DE102008012313A1 - Verfahren zur automatischen Befundungsunterstützung von Darm-Divertikeln mit Hilfe tomographischer Aufnahmen - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Befundungsunterstützung von Darm-Divertikeln mit Hilfe tomographischer Aufnahmen, wobei zumindest vom Abdomen eines Patienten (7, 17) ein dreidimensionaler tomographischer Bilddatensatz erzeugt wird, in dem Bilddatensatz der Darm (20) durch Segmentierungsalgorithmen separiert wird und mit Hilfe computergestützter automatischer Erkennungsmaßnahmen Schleimhautverformungen (21) auf den Bilddaten detektiert werden. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass zur Detektion der Schleimhautverformung (21) die Außenseite des segmentierten Darms (20) verwendet wird, die Darmaußenseite (A) nach Schleimhautausstülpungen elektronisch abgetastet wird und bei positiver Erkennung einer Schleimhautausstülpung (21) nach außen diese markiert und angezeigt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Befundungsunterstützung von Darm-Divertikeln mit Hilfe tomographischer Aufnahmen, wobei zumindest vom Abdomen eines Patienten ein dreidimensionaler tomographischer Datensatz erzeugt wird, in dem Bilddatensatz der Darm durch Segmentierungsalgorithmen separiert wird und mit Hilfe computergestützter automatischer Erkennungsmaßnahmen Schleimhautverformungen detektiert werden.
  • Ein ähnliches Verfahren ist beispielsweise aus der DE 10 2005 048 524 A1 bekannt. In dieser Schrift ist ein Verfahren zur computergestützten Erkennung interessierender anatomischer Objekte aus Bilddaten offenbart, wobei hierzu mehrere potentielle sogenannte Kandidatenobjekte auf der Basis eines dreidimensionalen Kandidatengenerators aus den Bilddaten ausgewählt werden, wobei der dreidimensionale Kandidatengenerator aus einem Krümmungs-Tensor besteht und anschließend eine Klassifizierung der mehreren potentiellen interessierenden Kandidatenobjekte erfolgt, um einen Satz interessierender Objekte mit einer reduzierten Falsch-Positivrate zu erzeugen. Konkret wird in dieser Schrift beispielsweise die Erkennung von Tumoren oder auch die Erkennung von Polypen in der Darmregion genannt.
  • Aus der Veröffentlichung DE 11 2004 001 138 T5 ist weiterhin ein System und ein Verfahren zur Visualisierung von Polypen im Darm beschrieben, bei dem auf der Basis tomographischer Daten, beispielsweise aus Röntgen-CT-Systemen oder Kernspintomographie-Systemen oder Positron-Emissions-Tomographie-Systemen, virtuelle „Durchflüge” durch den Darm eines Patienten durchgeführt werden können, wobei das in dieser Schrift beschriebene System dazu beihilft, die Bestimmung eines Ortes und einer Richtung zum Betrachten einer Auswölbung im Darm automatisch durchzuführen. Im konkreten Beispiel wird auch in dieser Schrift lediglich die Betrachtung von Darmpolypen dargestellt.
  • In keiner der oben genannten Schriften ist ein Hinweis darauf gegeben, dass anstelle der nach innen gewandten Polypen eines Darmes auch die Möglichkeit besteht, Schleimhautausstülpungen nach außen hin automatisch zu erkennen und entsprechend durch virtuelle Darstellungen dem Betrachter mit einer Darstellung zur Verfügung zu stellen.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu finden, mit dem es möglich ist, auf der Basis tomographischer Aufnahmen Schleimhautausstülpungen nach außen im Bereich des Darmes einerseits zu detektieren und andererseits in einer visuellen Darstellung zur Betrachtung zur Verfügung zu stellen, so dass letztendlich eine Beurteilung der Schleimhautausstülpung möglich ist.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand untergeordneter Ansprüche.
