DE102009048072A1 - Zentralisierte Bildrekonstruktion für tomographische Bildgebungsverfahren in der Medizintechnik - Google Patents

Zentralisierte Bildrekonstruktion für tomographische Bildgebungsverfahren in der Medizintechnik Download PDF

Info

Publication number
DE102009048072A1
DE102009048072A1 DE102009048072A DE102009048072A DE102009048072A1 DE 102009048072 A1 DE102009048072 A1 DE 102009048072A1 DE 102009048072 A DE102009048072 A DE 102009048072A DE 102009048072 A DE102009048072 A DE 102009048072A DE 102009048072 A1 DE102009048072 A1 DE 102009048072A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
computer
measurement data
image data
data
clrecon
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102009048072A
Other languages
English (en)
Inventor
Christian Canstein
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE102009048072A priority Critical patent/DE102009048072A1/de
Priority to CN2010102979371A priority patent/CN102028492A/zh
Priority to US12/891,948 priority patent/US20110081065A1/en
Publication of DE102009048072A1 publication Critical patent/DE102009048072A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/56Details of data transmission or power supply, e.g. use of slip rings
    • A61B6/566Details of data transmission or power supply, e.g. use of slip rings involving communication between diagnostic systems
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02Devices for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03Computerised tomographs
    • A61B6/032Transmission computed tomography [CT]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/40Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4007Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a plurality of source units
    • A61B6/4014Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a plurality of source units arranged in multiple source-detector units
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/48Diagnostic techniques
    • A61B6/482Diagnostic techniques involving multiple energy imaging
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/50Clinical applications
    • A61B6/507Clinical applications involving determination of haemodynamic parameters, e.g. perfusion CT

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System zur Rekonstruktion von Bilddaten (f) von Untersuchungsobjekten aus Messdaten (p). Dieses umfasst zumindest ein erstes und ein zweites medizinisches Gerät (C1', C1'', C1''') zur Erfassung von Messdaten (p) von Untersuchungsobjekten, sowie einen mit dem ersten und dem zweiten medizinischen Gerät (C1', C1'', C1''') verbundenen Rechner (C1Recon) zur Rekonstruktion von Bilddaten (f) aus Messdaten (p). Hierbei weist der Rechner (C1Recon) einen Eingang zum Empfangen von Messdaten (p) von den medizinischen Geräten (C1', C1'', C1''') und einen Ausgang zum Senden von rekonstruierten Bilddaten (f) an die medizinischen Geräte (C1', C1'', C1''') auf.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein System zur Rekonstruktion von Bilddaten von Untersuchungsobjekten aus Messdaten.
  • Bei tomographischen Bildgebungsverfahren wird zunächst das Untersuchungsobjekt, üblicherweise ein Patient, abgetastet bzw. gescannt. Dementsprechend wird das jeweilige medizinische Gerät auch Scanner genannt. Im Anschluss werden aus den erfassten Messdaten Bilddaten rekonstruiert, wobei der eingesetzte Bildrekonstruktionsalgorithmus von der Art des Tomographie-Gerätes abhängt. Bei den rekonstruierten Bilddaten handelt es sich um zweidimensionale Schnittbilder durch das Untersuchungsobjekt; auch die Ermittlung von dreidimensionalen Volumenbildern ist möglich. Vielfach eingesetzte tomographische Verfahren sind die Computertomographie (CT) und die Kernspintomographie (NMR).
  • Bei einer Abtastung eines Untersuchungsobjektes mit einem CT-System werden beispielsweise Kreisabtastungen, sequentielle Kreisabtastungen mit Vorschub oder Spiralabtastungen verwendet. Bei diesen Abtastungen werden mit Hilfe mindestens einer Röntgenquelle und mindestens eines gegenüberliegenden Detektors Absorptionsdaten des Untersuchungsobjektes aus unterschiedlichen Aufnahmewinkeln aufgenommen und diese so gesammelten Absorptionsdaten bzw. Projektionen mittels entsprechender Rekonstruktionsverfahren zu Schnittbildern durch das Untersuchungsobjekt verrechnet.
  • Zur Rekonstruktion von computertomographischen Bildern aus Röntgen-CT-Datensätzen eines Computertomographiegeräts (CT-Geräts), d. h. aus den erfassten Projektionen, wird heutzutage als Standardverfahren ein so genanntes gefiltertes Rückprojektionsverfahren (Filtered Back Projection; FBP) eingesetzt. In der letzten Zeit sind iterative Rekonstruktionsverfahren entwickelt worden, mit denen zumindest manche der Limitationen des FBP-Verfahrens beseitigt werden können; diese sind jedoch sehr rechenintensiv.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zur Rekonstruktion von Bilddaten von Untersuchungsobjekten aus Messdaten aufzuzeigen. Ferner sollen ein entsprechender Rechner, ein Verfahren, ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt aufgezeigt werden.
