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Hintergrund
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein digitale, medizinische
Bilder und insbesondere das Management von digitalen medizinischen
Bildern.
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In
der digitalen Radiographie ist die maximale Größe eines Bildes einer einzigen
radiographischen Aufnahme hauptsächlich
durch die Größe des Detektors
bestimmt. Typische Größen sind
41 × 41 Zentimeter
(cm) bei einem Paneldetektor oder 14 × 17 Inches (36 × 43 cm)
bei einer Computerradiographie (CR)-Platte. Große Anatomien, wie beispielsweise
die ganze Wirbelsäule,
die Beine und der Brust/Lungenbereich eines großen Patienten können nicht
innerhalb eines einzigen Detektorbereichs aufgenommen werden.
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Es
wurden schon verschiedene Verfahren zur Erfüllung derartiger Bildgebungsanforderungen bei
großen
Anatomien entwickelt. So können
einzelne Aufnahmen kleinerer Gebiete innerhalb einer großen Anatomie
mit einer gewissen Überlappung
aufgenommen und getrennt betrachtet werden, wie etwa zwei Bilder
zum Beispiel zur Betrachtung der linken und der rechten Seite der
Brust oder zum Beispiel einzelne Bilder von Abschnitten der Wirbelsäule. Einzelaufnahmen
können
mit einer gewissen Überlappung
aufgenommen und anschließend
von Hand als digitale Bilder so aufeinander ausgerichtet werden, dass sich
ein zusammengesetztes Bild ergibt, das alle einzelnen Aufnahmen
enthält.
Es können
auch mehrere digitale Bilder automatisch aufeinander ausgerichtet
werden, um so ein zusammengesetztes Bild zu erzeugen.
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Die
Betrachtung individueller Bilder liefert kein zusammengesetztes
Bild der Anatomie. Es kann auch Unterschiede in der Bildqualität und/oder
der Vergrößerung zwischen
den einzelnen Bildern, abhängig
von der Anatomie und der verwendeten Radiographietechnik, geben,
die verwirrend sind und deshalb die diagnostische Qualität des Bildes
verringern. Der Vorgang der Ausrichtung der Bilder von Hand kann
mühsam
sein und mehrere Annäherungsschritte
erfordern. Die automatische Erzeugung von zusammengesetzten Bildern
und die Verarbeitung von zusammengesetzten Bildern können zwar
beträchtliche
Einsparungen am Bedienerzeitaufwand und eine gleich bleibende Bildqualität über die
Erstreckung des zusammengesetzten Bildes ergeben, es kann aber auch,
abhängig
von einer Patientenbewegung während
der Akquisition, einer unzweckmäßigen Positionierung
und von Software- und Hardwarefehlern ein ungenaues oder ein mit
schlechter gegenseitiger Ausrichtung zusammengesetztes Bild erzeugt
werden. Diese ungenaue Ausrichtung kann die Qualität der Verarbeitung
des zusammengesetzten Bildes beeinträchtigen. Infolge von System-
oder Benutzerfehlern kann das System auch nicht in der Lage sein,
anschließend
an die Akquisition der einzelnen Bilder in einer Folge, automatisch
ein zusammengesetztes Bild zu erzeugen.
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Demgemäß besteht
ein Bedürfnis
nach einer verbesserten Bildmanagementeinrichtung, die diese Nachteile
behebt.
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Kurze Beschreibung
der Erfindung
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Eine
Ausführungsform
der Erfindung beinhaltet eine interaktive Benutzerschnittstelle
(UI) zum Managen von digitalen medizinischen Bildern. Die UI (User
Interface) weist ein erstes Displayfeld zur Darstellung von mehr
als einem medizinischem Bild und eines Punktes auf jedem digitalen
medizinischen Bild, der ein einander zugeordneten Bereichen angeordnet
ist, um Paare von digitalen medizinischen Bildern zusammenheften
zu können
und ein zweites Displayfeld auf, zum Darstellen eines zusammengesetzten
Bildes auf, das die zusammengehefteten digitalen medizinischen Bilder
beinhaltet. Die UI liefert einem Benutzer Mittel um den Ort der
Punkte zu verändern
und Mittel zur Anwendung eines Algorithmus, um das zusammengesetzte
Bild, abhängig
von der jeweiligen Lage der Punktem neu zu generieren.
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Eine
andere Ausführungsform
der Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Managen von digitalen medizinischen
Bildern. Das Verfahren beinhaltet die Auswahl eines der digitalen
medizinischen Bilder oder eines zusammengesetzten medizinischen
Bildes, das die digitalen medizinischen Bilder aufweist und die
Auswahl eines Zusammenheftbereichs des zusammengesetzten medizinischen
Bildes, um mehr als eines der digitalen medizinischen Bilder auf
einem ersten Displayfeld darzustellen und das zusammengesetzte Bild
auf einem zweiten Displayfeld abzubilden. Das Verfahren ermöglicht die
Modifizierung der Darstellungsgröße, des
Darstellungsortes und der Helligkeit der digitalen medizinischen
Bildern auf dem ersten Displayfeld und des zusammengesetzten Bildes
auf dem zweiten Displayfeld, das Lokalisieren eines Punktes innerhalb
jedes Zusammenheftbereiches, der jeweils einem Paar der digitalen
medizinischen Bereiche zugeordnet ist, wobei der Zusammenheftbereich
jedes Bildes gemeinsame Bildattribute aufweist und das Regenerieren
des zusammengesetzten Bildes auf der Grundlage des jeweiligen Ortes
der entsprechenden Punkte.