  • Der Erfinder hat erkannt, dass mit Hilfe der grundsätzlich vorhandenen Techniken automatischer Segmentierungsmaßnahmen von Organen, hier des Darmes, und richtiger Anwendung bekannter Erkennungsmaßnahmen im Darm auch Schleimhautausstülpungen nach außen erkannt werden können, bei denen sich auch um krankhafte Veränderungen des Darmes, in Form von Divertikeln, handeln kann. Die Erkennung solcher Divertikel und Beurteilung des Zustandes solcher Divertikel ist für den Fachmann essentiell, da es sich hier teilweise um lebensbedrohliche Situationen eines Patienten handeln kann. Wenn solche Divertikel durchbrechen und Darminhalt in die Bauchhöhle des Patienten gelangt, kann dies ohne sofortige operative Maßnahmen schnell zum Tod eines Patienten führen.
  • Entgegen den im Stand der Technik bekannten Maßnahmen bei der Erkennung von Polypen, bei der lediglich die Innenseite des Darmes betrachtet wird, werden im erfindungsgemäßen Verfahren Veränderungen der Außenseite des Darmes beobachtet und darauf befindliche Schleimhautausstülpungen detektiert, beispielsweise mit Hilfe der Bestimmung für eine solche Schleimhautausstülpung typischen Krümmungsradien in der Schleimhaut des Darmes oder Bildvergleiche mit zuvor angelegten Bibliotheken vorbekannter Divertikel oder Schleimhautausbildungen. Es besteht auch die Möglichkeit, nach vorbekannten geometrischen Mustern, wie Kugeln, Halbkugeln oder zylindrischen Ausbildungen zu suchen, die auf das Vorhandensein einer Schleimhautausstülpung beziehungsweise eines Divertikels hinweisen. Grundsätzlich sind solche Erkennungsmaßnahmen typischer Formen oder Strukturen, wie sie beispielsweise auch in der DE 10 2005 048 524 A1 verwendet werden, allgemein bekannt und können auch hier auf die Außenfläche des Darmes angewendet werden.
  • Entsprechend dieser Grundkenntnis schlägt der Erfinder also ein Verfahren zur automatischen Befundungsunterstützung von Darm-Divertikeln mit Hilfe tomographischer Aufnahmen vor, wobei zumindest vom Abdomen eines Patienten ein dreidimensionaler tomographischer Bilddatensatz erzeugt wird, in dem Bilddatensatz der Darm durch Segmentierungsalgorithmen separiert wird und mit Hilfe computergestützter automatischer Erkennungsmaßnahmen Schleimhautverformungen auf den Bilddaten detektiert werden. Die erfindungsgemäße Verbesserung des Verfahrens liegt dabei darin, dass zur Detektion der Schleimhautverformung die Außenseite des segmentierten Darms verwendet wird, die Darmaußenseite nach Schleimhautausstülpungen elektronisch abgetastet wird, und bei positiver Erkennung einer Schleimhautausstülpung nach außen diese markiert und angezeigt wird.
  • Durch diese automatische Erkennung definierter Verformungen der Darmwand im Außenbereich kann einem Fachmann sehr schnell und übersichtlich dargestellt werden, in welchem Bereich sich eventuell krankhafte Veränderungen des Darmes befinden können, so dass der Fachmann sich in seiner diagnostischen Tätigkeit intensiv auf die diagnostische Betrachtung dieser Stellen konzentrieren kann.
  • Gemäß einer vorteilhaften Fortbildung des Verfahrens, schlägt der Erfinder auch vor, dass bei der Erkennung von Schleimhautausstülpung zwischen Schleimhautausstülpungen mit und ohne darmwandseitiger Einschnürung unterschieden wird und diese unterschiedlich markiert werden.
  • Da Schleimhautausstülpungen mit darmwandseitigen Einschnürungen besonders gefährlich sind, da sie besonders zu Durchbrüchen neigen, können beispielsweise solche gesondert markiert werden, so dass sie bei einer diagnostischen Betrachtung mit besonderer Aufmerksamkeit beobachtet werden.
