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Die
Erfindung betrifft die Einstellung von Messparametern für die Durchführung von
medizinischen Untersuchungen mit bildgebenden Verfahren. Insbesondere
betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Benutzerschnittstelle
zur Durchführung
einer medizinischen Untersuchung nach dem Oberbegriff von Anspruch
1 bzw. Anspruch 7.
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Bei
Software zur Durchführung
bildgebender Verfahren in der Medizintechnik wie z. B. der Magnetresonanztomografie,
Computertomografie etc. kommt es regelmäßig dazu, dass der Benutzer
bei der Datenerfassung, dem sogenannten ”Scan”, einzelne Parameter eines
oder mehrerer Scan-Protokolle anpassen muss. Mitunter ist ein Zugriff
auf alle möglichen
Parameter nötig.
Dies gestaltet sich äußerst aufwendig
und kompliziert, da es sich je nach Verfahren um bis zu 200 Parameter
handeln kann. Außerdem
bestehen unter den einzelnen Parametern sehr komplexe und vielfältige Abhängigkeiten.
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In
Parametergruppen wie der sogenannten ”Examkarte” des syngo-Programms (Handelsname) werden
für jedes
einzelne Sequenzprotokoll Parameter in sogenannten ”Parameterkarten” und ”Subkarten” verteilt.
Diese ”Parameterkarten” und ”Subkarten” sind bezeichnet
als wie ”Geometrie”, ”Kontrast”, ”Physio” und so
weiter. Dadurch dass einige Parameter in mehreren Situationen schnell
zugreifbar sein sollen, erscheinen sie auf zwei oder mehr Karten gleichzeitig,
so dass es zwangsläufig
zu Redundanzen kommt.
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Für einige
Messungen mit einem bildgebenden Verfahren (Sequenz) sind bis zu
200 Parameter einstellbar, die beispielsweise die Schichtanzahl, Schichtdicke
und Flipwinkel als Messparameter betreffen. Viele Parameteränderungen
wirken sich dabei auf andere Parameter aus; dies geschieht über so genannte
Conflict Solver. Dabei handelt es sich um eine Sammlung programmierter
Regeln, die im Hintergrund laufen und bei Einstellung bestimmter
Konstellationen von Parameterwerten automatisch angewendet werden.
In der Benutzerschnittstelle erscheint in einem solchen Fall eine
Dialogbox. Diese informiert über
die Auswirkung der Änderung
auf andere Parameter und stellt den Benutzer vor die Wahl, die Änderung
zu bestätigen
oder zu verwerfen.
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Diese
vielen Einstellungsmöglichkeiten
sind aufwendig und wirken auf den Benutzer u. U. unübersichtlich.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren anzugeben
und eine Benutzerschnittstelle zu schaffen, um die Parameter und
Abhängigkeiten
so darzustellen, dass dadurch ein effizienterer Arbeitsprozess ermöglicht wird.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch das Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 bzw. die Benutzerschnittstelle
mit den Merkmalen nach Anspruch 7. Bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Der
Grundgedanke der Erfindung beruht darauf, eine als ”Fisheye” bezeichnete
Darstellung einzusetzen, um die Parameter von Sequenzprotokollen beim
Scan darzustellen. Dabei werden die Einstellfenster in einer Matrix
dargestellt, bei der die Fenstergröße von der Position eines Zeigersymbols
auf dem Bildschirm abhängt.
