DE102007003170A1

DE102007003170A1 - Verfahren zur Erzeugung von Bilddaten mit mehreren logischen Schichten

Info

Publication number: DE102007003170A1
Application number: DE102007003170A
Authority: DE
Inventors: Diana Martin; Sebastian Dr. Schmidt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2007-01-22
Filing date: 2007-01-22
Publication date: 2008-07-24
Also published as: US8942440B2; CN101236578A; US20080181480A1; JP2008188419A

Abstract

Verfahren zur Bilderfassung, aufweisend die Schritte: Erfassen von ersten Bilddaten eines zu untersuchenden Objekts mittels eines ersten Bildgebungsverfahrens; Erfassen von zweiten Bilddaten des zu untersuchenden Objekts mittels eines zweiten Bildgebungsverfahrens; Erzeugen einer Bilddatei, deren Dateiformat die Speicherung verschiedener logischer Schichten von Bilddaten gestattet, derart, dass die erzeugte Bilddatei die erfassten ersten Bilddaten in einer ersten logischen Schicht im vorgesehenen Schicht-Format und die erfassten zweiten Bilddaten in einer zweiten logischen Schicht enthält.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zusammenführung von Bilddaten unterschiedlicher Herkunft in logischen Schichten einer einzelnen Datei.
Sogenannte Hybridinstrumente erfreuen sich im Bereich der medizinischen Bildgebung immer größerer Beliebtheit. Unter einem Hybridinstrument ist hierbei ein Gerät zu verstehen, das in der Lage ist, gleichzeitig oder unmittelbar hintereinander Bildinformationen über einen Patientenkörper (oder ein anderes untersuchtes Objekt) mittels zweier verschiedener Bilderfassungstechnologien zu gewinnen.
Beispiele für solche Hybridinstrumente sind PET (Positronenemssionstromographie)/CT (Computertomographie)-Hybridinstrumente, die das konventionelle PET-System fast vollständig abgelöst haben, SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography), Einzelphotonenemissionscomputertomographie)/CT-Hybridinstrumente und in jüngster Zeit MR (Magnetresonanz)/SPECT-Hybridinstrumente. Vorteile solcher Hybridinstrumente sind eine synergistische Ergänzung zwischen einem Verfahren mit hoher Ortsauflösung (MR, CT) und einem Verfahren mit hoher Sensitivität (SPECT, PET).
Bei solchen Hybridinstrumenten tritt das Problem auf, dass die standardisierten Dateiformate für die jeweiligen Einzelinstrumente nicht optimal für solche Hybridmodalitäten geeignet sind. So fallen beispielsweise bei der Untersuchung in einem MR-PET sowohl PET- als auch MR-Daten an, die jeweils getrennt verarbeitet und in eigenen Dateien gespeichert werden.
Es gibt derzeit mehrere Verfahren und Ansätze, um das aufgezeigte Problem zu umgehen:

– Die Aufnahmen werden jeweils als eigene PET- bzw. MR-Bilder etc. gespeichert. Vorteilhaft ist herbei, dass die Bilddatensätze mit den bestehenden Programmen weiterverarbeitet werden können, also beispielsweise angezeigt, befundet, ausgedruckt oder bearbeitet. Dieser Ansatz weist jedoch das Problem auf, dass die „Bildfusion", also die Information über die Korrelation zwischen den beiden (oder mehreren) erfolgten Bilddatensätzen, verloren geht, oder die Bilddatensätze neu zusammengefügt werden müssen, um eine solche Bildfusion wieder herzustellen, falls diese erwünscht oder erforderlich ist.
– Eine kombinierte Speicherung der verschiedenen Datensätze kann in einem speziellen Dateiformat erfolgen. Dieses kann so gewählt werden, dass fusionierte Bilder optimal verarbeitet werden können, allerdings fehlt dann die Konformität zu bestehenden Standards und Dateiformaten, und die Verarbeitung kann nur in Systemen erfolgen, die das gewählte Format verwenden können.