  • Diese Aufgabe wird durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 1, sowie durch einen Rechner, ein Verfahren, ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt mit Merkmalen von nebengeordneten Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
  • Das erfindungsgemäße System zur Rekonstruktion von Bilddaten von Untersuchungsobjekten aus Messdaten umfasst zumindest ein erstes und ein zweites medizinisches Gerät, wobei die medizinischen Geräte jeweils der Erfassung von Messdaten von Untersuchungsobjekten dienen. Ferner ist ein mit dem ersten und dem zweiten medizinischen Gerät verbundener Rechner vorgesehen, welcher der Rekonstruktion von Bilddaten aus Messdaten dient. Der Rechner weist einen Eingang zum Empfangen von Messdaten von den medizinischen Geräten auf, sowie einen Ausgang zum Senden von rekonstruierten Bilddaten an die medizinischen Geräte.
  • Das System weist zumindest drei Komponenten auf: die beiden medizinischen Geräte und den Rechner. Es können auch mehr als zwei medizinische Geräte vorgesehen sein, für welche der Rechner zuständig ist. Während mit den medizinischen Geräten diejenigen Daten erfasst werden, welche zur Berechnung eines Bildes des jeweiligen Untersuchungsobjektes benötigt werden, erfolgt die Bildberechnung nicht durch Bestandteile der medizinischen Geräte. Vielmehr ist hierfür der Rechner zuständig. Die Bildberechnungskapazität ist also nicht dezentral auf die mehreren medizinischen Geräte verteilt, sondern in dem Rechner konzentriert. Bei dem Rechner kann es sich um einen einzelnen hinsichtlich seiner Rechenleistung für die Bildrekonstruktion ausreichenden Computer handeln; alternativ kann auch ein Cluster aus mehreren Computern vorliegen.
  • Die Art der Bildrekonstruktion, welche der Rechner durchführt, hängt u. a. von der konkreten Ausgestaltung der medizinischen Geräte ab. Es können an sich bekannte Algorithmen zum Einsatz kommen. Vorteilhaft ist es, den Rechner leistungsstark auszulegen; in diesem Fall können besonders rechenaufwändige Algorithmen zum Einsatz kommen.
  • Der Rechner und die medizinischen Geräte sind voneinander getrennt, d. h. der Rechner ist weder Bestandteil des ersten noch des zweiten medizinischen Gerätes. Dies schließt nicht aus, dass er Bestandteil eines weiteren medizinischen Gerätes ist. Der Rechner kann sich dementsprechend z. B. in einem anderen Raum, einem anderen Gebäude, einer anderen Stadt oder sogar in einem anderen Land oder Kontinent als die medizinischen Geräte befinden. Selbiges gilt auch für die medizinischen Geräte untereinander.
  • Die von dem ersten und dem zweiten medizinischen Gerät erfassten Messdaten sind unabhängig voneinander. Insbesondere können sie sich auf andere Untersuchungsobjekte beziehen oder das gleiche Untersuchungsobjekt auf verschiedene Weisen abtasten.
  • Um von den medizinischen Geräten die den Bildberechnungen zugrunde zu legenden Messdaten zu empfangen und diesen die berechneten Bilddaten zur Verfügung zu stellen, existiert eine Verbindung zwischen den medizinischen Geräten und dem Rechner. Die medizinischen Geräte müssen nicht miteinander verbunden sein; in diesem Fall besteht eine sternförmige Anbindung der medizinischen Geräte an den Rechner. Für die Datenübertragung zwischen dem Rechner und den medizinischen Geräten können verschiedene Datenübertragungsverfahren und physikalische Transportwege zum Einsatz kommen. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung des Internet. Dies ermöglicht eine nahezu beliebige geographische Verteilung der medizinischen Geräte, ohne dass eigens eine Infrastruktur zur Anbindung an den Rechner zur Verfügung gestellt werden muss.
  • Die medizinischen Geräte oder zumindest manche der medizinischen Geräte können so weit voneinander entfernt aufgestellt sein, dass sie sich in verschiedenen Zeitzonen befinden. Dies ist insofern vorteilhaft, als in diesem Fall das Gros der Messdaten zu unterschiedlichen Zeiten bei dem Rechner anfallen, so dass er effizient „rund um die Uhr” ausgelastet werden kann.
