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Die
Erfindung betrifft Verfahren zum Verwalten und/oder Verarbeiten
von medizinischen Bilddaten, insbesondere zur Steuerung eines medizinischen
Workflow. Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf ein Computersystem
sowie ein Computerprogrammprodukt mit Computerprogrammcode zur Durchführung
des Verfahrens.
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Stand der Technik
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Aus
der Patentschrift
DE
101 25 504 B4 ist ein Verfahren und ein Computersystem
zum Workflow Management bekannt, das im oberen Teil der
1 als
Verfahren zum DICOM Bildbasierten Mapping (Zuordnung) der Taskflow
Templates dargestellt ist. Eine Workflow bzw. Taskflow beschreibt
Arbeitsläufe bzw. den Ablauf von verschiedenen Aufgaben. Ein
Template (Schablone bzw. Vorlage) legt in der IT-Technik bestimmte
Workflows bzw. Taskflows fest, die für verschiedene Anwendungen
bzw. Applikationen wiederverwendbar bzw. wiederholbar sind.
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Im
Einzelnen sind auf dem inneren Ring M in 1 medizinische
Modalitäten wie CT- und MR-Geräte dargestellt.
Diese führen sogenannte Exams durch, die zum Ziel haben,
DICOM Bilder der Patientenorgane zu produzieren. DICOM (Digital
Imaging and Communications in Medicine) ist in der Medizin als ein
offener Standard zum Austausch von Informationen geläufig.
Unter einem „Exam” wird die eigentliche Untersuchung
an der Modalität verstanden, während eine „Postprocessing” die
Nachverarbeitung und Interpretation der mit der Modalität
erzeugten Bilddaten bedeutet.
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Nachdem
die Bilder aufgenommen worden sind, werden sie zum äußeren
Ring P in 1 geschickt. Dort werden sie
von Postprocessing Workstations (WS) für ein sogenanntes
Reading oder Patientenbefunde benutzt.
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Aus
dem oben erwähnten Vefahren ist bekannt, wie die einzelnen
Postprocessing Schritte, die von Benutzern U, in der Regel den Ärzten,
durchzuführen sind, in Form eines Taskflow Templates spezifiziert
werden können. Dabei werden verschiedene Taskflow Templates
für unterschiedliche Bildtypen vorbereitet. Beim Eingang
eines Bildes in ein Postprocessing System wird das Bild analysiert
und anhand seiner Bildheader-Parameter klassifiziert. Entsprechend
dieser Klassifikation (z. B. CT Neck (Nacken) Bild, MR Leg (Bein)
Bild) wird ein Taskflow Template zugeordnet und der Benutzer wird
durch die im Template spezifizierten Schritte geführt,
um den Befund durchzuführen. Das Taskflow Template steuert
also den Postprocessing Prozess im Krankenhaus.
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Die
bekannten Taskflow Templates beschreiben Postprocessing Schritte,
die von den Ärzten durchzuführen sind. Taskflow
Template Mapping wird derzeit DICOM Image-basiert durchgeführt.
Beim Empfang eines Bildes wird sein Header analysiert, ein entsprechendes
Taskflow Template zugeordnet und seine Verarbeitung angestoßen.
Der oben erwähnte Stand der Technik beschreibt jedoch kein Verfahren,
mit dem es möglich wäre, ein Taskflow Template
Mapping durchzuführen, das die Steuerung der Exam-Vorgänge
(vor Postprocessing) übernimmt. Dies hat zur Folge, dass
Exam-Vorgänge ungesteuert ablaufen und deshalb fehlerhaft
sein können. Verschiedene Ärzte können
die Vorgänge unterschiedlich durchführen. Außerdem
ist nicht sichergestellt, dass Exam-Vorgänge auf die anschließende Postprocessing
Vorgänge abgestimmt sind, so dass am Ende der Verarbeitungskette
ein richtiger Befund durchgeführt wird.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, das oben erwähnte Vorgehen in
Hinblick auf eine Steuerung von Exam-Vorgängen zu verbessern.