  • Vorteilhaft ist es dabei weiterhin, wenn geometrische Hauptabmessungen der Schleimhautausstülpungen bestimmt und im Bereich der dargestellten Schleimhautausstülpungen angezeigt werden. Das heißt, es können beispielsweise der Durchmesser und die Länge einer solchen Schleimhautausstülpung direkt in einer Tabelle angezeigt werden oder es kann als geometrische Hauptabmessung auch der kleinste Durchmesser einer Einschnürung bestimmt und entsprechend angezeigt werden. Ebenso besteht die Möglichkeit, zusätzlich die Länge der Einschnürung zu bestimmen und zur Anzeige zu bringen.
  • Zusätzlich besteht auch die Möglichkeit, nicht nur die geometrische Hauptabmessung der Schleimhautausbildung selbst darzustellen beziehungsweise anzuzeigen, sondern auch zusätzlich die Dicke der Schleimhautwand im Bereich einer solchen Schleimhautausstülpung zu bestimmen und gegebenenfalls die kleinste und/oder größte und/oder mittlere Dicke der Schleimhautwand darzustellen.
  • Des Weiteren können beispielsweise aus mindestens zwei Hauptabmessungen mindestens ein Verhältniswert berechnet werden, der ebenfalls dazu beitragen kann, eine Vorabbeurteilung beziehungsweise eine Sortierung der detektierten Schleimhautausstülpungen zu ermöglichen.
  • Der Erfinder schlägt außerdem vor, dass die Positionen der detektierten Schleimhautausstülpungen bestimmt und angezeigt oder zur Anzeige zur Verfügung gestellt werden, wobei insbesondere als Position der jeweiligen Schleimhautausstülpung eine Relativposition zum Patienten verwendet werden kann oder es kann als Position der jeweiligen Schleimhautausstülpung eine Relativposition bezüglich des Darmanfangs oder Darmendes genutzt werden.
  • In einer weiteren Ausbildung des Verfahrens kann der segmentierte Darm mit markierten oder auch nicht markierten Schleimhautausstülpungen virtuell in dreidimensionaler Ansicht dargestellt werden.
  • Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass der segmentierte Darm virtuell in Längsrichtung aufgeschnitten und auf eine Ebene aufgezogen wird, so dass sich die gesamte Darmoberfläche über eine Ebene erstreckt, aus der gegebenenfalls vorhandene Schleimhautausstülpungen markant herausragen, so dass eine besonders einfache Erkennung möglich ist.
  • Eine zusätzliche Maßnahme zur schnellen Findung von problematischen Veränderungen der Darmwand kann dadurch erreicht werden, dass die detektierten Schleimhautausstülpung – gemäß einer zuvor durchgeführten Risikoeinschätzung – sortiert dargestellt werden. Eine solche Risikoeinschätzung kann beispielsweise anhand der zuvor bestimmten geometrischen Parameter durchgeführt werden, oder es kann entsprechend hierzu die gemessene Dicke der Darmwand verwendet werden oder es können auch aus Formenbibliotheken Ähnlichkeiten zu bereits bezüglich ihres Risikos eingeschätzter Grundformen verwendet werden.
  • In einer Weiterführung des erfindungsgemäßen Gedankens schlägt der Erfinder vor, dass eine Nachuntersuchung anhand eines neuen tomographischen Scans durchgeführt wird und zumindest die gleichen Untersuchungen und Bestimmungen von Schleimhautausstülpungen wie bei mindestens einer vorherigen Untersuchung durchgeführt werden, wobei die mindestens eine vorherige Untersuchung mit ihren Werten mit den Ergebnissen der neuen Nachuntersuchung verglichen und Unterschiede dargestellt werden.
  • Zur weiteren Erleichterung der Befundung wird auch vorgeschlagen, dass die detektierten Schleimhautausstülpungen mit typischen geometrischen oder stereometrischen Figuren aus einer zuvor angelegten Bibliothek von bekannten Divertikelformen verglichen werden und eine entsprechende Klassifizierung vorgenommen wird. Die erkannten Divertikel können anschließend anhand der Klassifizierung sortiert und durch Markierung in einer Tabelle auf einem Bildschirm zur Befundung dargestellt werden.