  • Bei dem ersten und dem zweiten medizinischen Gerät kann es sich um voneinander verschiedene Tomographiegeräte handeln. In Frage kommen alle Geräte für 3-dimensionale medizinische Bildgebungsverfahren, wie z. B. CT, NMR, AX, PET, Mammographie.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn Verschlüsselungsmittel vorgesehen sind, welche eine gesicherte Datenübertragung zwischen den medizinischen Geräten und dem Rechner ermöglichen. Derartige Mittel können in den medizinischen Geräten und/oder im Rechner angeordnet sein. Die Abhör- und Fälschungssicherheit von Daten ist im medizinischen Bereich besonders wichtig.
  • Der erfindungsgemäße Rechner dient der Rekonstruktion von Bilddaten von Untersuchungsobjekten aus Messdaten. Er verfügt über eine Anbindung an zumindest ein erstes und ein zweites medizinisches Gerät, welche jeweils Messdaten von Untersuchungsobjekten erfassen. Ferner weist der Rechner einen Eingang zum Empfangen von Messdaten von den medizinischen Geräten auf, und einen Bildrekonstruktionsbestandteil zur Rekonstruktion von Bilddaten aus empfangenen Messdaten. Schließlich ist ein Ausgang vorhanden zum Senden von rekonstruierten Bilddaten an die medizinischen Geräte.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Rekonstruktion von Bilddaten von Untersuchungsobjekten aus Messdaten empfängt ein Rechner erste und zweite Messdaten, wobei zuvor die ersten Messdaten eines ersten Untersuchungsobjektes von einem ersten medizinischen Gerät und die zweiten Messdaten eines zweiten Untersuchungsobjektes von einem zweiten medizinischen Gerät erfasst wurden. Der Rechner rekonstruiert aus den ersten Messdaten erste Bilddaten des ersten Untersuchungsobjektes und aus den zweiten Messdaten zweite Bilddaten des zweiten Untersuchungsobjektes. Schließlich sendet der Rechner die ersten Bilddaten an das erste medizinische Gerät und die zweiten Bilddaten an das zweite medizinische Gerät.
  • Die Reihenfolge der Schritte des Verfahrens kann hierbei variieren. Z. B. kann zuerst der Empfang der Messdaten von dem ersten medizinischen Gerät, die Berechnung der ersten Bilddaten und die Versendung der ersten Bilddaten an das erste medizinische Gerät stattfinden, gefolgt von den entsprechenden Schritten in Bezug auf das zweite medizinische Gerät.
  • Die in Bezug auf das erfindungsgemäße System beschriebenen Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind entsprechend auch für den erfindungsgemäßen Rechner und das erfindungsgemäße Verfahren anwendbar.
  • Das erfindungsgemäße Computerprogramm verfügt über Programmcode-Mittel, die geeignet sind, das Verfahren der oben beschriebenen Art durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf dem Rechner ausgeführt wird. Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt umfasst auf einem computerlesbaren Datenträger gespeicherte Programmcode-Mittel, die geeignet sind, das Verfahren der oben beschriebenen Art durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf dem Rechner ausgeführt wird.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen:
  • 1: eine erste schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Computertomographiesystems mit einem Bildrekonstruktionsbestandteil,
  • 2: eine zweite schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Computertomographiesystems mit einem Bildrekonstruktionsbestandteil,
  • 3: mehrere verteilte Tomographiesysteme mit einem zentralen Bildrekonstruktionsrechner.
  • In 1 ist zunächst schematisch ein erstes Computertomographiesystem C1 mit einer Bildrekonstruktionseinrichtung C21 dargestellt. In dem Gantrygehäuse C6 befindet sich eine hier nicht gezeichnete geschlossene Gantry, auf der eine erste Röntgenröhre C2 mit einem gegenüberliegenden Detektor C3 angeordnet sind. Optional ist in dem hier gezeigten CT-System eine zweite Röntgenröhre C4 mit einem gegenüberliegenden Detektor C5 angeordnet, so dass durch die zusätzlich zur Verfügung stehende Strahler-/Detektorkombination eine höhere Zeitauflösung erreicht werden kann, oder bei der Verwendung unterschiedlicher Röntgenenergiespektren in den Strahler-/Detektorsystemen auch „Dual-Energy”-Untersuchungen durchgeführt werden können.