Gleichzeitig werden die Parameter, soweit sie sich in verschiedenen
Zellen wiederfinden, miteinander verknüpft bzw. ”verlinkt”.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zur Durchführung
einer medizinischen Untersuchung über eine Benutzerschnittstelle
von wenigstens einer Bildgebungsvorrichtung mit den Schritten: Bestimmen
und Eingeben von Parameterwerten bei einer Gruppe von Messparametern über eine
Eingabeeinrichtung der Benutzerschnittstelle, Erzeugen von ortsaufgelöster Bildinformation
mit der wenigstens einen Bildgebungsvorrichtung in Abhängig keit
von der Gruppe von Messparametern und Ablegen der Bildinformation
auf einem Speichermedium, Darstellen der Bildinformation als Datensymbol
auf einem Bildschirm der Benutzerschnittstelle, ist folglich dadurch gekennzeichnet,
dass jeder Messparameter der Gruppe von Messparametern jeweils in
einer Messparameterzelle einer Matrix mit mehreren Zeilen und mehreren
Spalten auf dem Bildschirm dargestellt wird, wobei die Messparameter
wenigstens teilweise in mehreren Messparameterzellen enthalten sein können.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung weisen als ein weiteres Merkmal oder – soweit technisch
sinnvoll und günstig – als mehrere
Merkmale auf,
- – den Schritt: Beeinflussen
der Position eines Zeigersymbols auf dem Bildschirm durch eine elektromechanische
Wandlervorrichtung zum Auswählen
von einer der mehreren Messparameterzellen, wobei die Darstellungsgröße der mehreren Spalten
der Matrix von ihrem Abstand von dem Zeigersymbol auf dem Bildschirm
abhängt;
- – dass
die Darstellungsgröße der mehreren
Messparameterzellen in einer Spalte der Matrix von ihrem Abstand
von dem Zeigersymbol auf dem Bildschirm abhängt;
- – dass
bei derjenigen Messparameterzelle, die den geringsten Abstand von
dem Zeigersymbol auf dem Bildschirm hat, ein Tastensymbol zum Verändern der
Parameterwerte des Messparameters angezeigt wird;
- – dass
bei derjenigen Messparameterzelle, deren Abstand von dem Zeigersymbol
auf dem Bildschirm unter einem vorgegebenen Schwellenwert liegt,
ein Tastensymbol zum Verändern
der Parameterwerte des Messparameters angezeigt wird;
- – dass
bei Änderung
eines Parameterwertes in einer Messparameterzelle alle Messparameterzellen
größer dargestellt
werden, in denen dieser Parameterwert einstellbar ist.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
wird umgesetzt mit einer Benutzerschnittstelle von wenigstens einer
Bildgebungsvorrichtung zur Durchführung einer medizinischen Untersuchung
mit:
einer Eingabeeinrichtung zum Eingeben von Parameterwerten
bei einer Gruppe von Messparametern, einem Speichermedium zum Ablegen
von ortsaufgelöster
Bildinformation, die mit der wenigstens einen Bildgebungsvorrichtung
in Abhängigkeit
von der Gruppe von Messparametern erzeugt wurde, einem Bildschirm
zum Darstellen der Bildinformation als Datensymbol, die dadurch
gekennzeichnet ist, dass die Gruppe von Messparametern in einer
Matrix mit mehreren Zeilen und mehreren Spalten gleichzeitig auf dem
Bildschirm dargestellt wird, wobei die Messparameter wenigstens
teilweise in mehreren Messparameterzellen enthalten sein können.
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Vorzugsweise
ist die Benutzerschnittstelle versehen mit einer elektromechanischen
Wandlervorrichtung zum Beeinflussen der Position eines Zeigersymbols
auf dem Bildschirm zum Auswählen
von einer der mehreren Messparameterzellen, wobei die Darstellungsgröße der mehreren
Spalten und/oder Zeilen und/oder Messparameterzellen der Matrix
von ihrem Abstand von dem Zeigersymbol auf dem Bildschirm abhängt.
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Es
ist ein Vorteil der Erfindung, dass sich die Abläufe bei der Bilderfassung in
erheblichem Maße aus
den folgenden Gründen
optimieren lassen. Die Parameter werden leichter gefunden, weil
sie nicht nur über
den Spaltennamen, sondern zudem auch über die (relative) Position
in der zweidimensionalen Fläche
identifizierbar sind. Der kognitive Aufwand wird reduziert, weil
die Benutzerschnittstelle übersichtlicher
wird (Eingabefelder werden nur noch bei Fokussierung angezeigt)
und dem Benutzer weniger Gedächtnisleistung
abverlangt. Die Navigation wird einfacher (Subkarten fallen weg,
Redundanzen werden beseitigt, die Benutzerinteraktion an sich ist schneller
und benötigt
weniger Aufwand). Automatische Parameteranpassungen (Conflict Solver)
unterbrechen den Arbeitsablauf (Workflow) nicht mehr; ihre Ergebnisse
werden übersichtlich
dargestellt; Veränderungen
lassen sich schnell und eindeutig visualisieren und rückgängig machen.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung, bei der Bezug genommen wird auf die Zeichnung.
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1 zeigt
eine Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Parametermatrix
mit Zeilen und Spalten.
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2 bis 5 zeigen
die Matrix nach 1 mit einem Zeigersymbol nach
verschieden langen Verweildauern des Zeigersymbols auf einer Parameterzelle.