  • Zur Erleichterung der Befundung können die gefundenen Divertikel beziehungsweise auch sonstige Schleimhautausstülpungen mit Hilfe sagittaler und/oder axialer Schnitte und/oder dreidimensionaler Ansichten auf einem Bildschirm zur Befundung angezeigt werden, wobei gegebenenfalls zusätzlich zu den Schnitten eine dreidimensionale Umgebung des Darms um das ausgewählte Divertikel beziehungsweise auch einer sonstigen Schleimhautausstülpung zur Befundung dargestellt wird.
  • Um dem befundenden Arzt eine bessere Übersicht zu verschaffen, besteht auch die Möglichkeit, dass ein virtueller Flug auf der Außen- und/oder der Innenseite des Darms zur Beobachtung und Beurteilung der detektierten Schleimhautausstülpungen beziehungsweise Divertikel ermöglicht wird.
  • Es wird ergänzend nochmals darauf hingewiesen, dass das beschriebene Verfahren ausschließlich das Finden, Vermessen und Darstellen von Schleimhautstülpungen beschreibt, wobei keine Befundung durchgeführt wird. Diese Befundung bleibt dem beurteilenden Arzt überlassen. Allerdings ermöglicht das beschriebene Verfahren eine bessere Vorsortierung und eine Konzentration des befundenden Arztes auf die wesentlichen Bereiche.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele mit Hilfe der Figuren näher beschrieben, wobei nur die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Merkmale dargestellt sind. Er werden folgende Bezugszeichen und Kurzbezeichnungen verwendet: 1: Röntgen-CT-System; 2: erste Röntgenröhre; 3: erster Detektor; 4: zweite Röntgenröhre; 5: zweiter Detektor; 6: Gantrygehäuse; 7: Patient; 8: Patientenliege; 9: Systemachse; 10: Steuer- und Recheneinheit; 11: Magnet-Resonanz-Tomographiesystem; 12: Magnetspulen; 13: Empfangsspule; 14: Magnetspulen; 16: Gehäuse; 17: Patient; 20: Darm; 21: echte Divertikel/Schleimhautausstülpungen; 22: unechte Divertikel/Schleimhautausstülpungen; 23.1, 23.2: Grundfiguren; A: Darmaußenseite; d: kleinster Durchmesser der Einschnürung; D: Durchmesser; E: Einschnürung; I: Darminnenseite; L: Länge/Höhe; l: Länge der Einschnürung; Prg1 bis Prgn: Computerprogramme.
  • Es zeigen im Einzelnen:
  • 1 ein Röntgen-CT-System zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
  • 2 ein Magnetresonanz-Tomographie-System zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
  • 3 ein segmentierter und von sonstigen Organen freigestellter Darm mit Schleimhautausstülpungen;
  • 4 einen Schnitt durch eine Schleimhautausstülpung;
  • 5 einen sagittalen Schnitt durch eine Schleimhautausstülpung mit dreidimensionaler Darstellung der Darmumgebung;
  • 6 einen Ausschnitt eines virtuell aufgeschnittenen und auf einer Ebene gelegten Darmes mit einer Vielzahl von Schleimhautausstülpungen;
  • 7 einen Schnitt durch eine Schleimhautausstülpung mit darüber gelegter geometrischer Grundfigur zur Detektion der Schleimhautausstülpung und
  • 8 einen Schnitt durch eine Schleimhautausstülpung mit so genanntem Stiel und darüber gelegten geometrischen Grundfiguren.