  • Das CT-System C1 verfügt weiterhin über eine Patientenliege C8, auf der ein Patient bei der Untersuchung entlang einer Systemachse C9, auch als z-Achse bezeichnet, in das Messfeld geschoben werden kann, wobei die Abtastung selbst sowohl als reiner Kreisscan ohne Vorschub des Patienten ausschließlich im interessierten Untersuchungsbereich stattfinden kann. Hierbei rotiert jeweils die Röntgenquelle C2 bzw. C4 um den Patienten. Parallel läuft dabei gegenüber der Röntgenquelle C2 bzw. C4 der Detektor C3 bzw. C5 mit, um Projektionsmessdaten zu erfassen, die dann zur Rekonstruktion von Schnittbildern genutzt werden. Alternativ zu einem sequentiellen Scan, bei dem der Patient schrittweise zwischen den einzelnen Scans durch das Untersuchungsfeld geschoben wird, ist selbstverständlich auch die Möglichkeit eines Spiralscans gegeben, bei dem der Patient während der umlaufenden Abtastung mit der Röntgenstrahlung kontinuierlich entlang der Systemachse C9 durch das Untersuchungsfeld zwischen Röntgenröhre C2 bzw. C4 und Detektor C3 bzw. C5 geschoben wird. Durch die Bewegung des Patienten entlang der Achse C9 und den gleichzeitigen Umlauf der Röntgenquelle C2 bzw. C4 ergibt sich bei einem Spiralscan für die Röntgenquelle C2 bzw. C4 relativ zum Patienten während der Messung eine Helixbahn. Diese Bahn kann auch dadurch erreicht werden, indem die Gantry bei unbewegtem Patienten entlang der Achse C9 verschoben wird.
  • Gesteuert wird das CT-System 10 durch eine Steuer- und Recheneinheit C10 mit in einem Speicher vorliegendem Computerprogrammcode Prg1 bis Prgn. Von der Steuer- und Recheneinheit C10 aus können über eine Steuerschnittstelle 24 Akquisitionssteuersignale AS übertragen werden, um das CT-System C1 gemäß bestimmter Messprotokolle anzusteuern.
  • Die vom Detektor C3 bzw. C5 akquirierten Projektionsmessdaten p (im Folgenden auch Rohdaten genannt) werden über eine Rohdatenschnittstelle C23 an die Steuer- und Recheneinheit C10 übergeben. Diese Rohdaten p werden dann, gegebenenfalls nach einer geeigneten Vorverarbeitung, in einem Bildrekonstruktionsbestandteil C21 weiterverarbeitet. Der Bildrekonstruktionsbestandteil C21 ist bei diesem Ausführungsbeispiel in der Steuer- und Recheneinheit C10 in Form von Software auf einem Prozessor realisiert, z. B. in Form einer oder mehrerer der Computerprogrammcodes Prg1 bis Prgn. Die von dem Bildrekonstruktionsbestandteil C21 rekonstruierten Bilddaten f werden dann in einem Speicher C22 der Steuer- und Recheneinheit C10 hinterlegt und/oder in üblicher Weise auf dem Bildschirm der Steuer- und Recheneinheit C10 ausgegeben. Sie können auch über eine in 1 nicht dargestellte Schnittstelle in ein an das Computertomographiesystem C1 angeschlossenes Netz, beispielsweise ein radiologisches Informationssystem (RIS), einspeist und in einem dort zugänglichen Massenspeicher hinterlegt oder als Bilder ausgegeben werden.
  • Die Steuer- und Recheinheit C10 kann zusätzlich auch die Funktion eines EKGs ausführen, wobei eine Leitung C12 zur Ableitung der EKG-Potenziale zwischen Patient und Steuer- und Recheneinheit C10 verwendet wird. Zusätzlich verfügt das in der 1 gezeigte CT-System C1 auch über einen Kontrastmittelinjektor C11, über den zusätzlich Kontrastmittel in den Blutkreislauf des Patienten injiziert werden kann, so dass die Gefäße des Patienten, insbesondere die Herzkammern des schlagenden Herzens, besser dargestellt werden können. Außerdem besteht hiermit auch die Möglichkeit, Perfusionsmessungen durchzuführen, für die sich das vorgeschlagene Verfahren ebenfalls eignet.
  • Die 2 zeigt ein C-Bogen-System, bei dem im Gegensatz zum CT-System der 1 das Gehäuse C6 den C-Bogen C7 trägt, an dem einerseits die Röntgenröhre C2 und andererseits der gegenüberliegende Detektor C3 befestigt sind. Der C-Bogen C7 wird für eine Abtastung ebenfalls um eine Systemachse C9 geschwenkt, so dass eine Abtastung aus einer Vielzahl von Abtastwinkeln stattfinden kann und entsprechende Projektionsdaten p aus einer Vielzahl von Projektionswinkeln ermittelt werden können. Das C-Bogen-System C1 der 2 verfügt ebenso wie das CT-System aus der 1 über eine Steuer- und Recheneinheit C10 der zu 1 beschriebenen Art.