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Diese
Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Patentansprüchen
angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen
sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.
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Allgemeine Beschreibung der
Erfindung
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Ein
Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Verwalten und/oder Verarbeiten
von medizinischen Bilddaten mit folgenden Schritten:
- – Eingabe von von einer oder mehrerer Modalitäten
erzeugten medizinischen Bilddaten, die Beschreibungsdaten nach einer
vordefinierten Struktur (beispielsweise Modality Worklist) aufweisen,
- – Zuordnen der Bilddaten, vorzugsweise durch einen
sogenannten Taskflow Template Mapper MP) zu einem Template in Abhängigkeit
von deren Klassifizierung (z. B. Task Template Repository R), wobei
das Template die jeweilige Verarbeitung der Bilddaten in einem oder
mehreren Verarbeitungsschritten festlegt und für die Klassifizierung vorzugsweise
Listen von Klassifizierungskriterien verwendet werden,
- – dadurch gekennzeichnet, dass die Klassifizierungskriterien
zumindest zu einem Teil aus den Beschreibungsdaten extrahiert werden.
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Insbesondere
wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung
eines medizinischen Workflow verwendet.
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Vorzugsweise
wird eine dem Template entsprechende Ausgabedatei mit Daten zur
Identifizierung der Verarbeitungsschritte erzeugt.
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Zweckmäßigerweise
wird die Klassifizierung regelbasiert anhand der genannten Klassifizierungskriterien
durchgeführt.
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Dabei
könnten Verarbeitungsschritte anhand der extrahierten Beschreibungsdaten
gruppiert werden.
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Ein
weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Computersystem zur Durchführung
des Verfahrens nach einem der erfindungsgemäßten
Verfahrensschritte, aufweisend
- – Mittel
zum Klassifizierenvon Bilddaten, die Beschreibungsdaten nach einer
vordefinierten Struktur aufweisen,
- – Mittel zur Zuordnung der Bilddaten zu einem Template
in Abhängigkeit von der Klassifizierung, wobei das Template
die jeweilige Verarbeitung der Bilddaten in einem oder mehreren
Verarbeitungsschritten festlegt, gekennzeichnet durch
- – Mittel zum Extrahieren von Klassifizierungskriterien
aus den Beschreibungsdaten.
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Des
Weiteren kann das Computersystem Mittel zur Erzeugung einer dem
Template entsprechenden Ausgabedatei mit Daten zur Identifizierung der
Verarbeitungsschritte aufweisen.
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Ein
weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Computerprogrammprodukt mit
Computerprogrammcode zur Durchführung der Verfahrensschritte des
erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei der Computerprogrammcode
auf einem Computer, insbesondere auf dem Computersystem nach einem
der vorhergehenden Vorrichtungsausprägungen, ausgeführt
wird.
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Ein
weiterer Aspekt der Erfindung ist, dass der Computerprogrammcode
des Computerprogrammprodukts auf einem von einem Computer lesbaren
Medium gespeichert ist.
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Die
Erfindung zeichnet sich durch folgende Vorteile aus.
- • Der erfindungsgemäße Ansatz macht
es möglich, Taskflow Templates zu spezifizieren und zu starten,
die sowohl Exam als auch Postprocessing Vorgänge umfassen.
- • Es wird eine vorderfinierte und strukturierte Vorgehensweise
bei Durchführung der Exams (durch Exam Tasks in Taskflows)
festgelegt.
- • Der erfindungsgemäße Ansatz ermöglicht
die Standardisierung von Prozeduren (was zum konsistenten Einsatz
optimaler Verfahren innerhalb einer Abteilung eines Krankenhauses
bzw. Klinik oder ähnlich organisierten medizinischen Praxis beiträgt).
- • Der erfindungsgemäße Ansatz ist
hilfreich für die korrekte Abrechnung von Standardverfahren
(z. B. koennte es sein, dass bestimmte Schritte eines komplexen
Taskflow Templates nur von privaten Krankenkassen erstattet werden).
- • Optimale Abstimmung von durchgeführten Exams
und Postprocessing Schritte im Rahmen eines Taskflows wird möglich.
