfahren 1100 die Generierung 1106 einer
Datenbank oder einer Wissens-Datenbank von den Bildabweichungsdaten und
dem kategorischen Grad der Schwere für jedes der Bilder der Abweichungsdaten.
In einem Beispiel wird die Normal-Bilddatenbank 102 in 1 generiert
oder aktualisiert mit den Bildabweichungsdaten und verknüpft mit
dem kategorischen Grad der Schwere aus den Bildabweichungsdaten.
-
Einige
Ausführungsformen
des Verfahrens 1100 beinhalten auch die Verfeinerung oder
Aktualisierung exemplarischer Schwere-Abweichungsbilder. Im Besonderen
wird die exemplarische Datenbank der Schwereabweichungen verfeinert
zur Kumulierung der neu abgeglichenen Schwere-Abweichungsbilder
mit den existierenden Schwerebild/Schwerebildern, oder wird aktualisiert
durch Einführung
einer neuen Kategorie eines Schwere-Abweichungsbildes oder durch Entfernung
einer existierenden Kategorie.
-
12 ist
ein Ablaufplan von einem Verfahren 1200 entsprechend einer
Ausführungsform
zur Generierung von Abweichungsdaten. Das Verfahren 1200 kann
ausgeführt
werden vor dem obigen Verfahren 1100, um die in dem Verfahren 1100 erforderlichen
Abweichungsdaten zu generieren. Das Verfahren 1200 erfüllt den
Bedarf im Stand der Technik zur Bereitstellung von konsistenteren,
formalisierteren und verlässlicheren
Diagnosen von medizinischen Zuständen
und Krankheiten, ausgehend von medizinisch-anatomischen Bildaufnahmen.
-
Das
Verfahren 1200 beinhaltet die Zugänglichmachung 1102 von
einem oder mehreren Bildern von einem oder mehreren spezifischen
anatomischen Merkmalen, so wie dem Gehirn, welche mit einem spezifischen
Tracer in Zusammenhang stehen.
-
Das
Verfahren 1200 beinhaltet auch das Vergleichen 1202 der
Hirnbilddaten mit normativen standardisierten Hirnbilddaten, die
wie in 3 oben gezeigt, mit dem gleichen Tracer in Zusammenhang stehen,
wobei man zwischen den Bildern eine Abweichung erhält, welche
den verdächtigen
Gebieten der Krankheit im Gehirn und den Bildern in einer Datenbank
entspricht. In einigen Ausführungsformen
wird das Vergleichen 1202 unter Bezugnahme auf einer Tracer
ausgeführt,
oder in anderen Ausführungsformen
ohne Bezugnahme auf einen Tracer.
-
Das
Verfahren 1200 beinhaltet auch die Generierung 1204 von
Bildabweichungsdaten durch Vergleich.
-
13 ist
ein Ablaufplan von einem Verfahren 1300 entsprechend einer
Ausführungsform
zur Generierung von diagnostisch-medizinischen Referenzbildaufnahmen.
Das Verfahren 1300 befriedigt den Bedarf im Stand der Technik
zur Bereitstellung von konsistenteren, formalisierteren und verlässlicheren
Diagnosen von medizinischen Zuständen
und Krankheiten, ausgehend von medizinisch-anatomischen Bildaufnahmen.
-
Das
Verfahren 1300 beinhaltet die Zugänglichmachung 1302 einer
Datenbank; die Datenbank beinhaltet eine Vielzahl von Bildern von
normalen präklinischen
anatomischen Merkmalen, die einen Tracer betreffen. In einigen Ausführungsformen
beinhaltet die Handlung 1302 die Generierung einer normativen
Datenbank unter Verwendung normaler Subjekte durch die Nutzung von
funktionellen Informationen, die einen Tracer betreffen.