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Eine
weitere Ausführungsform
der Erfindung beinhaltet ein Computerprogrammprodukt, das ein computerlesbares
Medium mit einem computerlesbaren Programmcode aufweist, der zur
Implementierung des Verfahrens zum Managen von digitalen medizinischen
Bildern ausgelegt ist.
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Eine
weitere Ausführungsform
der Erfindung beinhaltet ein Computersystem zum Managen mehrerer
radiographischer Bilder, wobei das System ein Display, eine Eingabevorrichtung,
eine Verarbeitungsschaltung und eine Speichervorrichtung aufweist,
die von der Verarbeitungsschaltung auslesbar ist und die durch die
Verarbeitungsschaltung auszuführende
Instruktionen zur Implementierung des Verfahrens zum Managen von
digitalen medizinischen Bildern speichert.
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Kurze
Beschreibung der Zeichnung
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Bezugnehmend
auf die beispielhafte Zeichnung, in der gleiche Elemente in den
beigefügten
Figuren mit jeweils gleichen Bezugszeichen versehen sind:
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1 zeigt
in einer beispielhaften schematischen Blockdiagrammdarstellung ein
radiographisches System gemäß Ausführungsformen
der Erfindung;
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2 zeigt
eine beispielhafte Ausführungsform
einer Benutzerschnittstelle zur gegenseitigen Ausrichtung individu eller
Bilder in einem zusammengehefteten, zusammengesetzten Bild gemäß Ausführungsformen
der Erfindung;
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3 zeigt
in Form eines Flussdiagramms eine beispielhafte Ausführungsform
eines Verfahrens zur gegenseitigen Ausrichtung der individuellen
Bilder in einem zusammengehefteten, zusammengesetzten Bild gemäß Ausführungsformen
der Erfindung;
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4 zeigt
in Form eines Flussdiagramms eine verallgemeinerte beispielhafte
Ausführungsform eines
Verfahrens zum gegenseitigen Ausrichten der individuellen Bilder
in einem zusammengehefteten, zusammengesetzten Bild gemäß Ausführungsformen
der Erfindung.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Eine
Ausführungsform
der Erfindung schafft ein interaktives und effizientes Verfahren
zur Korrektur von Ausrichtungsfehlern im Anschluss an die automatische
Erzeugung eines zusammengesetzten Bildes oder zur Erzeugung eines
zusammengesetzten Bildes, wenn ein solches für eine Folge digitaler medizinischer
Bilder nicht zur Verfügung
steht.
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Eine
Benutzerschnittstelle (UI = User Interface) liefert die gleichzeitige
Darstellung von zwei oder mehreren einzelnen Bildern, die als Teil
einer Bildfolge erhalten wurden, ebenso wie ein zusammengeheftetes,
zusammengesetztes Bild, das alle Bilder der Bildfolge aufeinander
ausgerichtet wiedergibt und schließlich ein Mittel um einander
entsprechende Punkte oder „Markierungen" auf den einzelnen
Bildern zu markieren. Eine Ausführungsform
der Erfindung schafft auch Mit tel zur Veränderung der Darstellungsgröße und -position,
der Pixelintensität der
einzelnen Bilder und des zusammengesetzten Bildes. Eine neue Ausrichtung
der einzelnen Bilder innerhalb des zusammengesetzten Bildes wird über die
Punkte auf jeden der aneinander angrenzenden Bilder erreicht. Anschließend an
diese neue Ausrichtung, kann die Darstellung des zusammengesetzten Bildes
augenblicklich regeneriert werden.
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Die
UI liefert dem Benutzer die Möglichkeit interaktiv
und effizient etwaige Fehlausrichtungen im Anschluss an die automatische
Erzeugung eines zusammengesetzten Bildes zu korrigieren, von Hand die
einzelnen Bilder einer Folge, für
die eine automatische Erzeugung eines zusammengesetzten Bildes nicht
zur Verfügung
steht, aufeinander auszurichten, oder von Hand die einzelnen Bilder
einer Folge aufeinander auszurichten, für die eine automatische Erzeugung
eines zusammengesetzten Bildes wegen eines Fehlers oder einer Verarbeitungsstörung in dem
System nicht stattgefunden hat.
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Bezugnehmend
auf 1 ist dort schematisch eine beispielhafte Ausführungsform
eines Radiographiesystems 50 abgebildet. Eine Röntgenstrahlenquelle
(die im Folgenden auch als Bildgebungsquelle bezeichnet wird) 100 projiziert
einen Röntgenstrahl
(der im Weiteren auch als Bildgebungsstrahlung bezeichnet wird) 101,
der durch ein Bildgebungsobjekt 105, wie z.B. einen Teil
einer menschlichen Anatomie, durchgeht und auf einen Paneldetektor
(der im Weiteren auch als Bilddetektor bezeichnet wird) 110 geleitet
wird. Wie in 1 veranschaulicht, ist das Bildgebungsobjekt 105 in
Strichmännchenform
repräsentativ
für einen
menschlichen Körper. Da
ein interessierender Bereich 106 des Bildgebungsobjektes 105 größer sein
kann als der Paneldetektor 110, kann es notwendig sein,
mehrere Aufnahmen zu machen.