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In 1 ist
eine Matrix 1 gezeigt, wie sie auf einem Bildschirm einer
Benutzerschnittstelle angezeigt wird. In der Matrix 1 sind
in Spalten 2 diejenigen Messparameter zusammengestellt,
die zu einem gemeinsamen Thema gehören. Beispielsweise können dies
Parameter sein, die eine ”Routine” bei der
Bildaufnahme mit z. B. einem Magnetresonanzgerät für eine medizinischen Untersuchung
spezifizieren. Diese Parameter sind ”Schichtgruppe”, ”Schichten”, ”Distanz” etc. Eine
andere Gruppe von Messparametern kann unter der Überschrift ”Geometrie” zusammengefasst werden, und
diese Gruppe beinhaltet beispielsweise die Parameter ”Mehrschichtmodus”, ”Serie”, ”Verknüpfungen”. Weitere
Gruppen sind ”Kontrast”, ”System” und ”Physio”. Die Gruppenbezeichnungen
sind bei dieser Ausführungsform
als Spaltenüberschriften
fett dargestellt.
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In
der Matrix selbst werden in der gezeigten Ausführungsform zunächst nur
Bezeichnungen 3 der Messparameter in einzelnen Messparameterzellen 4 angezeigt,
also die genannten Begriffe ”Schichtgruppe”, ”Schichten”, ”Distanz”. Anstelle
von konkreten Begriffen sind in der Darstellung hier abstrakte Buchstabenfolgen ”xczuj”, ”ghjg”, ”ecbt” etc. dargestellt. Die
tatsächlichen
Parameterwerte der Messparameter 3 sind in den Zellen 4 noch
nicht dargestellt.
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In
den Messparametergruppen 2 kann es zu Überschneidungen der einzelnen
Messparameter 3 kommen. So ist es beispielsweise möglich, dass
aus Gründen
des schnellen Zugriffs ein Messpa rameter sowohl in der einen Gruppe
als auch in einer anderen Gruppe vorkommt. In dem in den Figuren
gezeigten Beispiel ist der Parameter ”ymjd” in der fünften Zelle der ersten Spalte
auch in der dritten Spalte in der dritten Zelle und in der fünften Spalte
in der siebten Zelle genannt.
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In 2 ist
inhaltlich die gleiche Matrix 1 wie in 1 mit
mehreren Spalten 2 gezeigt, in denen in den einzelnen Messparameterzellen 4 die
jeweiligen Messparameter 4 aufgeführt sind. Zusätzlich in 2 ist
noch ein Zeigersymbol 5 gezeigt, das ein Benutzer mittels
einer elektromechanischen Wandlervorrichtung (Maus, Trackball, Touch-pad
u. a.) über
den Bildschirm bewegen kann, um damit bestimmte Elemente auf dem
Bildschirm anzusteuern und auszuwählen und anschließend zu
verändern.
In der in 2 gezeigten Situation ist der
Zeiger 5 vom Benutzer auf die erste Spalte 2 der
Matrix 1 bewegt worden. Wenn der Zeiger in dieser Situation
eine bestimmte (kurze) Dauer gehalten oder bewegt wird, so wird
die entsprechende Spalte 2 als Bereich erkannt, der den
Benutzer näher
interessiert. Um dem Benutzer die Bearbeitung der ihn interessierenden
Objekte auf dem Bildschirm zu vereinfachen, wird daraufhin die jeweilige
Spalte vergrößert dargestellt.
Dies kann u. U., d. h. wenn der Platz auf dem Bildschirm begrenzt
ist, auf Kosten benachbarter Spalten 2 geschehen. In dem
in 2 gezeigten Fall werden die übrigen Spalten, d. h. diejenigen
neben der Spalte von Interesse in demselben Maße verkleinert in ihrer Breite,
wie die Spalte von besonderem Interesse vergrößert wird. Insgesamt bleibt
damit der von der Matrix 1 auf dem Bildschirm beanspruchte
Platzbedarf unverändert.
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Dabei
muss der Zeiger 5 nicht unbedingt bewegungslos in der Spalte
gehalten werden. Es ist genauso gut möglich, dass der Zeiger 5 in
der Spalte permanent bewegt wird. Die einzige Bedingung für die Änderung
der Darstellung der Matrix ist, dass das System erkennt, dass sich
ein Darstellungsparameter (hier: horizontale Koordinate) nicht mehr ändert. Die
anderen Darstellungsparameter außer dem ausgewählten (andere
horizon tale Koordinaten außer ”linke Spalte”) werden
dann als unwichtig für
den Benutzer eingestuft und treten daher optisch hinter die für den Benutzer
wichtigen Parameter zurück.