-
Das
Verfahren 1300 beinhaltet danach die Zugänglichmachung 502 von
Bildern, welche das verdächtige
Gebiet der Krankheit in dem anatomischen Merkmal wiedergeben, das
Vergleichen 1202 der Bilder, die das für die Krankheit verdächtige Gebiet
in dem anatomischen Merkmal wiedergeben, mit Bildern in der Datenbank,
so dass man eine Abweichung zwischen den Bildern, die das verdächtige Gebiet
der Krankheit in dem anatomischen Merkmal und den Bildern der Datenbank,
erhält.
In einigen Ausführungsformen
beinhaltet das Zugänglichmachen
des Bildes das Zugänglichmachen
der Datenbank mit verdächtigen
Bildern, die übereinstimmen
mit einem Hinweis auf eine funktionelle Information, die möglicherweise
einer Auswahl der Schwere der Erkrankung aufgrund der Verwendung
des Tracers entsprechen.
-
Dann
wird für
jedes anatomische Merkmale eine Vielzahl von Bildern, welche die
Abweichung wiedergeben, generiert 1204, ein kategorischer
Grad der Schwere wird jedem der Vielzahl der Bilder, welche die
Abweichung wiedergeben, zugeordnet, und eine Datenbank wird generiert 1106 aus
der Vielzahl der Bilder, welche die Abweichung und den kategorischen
Grad der Schwere für
jedes der Vielzahl der die Abweichung angebenden Bilder wiedergeben.
-
In
einigen Ausführungsformen
des Verfahrens 1300 wird die Datenbank der exemplarischen Schwere
der Abweichung verfeinert durch Kulminierung der neu zugeordneten
und die Schwere der Abweichung anzeigenden Bilder mit einem existierenden
Schweregradbild/-bildern, oder aktualisiert durch die Einführung einer
neuen Kategorie von Bildern, welche die Schwere der Abweichung anzeigen,
oder durch Entfernung einer bestehenden Kategorie.
-
In
einigen Ausführungsformen
werden die Verfahren 200–1300 implementiert
als ein Computerdatensignal, verkörpert in einer Trägerwelle,
welche eine Abfolge von Instruktionen, die, wenn sie durch einen
Computer, wie den Prozessor 1404 aus 14,
ausgeführt
werden, den Prozessor dazu veranlassen, das entsprechende Verfahren
auszuführen.
In anderen Ausführungsformen
werden die Verfahren 200–1300 als ein computerlesbares
Medium mit ausführbaren
Anweisungen, die in der Lage sind, einen Prozessor wie den Prozessor 1404 aus 14 zu
steuern, zur Ausführung
des entsprechenden Verfahrens implementiert. In variierenden Ausführungsformen
ist das Medium ein magnetisches Medium, ein elektronisches Medium,
oder ein optisches Medium.
-
Insbesondere,
in der Ausführungsform
eines computerlesbaren Programms, können die Programme unter Verwendung
eine objektorientierten Sprache sowie Java, Smalltalk oder C++ in
einer Objekt-Orientierung strukturiert sein, und die Programme können unter
Verwendung einer verfahrensorientierten Sprache so wie COBOL oder
C prozedual strukturiert sein. Die Software komponenten kommunizieren
in jeder Zahl von Vorrichtungen, die den Fachleuten sind, so Anwendungsprogramm-Oberflächen (API)
oder Zwischenprozess-Kommunikationstechniken so wie remote procedure
call (RPC), common object request broker architecture (COBRA), Component
Object Modul (COM), Distributed Component Object Model (DCOM), Distributed
System Object Model (DSOM) and Remote Method Invocation (RMI). Die
Komponenten sind auf wenigstens einem Computer, wie auf Computer 1402 in 14, oder
auf mindestens so vielen Computern ausführbar, wie Komponenten vorhanden
sind.
-
Hardware-
und Betriebsumgebung
-
14 ist
ein Blockdiagramm der Hardware und der Betriebsumgebung 1400,
in welcher die unterschiedlichen Ausführungsformen durchgeführt werden
können.