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Bei
einer Ausführungsform
kann die Röntgenstrahlquelle 100 sich
um einen Mittelpunkt 120 drehen, wodurch ein Rotationsbogen 121 erzeugt wird.
In ähnlicher
Weise kann der Paneldetektor 110 sich in einer lineare
Richtung bewegen, wie dies durch eine Richtungslinie 131 angedeutet
ist. Beim Durchgang des Röntgenstrahls 101 durch
das Bildgebungsobjekt 105 ergeben Komponenten unterschiedlicher
Dichte in dem Bildgebungsobjekt 105 unterschiedliche Röntgenstrahlabschwächungen. Der
Paneldetektor 110 empfängt
einen abgeschwächten
Röntgenstrahl 102 und
erzeugt ein elektrisches Signal abhängig von der Intensität des abgeschwächten Röntgenstrahls 102.
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Eine
Verarbeitungseinrichtung 160 steht mit der Röntgenstrahlquelle 100,
dem Paneldetektor 110, einer Datenspeichervorrichtung 156,
einer Eingabevorrichtung 157 und einer Ausgabevorrichtung 169 in
Kommunikation. Die Verarbeitungseinrichtung 160 steht außerdem mit
(in 1 nicht dargestellten) Motoren in Verbindung,
um die Drehbewegung der Röntgenstrahlquelle 100 und
die Translationsbewegung des Paneldetektors 110 anzutreiben.
Die Verarbeitungseinrichtung 160 liefert der Röntgenstrahlquelle 100 Leistung
und Taktsignale und empfängt elektrische
Signaldaten von dem Paneldetektor 110 zur nachfolgenden
Verarbeitung zu einer Anzahl digitaler medizinischer Radiographiebilder 115.
So wie es hier verwendet ist, kann sich das Bezugszeichen 115 auf
ein einziges Bild 115 oder auf eine Anzahl Bilder 115 in
einer Bildgebungssequenz beziehen, das bzw. die er von der Verarbeitungseinheit 160 in
Abhängigkeit
von der Erfassung abgeschwächter
Röntgenstrahlen 102 durch
den Paneldetektor 110 erzeugt wird bzw.
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werden.
Die Verarbeitungseinheit 160 kann die einzelnen Projektionsbilder 115 in
ein einziges zusammengesetztes Bild 230 (wie es in 2 abgebildet
ist) umsetzen, die Bilder 115, 230 in der Speichervorrichtung 156 speichern
und die Bilder 115, 230 über die Ausgabevorrichtung 169 ausgeben.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform
sind die Bilder 115, 230 auf einem Displayschirm 170 der
Ausgabevorrichtung 169 betrachtbar.
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Abhängig von
der Eingabe von Bildgebungsparametern, etwa dem interessierenden
Gebiet 106 des Bildgebungsobjektes 105, über die
Eingabevorrichtung 157, kann die Verarbeitungseinrichtung 160 die
notwendige Zahl aufeinander folgender Bilder 115 bestimmen,
die für
Diagnosezwecke benötigt sind.
Für jedes
Bild werden die Röntgenstrahlquelle 100 und
der Paneldetektor 110 in eine jeweils neue Position überführt, sodann
ortsfest gehalten, und es wird ein Bild 115 aufgenommen.
Abhängig
von der Drehbewegung der Röntgenstrahlquelle 100 um
den Mittelpunkt 120, in der durch den Bogen 121 angegeben
Richtung, führt
der Paneldetektor 110 eine Translationsbewegung nach unten,
in der durch den Richtungspfeil 131 angegebenen Richtung
aus. Die Verarbeitungseinrichtung 160 koordiniert die Bewegung
der Röntgenstrahlquelle 100 und
des Paneldetektors 110 so miteinander, dass sie aufeinander
ausgerichtet bleiben, d.h. so, dass der Röntgenstrahl 101 auf
den Paneldetektor 110 gerichtet ist.
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Bei
der in 1 dargestellten beispielhaften schematischen Ausführungsform
sind sichtlich die Röntgenstrahlquelle 100 und
der Paneldetektor 110 in vier diskreten Positionen zur
Aufnahme von vier Bildern 115 veranschaulicht. Aus der
Darstellung in 1 ist auch zu entnehmen, dass
eine Über lappung 116,
der von dem Paneldetektor 110 aufgenommenen Bilder 115 vorhanden
ist. Die in 1 dargestellte Überlappung 116 soll
jedes Bild 115 mit redundanter Information versorgen, die
bei dem (im Einzelnen im Nachfolgen noch beschriebenen) Vorgang des
Zusammenheftens der einzelnen Bilder 115 zu dem zusammengesetzten
Bild 230 (in 2 dargestellt) hilfreich ist.
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Zu
bemerken ist, dass wenngleich jede der vier Positionen des Paneldetektors 110,
wie sie in 1 dargestellt sind, in voneinander
in getrennten Ebenen lokalisiert ist, dies lediglich zu Darstellungszwecken
dient. Bei dem Beispiel eines eine Translationsbewegung ausführenden
Paneldetektors 110, würde
der Paneldetektor 110 für
jedes aufgenommene Bild 115 in der gleichen Ebene bleiben.