  • Die Erfindung ist für beide der in den 1 und 2 gezeigten Systeme anwendbar. Ferner ist sie grundsätzlich auch für andere CT-Systeme einsetzbar, z. B. für CT-Systeme mit einem einen vollständigen Ring bildenden Detektor. Die CT-Systeme der 1 und 2 sind lediglich Beispiele für medizinische Geräte, bei welchen die Erfindung zum Einsatz kommen kann. Die Erfindung ist nicht auf Computertomographiesysteme beschränkt. So müssen auch bei anderen tomographischen Bildgebungsverfahren aus gemessenen Signalen mittels Bildrekonstruktionsrechnungen Bilddaten generiert werden. Ein Beispiel für derartige tomographische Bildgebungsverfahren ist die Kernspintomographie oder die Angiographie. Auch für diese ist das im Folgenden beschriebene System geeignet.
  • Die die Rekonstruktion von tomographischen Bildern gibt es spezielle Rekonstruktionsrechner. Ein solcher Rechner ist in den 1 und 2 in Form der Steuer- und Recheneinheit C10 mit ihrem Bildrekonstruktionsbestandteil C21 gezeigt. Aufgrund der Komplexität dieser Berechnungen und des Umfangs der zu bearbeitenden Messdaten benötigt man hierfür sehr leistungsfähige Rechner. Diese unterscheiden sich von handelsüblichen Computern deutlich hinsichtlich ihrer Größe und ihrem Preis. Sie sind im Gegensatz zu handelsüblichen Computern sehr groß und werden deshalb i. d. R. in einem separaten Raum getrennt vom Scanner untergebracht. Ein weiterer Grund für diese separate Anordnung liegt in der Lärmbelastung, welche von den Lüftungen der Rechner ausgeht. Obwohl diese Rechner teuer sind, werden sie üblicherweise nicht komplett ausgelastet, weil an den wenigsten medizinischen Geräten rund um die Uhr gemessen und Bilddaten rekonstruiert werden. Gibt es Weiterentwicklungen und Verbesserungen am Bildrekonstruktionsverfahren, die z. B. zu verbesserter Bildqualität oder kürzerer Rechenzeit führen, so kann der Nutzer des medizinischen Bildaufnahmegeräts erst davon profitieren, wenn auf dem jeweiligen Rechner die neue Softwareversion installiert wurde. Für Upgrades, Wartung und Fehlerbehebung muss jeweils ein Servicetechniker zum Tomographen kommen, was mit Wartezeit und Kosten verbunden ist.
  • Statt die Bildrekonstruktionsberechnungen lokal auf einem Rechner direkt neben der Messdatenerfassungsmodalität, also dem Scanner, durchzuführen, wird vorgeschlagen, die Rechnungen auf einem entfernten zentralen Rechner oder Rechencluster durchzuführen. Dieses Vorgehen orientiert sich an den Prinzipien des „Cloud Computing”, bei dem auf dem PC eines Nutzers nur eine sehr schlanke Client Software installiert ist und die wesentlichen Bestandteile des Programms mit größerer Rechenanforderung auf einem zentralen Server durchgeführt werden, der über ein Netzwerk, insbesondere das Internet, mit dem PC des Nutzers verbunden ist, was zu minimalen Hardwareanforderungen an den PC des Benutzers führt. Für Privatanwender gibt es bereits Cloud Computing Lösungen, die dem Anwender quasi einen virtuellen Computer bieten, wobei alle Anwendungen im Netz laufen und der Nutzer auch sämtliche Daten online auf dem Server abspeichern kann. Somit hat der Nutzer von jedem Rechner mit Internetzugang Zugriff auf seinen virtuellen Computer und seine sämtliche Dateien und Anwendungen stehen ihm zur Verfügung.
  • Das Cloud Computing wird nun für die Rekonstruktion medizinischer Bilddaten angewendet. Anders als bei der Lösung für Privatanwender ist hier der Hauptvorteil nicht der flexible Zugriff auf Daten und Programme von überall her, sondern vielmehr die Möglichkeit, für eine große Anzahl an medizinischen Messsystemen die Rechnerhardware sehr effektiv ausnutzen und damit jedem medizinischen Gerät größere Rechenkapazität bieten zu können. Der Grundgedanke besteht darin, dass es in diesem Kontext effektiver ist, Rechnerhardware in einem großen zentralen Rechner bzw. Rechencluster gemeinsam zu verwenden, anstelle pro Tomograph nur auf einen einzelnen kleinen, lokalen Rechner zuzugreifen.