Die Beschreibung von 14 sorgt für einen Überblick über die Computerhardware und eine
passende Rechenumgebung, in Verbindung mit der einige Ausführungsformen
implementiert werden können.
Die Ausführungsformen
werden beschrieben mit den Begriffen eines Computers, der computerausführbare Instruktionen
ausführt.
Jedoch können
einige Ausführungsformen
in Gänze
auf einer Computerhardware, in welcher die computerausführbaren
Instruktionen auf einem Read-Only-Memory implementiert sind, implementiert
werden. Einige Ausführungsformen
können
auch implementiert werden in Client-Server-Rechenumgebungen, in
der voneinander entfernt liegende Vorrichtungen, die Aufgaben ausführen, durch
ein Kommunikationsnetzwerk miteinander verbunden sind. Programmmodule
können
sowohl lokal als auch in entfernt liegenden Memory-Speichervorrichtungen
in einer verteilten Computerumgebung lokalisiert sein.
-
Der
Computer 1402 beinhaltet einen Prozessor 1404,
kommerziell erhältlich
von Intel, Motorola, Cyrix und anderen. Der Computer 1402 beinhaltet auch
ein Random-Access-Memory (RAM) 1406, ein Read-Only-Memory
(ROM) 1408 und ein oder mehrere Massenspeichervorrichtungen 1410,
und einen System-Bus 1412, der verschiedene Systemkomponenten
auf operative Art mit der Verarbeitungseinheit 1404 verknüpft. Der
Speicher 1406, 1408 und die Massenspeichervorrichtungen, 1410,
sind ihrer Art nach computerlesbare Datenträger. Die Massenspeichervorrichtungen 1400 sind
spezifischere Arten von nicht-verletzbaren, computerlesbaren Datenträger und
können
einen oder mehrere Harddisk-Treiber, Floppydisk-Treiber, optische
Disk-Treiber und Bandkassetten-Treiber beinhalten. Der Prozessor 1404 führt die
auf den computerlesbaren Datenträgern
gespeicherten Programme aus.
-
Der
Computer 1402 kann auf eine die Kommunikation gewährleistende
Art mit dem Internet 1414 über eine Kommunikationsvorrichtung 1416 verbunden
werden. Die Verbindbarkeit mit dem Internet 1414 ist im
Fachgebiet gut bekannt. In einer Ausführungsform ist die Kommunikationsvorrichtung 1416 ein
Modem, das auf den Kommunikationstreiber antwortet, der über eine
im Fachgebiet als "Dial-up-Connection" bekannte Art an
das Internet angeschlossen ist. In einer anderen Ausführungsform ist
die Kommunikationsvorrichtung 1416 ein Ethernet® oder
eine ähnliche,
an ein Local-Area-Network (LAN) angeschlossene Netzwerkkarte, die
sich selbst über
das, was im Fachgebiet als eine "Direct-Connection" (d. h. eine T1-Linie,
etc.) bekannt ist, mit dem Internet verbindet.
-
Ein
Nutzer gibt Kommandos und Informationen über eine Eingabevorrichtungen
so wie eine Tastatur 1418 oder eine Zeigevorrichtung 1420 in
den Computer 1402 ein. Die Tastatur 1418 erlaubt
die Eingabe von Textinformation in den Computer 1402, so
wie es im Fachgebiet bekannt ist, und Ausführungsformen sind nicht auf
irgendeine besondere Art einer Tastatur beschränkt. Die Zeigevorrichtung 1420 erlaubt
die Kontrolle des durch eine graphische Benutzeroberfläche (GUI)
des Betriebs systems so wie von den Versionen von Microsoft Windows® zur
Verfügung
gestellten Mauszeigers. Ausführungsformen sind
nicht beschränkt
auf irgendein besonderes Zeigegerät 1420. Solche Zeigegeräte beinhalten
die Maus, integrierte Berührungsfelder
(Touch Pads), Rollkugeln (Trackballs), Fernbedienungen und Point Sticks.