Wenngleich eine Ausführungsform
der Erfindung beschrieben wird, die eine rotierende Röntgenstrahlquelle 100 und
einen eine Translationsbewegung ausführenden Detektor 110 verwendet,
so versteht sich doch, dass der Schutzbereich der Erfindung nicht
in dieser Weise beschränkt
ist und dass sich die Erfindung auch auf Bildgebungssysteme 50 bezieht,
die eine Röntgenstrahlquelle 100 benutzen,
die sowohl eine Translations- als auch eine Rotationsbewegung ausführen kann
und die einen Bilddetektor 110 aufweisen, der eine zusätzliche
Bewegung, beispielsweise eine Rotationsbewegung machen kann.
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Bezugnehmend
nun auf 2 ist dort eine beispielhafte
Ausführungsform
einer Benutzerschnittstelle mit Handausrichtung (MAUI = Manual Alignment
User Interface) 199 dargestellt, die wie abgebildet, von
dem Displaybildschirm 170 gebildet ist. Einzelne Bilder 115 werden
auf dem ersten Displayfeld 200 dargestellt. Bei der veranschaulichten
Ausfüh rungsform
werden in dem ersten Displayfeld 200 ein erstes Bild 220 und
ein zweites Bild 225 aus der Folge einzelner Bilder 115 dargestellt.
So wie hier angegeben, geben das erste Bild 220 und das
zweite Bild 225 zwei aneinander angrenzende Bilder 115 in der
Folge der Bilder 115 wieder, die zur Darstellung in dem
ersten Darstellungsfeld 200 ausgewählt wurden. Ein einziges Fadenkreuz
(im Weiteren auch als Punkt bezeichnet) 201, 202 ist
in der Überlappung (im
Weiteren auch als Heftbereich bezeichnet) 116 jedes der
aneinander angrenzenden Bilder 220, 225 vorgesehen.
Ein zweites Displayfeld 205 veranschaulicht das zusammengeheftete,
zusammengesetzte Bild 230. Das zusammengeheftete, zusammengesetzte
Bild 230 ist eine einzige Bilddarstellung wenigstens der
beiden Bilder 220, 225, die in dem ersten Displayfeld 200 dargestellt
sind. Das zusammengeheftete, zusammengesetzte Bild 230 in
dem zweiten Displayfeld 205 kann alle Einzelbilder 115 der
Folge enthalten, die von dem Paneldetektor 110, wie im
Vorstehenden beschrieben, aufgenommen worden ist. Das erste Displayfeld 200 und
das zweite Displayfeld 205 werden zusammen auf dem gleichen Bildschirm 170 dargestellt.
Eine Steuerpanel 210 gibt die Möglichkeit, die Orte der Punkte 201, 202 zu
verändern
und damit die genaue Ausrichtung des ersten Bildes 220 und
des zweiten Bildes 225 in dem zusammengesetzten Bild 230 zu
beeinflussen.
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Wenngleich
eine Ausführungsform
der Erfindung beschrieben wurde, die eine Benutzerschnittstelle
mit einem Steuerfeld, das Teil des Displaybildschirms ist, verwendet,
so versteht sich doch, dass der Umfang der Erfindung nicht in dieser
Weise beschränkt
ist, sondern dass die Erfindung sich auch auf Benutzerschnittstellen
bezieht, bei denen das Steu erfeld eine separate Eingabevorrichtung,
wie z.B. ein Tablet oder eine Tastatur sein kann.
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Kurz
zurückkommend
auf 1 definiert die Überlappung 116 das,
was als Heftbereich (im Weiteren auch Nahtstelle genannt) 240 des
zusammengesetztes Bildes 230 bezeichnet wird. So wie hier
verwendet, beziehen sich die Heftbereiche 240 auf den in
der MAUI 199 dargestellten Bereich der Bilder 220, 225, 230,
der sich auf die Überlappungs(oder Heft-)-Bereiche 116 bezieht,
wie sie in 1 dargestellt sind. Der Heftbereich 240 ist
nahe der Trennlinie zwischen dem ersten Bild 220 und dem
zweiten Bild 225 in den ersten Displayfeld 200.
Außerdem
geben auf dem zweiten Displayfeld 205 dargestellte eckige Klammern
(im Weiteren auch als Indikatoren bezeichnet) 245 den bzw.
die Orte der Heftbereiche zwischen jedem Paar aneinander anstoßender Bilder 115 in
den zusammengesetzten Bild 230 wieder. Nahe jeder Klammer 245 ist
eine Nahtstelleidentifizierungszahl angegeben, wie dies im Einzelnen
noch erläutert
wird. Die Klammern 245 sind deshalb vorgesehen, um die
Aufmerksamkeit des Benutzers auf den Heftbereich 240 in
dem zusammengesetzten Bild 230 zu lenken. Die Genauigkeit
der gegenseitigen Ausrichtung kann durch eine genaue Beachtung des
Heftbereichs 240 verbessert werden, da eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung die Möglichkeit
liefert, kleine Ausrichtungsfehler festzustellen und zu korrigieren,
wie dies im Nachfolgenden noch erläutert wird.