Es wäre jedoch wünschenswert, wenn die aus den Teilen der Hybridinstrumente gewonnenen Daten einheitlich erfasst werden könnten, und wenn dennoch eine Bearbeitung der Daten mit bestehenden Datenverarbeitungs-Systemen möglich wäre. Der Erfindung liegt mithin die Aufgabe zugrunde, einen Ansatz aufzuzeigen, mit dem eine einheitliche Datenbehandlung bei Hybridinstrumenten zur Bildgebung möglich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 und die Verwendung gemäß dem unabhängigen Anspruch 9 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, Details und Aspekte der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen.
Das Prinzip der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein bestehendes Dateiformat, das die Speicherung mehrerer „Schichten” von Bilddaten gestattet, zu verwenden, um die Bildinformationen der einzelnen Instrumente in den verschiedenen Schichten, aber in derselben Datei, zu speichern.
Dementsprechend ist in einem ersten Aspekt die Erfindung auf ein Verfahren zur Bilderfassung gerichtet, das die folgenden Schritte aufweist:

– Erfassen von ersten Bilddaten eines zu untersuchenden Objekts mittels eines ersten Bildgebungsverfahrens;
– Erfassen von zweiten Bilddaten des zu untersuchenden Objekts mittels eines zweiten Bildgebungsverfahrens;
– Erzeugen einer Bilddatei, deren Dateiformat die Speicherung verschiedener logischer Schichten von Bilddaten gestattet, derart, dass die erzeugte Bilddatei die erfassten ersten Bilddaten in einer ersten logischen Schicht im vorgesehenen Schicht-Format und die erfassten zweiten Bilddaten in einer zweiten logischen Schicht enthält.