Andere Eingabevorrichtungen (nicht gezeigt) können ein Mikrofon, einen Joy-Stick,
ein Spielfeld (Game-Pad) eine Satellitenschüssel, einen Scanner oder Ähnliches
beinhalten.
-
In
einigen Ausführungsformen
ist der Computer 1402 operativ mit einer Anzeigevorrichtung 1422 verbunden.
Die Anzeigevorrichtung 1422 ist an einen System-Bus 1412 angeschlossen.
Die Anzeigevorrichtung 1422 erlaubt die Anzeige von Informationen,
einschließlich
Computer-, Video- und anderen Informationen zur Betrachtung durch
den Nutzer des Computers. Die Ausführungsformen sind nicht beschränkt auf
irgendeine besondere Anzeigevorrichtung 1422. Solche Anzeigevorrichtungen
beinhalten Kathodenstrahlröhren-(CRT)-Anzeigen
(Monitore), genauso wie Flachbildschirme, so wie Flüssigkristallbildschirme
(LCD's). In Ergänzung zu
einem Bildschirm beinhalten die Computer typischerweise andere periphere
Eingabe-/Ausgabevorrichtungen, so wie Drucker (nicht gezeigt). Lautsprecherboxen 1424 und 1426 sorgen
für hörbare Ausgangssignale.
Lautsprecher 1424 und 1426 sind auch mit dem System-Bus 1412 verbunden.
-
Der
Computer 1402 beinhaltet auch ein Betriebssystem (nicht
gezeigt), das auf einem computerlesbaren Datenträger RAM 1406, ROM 1408 und einer
Massenspeichervorrichtung 1410 gespeichert ist und durch
den Prozessor 1404 ausgeführt wird. Beispiele für Betriebssysteme
beinhalten Microsoft Windows®, Apple MacOS®, Linux®,
UNIX®.
Die Beispiele sind nicht beschränkt
auf irgendein besonderes Betriebssystem, jedoch ist der Aufbau und
die Verwendung solcher Betriebssysteme aus Stand der Technik gut
bekannt.
-
Die
Ausführungsformen
des Computers 1402 sind nicht auf irgendeine Art von Computer 1402 begrenzt.
In den variierenden Ausführungsformen
umfasst der Computer 1402 einen PC-kompatiblen Computer, einen MacOS®-kompatiblen
Computer, einen Linux®-kompatiblen Computer
oder einen UNIX®-kompatiblen
Computer. Der Aufbau und der Betrieb solcher Computer sind aus dem
Stand der Technik gut bekannt.
-
Der
Computer 1402 kann unter Verwendung von mindestens einem
Betriebssystem, zur Gewährleistung
einer graphischen Benutzeroberfläche (GUI),
die einen Nutzer-kontrollierbaren Zeiger beinhaltet, betrieben werden.
Der Computer 1402 kann mindestens ein Webbrowser-Anwendungsprogramm aufweisen,
das innerhalb mindestens eines Betriebssystems ausgeführt wird,
und dem Nutzer des Computers 1402 den Zugang zu einem Intranet,
Extranet oder zu den World-Wide-Web-Seiten des Internets, die adressiert
werden durch Universal-Resource-Locator-(URL)-Adressen, erlauben. Beispiele von Browser-Anwendungsprogrammen
beinhalten Netscape Navigator® und Microsoft Internet
Explorer®.