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Wenngleich
die hier beschriebene Ausführungsform
ein erstes Displayfeld mit zwei Einzelbildern darstellt, so versteht
sich doch, dass die hier erläuterte
Erfindung auch für
anderen Gestaltungen eines ersten Displayfelds benutzt werden kann,
etwa eines solchen, das ein, zwei, drei oder mehr ein zelne Bilder
aufweist. Außerdem
gilt, dass obgleich die beschriebene Ausführungsform ein zweites Displayfeld mit
einem zusammengesetzten Bild, bei dem Nahtstellen mit eckigen Klammern
angedeutet sind, wiedergibt, doch darauf hinzuweisen ist, dass die
hier erläuterte
Erfindung für
andere Konfigurationen eines zweiten Display- oder Displayfelds
geeignet ist, die andere Verfahren zur Angabe von Örtlichkeiten
der Nahtstellen, wie etwa z.B. Linien, Pfeile, Sterne oder andere
graphische oder textliche Indikatoren benutzen. Wenngleich die hier
erläuterte
Ausführungsform eine
Benutzerschnittstelle zum Management von radiographischen Bildern
veranschaulicht, so ist doch zu bemerken, dass der Umfang der Erfindung
nicht darauf beschränkt
ist und dass die Erfindung sich auch auf digitale medizinische Bilder
anderen Ursprungs bspw. die Magnetresonanzbildgebung bezieht.
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Die
gegenseitige Ausrichtung von dem ersten Bild 220 und dem
zweiten Bild 225 geschieht über Werkzeuge (Tools), die
von dem Steuerpanel 210 zur Verfügung gestellt werden. Die Auswahl
der Bilder 115 der Bildfolge 115, die als das
jeweils erste Bild 220 und das jeweils zweite Bild 225 dargestellt
werden, geschieht über
einen Dropdown-Dialog 250 zur Nahtstellenwahl. Kurz zurückkommend
auf 1, ist darauf hinzuweisen, dass bei dem abgebildeten
Ausführungsbeispiel
vier Bilder 115 aufgenommen wurden, womit drei Überlappungen 116 oder
Nahtstellen 240 erzeugt wurden. Bezugnehmend nun auf 2 können die
drei Überlappungen 116,
die zu den in dem zusammengesetzten Bild 230 enthaltenen
Nahtstellen 240 gehören, über den
Dropdown-Dialog 250 ausgewählt werden. Der Dropdown-Dialog 250 liefert die
Möglichkeit,
die spezielle Nahtstelle 240 mittels der entsprechenden
Nahtstellenidentifizierungszahl aus dem kompletten Satz Nahtstellen 240 auszu wählen, der
die aufgenommene Bildfolge 115 begleitet. Wenn z.B. vier
Bilder 115 aufgenommen wurden, gibt es eine Gesamtzahl
von drei Nahtstellen 240. Die Wahl des Dropdown-Dialogs 250 (wie
dargestellt) einer Nahtstelle 1/3 („einer von drei") hat zur Folge, dass
das erste und das zweite Bild 115 (von einem Satz von vier
aufgenommenen Bildern 115) in dem ersten Displayfeld 200 dargestellt
werden. In ähnlicher
Weise bewirkt die Auswahl der Dropdown-Box einer Nahtstelle 2/3
(„zwei
von drei"), dass
das zweite und das dritte Bild 115 (aus einem Satz von
vier aufgenommenen Bildern 115) in dem ersten Displayfeld 200 dargestellt
werden. Standardmäßig werden
die der ersten Nahtstelle 240 zugeordneten Bilder 115 in Abhängigkeit
von der Inbetriebnahme der MAUI 199 in dem ersten Displayfeld 200 dargestellt.
Zu bemerken ist, dass die vorstehende Erörterung unter Bezugnahme auf
die 1, 2, die dreieckige Klammern 245 in
dem zweiten Displayfeld 205 beschreibt, und der Dropdown-Dialog 250 zur
Nahtstellenwahl sich auf eine Folge von vier Bildern 115 mit
drei Nahtstellen 245 bezieht. Zu Darstellungszwecken beziehen
sich die beiden in dem ersten Displayfeld 200 dargestellten
Bilder 220, 225 auf eine Folge von zwei Bildern 115 mit
einer Nahtstelle 240.
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Standardwerkzeuge
zur Bildattributsmanipulation in dem Steuerfeld 210 ermöglichen
die Manipulation des ersten Bildes 220, des zweiten Bildes 225 und
des zusammengesetzten Bildes 230. Ein Schwenkwerkzeug 260,
ein Zoom 265 und ein Displayhelligkeitswerkzeug 270 können dazu
verwendet werden, die Größe, den
Ort und die Helligkeit jedes Bildes 220, 225, 230,
unabhängig
voneinander, zu modifizieren, um die jeweils zweckentsprechende gegenseitige
Ausrichtung bestmöglich
zu bestimmen. Es ist anzunehmen, dass das am meisten interessierende
Gebiet der Heftbereich 240 in den einzelnen Bildern 220, 225 und
in dem zusammengesetzten Bild 230 ist. Ein Fadenkreuz-Wahlknopf
(Button) 255 gestattet es, das Fadenkreuz 201, 202 in
jedem ersten Bild 220 und in jedem zweiten Bild 225 zu
verschieben. Die Fadenkreuze 201, 202 können so
lokalisiert werden, dass sie auf identischen Orten anatomischer
Merkmale liegen, die in der redundanten Information jedes Nahtstellenbereichs 240 der
Einzelbilder 220, 225 enthalten sind. Die im Vorstehenden beschriebenen
Standardwerkzeuge zur Bildmanipulation sind zur Unterstützung bei
dieser Aufgabe vorgesehen, wie etwa die Verwendung des Schwenkwerkzeugs 260 und
des Zoomwerkzeugs 265 zur genaueren Bestimmung der jeweils
entsprechenden Orte der anatomischen Merkmalen.