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Wie
aus 3 ersichtlich wird, ist diese Technik nicht auf
die Auswahl von Spalten beschränkt,
sondern kann genauso gut Anwendung auf die Zeilen einer Matrix 1 finden.
So ist in 3 eine Zeile 6 der
Matrix 1 in ihrer Höhe
vergrößert dargestellt,
auf der der Zeiger 5 länger
verweilt. Auch hier gilt selbstverständlich, dass der Zeiger nicht
unbewegt an einem Ort auf dem Bildschirm gehalten bzw. fixiert werden
muss, er kann sehr wohl in der Horizontalen hin und her bewegt werden,
das System muss nur erkennen, dass die anderen vertikalen Koordinaten
für den
Benutzer offensichtlich nicht von Interesse sind. Dazu ist es notwendig,
den Zeiger eine vorgegebene Zeit in einem schmalen Bereich in horizontaler
Richtung zu halten.
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Es
ist darüber
hinaus möglich,
wie in 3 angedeutet, die Spalte 2 und die Zeile 6,
in welchen sich der Zeiger 5 gerade befindet, gleichzeitig
vergrößert darstellen.
In diesem Fall erhält
die Zeile eine größere Zellenhöhe, und
die Spalte erhält
eine größere Spaltenbreite.
In den Zellen der betreffenden Spalte 2 wie auch in den
Zellen der betreffenden Zeile 6 wird der Schrifttyp der
Messparameterbezeichnung in seiner Größe entsprechend angepasst:
ist die Größe der Schrift
in den reduzierten Feldern 9 Punkte groß, so ist die Schrift in den
hervorgehobenen Feldern beispielsweise 12 Punkte groß.
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Wenn
der Zeiger eine noch längere
Zeit in einer Zelle 4 der Matrix 1 verweilt ohne
die Zellgrenzen zu überschreiten,
so erkennt das System, dass nur diese eine Zelle von Interesse ist
und nicht auch andere Zellen in derselben Zeile 6 oder
derselben Spalte 2.
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Wie
in 4 dargestellt zeigt das System ab dem Zeitpunkt,
ab dem eindeutig ist, dass der Benutzer nur an einer speziellen
Zelle 4 interessiert ist, neben der Bezeichnung für den Messparameter
und dessen Zahlenwert 7 auch ein Tastensymbol 8 an.
In der Darstellung in 4 ist dies der Messparameter in
der fünften
Zelle der ersten Spalte ”ymjd:
3.00 mm”.
Der Benutzer ist nun in der Lage, den Zahlenwert 7 des
Messparameters je nach Wunsch auch mit der Tastensymbol 8 zu
verändern.
Statt das in der Messparameterzelle 4 eingeblendete Tastensymbol 8 zu
verwenden, um den Parameterwert schrittweise zu verändern, kann
der Benutzer auch gezielt eine der Zahlen markieren und sie überschreiben.
Selbstverständlich
ist unter Tastensymbol nicht nur der dargestellte Doppelpfeil nach
oben und unten zu verstehen, sondern es kommen auch alle anderen
Eingabemöglichkeiten
in Frage, wie z. B. eine Skala oder ein Diagramm, die jeweils einen ”Schieber” zur graphischen
Manipulation von Zahlenwerten enthalten, oder ein Drop-Down-Menu, wobei
diese Eingabemöglichkeiten
alle als kleine Grafiken neben dem jeweiligen Parameter eingeblendet
werden können. Weitere
Möglichkeiten
der graphischen oder numerischen Eingabe sind dem Fachmann geläufig und werden
hier nicht weiter erörtert.
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Zeitgleich
zu der vergrößerten Darstellung der
Zelle des angewählten
Parameters oder etwas später
können
alle weiteren Messparameterzellen, in denen der Parameter ebenfalls
enthalten ist, genau so angezeigt werden wie die eigentlich angewählte Zelle.
Dies ist in 5 mit den Zellen 9 angedeutet. In
diesen Zellen 9 ist derselbe Eintrag ”ymjd: 3.00 mm” in wie
fünften
Zelle der ersten Spalte gezeigt, nämlich in der dritten Zelle
der dritten Spalte und in der siebten Zelle der fünften Spalte.
Damit wird der Benutzer gewarnt bzw. informiert, dass bei Änderung des
Zahlenwertes in der aktuell angewählten Zelle gleichzeitig der
Wert in anderen Zellen in anderen Spalten und Zeilen beeinflusst
wird. Der Benutzer erhält
also einen hervorragenden Überblick über die Konsequenzen
einer Änderung
in der gerade ausgewählten
Zelle für
andere Messparametergruppen (Spalten in der Matrix).