  • Die 1 zeigt ein Röntgen-CT-System 1, welches zur Erzeugung tomographischer Aufnahmen geeignet ist, an denen das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann. Dieses Röntgen-CT-System 1 besteht aus einem Gantrygehäuse 6, mit mindestens einem auf der Gantry befindlichen Röhren-Detektor-System, bestehend aus einer Röntgenröhre 2 und einem gegenüber liegenden Detektor 3. Dieses Röhren-Detektor-System rotiert um einen Patienten, der sich auf einer verschiebbaren Patientenliege 8 befindet, während der Patient durch das Messfeld zwischen Röntgenröhre 2 und Detektor 3 geschoben wird. Bei diesem Scan werden Absorptionsprojektionen des Patienten 7 aus einer Vielzahl von Raumrichtungen aufgenommen, mit deren Hilfe durch die Anwendung an sich bekannter Rekonstruktionsverfahren tomographische Bilddatensätze des Patienten 7 berechnet werden. Ergänzend können zusätzlich zum Scan des Patienten weitere Röhren-Detektor-Kombinationen eingesetzt werden, die sich ebenfalls auf der sich rotierenden Gantry befinden. Im vorliegenden Beispiel ist eine zusätzliche Röntgenröhre 4 mit einem gegenüberliegenden Detektor 5 dargestellt, mit deren Hilfe entweder eine bessere Zeitauflösung des CT-Systems erreicht werden kann oder zum Beispiel durch Verwendung unterschiedlicher Röntgenenergien eine bessere Differenzierung des aufgenommenen Gewebes erreicht werden kann.
  • Die beschriebenen Rekonstruktionsmaßnahmen und auch die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens einschließlich der Steuerung des CT-Systems 1 kann durch eine Steuer- und Recheneinheit 10 erfolgen, in der Computerprogramme Prg1 bis Prgn im Speicher gespeichert sind, die bei ihrer Ausführung unter anderem auch das erfindungsgemäße Verfahren durchführen.
  • Alternativ zu dem in der 1 gezeigten CT-System kann auch ein Magnet-Resonanz-Tomographiesystem 11 verwendet werden, wie es in der 2 dargestellt ist. Bei diesem MRT-System 11 befinden sich in einem Gehäuse 16 Magnetspulen 12, zur Erzeugung eines starken magnetischen Hauptfeldes, wodurch sich die Wasserstoffkerne im Körper des Patienten – entsprechend ihrem Spin – parallel oder antiparallel zu den Magnetfeldlinien ausrichten. Durch Anregung der Atomkerne mit einem elektromagnetischen Wechselfeld in der Resonanzfrequenz der Atomkerne werden diese zur Schwingung veranlasst. Nach dem Ausschalten der Anregungsfrequenz kehren die Atomkerne wieder in ihre Lage zurück und geben ihre Schwingungsenergie in Form von elektromagnetischer Schwingungsenergie ab, die mit Hilfe der Empfangsspule 13 gemessen wird. Durch zusätzliche Magnetspulen 14 wird ein schwaches Magnetfeld mit einem definierten Feldgradienten erzeugt, wodurch die von den Kernen abgegebenen Signale Ortsinformationen erhalten, durch die die Position des abgegebenen Signals definierbar ist. Die Steuerung dieses MRT-Systems 11 und die Auswertung der Messsignale erfolgt wiederum durch eine Steuer- und Recheneinheit 10, welche in ihrem Speicher Programme Prg1 bis Prgn aufweist, die neben der Steuerung und Bildberechnung auch das erfindungsgemäße Verfahren ausführen können.
  • Alternativ zu den beiden in den 1 und 2 dargestellten CT- und MRT-Systemen eignen sich grundsätzlich auch alle an deren Aufnahmesysteme, mit denen tomographische Bilder des menschlichen Körpers dargestellt werden, um das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen.
  • Selbstverständlich können auch Kombinationen solcher Geräte beziehungsweise Kombinationen solcher Bildaufnahmen mit unterschiedlichen tomographischen Systemen verwendet werden.
  • Erfindungsgemäß werden nun solche tomographischen Bilddatensätze verwendet, um den Darm 20, insbesondere den Dickdarm, mit Hilfe bekannter Segmentierungsalgorithmen zu separieren und gegebenenfalls auch von sonstigen umliegenden Organen freizustellen. Eine solche Aufnahme eines segmentierten und freigestellten Dickdarms ist beispielsweise in der 3 dargestellt. Diese Darstellung ermöglicht eine freie Sicht auf die Außenfläche des Kolons, mit den diversen Schleimhautausstülpungen 21, die sich insbesondere in der Nähe des Sigmas, nahe am After, typischerweise häufen.