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Anschließend an
das Aufsetzen der Fadenkreuze 201, 202 auf identische
anatomische Merkmale innerhalb des Nahtbereiches 240 veranlasst
die Wahl eines Vorschauknopfes 275 einen Algorithmus, das
zusammengesetzte Bild 230 so zu regenerieren, dass das
erste Bild 220 und das zweite Bild 225 in dem
zusammengesetzten Bild 230 mit einer zweckentsprechenden
Veränderung
ihrer Ausrichtung zusammengefügt
oder zusammengeheftet werden. Als Antwort auf die Wahl des Vorschauknopfes 275 wird jedes
der Bilder 220, 225 in dem ersten Displayfeld 200 innerhalb
des zusammengesetzten Bildes 230 ausgerichtet, wobei die
von jeden der Fadenkreuze 201, 202 in dem Heftbereich
bzw. in den Heftbereichen 240 der Einzelbilder 220, 225 definierten
Koordinaten als der gleiche Punkt in dem zusammengesetzten Bild 230 betrachtet
werden. Demgemäß kann die
sich an die Wahl des Vorschauknopfes 275 anschließende Regenerierung
eine Relativverschiebung zwischen der Darstellung der Einzelbilder 220, 225 in
dem zusammengesetzten Bild 230 ergeben. Der Vorschauknopf 275 gestattet
es, dass das zusammengesetzte Bild 230 in dem gleichen
Applikationsfenster der Benutzer schnittstelle 199 wie die
Einzelbilder 220, 225 regeneriert wird, womit
die Notwendigkeit entfällt,
zusätzliche
Fenster der Benutzerschnittstelle zu öffnen oder zu schließen. Eine
Wahl des Vorschauknopfes 275 sichert nicht notwendigerweise
die dargestellten Veränderungen
für die
Datenspeichervorrichtung 156, die die Einzelbilder 115 und das
zusammengesetzte Bild 230 enthält. Der Algorithmus zur Definition
des Vorgangs des Zusammenheftens kann irgendeine Bildzusammenfüg- oder- klebeapplikation
sein, etwa eine solche, wie sie z.B. in dem GE Definium (TM) 8000
durchgeführt
wird, das von der General Electric Company erhältlich ist. Abhängig von
dem zweckentsprechenden Aufbau des Radiographiesystems 50 zur
Gewährleistung
einer rotativen Ausrichtung aufgenommener Bilder 115 verbessert
die Verwendung eines einzigen Punktes 201, 202 in
jedem Bild 220, 225 die Qualität der Ausrichtung. Ausrichtungsverfahren,
die mehrere Punkte 201, 202 oder Linien in jedem
Bild 220, 225, benutzen, können zu einem rotatorischen
Ausrichtungsfehler führen.
Ausgehend davon, dass das Bildakquisitionsverfahren die rotatorische
Fehlausrichtung minimiert, vermeidet die Verwendung eines einzigen Punktes 201, 202 in
jedem Bild 220, 225, das mögliche Einführen einer solchen rotatorischen
Fehlausrichtung.
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Um
die Fadenkreuze 201, 202 in dem Nahtbereich 240 der
Bilder 22ß0, 225,
anschließend
an die unmittelbar zurückliegende
Wahl des Auswahlknopfes 275, in ihre jeweilige Stellung
zurückzubringen,
kann ein Resetbereich-Knopf 280 gedrückt werden. Die Fadenkreuze 201, 202 kehren
dann in ihre vorherigen Positionen zurück, und es sind Weitere Veränderungen
ihrer sich aus der letzten Wahl des Vorschauknopfes 275 ergebenden
jeweiligen Position möglich.
Wenn der Vorschauknopf 275 nicht gewählt wurde, kehren die Fadenkreuze 201, 202 in ihre
Ursprungsstellungen zurück,
die sie beim Start der MAUI 199 eingenommen hatten.
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Die
Wahl eines Knopfes 285 zur Anwendung auf das Bild („Bildanwendungsknopf") bewirkt, dass die
oben erläuterten
Veränderungen
der relativen Position der Einzelbilder 220, 225 in
dem zusammengesetzten Bild 230 in der Datenspeichervorrichtung 156 gespeichert
werden. Außerdem
werden die Einzelbilder 115 upgedatet, um die neuen Orte
der Fadenkreuze 201, 202, die den Änderungen
der Ausrichtung entsprechen, anzuzeigen, und die MAUI 199 wird
verlassen. Die Wahl eines „Schließen"-Knopfes 290 veranlasst,
dass die MAUI verlassen wird, ohne dass irgendwelche Änderungen
an dem zusammengesetzten Bild 230 oder an den in der Datenspeichervorrichtung 156 gespeicherten
Einzelbildern 115 vorgenommen werden. Bei einer Ausführungsform
erscheint anschließend
an die Wahl des Schließen-Knopfes 290,
aber vor dem Verlassen der MAUI 199, eine (nicht dargestellte)
Bestätigungsdialogbox, die
dem Benutzer die Wahl gibt, entweder den Vorgang des Verlassens
(ohne Abspeichern irgendwelcher Veränderungen) fortzusetzen, oder
zu der MAUI 199 zurückzukehren,
womit Veränderungen
vorgenommen und gespeichert werden können.