Unter einem Dateiformat ist dabei die Art und Weise zu verstehen, wie die Daten in einer Datei angeordnet und codiert werden. Der Begriff entspricht der üblichen Verwendung im Bereich der Datenverarbeitung. Erfindungsgemäß soll das verwendete Dateiformat die Möglichkeit aufweisen, die Bilddaten in „Schichten" zu speichern, d. h. in Bereichen der Datei, die (zumindest logisch) zusammenhängend die für die Repräsentation eines Bildes notwendigen Informationen enthält.
Solche Dateiformate sind bekannt und finden bereits routinemäßig Verwendung, beispielsweise im Bereich der Bildverararbeitung, wo mit mehreren Schichten bzw. „Layern" gearbeitet wird, um Bildmanipulationen voneinander trennen zu können. Bekanntes Beispiel eines solchen Dateiformats ist das vom Programm „Photoshop" der fa. Adobe verwendete Format.
Es versteht sich, dass es auch möglich ist, mehr als zwei solcher Schichten anzulegen, beispielsweise bei Hybridinstru menten, die drei oder mehr verschiedene Bilderfassungstechnologien kombinieren und damit die Zusammenführung dreier verschiedener Darstellungsweisen erfordern würden.
Vorzugsweise ist die Bilderfassung eine medizinische Bilderfassung, die an zumindest einem Teil eines Patientenkörpers erfolgt. Es versteht sich jedoch, dass das erfindungsgemäße Verfahren prinzipiell für alle Gebiete, bei denen Objekte mit verschiedenen Technologien erfasst werden, geeignet ist, beispielsweise auch bei der Materialprüfung etc.
Der Begriff „vorgesehenes Schicht-Format" bezieht sich auf die Tatsache, dass die Daten in der Schicht im Normalfall in einer Weise codiert und angeordnet vorliegen, die definiert ist durch die Beschreibung des Dateiformats und/oder durch das Programm, für das dieses Dateiformat ursprünglich entwickelt worden ist. In diesem Format erfolgt in der Regel auch die Hinterlegung der Daten aus der Bilderfassung, um diese von z. B. dem zugehörigen Programm lesen lassen zu können.
Auch die zweite Schicht (und mögliche weitere Schichten) enthält die erfassten zweiten Bilddaten im vorgesehenen Schicht-Format, was eine Darstellung auch dieser Daten mit demselben Programm ermöglicht.
Es kann jedoch vorkommen, dass eines der Bilderfassungssystem Daten erzeugt, die keine Speicherung im vorgesehenen Schicht-Format zulassen, beispielsweise weil in diesen Informationen enthalten sind, die keine Entsprechungen in den vom vorgesehenen Schicht-Format ermöglichten Datenstrukturen finden. Daher ist in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die zweite Schicht die erfassten zweiten Bilddaten in einem eigenen Schicht-Format enthält, das den formalen Bedingungen des Dateiformats genügt. Dadurch, dass bestimmte formale Bedingungen trotz Abweichung im Schicht-Format erfüllt sind, soll erreicht werden, dass beim Einlesen einer entsprechenden Datei keine Fehler auftreten und zumindest die erste Schicht korrekt dargestellt werden kann, selbst wenn die zweite Schicht Daten in einem Format enthält, die das Programm nicht sinnvoll darstellen kann. Durch Ausblenden der zweiten Schicht aus der Darstellung am Bildschirm/Drucker ist dann zumindest einen Verwendung der ersten Schicht durch das jeweilige Programm möglich.
Besonders bevorzugt wird es, dass das Dateiformat der DICOM-Standard ist, da dieser im medizinischen Bildgewinnungs- und Verarbeitungsbereich weit verbreiteter Standard ist.
Zudem ist im DICOM-Standard bereits die Möglichkeit implementiert, eine weitere Schicht zu überlagern, die ursprünglich zur Speicherung von Kommentaren und Markierungen durch einen befundenden Arzt vorgesehen war. Vorzugsweise entspricht daher die zweite Schicht dem DICOM-Overlay-Format, dass diese Funktionalität implementiert.
Aufgrund des bevorzugten Einsatzes im medizinischen Bereich sind die ersten Bilddaten vorzugsweise MR-Bilddaten und die zweiten Bilddaten PET-Bilddaten oder SPECT-Bilddaten, oder umgekehrt.
Die ersten Bilddaten können auch CT-Bilddaten sein und die zweiten Bilddaten PET-Bilddaten oder SPECT-Bilddaten, oder umgekehrt.
Es kann im Verfahren ein Mechanismus implementiert werden, bei dem ein Verwender des Hybridinstruments vor Erzeugung der kombinierten Daten mit dem Verfahren eine Möglichkeit hat, das Format auszuwählen, wobei er möglicherweise zwischen verschiedenen erfindungsgemäßen Formaten und des weiteren zwischen Formaten wählen kann, die nicht erfindungsgemäß erzeugt werden (z. B. getrennte Speicherung der verschiedenen Bilddaten).
In einem weiteren Aspekt ist die Erfindung auf eine Verwendung eines Dateiformats und von Bilddaten gerichtet. Alles bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens gesagte gilt auch für die Verwendung und umgekehrt, so dass wechselweise Bezug genommen wird.
Die erfindungsgemäße Verwendung eines Dateiformats, das die Speicherung verschiedener logischer Schichten von Bilddaten gestattet, und von mittels eines ersten Bilderfassungsverfahrens erfassten ersten Bilddaten und mittels eines zweiten Bilderfassungsverfahrens erfassten zweiten Bilddaten, zum Erzeugen einer Bilddatei, welche die erfassten ersten Bilddaten in einer ersten logischen Schicht in einem vorgesehenen Schicht-Format enthält und die erfassten zweiten Bilddaten in einer zweiten logischen Schicht enthält, führt zu Dateien, die beide (oder mehr) Bildinformationen des eingesetzten Hybridinstruments gleichzeitig in einem lesbaren Format enthalten.
Wie ausgeführt, können die erfassten Bilddaten medizinische Bilddaten sein, die zumindest einen Teil eines Patientenkörpers erfassen.
Die zweite Schicht kann die erfassten zweiten Bilddaten im vorgesehenen Schicht-Format enthalten, oder in einem eigenen Schicht-Format enthalten, das den formalen Bedingungen des Dateiformats genügt.
Vorzugsweise ist das Dateiformat der DICOM-Standard, wobei die zweite Schicht dem DICOM-Overlay-Format entsprechen kann.
Vorzugsweise sind die ersten Bilddaten MR-Bilddaten und die zweiten Bilddaten PET-Bilddaten oder SPECT-Bilddaten oder umgekehrt. Die ersten Bilddaten können auch CT-Bilddaten und die zweiten Bilddaten PET-Bilddaten oder SPECT-Bilddaten, oder umgekehrt, sein.
1 zeigt in stark schematisierter Darstellung eine Datei mit Bildinformationen, die gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung bzw. unter Verwendung eines geeigneten Dateiformats und von Bildinformationen erzeugt worden ist. Der Headerbereich der Datei enthält allgemeine Informationen entsprechend dem verwendeten Dateiformat, wie dem Fachmann auf dem Gebiet geläufig. In einem ersten Datenbereich der Datei sind die Daten zur ersten Schicht, entsprechend den ersten erfassten Bilddaten, untergebracht, während die Daten zur zweiten Schicht, entsprechend den zweiten erfassten Bilddaten, in einem zweiten Datenbereich gespeichert sind. Zusätzlich zeigt 1 einen optionalen Formatbereich am Beginn des zweiten Speicherbereichs, in dem zusätzlich notwendige Informationen über das zur Repräsentation der zweiten Schicht verwendete Datenformat abgelegt sein können. Diese Formatinformation kann wiederum so formatiert sein, dass sie auch von einem Programm, dass zum Lesen des Datenformats der ersten Schicht entworfen worden ist, ohne Fehler eingelesen werden kann, selbst wenn eine korrekte Darstellung der Formatinformation oder der folgenden zweiten Dateninformationen von dem Programm nicht geleistet werden kann.
Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Bilder als „normale", standardkonforme Bilder, beispielsweise DICOM-Overlay-Bilder, vorliegen und dennoch die Informationen aus beiden „Modalitäten" enthalten. Durch einfaches Ausblenden des Overlays, ein Standardmerkmal von DICOM-Bildbetrachtern, kann jederzeit nur das Bild der ersten Schicht betrachtet werden.
Existierende Hardware und Software (z. B. Workstations, Bildbetrachter, Post-Processing-Applikationen) kann unverändert weiterverwendet werden und sofort mit den erfindungsgemäßen Datensätzen bzw. Dateien umgehen, wodurch Investitionen des Anwenders geschützt werden.