  • Die Divertikel 21 haben grundsätzliche eine typische Kopf/Schulter-Form, wie sie in der 4 im Schnitt dargestellt ist. Sie ist häufig kugelförmig oder zapfenförmig nach außen gestülpt. Die Darmaußenseite ist mit A und die Darminnenseite mit I bezeichnet. Die kugelförmigen Divertikel 21 beziehungsweise Schleimhautausstülpungen weisen dabei eine ausgeprägte Schulter und einen Kopf auf. Solche Strukturen können mit Hilfe an sich bekannter Rechenalgorithmen in zwei- oder dreidimensionalen Bilddarstellungen auf an sich bekannter Weise gesucht werden. Beispielsweise können hierzu typische Krümmungsradien genutzt werden, oder es können die gefundenen Abbildungen mit Referenzabbildungen verglichen werden, oder es können auch Modelle aus der Pathologie der Divertikel verwendet werden, um eine Charakterisierung des gefundenen Divertikels vorzunehmen.
  • Wird ein solches Divertikel – wie es in der 4 gezeigt ist – erkannt, so können zusätzliche geometrische Hauptabmessungen, wie der große Durchmesser D des Divertikels oder die Länge beziehungsweise Höhe L des Divertikels bis zur Darmwand oder Einschnürung bestimmt werden. Zusätzlich kann der kleinste Durchmesser d einer Einschnürung oder auch die Länge l der Einschnürung bestimmt werden und ebenfalls als Charakterisierung dieses Divertikels beziehungsweise dieser Schleimhautausstülpung 21 angegeben werden.
  • Erfindungsgemäß wird nun ein solcher Divertikel zur besseren Befundung und Beurteilung durch einen Arzt im Schnitt dargestellt, wie es in der 5 gezeigt ist. Diese zeigt eine Kombination einer Schnittdarstellung mit zusätzlicher dreidimensionaler Darstellung der Umgebung des Divertikels.
  • Ergänzend kann auch noch zwischen so genannten echten Divertikel und unechten Divertikel 22 unterschieden werden, wobei die unechten Divertikel 22 keinen Hohlraum im Inneren aufweisen, da es sich hier lediglich um nach außen gewölbte Schleimhaut handelt, während bei echten Divertikeln 21 die gesamte Darmwand nach außen gestülpt ist und damit einen Innenraum im Divertikel erzeugt.
  • In der 6 ist eine andere beispielhafte Darstellung des Darmes gezeigt, bei dem der Darm, der zunächst mit Hilfe von Segmentierungsalgorithmen frei gestellt ist, virtuell aufgeschnitten und auf eine Ebene aufgespannt wird. Diese Darstellung ermöglicht einen leichteren Überblick über die gesamte Oberfläche des Darmes, die aufgrund der normalerweise schlauchförmig angelegten räumlichen Struktur nicht in einem Blick zu übersehen ist, so dass sich für den Arzt in dieser zweidimensional aufgespannten Weise eine leichtere Beurteilung ermöglicht.
  • Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren besteht nun die Möglichkeit entweder durch den in seiner originalen Form dargestellten Darm oder auf der Außenseite dieses Darms einen virtuellen Flug durchzuführen und diese Ansichten zur Befundung zu verwenden. Es besteht auch die Möglichkeit, diesen virtuellen Flug über eine Ebene durchzuführen, auf dem der Darm, ähnlich der 6, aufgespannt ist. Hierdurch ist ein besserer Überblick über die Summe der vorliegenden Divertikel möglich.
  • Die 7 und 8 zeigen zusätzlich zwei Schnitte durch die Wand eines Darms 20 mit einem Divertikel 21, welches zur Außenseite der Darmwand hin ausgestülpt ist. Einerseits ist in der 7 eine einfache geometrische Figur 23.1 dargestellt, die über das Divertikel 21 gestülpt ist und somit die Charakterisierung dieses Divertikels 21 ermöglicht.
  • In der 8 ist zusätzlich eine zweite geometrische Grundfigur 23.2 gezeigt, die die Charakterisierung des Stiels, also des sich verengenden Bereichs des Divertikels 21 ermöglicht.