  • 3 zeigt ein derartiges System. An verschiedenen Standorten existieren Computertomographiesysteme C1', C1'' und C1'''. Jedes der Computertomographiesysteme C1', C1'' und C1''' verfügt über eine Steuer- und Recheneinheit C10', C10'' und C10'''. Diese dient jeweils der Steuerung des Messvorgangs, sowie gegebenenfalls einer ersten Aufbereitung der erfassten Messdaten p. Die Messdaten p werden von den Steuer- und Recheneinheiten C10', C10'' und C10''' an den zentralen Bildrekonstruktionsrechner ClRecon übertragen. Hier findet die Bildrekonstruktion statt, wonach die resultierenden Bilddatensätze f an die Steuer- und Recheneinheiten C10', C10'' und C10''' zurückgesendet werden. Von diesen können die rekonstruierten Bilder dann angezeigt und gegebenenfalls bearbeitet werden. Im Gegensatz zu den in Bezug auf die 1 und 2 erläuterten Steuer- und Recheneinheit C10 weisen die Steuer- und Recheneinheiten C10', C10'' und C10''' des Systems der 3 also keine Bildrekonstruktionsbestandteile C21 auf. Bei den Steuer- und Recheneinheiten C10', C10'' und C10''' kann es sich also um weniger leistungsstarke Computer handeln, welche nicht mit den großen und teuren Bildrekonstruktionsrechnern vergleichbar sind. Die Bildrekonstruktionsbestandteile sind in dem zentralen Bildrekonstruktionsrechner ClRecon gebündelt.
  • Voraussetzung für einen effizienten Ablauf ist natürlich eine ausreichend schnelle Netzwerkverbindung der Steuer- und Recheneinheiten C10', C10'' und C10''' mit dem zentralen Bildrekonstruktionsrechner ClRecon, um die Wartezeiten bis zum Erhalt der rekonstruierten Bilddatensätze f klein zu halten und um nicht langsamer zu sein, als bei dem herkömmlichen, lokalen bzw. dezentralen Rekonstruktionsansatz. Um die Sicherheit der Daten zwischen dem einzelnen Anwender C1', C1'' und C1''' und dem zentralen Bildrekonstruktionsrechner ClRecon zu garantieren, werden die Daten p und f vor der Übertragung entsprechend verschlüsselt.
  • Als Erweiterung kann man nicht nur die Rekonstruktion der medizinischen Bilddaten f auf dem zentralen Bildrekonstruktionsrechner ClRecon durchführen, sondern auch das Postprocessing der Bilddaten, welches automatisch durchgeführt werden kann, und die Computer Aided Diagnosis (CAD). Beispiele hierfür sind das Entfernen von Knochen in einem CT-Bild, automatisches Einzeichnen von Gefäß-Mittellinien etc.
  • Ein solcher zentralisierter Ansatz für die Durchführung der medizinischen Bildrekonstruktion bringt eine Vielzahl von Vorteilen mit sich:
    • a. Wie bereits erwähnt, ist das Vorhandensein eines Bildrekonstruktionsbestandteils C21 in den Steuer- und Recheneinheiten C10 nicht nötig. D. h. die für einen Scanner lokal erforderliche Hardware kann reduziert werden, was zu einer Kostenersparnis führt. Dadurch könnte man den Scanner Grundpreis senken und einen niedrigeren Einstiegspreis für die Fixkosten eines medizinischen Bildaufnahmesystems erreichen.
    • b. Durch die zentralisierte Bildrekonstruktion würde man eine optimale Auslastung der Kapazitäten der Rekonstruktionsrechner rund um die Uhr erreichen. Statt an jedem Gerät einen eigenen Bildrekonstruktionsrechner zu betreiben, der jeweils nicht voll ausgelastet ist, kann ein zentraler Bildrekonstruktionsrechner ClRecon, der Daten von verschiedenen Systemen, gegebenenfalls aus der ganzen Welt verarbeitet, rund um die Uhr effektiv ausgelastet werden. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die verschiedenen Scanner, welche Daten an den zentraler Bildrekonstruktionsrechner ClRecon senden, sich in verschiedenen Zeitzonen befinden. Die bessere Auslastung der Rechnerhardware kann helfen, Kosten zu senken.
    • c. Ein entsprechend leistungsstarker zentraler Bildrekonstruktionsrechner ClRecon führt zusammen mit ausreichender Übertragungsgeschwindigkeit zu einer schnelleren Bildrekonstruktion. Hierdurch werden lästige und teure Wartezeit erspart.
    • d. Durch den Wegfall von lokalen Rekonstruktionsrechnern kann der Platzbedarf für das Bildgebungssystem deutlich reduziert werden, es muss z. B. kein zusätzlicher Raum für den Rekonstruktionsrechner zur Verfügung gestellt werden, was wiederum zu einer Kostenersparnis führt.