D. h.
– Vermeidung von uneinheitlich durchgeführten Exam
Vorgängen, die ggf. für vorgesehene Postprocessing
Schritte überflüssig oder ungeeignet sind.
– Vermeidung
von Postprocessing Analysen durch Ärzte im Krankenhaus,
die zu den vorher durchgeführten Exams nicht (optimal)
passen.
- • Zeitliche Optimierung des Workflows im Krankenhaus
durch Gruppierung von Vorgängen.
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Beschreibung eines oder mehrerer
Ausführungsbeispiele
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Nachstehend
wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme
auf eine Zeichnung näher erläutert.
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In
der Zeichnung zeigen:
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1 ein
Bild-basierte (Image-based) Zuordnung (Mapping) zumindest eines
Taskflow Templates,
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2 beispielhaft
eine sogenannte DICOM Modality Worklist (eine Arbeitsliste von Modalitäten),
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3 das
erfindungsgemäße Vorgehen hinsichtlich des genannten
Taskflow Template Mapping,
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4 beispielhaft
einen zeitlichen Ablauf des erfindungsgemäßen
Vorgehens,
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5 beispielhaft
eine Architektur für das erfindungsgemäße
Vorgehen,
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6 beispielhaft
eine Benutzerschnittstelle (User Interface) zum Zuordnen von Taskflow
Templates und
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7 beispielhaft
(Parameter-)Einstellungen für das erfindungsgemäße
Zuordnen.
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Erfindungsgemäß werden
Taskflow Templates vorschlagen, die nicht nur Postprocessing Schritte
beschreiben, sondern auch Exam-Vorgänge beinhalten. Außerdem
wird ein Taskflow Template Mapper MP vorgestellt, der in der Lage
ist, die neuen Taskflow Templates frühzeitig, d. h. noch
vor Beginn der Exams, zuzuordnen. Der erfindungsgemäße Mapper
ist somit in der Lage, größere Workflows zu steuern,
die sowohl Exam als auch Postprocessing Vorgänge beinhalten.
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In
der Regel orientieren sich Exams in Hinblick auf Modalitäten
auf dem inneren Ring M der 1 meist
an den sogenannten DICOM Modality Worklisten. Ein Beispiel für
eine DICOM Modality Worklist ist in der 2 dargestellt.
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Die
DICOM Modality Worklist in der 2 enthält
mehrere Patientendaten mit Angabe von Untersuchungen, die für
die Patienten an einer Modalität durchgeführt
werden sollen. Beispielsweise ist in der ersten Zeile von oben ein
männlicher Patient „Muraloce, Joseph” angegeben.
Er benötigt eine „Neck”(Nacken)-Untersuchung
(oder Exam) an einem Ultraschall(US)-Gerät.
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DICOM
Modality Worklisten können als Basis für Taskflows
dienen, die sowohl Exam als auch Postprocessing Vorgänge
steuern. Eine DICOM Modality Worklist enthält alle dafür
notwendigen demographischen Patientendaten sowie Angaben zu den durchzuführenden
Modalitätsuntersuchungen und gewünschten Befundungen.
Anhand der Daten in der DICOM Modality Worklist können
in einem Taskflow entsprechende Exam Protokolle ablaufen (z. B. „US Neck
Exam for Men”) und danach passende Postprocessing Schritte
durchgeführt werden (z. B. „2D Viewing US Neck” und „Create
Report US Neck”). Das Mapping (Zuordnung) dieser übergreifenden Taskflow
Templates ist in der 3 illustriert.
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Die 3 zeigt,
dass ein DICOM Modality Worklist-basiertes Taskflow Template zugeordnet wird,
um sowohl Exams als auch Postprocessing Vorgänge zusammen
zu steuern. Die Vorteile solcher übergreifenden Taskflow
Template Mappings liegen unter anderem in folgendem:
- • Vorderfinierte und strukturierte Vorgehensweise bei
der Durchführung der Exams,
- • Eliminierung der Exam Vorgänge, die uneinheitlich
im Krankenhaus durchgeführt werden
- • Genaue Abstimmung der durchgeführten Exams auf
Postprocessing Schritte
- • Eliminierung der Postprocessing Analysen durch Ärzte
im Krankenhaus, die zu den vorher durchgeführten Exams
ggf. nicht optimal passen.