  • In den 7 und 8 sind entsprechend den charakteristischen Maßen der Grundfiguren die über das Divertikel beziehungsweise die Einschnürung E gelegt wurden, die Länge des Divertikels L, die Länge der Einschnürung 1 und die entsprechenden Durchmesser D und d eingetragen.
  • Erfindungsgemäß kann nun von den so gefundenen Divertikeln auf der Oberfläche des Darmes eine automatisch generierte 3D-Ansicht erzeugt werden, in der gegebenenfalls automatische Messwerkzeuge eingeblendet werden, die die Vermessung der gefundenen Divertikel für den Operateur erleichtern. Alternativ kann durch ein erfindungsgemäßes Programm auch automatisch eine solche Vermessung der relevanten Maße, wie Durchmesser, Volumen, Höhe, Durchmesser der Einschnürung und wo es möglich ist auch das Verhältnis aus Kopf zu Schulter, bestimmt werden. Aus dem Kopf-zu-Schulter-Verhältnis kann beispielsweise auch ähnlich wie bei zerebralen Aneurysmen auf das Risiko einer Ruptur geschlossen werden und damit ein Risikofaktor angegeben werden.
  • Wie bereits zuvor beschrieben, kann zusätzlich bei der Durchführung von Nachuntersuchungen auch die Unterschiede zu be reits vorhandenen Voruntersuchungen festgestellt werden und diese Unterschiede können entsprechend automatisch markiert werden, so dass diesen Unterschieden eine bessere Aufmerksamkeit bei der Befundung zukommen kann.
  • Selbstverständlich können auch die automatischen Untersuchungsdaten beziehungsweise auch manuell eingefügte Untersuchungsdaten in Tabellenform dargestellt werden, wobei vorzugsweise auch die Positionen der einzelnen gefundenen Divertikel mit angegeben werden, damit ein eindeutiger Vergleich möglich ist. Neu gefundene Divertikel können hierbei separat angezeigt beziehungsweise auch separat mit Hilfe eines virtuellen Fluges annavigiert werden.
  • Das oben beschriebene Verfahren ermöglicht nun eine problemlose nicht-invasive, jedoch sehr präzise, jedoch nicht belastende Untersuchung des Patienten, so dass diese auch zur Verlaufsbeobachtung problemlos mehrfach durchgeführt werden kann.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 102005048524 A1 [0002, 0008]
    • - DE 112004001138 T5 [0003]

Claims (22)

  1. Verfahren zur automatischen Befundungsunterstützung von Darm-Divertikeln mit Hilfe tomographischer Aufnahmen, wobei 1.1. zumindest vom Abdomen eines Patienten (7, 17) ein dreidimensionaler tomographischer Bilddatensatz erzeugt wird, 1.2. in dem Bilddatensatz der Darm (20) durch Segmentierungsalgorithmen separiert wird 1.3. und mit Hilfe computergestützter automatischer Erkennungsmaßnahmen Schleimhautverformungen (21) auf den Bilddaten detektiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass 1.4. zur Detektion der Schleimhautverformung (21) die Außenseite des segmentierten Darms (20) verwendet wird, 1.5. die Darmaußenseite (A) nach Schleimhautausstülpungen (21) elektronisch abgetastet wird und 1.6. bei positiver Erkennung einer Schleimhautausstülpung (21) nach außen diese markiert und angezeigt wird.
  2. Verfahren gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Erkennung von Schleimhautausstülpung (21) zwischen Schleimhautausstülpungen (21) mit und ohne darmwandseitiger Einschnürung (E) unterschieden wird und diese unterschiedlich markiert werden.
  3. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass geometrische Hauptabmessungen (D, d, L, l) der Schleimhautausstülpung bestimmt und im Bereich der dargestellten Schleimhautausstülpung (21) angezeigt werden.
  4. Verfahren gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als geometrische Hauptabmessung zumindest der größte Durchmesser (D) der Schleimhautausstülpung (21) bestimmt und angezeigt oder zur Anzeige zur Verfügung gestellt wird.