    • e. Die zentralisierte Bildrekonstruktion ermöglicht für den Anbieter der Scanner neue Abrechungsmodelle. Aufgrund des Wegfalls von Rekonstruktionshardware könnten einerseits die Fixkosten für den Nutzer der Systeme reduziert werden. Andererseits könnte man die erfolgten Rekonstruktionen abrechnen, entweder einzeln („pay per reconstruction”) bis hin zu „Reconstruction Flatrates”. Für den Kunden hätte das den Vorteil, dass wenig ausgelastete Scanner deutlicher günstiger betrieben werden könnten, für den Anbieter bestehen die Vorteile in einer stärkeren Kundenbindung, sowie einer kontinuierlichen Einnahmequelle.
    • f. Die Nutzung der Ansatzes der zentralisierten Bildrekonstruktion weist außerdem den Vorteil auf, dass der Hersteller eines Scanners garantieren kann, dass automatisch immer die neuste und beste Bildrekonstruktionssoftware verwendet wird und auch mögliche Fehler bei der Bildrekonstruktion durch nicht optimale Einstellungen an der lokalen Rekonstruktionssoftware vermieden werden. Das Verfahren kann damit auch dazu beitragen, eine bessere Bildqualität zu erreichen.
    • g. Auch die Servicemöglichkeiten für die Rekonstruktionshard- und software wird deutlich verbessert. Weil die Rekonstruktionen nur noch an einem zentralen Punkt durchgeführt werden, kann das Verfahren dort optimal von den zuständigen Spezialisten betreut werden. Die lokalen Servicetechniker müssten sich nicht mehr um diese Probleme kümmern, wodurch die Ausfallzeiten eines Scanners bei solchen Problemen verkürzt werden. Gibt es Fehlerbehebungen und Verbesserungen der Rekonstruktionssoftware, so können diese bei einem zentralisierten Verfahren allen Benutzern gleichzeitig und deutlich schneller zugänglich gemacht werden, weil dafür keine vielen einzelnen, lokalen Installationen notwendig sind.
    • h. Ein großer, zentraler Bildrekonstruktionsrechner ClRecon schafft gute Voraussetzungen für neue, noch rechenintensivere Rekonstruktionsverfahren, z. B. für die iterative Bildrekonstruktion, für welche heutige, lokale Bildrekonstruktionsrechner oftmals nicht ausreichende Rechenkapazität bieten.
  • Für jede Kostensenkung in Bezug auf die Ermittlung von Bildern eines Patienten gilt, dass dies in höchstem Maß wünschenswert ist; denn hierdurch können die fortschrittlichsten Diagnosemöglichkeiten für mehr Menschen zur Verfügung stehen.
  • Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen und Modifikationen möglich sind, ohne dass der Rahmen der Erfindung verlassen wird.

Claims (10)

  1. System zur Rekonstruktion von Bilddaten (f) von Untersuchungsobjekten aus Messdaten (p), mit zumindest einem ersten und einem zweiten medizinischen Gerät (C1', C1'', C1''') zur Erfassung von Messdaten (p) von Untersuchungsobjekten, einem mit dem ersten und dem zweiten medizinischen Gerät (C1', C1'', C1''') verbundenen Rechner (ClRecon) zur Rekonstruktion von Bilddaten (f) aus Messdaten (p), wobei der Rechner (ClRecon) einen Eingang zum Empfangen von Messdaten (p) von den medizinischen Geräten (C1', C1'', C1''') aufweist und einen Ausgang zum Senden von rekonstruierten Bilddaten (f) an die medizinischen Geräte (C1', C1'', C1''').
  2. System nach Anspruch 1, wobei der Rechner (ClRecon) über das Internet mit den medizinischen Geräten (C1', C1'', C1''') verbunden ist.
  3. System nach Anspruch 1 oder 2, wobei sich das erste und das zweite medizinische Gerät (C1', C1'', C1''') in verschiedenen Zeitzonen befinden.
  4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei es sich bei dem ersten und dem zweiten medizinischen Gerät (C1', C1'', C1''') um voneinander verschiedene Tomographiegeräte handelt.
  5. System nach Anspruch 4, wobei es sich bei dem ersten medizinischen Gerät (C1', C1'', C1''') um ein CT-Gerät (C1) handelt.
  6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit Verschlüsselungsmitteln zur gesicherten Datenübertragung zwischen den medizinischen Geräten (C1', C1'', C1''') und dem Rechner (ClRecon).
  7. Rechner (ClRecon) zur Rekonstruktion von Bilddaten (f) von Untersuchungsobjekten aus Messdaten (p), mit einer Verbindung zu zumindest einem ersten und einem zweiten medizinischen Gerät (C1', C1'', C1''') zur Erfassung von Messdaten (p) von Untersuchungsobjekten, einem Eingang zum Empfangen von Messdaten (p) von den medizinischen Geräten (C1', C1'', C1'''), einem Bildrekonstruktionsbestandteil zur Rekonstruktion von Bilddaten (f) aus empfangenen Messdaten (p), und einem Ausgang zum Senden von rekonstruierten Bilddaten (f) an die medizinischen Geräte (C1', C1'', C1''').