-
Der
Computer 1402 kann in einer vernetzten Umgebung, die logische
Verbindungen verwendet, mit einem oder mehreren entfernten Computer,
so wie den entfernt stehenden Computer 1428, betrieben
werden. Diese logischen Verbindungen werden erreicht durch eine
Kommunikationsvorrichtung, die an den Computer 1402 oder
Teile desselben angeschlossen sind. Ausführungsformen sind nicht begrenzt
auf einen besonderen Typ von Kommunikationsvorrichtung. Der entfernt
stehende Computer 1428 kann ein anderer Computer, ein Server,
ein Router, ein Netzwerk-PC, ein Client, ein gleichrangiges Gerät oder ein
anderer gängiger
Netzwerkknotenpunkt sein. Die logischen Verbindungen, dargestellt
in 14, beinhalten ein Local-Area-Network (LAN) 1430 und
ein Wide-Area-Network (WAN) 1432. Solche Netzwerkum gebungen
sind alltäglich
in Büros,
unternehmensweiten Computernetzwerken, Intranets, Extranets und
dem Internet.
-
Bei
Verwendung in einer LAN-Netzwerkumgebung ist der Computer 1402 und
der entfernt stehende Computer 1428 an ein lokales Netzwerk 1430 durch
Netzwerkschnittstellen oder Adapter 1434, welches eine
Art der Kommunikationsvorrichtung 1416 ist, angeschlossen.
Der entfernt stehende Computer 1428 beinhaltet auch eine
Netzwerkvorrichtung 1436. Bei Einsatz in einer herkömmlichen WAN-Netwerkumgebung
kommuniziert der Computer 1402 und der entfernt stehende
Computer 1428 mit einem WAN 1432 durch Modems
(nicht gezeigt). Das Modem, das intern oder extern sein kann, ist
an einen System-Bus 1412 angeschlossen. In einer durch
Netzwerk verbundenen Umgebung können
die in Bezug auf den Computer 1402 dargestellten Programmmodule
oder Teile davon in einem entfernt stehenden Computer 1428 gespeichert
werden.
-
Der
Computer 1402 kann auch eine Stromversorgung 1438 beinhalten.
Jede Stromversorgung kann eine Batterie sein.
-
Ausführungsformen
der Vorrichtungen
-
In
den vorhergehenden Abschnitt wurden die Verfahren beschrieben. In
diesem Abschnitt sind besondere Vorrichtungen von solch einer Ausführungsform
beschrieben.
-
15 ist
ein Blockdiagramm von einer Vorrichtung 1500 zur Generierung
von diagnostisch-medizinischen Referenzbildern (Referenzbildaufnahmen)
entsprechend einer Ausführungsform.
Vorrichtung 1500 befriedigt den Bedarf im Stand der Technik zur
Bereitstellung von konsistenteren, formalisierteren und verlässlicheren
Diagnosen von medizinischen Zuständen
und Krankheiten, ausgehend von medizinisch-anatomischen Bildaufnahmen.
-
In
der Vorrichtung 1550 können
aufbauend auf den Bilddaten vier verschiedene Vergleichsarten ausgeführt werden;
ein Vergleich 1502 der Rohbildaufnahmen, ein Vergleich
der Bildaufnahmen mit den Standardabweichungen, ein Vergleich 1506 der
Bildaufnahmen mit den Bildaufnahmen, welche die Schwere anzeigen,
und ein Vergleich der Schweregrad-Werten. Der Vergleich kann in
jedem der Stadien 1502, 1504, 1506 oder 1508 erfolgen.
Jeder der Vergleiche 1502 bis 1508 kann über die
Longitudinal(Temporal)-Domänen,
so wie die Untersuchungszeit T1 1510 und
die Untersuchungszeit T2 1512 ausgeführt werden.
-
Bei
der Untersuchungszeit T1 1510 und
der Untersuchungszeit T2 1512 wird
durch eine digitale Bildgebungsvorrichtung eine Vielzahl von originalen Rohbildaufnahmen 1514 und 1516 bzw. 1518 und 1520 generiert.