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Die 4 zeigt
beispielhaft einen zeitlichen Ablauf des genannten Taskflow Mappings.
Das Taskflow Mapping 1 wird zugeordnet bevor Exam-Vorgänge 2 und
anschließend Postprocessing-Vorgänge 3 durchgeführt
werden. Ein zugeordneter Taskflow legt sowohl Exam als auch Postprocessing
Schritte fest. Das Mapping vom Taskflow Template wird von einem
sogenannten DICOM Modality Worklist-based Taskflow Template Mapper durchgeführt,
der in der 5 illustriert ist. Der Mapper
MP in der 5 bekommt als Eingabe (Input) eine
DICOM Modality Worklist für einen Patienten (z. B. eine
Zeile gemäß 2). Er beinhaltet
Funktionalitäten, um ein optimales Taskflow Template Mapping durchzuführen,
so dass als Ausgabe (Output) auf der rechten Seite der 5 ein
gemappter Taskflow gestartet werden kann.
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Die
Architektur aus 5 für das erfindungsgemäße
Vorgehen besteht im wesentlichen aus zwei Teilen:
- 1.
Task und Taskflow Template Repositories R
- 2. Taskflow Template Mapper MP
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Das
Task Temlate Repository im linken oberen Teil der 5 besteht
aus einzelnen Task Templates. Darin sind sowohl Exam als auch Processing Task
Templates zu finden. Die Task Templates im Task Template Repository
sind nicht miteinander verbunden. Dies hat den Vorteil, dass ein
Task Template aus dem Task Template Repository in mehreren Taskflow
Templates eingesetzt werden kann.
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Das
Taskflow Template Repository im rechten oberen Teil der 5 beinhaltet
Taskflow Templates. Ein Taskflow Template entsteht durch Verschaltung
der einzelnen Task Templates aus dem Task Template Repository. Die
Verschaltung kann durch Konfiguration der Task Ports für
gegenseitigen Datenaustausch erfolgen. Als Beispiel ist in der Figur
ein Taskflow Template „US Neck Men Exam & Postproc”. Dieses
Taskflow Template wird eingesetzt, um Ultraschall Exams und Postprocessing
zu steuern. Das Taskflow Template wird erzeugt, indem eine Exam Task
und eine Postprocessing Task aus dem Task Template Repository genommen
wird und sie durch Konfiguration zusammenverschaltet. Die fertigen Taskflow
Templates werden vom im unteren Teil der 5 dargestellten
Taskflow Template Mapper verwendet.
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Der
Taskflow Template Mapper funktioniert nach dem folgenden Algorithmus.
Der Mapper analysiert als erstes die am Eingang eingegebene DICOM Modality
Worklist. Es extrahiert die Informationen über
- – die klinischen Fragestellungen und Untersuchungsmethoden
(z. B.: Modality, Indikation, Requested Procedure Description, Procedure
Code, Body Part Examined, Protocol Code)
- – nötige demographische Patientendaten (z.
B.: Sex, Age, Medical Insurance, privat oder gesetzlich krankenversichert,
Height/Weight)
- – medizinische Daten (z. B.: Allergien, Medikation, Kontra-Indikations)
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Basierend
auf diesen Informationen durchsucht der Taskflow Template Mapper
das Taskflow Template Repository und versucht, ein Taskflow Template
zu finden, das den aus der DICOM Modality Worklist extrahierten
Kriterien entspricht.