  5. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als geometrische Hauptabmessung zumindest die Höhe L der Schleimhautausstülpung (21) über die Darmwand oder falls eine Einschnürung vorhanden ist die Länge der Schleimhautausstülpung (21) bis zur Einschnürung bestimmt und angezeigt werden oder zur Anzeige zur Verfügung gestellt werden.
  6. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass falls vorhanden als geometrische Hauptabmessung zumindest der kleinste Durchmesser (d) der Einschnürung (E) der Schleimhautausstülpung (21) bestimmt und angezeigt oder zur Anzeige zur Verfügung gestellt wird.
  7. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass falls vorhanden als geometrische Hauptabmessung zumindest die Länge (l) der Einschnürung (E) der Schleimhautausstülpung (21) bestimmt und angezeigt oder zur Anzeige zur Verfügung gestellt wird.
  8. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass falls vorhanden als geometrische Hauptabmessung zumindest die kleinste und/oder größte und/oder mittlere Dicke der Schleimhautwand im Bereich der Schleimhautausstülpung (21) bestimmt und angezeigt oder zur Anzeige zur Verfügung gestellt wird.
  9. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass aus mindestens zwei Hauptabmessungen (D, d, L, l) min destens ein Verhältniswert berechnet wird, der angezeigt oder zur Anzeige zur Verfügung gestellt wird.
  10. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionen der detektierten Schleimhautausstülpungen (21) bestimmt und angezeigt oder zur Anzeige zur Verfügung gestellt werden.
  11. Verfahren gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Position der jeweiligen Schleimhautausstülpung (21) eine Relativposition zum Patienten verwendet wird.
  12. Verfahren gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Position der jeweiligen Schleimhautausstülpung (21) eine Relativposition bezüglich des Darmanfangs oder Darmendes verwendet wird.
  13. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der segmentierte Darm mit markierten oder nicht markierten Schleimhautausstülpungen (21) virtuell in dreidimensionaler Ansicht dargestellt wird.
  14. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der segmentierte Darm mit markierten oder nicht markierten Schleimhautausstülpungen (21) virtuell in Längsrichtung aufgeschnitten und auf eine Ebene aufgezogen in dreidimensionaler Ansicht dargestellt wird.
  15. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zu jeder detektierten Schleimhautausstülpung (21) mindestens ein virtueller Schnitt in mindestens einer Ebe ne durch die Schleimhautausstülpung (21) dargestellt wird oder aufgerufen werden kann.
  16. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die detektierten Schleimhautausstülpungen (21) gemäß einer Risikoeinschätzung sortiert dargestellt werden.
  17. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Nachuntersuchung an Hand eines neuen tomographischen Scans durchgeführt wird und zumindest die gleichen Untersuchungen und Bestimmungen von Schleimhautausstülpungen wie bei mindestens einer vorherigen Untersuchung durchgeführt werden, wobei die mindestens eine vorherige Untersuchung mit ihren Werten mit den Ergebnissen der neuen Nachuntersuchung verglichen und Unterschiede dargestellt werden.
  18. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die detektierten Schleimhautausstülpungen (21) mit typischen geometrischen oder stereometrischen Figuren aus einer zuvor angelegten Bibliothek von bekannten Divertikelformen verglichen werden und eine entsprechende Klassifizierung vorgenommen wird.
  19. Verfahren gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Divertikel an Hand der Klassifizierung sortiert durch Markierung in einer Tabelle auf einem Bildschirm zur Befundung dargestellt werden.
  20. Verfahren gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass zur Darstellung der Divertikel sagittale und/oder axiale Schnitte und/oder dreidimensionale Ansichten auf einem Bildschirm zur Befundung gezeigt werden.
  21. Verfahren gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu den Schnitten eine dreidimensionale Umgebung des Darms um das ausgewählte Divertikel zur Befundung dargestellt wird.
  22. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass ein virtueller Flug auf der Außen- und/oder der Innenseite (A, I) des Darms zur Beobachtung und Beurteilung der detektierten Schleimhautausstülpungen (21) ermöglicht wird.
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