Claims

Verfahren zur Bilderfassung, aufweisend die Schritte: – Erfassen von ersten Bilddaten eines zu untersuchenden Objekts mittels eines ersten Bildgebungsverfahrens; – Erfassen von zweiten Bilddaten des zu untersuchenden Objekts mittels eines zweiten Bildgebungsverfahrens; – Erzeugen einer Bilddatei, deren Dateiformat die Speicherung verschiedener logischer Schichten von Bilddaten gestattet, derart, dass die erzeugte Bilddatei die erfassten ersten Bilddaten in einer ersten logischen Schicht im vorgesehenen Schicht-Format und die erfassten zweiten Bilddaten in einer zweiten logischen Schicht enthält.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilderfassung eine medizinische Bilderfassung ist und an zumindest einem Teil eines Patientenkörpers erfolgt.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht die erfassten zweiten Bilddaten im vorgesehenen Schicht-Format enthält.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht die erfassten zweiten Bilddaten in einem eigenen Schicht-Format enthält, das den formalen Bedingungen des Dateiformats genügt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Dateiformat der DICOM-Standard ist.
Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht dem DICOM-Overlay-Format entspricht.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Bilddaten MR-Bilddaten sind und die zweiten Bilddaten PET-Bilddaten oder SPECT-Bilddaten oder umgekehrt sind.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Bilddaten CT-Bilddaten sind und die zweiten Bilddaten PET-Bilddaten oder SPECT-Bilddaten oder umgekehrt sind.
Verwendung eines Dateiformats für Bilddateien, das die Speicherung verschiedener logischer Schichten von Bilddaten gestattet, und von mittels eines ersten Bilderfassungsverfahrens erfassten ersten Bilddaten und mittels eines zweiten Bilderfassungsverfahrens erfassten zweiten Bilddaten, zum Erzeugen einer Bilddatei, welche die erfassten ersten Bilddaten in einer ersten logischen Schicht in einem vorgesehenen Schicht-Format enthält und die erfassten zweiten Bilddaten in einer zweiten logischen Schicht enthält.
Verwendung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten Bilddaten medizinische Bilddaten sind, die zumindest einen Teil eines Patientenkörpers erfassen.
Verfahren gemäß Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht die erfassten zweiten Bilddaten im vorgesehenen Schicht-Format enthält.
Verfahren gemäß Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht die erfassten zweiten Bilddaten in einem eigenen Schicht-Format enthält, das den formalen Bedingungen des Dateiformats genügt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Dateiformat der DICOM-Standard ist.
Verfahren gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht dem DICOM-Overlay-Format entspricht.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Bilddaten MR-Bilddaten sind und die zweiten Bilddaten PET-Bilddaten oder SPECT-Bilddaten oder umgekehrt sind.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Bilddaten CT-Bilddaten sind und die zweiten Bilddaten PET-Bilddaten oder SPECT-Bilddaten oder umgekehrt sind.