-
Nach
der Untersuchungszeit T1 1510 und
der Untersuchungszeit T2 1512 wird
jede der nachfolgenden drei Datenarten von den originalen Rohbildaufnahmen
oder von einer oder mehreren der standardisierten Bildaufnahmen
(nicht gezeigt) generiert; eine Vielzahl von standardisierten Bildaufnahmen
mit Abweichungen 1522 und 1524 sowie 1526 und 1528; Schweregrad-Indizes 1530-1536 oder
Schweregrad-Werte 1538 und 1540. Die Abweichungs-Bilder 1522-1528 geben
graphisch die Abweichung zwischen den originalen Rohbildaufnahmen 1514-1520 und
den standardisierten Bildaufnahmen wieder. Die Schweregrad-Indizes 1530-1536 repräsentieren
numerisch die klinisch wahrgenommenen Abweichungen zwischen den
originalen Rohbildaufnahmen 1514-1520 und den standardisierten
Bildaufnahmen. Die Schweregrad-Werte 1538 und 1540 werden
von den Schweregrad-Indizes 1530-1536 generiert. Die Schweregrad-Werte 1538 und 1540 repräsentieren numerisch
eine zusammengefasste klinische Indikation des Zustandes der Rohbildaufnahmen 1514-1520.
-
Schlussfolgerung
-
Ein
computerbasiertes medizinisches Diagnosesystem wird beschrieben.
Obwohl spezifische Ausführungsformen
hierin illustriert und beschrieben wurden, ist für die Fachleute klar, dass
jede Anordnung, die darauf gerichtet ist, den gleichen Zweck zu erreichen,
durch eine der gezeigten spezifischen Ausführungsformen ersetzt werden
kann. Es ist beabsichtigt, dass diese Anwendung sämtliche
Adaptionen oder Variationen abdeckt. Obwohl bei den prozedualen
Begriffen beschrieben, wird zum Beispiel jeder gewöhnliche
Fachmann erkennen, dass die Implementationen in einer prozedual
aufgebauten Umgebung oder jeden auf andere Art aufgebauten Umgebungen
die erforderlichen Beziehungen zur Verfügung stellt.
-
Insbesondere
wird ein Fachmann schnell erkennen, dass die Namen der Verfahren
und Vorrichtungen nicht so gemeint sind, dass sie die Ausführungsformen
beschränken.
Weiterhin können
zusätzliche
Verfahren und Vorrichtungen zu den Bestandteilen hinzugefügt werden,
die Abläufe
können
unter den Bestandteilen neu geordnet werden, und neue Komponenten
können
zukünftigen
Steigerungen entsprechen, und die in den Ausführungsformen verwendeten physikalischen
Vorrichtungen können
eingeführt
werden, ohne die Reichweite der Ausführungsformen zu verlassen.
Ein Fachmann wird schnell erkennen, dass die Ausführungsformen
auf zukünftigen
Kommunikationsvorrichtungen, verschiedenen Datensystemen und neuen
Datenarten anwendbar sind.
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Zur
Verfügung
gestellt werden Systeme, Verfahren und Vorrichtungen, durch die
in einigen Ausführungsformen,
eine Datenbank von Bildern 1522, 1524, 1526 und 1528 mit
kategorisierten Stufen der Schwere einer Krankheit oder eines medizinischen Zustandes
generiert werden, ausgehend von der Festlegung der Schwere durch
einen Menschen. In einigen Ausführungsformen
wird die Schwere der Krankheit oder des medizinischen Zustandes
diagnostiziert durch den Vergleich 1506 eines Patienten Bildes
mit den Bildern in der Datenbank. In einigen Ausführungsformen
wird die Änderung
in der Schwere der Krankheit oder des medizinischen Zustandes eine
Patienten gemessen durch das Vergleichen 1504 eines Patienten
Bildes mit den Bilder in der Datenbank.
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Die
in dieser Anmeldung verwendete Terminologie ist so gemeint, dass
sie alle objektorientierten Datenbanken und Kommunikationsumgebungen
sowie wechselnde Technologien, die die gleichen Funktionalitäten wie
die hierin beschriebenen zur Verfügung stellen, beinhaltet.