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Bezugnehmend
nun auf 3 zeigt dort ein Flussdiagramm 100 einen
exemplarischen Funktionsablauf (Workflow) einer Ausführungsform
der Erfindung. Der Funktionsablauf beginnt mit der Auswahl 310 von
Bildern 115 für
die gegenseitige Ausrichtung. Bei 310 kann irgendein Einzelbild 115 in
einer Folge von Bildern 115 ausgewählt werden. Alternativ kann
bei 310 ein zusammengesetztes Bild 230, das schon
früher
generiert worden ist, entweder automatisch oder von Hand ausgewählt werden.
Anschließend
an die Auswahl 310 eines geeigne ten Bildes 115, 230 wird
die Handausrichtungsbenutzerschnittstelle MAUI (= Manual Alignment
User Interface) bei 320 aktiviert. Eine Auswahl 330 des
Heftbereiches 240 bestimmt, welche Bilder 115 in
dem ersten Displayfeld 200 dargestellt werden. Bei 340 gestattet
das System als Nächstes
die Modifizierung von Attributen der Bilder 220, 225, 230,
wie der Größe, des
Ortes oder der Helligkeit, falls dies für eine bessere Visualisierung
erforderlich ist. Anschließend an
eine Modifizierung, die bei 340 von dem System an Bildattributen
zur Verbesserung der Darstellung gestattet wurde, wird nun bei 350 ein
Einzelpunkt 201, 202 auf identischen, einander
entsprechenden anatomischen Merkmalen oder Positionen innerhalb des
Heftbereiches 240 jedes der Einzelbilder 220, 225 angebracht.
Anschließend
an das Platzieren geeigneter Positionen der Fadenkreuze 201, 202 bei 350 kann
das zusammengesetzte Bild 230 bei 360 regeneriert
und vorbetrachtet werden. Anschließend an das Regenerieren 360 des
zusammengesetzten Bildes 230 muss bei 370 eine
Bestimmung bezüglich der
Brauchbarkeit des zusammengesetzten Bildes 230 getroffen
werden. Wenn die neue Ausrichtung des regenerierten zusammengesetzten
Bildes 230 nicht brauchbar ist, kann die Platzierung 350 der
Positionen der Fadenkreuze 201, 202 so lange wiederholt
werden bis ein brauchbares, zusammengesetztes Bild 230 bei 360 erzeugt
wird. Abhängig
von der Bestimmung 370, dass das zusammengesetzte Bild 230 brauchbar
ist, kann nun das zusammengesetzte Bild 230 erzeugt und
bei 380 in der Datenspeichervorrichtung 156 zur
nachfolgenden Entnahme und diagnostischen Betrachtung abgespeichert
werden.
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Ein
allgemeiner Sinngehalt des in 3 dargestellten
Verfahrens 300 wird durch das in 4 veranschaulichte Verfahren 400 wiedergegeben,
bei dem gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.
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Wenngleich
die hier beschriebene Ausführungsform
die bevorzugte Verwendung eines Einzelpunktes zur Markierung entsprechender
Orte in Bildüberlappungsgebieten
veranschaulicht, so ist doch darauf hinzuweisen, dass die hier erläuterte Erfindung
auch auf die Verwendung anderer Ausrichtungsverfahren wie bspw.
Linien und mehreren Punkten anstatt eines Punktes anwendbar ist.
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Eine
Ausführungsform
der Erfindung kann in Gestalt computerimplementierter Verfahren
und Vorrichtungen zur Durchführung
solcher Verfahren verwirklicht sein. Die vorliegende Erfindung kann
auch in Gestalt eines Computerprodukts mit einem Computerprogramm
und Code verwirklicht werden, der Befehle enthält, die in tangiblen Medien
verkörpert
sind, wie etwa Floppydisks, CD-ROMS, Laufwerken, USBs (Universal
Serial Bus), Laufwerken oder auf irgendwelchen anderen computerlesbaren
Speichermedien, wie etwa einem Random Access Memory (Ram) einem
Read Only Memory (ROM) oder einem Erasable Programmable Read Only
Memory (EPROM), wobei z.B., wenn der Computerprogramm-Code in einen
Computer geladen und von diesem ausgeführt wird, der Computer zu einer
Vorrichtung zur Durchführung
der Erfindung wird. Die vorliegende Erfindung kann auch z.B. in
Gestalt eines Computerprogrammcodes verwirklicht werden und zwar
unabhängig
davon, ob dieser in einem Speichermedium gespeichert, in einem Computer geladen
und/oder von diesem ausgeführt
wird, oder über
irgendein Übertragungsmedium übertragen wird,
wie etwa über
eine elektrische Verdrahtung oder Verkabelung, durch faseroptische
Einrichtungen, über
elektromagnetische Strahlung, etc. wobei, wenn der Com puterprogrammcode
in einen Computer geladen und von diesem ausgeführt wird, der Computer zu einer
Vorrichtung zur Durchführung
der Erfindung wird. Implementiert in einem Allzweckmikroprozessor
konfigurieren die Computerprogrammcodesegmente den Mikroprozessor
so, dass dieser spezielle logische Schaltungen erzeugt. Ein technischer
Effekt der ausführbaren
Instruktionen liegt in der Schaffung einer Schnittstelle zur gegenseitigen Ausrichtung
mehrer digitaler medizinischer Bilder in einem einzigen zusammengesetzten
medizinischen Bild, wobei das zusammengesetzte medizinische Einzelbild
die Information aus den mehreren medizinischen Bildern enthält.