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Dabei
werden vorzugsweise nicht nur diejenigen Zellen hervorgehoben, die
einen identischen Eintrag aufweisen, sondern es können auch
Zellen hervorgehoben werden, bei denen die Parameterwerte bei Änderung
der angewählten
Zelle durch das System automatisch angepasst werden, mit anderen Worten,
die indirekt abhängig
sind von der aktuell angewählten
Zelle.
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Es
versteht sich von selbst, dass der Prozess der Identifizierung einer
Zelle durch das System als interessant dadurch abgekürzt werden
kann, dass der Benutzer direkt nach der Positionierung des Zeigers
in einer Zelle diese ”anklickt”.
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Die
Identifizierung einer Zelle als interessant (Fisheye-View-Konzept) hat
den folgenden Hintergrund: Basierend auf dem durch ein Anzeigeelement (Mauszeiger
o. ä.)
angezeigten fokussierten Bereich eines beliebigen Eingabegerätes (Maus,
Tastatur, Eye-Tracking, 3D-Eingabegerät o. ä.) weist ein Programm einem
dem aktuellen Fokus am nächsten
gelegenen Datenobjekt einen maximalen Interessegrad (”Degree
of interest”)
als numerischen Wert zu. Dieser Interessegrad wird in der Darstellung übersetzt, indem
das Objekt vergrößert wird.
Die horizontal – sowie,
wenn vorhanden, vertikal und diagonal bzw. in der dritten Dimension – benachbarten
Datenobjekte erhalten ebenfalls einen erhöhten Interessegrad als Wert,
der jedoch proportional zur Distanz zum fokussierten Datenobjekt
geringer ist. Der Vergrößerungsfaktor
orientiert sich an dem in der Liste/Raster/Koordinatensystem verfügbaren Platz.
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Damit
besteht die Benutzerschnittstelle aus drei Bereichen. Der erste
Bereich ist eine Fisheye-View-Matrix, in der eine den Parameterkarten nach
dem Stand der Technik analoge oder ähnliche Sortierung in Spalten
umgesetzt ist: jeder einzelne Parameter besitzt eine eigene Zelle
in dieser Matrix. Der zweite Bereich beherbergt drei Segmente, in
denen Bilderserien dargestellt werden; hier können Parametereinstellungen
direkt in Relation zur bereits dargestellten Anatomie durchgeführt werden
wie z. B. die Positionierung von Schichten. Im dritten Bereich wird
bei Parameteränderungen
eine Zeitleiste sichtbar, mit der die Historie der Änderungen
schrittweise dargestellt und rückgängig gemacht
werden kann (”Undo/Redo”).
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Die
Matrix funktioniert über
zwei verschachtelte Fisheye-View-Listen.
Die Spalten reagieren auf die horizontale Position des Mauszeigers;
die Zeilen mit den Parametern werden in Abhängigkeit von der Position fokussiert.
Die Spalten sind standardmäßig minimiert;
sie reagieren auf Fokussierung (also die Bewegung des Mauszeigers über eine
Spalte) mit Vergrößerung.
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Hat
der Benutzer eine bestimmte Spalte fokussiert, so wird in Abhängigkeit
von der vertikalen Mausposition eine Zeile dieser Spalte fokussiert. Während nicht
fokussierte Zeilen nur die Bezeichnung des Parameters und seinen
aktuellen Wert anzeigen, werden für die fokussierten Zeilen und
ihre direkten Nachbarn auch die Eingabefelder angezeigt.
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Parameteränderungen,
die Auswirkungen auf Parameter in anderen Spalten haben, werden
implizit angenommen. Sobald Parameter in anderen Spalten aufgrund
der aktuellen Änderung
verändert werden,
werden diese Parameter farblich markiert; außerdem werden die Änderungen
des Wertes dauerhaft oder für
einige Sekunden eingeblendet.
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Sobald
die ersten Parameteränderungen vorgenommen
wurden, wird eine Leiste mit farbigen Markierungen eingeblendet,
die die Änderungshistorie
darstellt. Fährt
der Mauszeiger über
einen der Abschnitte, so wird in der Matrix angezeigt, welche Parameter
bei einem ”Undo” betroffen
wären und
wie sich die Werte ändern
würden;
die gleiche Anzeige ist auch für ”Redo”-Aktionen möglich.