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Beim
Auffinden eines geeigneten Taskflow Templates ordnet der Taskflow
Template Mapper das Template im System zu. Somit ist es im System
bekannt und kann gestartet werden, um die Exam und Postprocessing
Prozesse zu steuern. In diesem Zusammenhang ist die Entsprechung
der Parameter aus der DICOM Modali ty Worklist zu Taskflow Template
konfigurierbar. Die Konfiguration ist in der Regel site-spezifisch
(ortsabhängig). Sie hängt normalerweise davon
ab, welcher Procedure Katalog vom jeweiligen „bildgebenden” Abteilung
angeboten wird. Die Konfiguration wird von einer sogenannten knowledge-based
rules engine (wissens- u. regelbasierten Maschine) verarbeitet.
Die Benutzerschnittstelle zum Konfigurieren der Regeln, nach denen
die Zuordnung der Taskflow Templates erfolgen soll, ist in der 6 illustriert.
Selektiert ist in der 6 eine Workflow Mapping Regel,
die MR Head Bilder zum Workflow Template „MRHead” zuordnet.
Außerdem ist angegeben, dass, wenn solche Bilder vom Benutzer
einzeln und unabhängig von der DICOM Modality Worklist angesehen
werden, ein Viewing Template „BasicReading” (ein
Template zur Ansicht) verwendet werden soll. Weiterhin ist spezifiziert,
dass die priorisierte Regel Prior Rule „Same Modality” angewandt
werden soll. Diese Regel bewirkt, dass der Workflow „MRHead” nicht
nur die aktuellen Bilder des betroffenen Patienten verarbeiten wird,
sondern alle MR Bilder des Patienten, die in einem konfigurierbaren
Zeitraum (z. B. die letzten 12 Monate) aufgenommen wurden. Technisch
wird dies durch einen asynchronen Job angestoßen. Als erstes
werden aktuelle Bilder verarbeitet und, wenn der asynchrone Job
fertig ist, werden frühere MR Bilder angezeigt.
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Folgende
priorisierten Regeln werden unterstützt:
- • „SameModality” – Bilder
der gleichen Modalität – wie unter „Modality” in
der 6 angegeben – des gleichen Patienten,
die gerade untersucht werden, werden verarbeitet,
- • „SamePatient” – Bilder
des gleichen Patienten, die gerade untersucht werden, werden verarbeitet,
- • „SameRPDescription” – Bilder
mit der gleichen Requested Procedure des gleichen Patienten des gleichen
Patienten, die gerade untersucht werden, werden verarbeitet,
- • „SameModalityAndRPDescription” – Bilder
der gleichen Modalität – wie unter „Modality” in
der 6 angegeben und mit der gleichen Requested Procedure – des
gleichen Patienten des gleichen Patienten, die gerade untersucht
werden, werden verarbeitet.
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Ein
weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass nicht immer eine
1:1 Zuordnung von Requested Procedure zu Taskflow Template erfolgt. Vielmehr
wird versucht, zusammenhängende Vorgänge bzw.
Procedures zu gruppieren und die Gruppe einem einzigen hochspezialisierten
Taskflow Template zuzuordnen (N:1 Mapping). Eine Konfiguration dafür
ist im oberen Teil der 7 illustriert.
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Eine
Gruppierung erfolgt für Procedures eines Patienten. Das
reduziert den Zeitaufwand beim Bearbeiten der Procedures. Da ein
gruppierte r spezialisierter Taskflow schneller abgearbeitet werden kann
als einzelne Taskflows für jede Procedure zu verarbeiten.
Beispielsweise kann für MR Head (Kopf) und Lung (Lunge)
ein spezielles Taskflow Template existieren. Für zwei Requested
Procedures „MR Head” und „MR Lung” wird
es zugeordnet anstatt zwei einzelne Taskflow Templates zuzuordnen.
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Ein
zusätzliches Beispiel für Procedure Gruppierung
beim Taskflow Template Mapping ist in der 8 dargestellt.
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Alle
Procedures ”CT Chest/Abdomen/Pelvis” und ”PET
WholeBody” eines Patienten werden zusammengefasst und aufs
Workflow Template ”Hybrid_Oncology_Templ_1” gemappt.
Hervorzuheben ist, dass in dem Fall das Workflow Template sogar
Bilder zwei unterschiedlicher Modalitäten verarbeiten kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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