-
Wie
erörtert,
können
einige Ausführungsformen
der Erfindung einige der nachfolgenden Vorteile aufweisen: Die Fähigkeit
eine Fehlausrichtung in einem automatisch erzeugten zusammengesetzten bild
rasch zu korrigieren; die Fähigkeit
ein zusammengesetztes Bild zu erzeugen, wenn ein automatisch erzeugtes
zusammengesetztes Bild nicht vorhanden ist; die Fähigkeit
die Bildqualität
durch Anwendung einer Bildbearbeitung auf ein korrekt ausgerichtetes
zusammengesetztes Bild zu verbessern; die Fähigkeit die Ausrichtungsqualität durch
Verwendung von Bildmanipulationswerkzeugen zur Optimierung der Lokalisierung
einander entsprechender Punkte auf zwei Bildern zu verbessern; die
Fähigkeit die
Ausrichtungsqualität
durch Verwendung eines Ausrichtungspunktes in jedem Bild zu verbessern; und
die Fähigkeit
den Arbeitsablauf über
eine einzige Benutzerschnittstelle zu verkürzen, die dazu eingerichtet
ist, sowohl eine Modifizierung als auch eine Regenerierung der Ausrichtung
bei dem zusammengesetzten Bild zu gestatten. Wenngleich die Erfindung
unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde,
so versteht sich für den
Fachmann doch, dass verschiedene Änderungen vorgenommen und Äquivalente
für Elemente
der Erfindung ersatzweise benutzt werden können ohne den Rahmen der Erfindung
zu verlassen. Außerdem können viele
Abwandlungen vorgenommen werden, um eine spezielle Situation oder
ein spezielles Material an die Lehre der Erfindung anzupassen, ohne
deren wesentlichen Schutzbereich zu verlassen. Die Erfindung ist
deshalb nicht auf die spezielle Ausführungsform beschränkt, die
als gegenwärtig
beste oder als einzige zur Ausführung
der Erfindung bekannte Ausführungsform
erläutert
ist, sondern die Erfindung umfasst alle Ausführungsformen, die im Schutzbereich
der beigefügten
Patentansprüche
liegen. In ähnlicher
Weise wurden in der Zeichnung und der Beschreibung nur beispielhafte
Ausführungsformen
der Erfindung wiedergegeben, und wenngleich spezielle Ausdrücke verwendet
worden sind, so werden diese, falls nicht anders angegeben, lediglich
in einem allgemeinen und beschreibenden Sinn und nicht zu Zwecken
der Beschränkung
der Erfindung benutzt, so dass der Rahmen der Erfindung dadurch nicht
eingeschränkt
wird. Davon abgesehen, bedeutet die Verwendung von Ausdrücken, wie
erster, zweiter, etc. keine Reihenfolge oder Wichtigkeit, sondern die
Ausdrücke
erster, zweiter, etc. werden nur zur Unterscheidung eines Elementes
von einem anderen verwendet. Weiterhin bedeutet die Benutzung der Ausdrücke, wie
ein, eine, etc. keine Mengenbeschränkung, sondern sie zeigt nur
das Vorhandensein wenigstens eines der in Bezug genommenen Elemente
an.
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- 50
- Radiographiesystem
- 100
- Röntgenquelle
- 101
- Röntgenstrahl
- 102
- abgeschwächter Röntgenstrahl
- 105
- Bildgebungsobjekt
- 106
- interessierendes
Gebiet (ROI)
- 110
- Paneldetekor
- 115
- Projektionsbilder
- 116
- Überlappung
- 120
- Mittelpunkt
- 121
- Drehbewegungsbogen
- 131
- Richtungslinie
- 156
- Datenspeichervorrichtung
- 157
- Eingabevorrichtung
- 160
- Verarbeitungsvorrichtung
- 169
- Displayvorrichtung
- 170
- Displayschirm
- 199
- MAUI
- 200
- erstes
Displayfeld
- 201
- Punkt
- 202
- Punkt
- 205
- zweites
Displayfeld
- 210
- Steuerfeld
- 220
- erstes
Bild
- 225
- zweites
Bild
- 230
- geheftetes
zusammengesetztes Bild
- 240
- Heftbereich
- 245
- Indikatoren
- 250
- Nahtstellenwahl
Dropdown-Dialog
- 255
- Fadenkreuzwahl
- 260
- Bildschwenkung
- 265
- Bildzoom
- 270
- Displayhelligkeit
- 275
- Vorschauknopf
- 280
- Resetbereichsknopf
- 285
- „Anwendung
auf das Bild"-Knopf
- 290
- „Schließen"-Knopf
- 300
- Flussdiagramm
- 310
- Bilder
wählen
- 320
- Anwendung
aktivieren
- 330
- Heftbereich
wählen
- 340
- Modifizierung
von Bildattributen gestatten
- 350
- einander
entsprechende Punkte lokalisieren
- 360
- zusammengesetztes
Bild regenerieren
- 370
- Bestimmen,
ob Ausrichtung brauchbar
- 380
- Erzeugen
und Abspeichern des zusammengesetzten Bildes
- 400
- Flussdiagramm