  8. Verfahren zur Rekonstruktion von Bilddaten (f) von Untersuchungsobjekten aus Messdaten (p), bei dem ein Rechner (ClRecon) erste und zweite Messdaten (p) empfängt, wobei zuvor die ersten Messdaten (p) eines ersten Untersuchungsobjektes von einem ersten medizinischen Gerät (C1', C1'', C1''') und die zweiten Messdaten (p) eines zweiten Untersuchungsobjektes von einem zweiten medizinischen Gerät (C1', C1'', C1''') erfasst wurden, der Rechner (ClRecon) aus den ersten Messdaten (p) erste Bilddaten (f) des ersten Untersuchungsobjektes und aus den zweiten Messdaten (p) zweite Bilddaten (f) des zweiten Untersuchungsobjektes rekonstruiert, der Rechner (ClRecon) die ersten Bilddaten (f) an das erste medizinische Gerät (C1', C1'', C1''') und die zweiten Bilddaten (f) an das zweite medizinische Gerät (C1', C1'', C1''') sendet.
  9. Computerprogramm mit Programmcode-Mitteln (Prg1–Prgn), um das Verfahren nach Anspruch 8 durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf dem Rechner (ClRecon) ausgeführt wird.
  10. Computerprogrammprodukt, umfassend auf einem computerlesbaren Datenträger gespeicherte Programmcode-Mittel (Prg1–Prgn) eines Computerprogramms, um das Verfahren nach Anspruch 8 durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf dem Rechner (ClRecon) ausgeführt wird.
DE102009048072A 2009-10-01 2009-10-01 Zentralisierte Bildrekonstruktion für tomographische Bildgebungsverfahren in der Medizintechnik Ceased DE102009048072A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009048072A DE102009048072A1 (de) 2009-10-01 2009-10-01 Zentralisierte Bildrekonstruktion für tomographische Bildgebungsverfahren in der Medizintechnik
CN2010102979371A CN102028492A (zh) 2009-10-01 2010-09-28 用于在医学技术中的断层造影成像方法的集中的图像重建
US12/891,948 US20110081065A1 (en) 2009-10-01 2010-09-28 Centralized image reconstruction for tomographic imaging techniques in medical engineering

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009048072A DE102009048072A1 (de) 2009-10-01 2009-10-01 Zentralisierte Bildrekonstruktion für tomographische Bildgebungsverfahren in der Medizintechnik

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102009048072A1 true DE102009048072A1 (de) 2011-04-07

Family

ID=43705657

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102009048072A Ceased DE102009048072A1 (de) 2009-10-01 2009-10-01 Zentralisierte Bildrekonstruktion für tomographische Bildgebungsverfahren in der Medizintechnik

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20110081065A1 (de)
CN (1) CN102028492A (de)
DE (1) DE102009048072A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012205273A1 (de) * 2012-03-30 2013-10-02 Siemens Aktiengesellschaft Medizinische Datenkompression zur Datenverarbeitung in einem Cloud-System
DE102013217935A1 (de) * 2013-09-09 2015-03-12 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren, Vorrichtung und System zur Gewinnung eines medizinischen Bilddatensatzes
DE102014219529A1 (de) * 2014-09-26 2016-03-31 Siemens Aktiengesellschaft Medizinische Bildgebungsvorrichtung sowie ein Verfahren zu einem Steuern einer innerhalb einer medizinischen Bildgebungsvorrichtung integrierten Kontrastmitteleinheit

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9436799B2 (en) * 2012-07-30 2016-09-06 General Electric Company Systems and methods for remote image reconstruction
DE102013221603A1 (de) * 2013-10-24 2015-04-30 Siemens Aktiengesellschaft CT-System mit Recheneinheit und Verfahren zur Rekonstruktion und Befundung von CT-Bilddarstellungen
DE102015225115A1 (de) * 2015-12-14 2017-06-14 Siemens Healthcare Gmbh Paralleles Arbeiten an einer medizinischen Röntgeneinrichtung
CN109937021B (zh) * 2016-11-11 2022-06-24 波士顿科学医学有限公司 引导系统和相关联的方法
EP3828577A1 (de) * 2019-11-27 2021-06-02 Siemens Healthcare GmbH System zur erfassung medizinischer daten mit zwei sich eine gemeinsame infrastrukturkomponente teilenden scannereinheiten
US11756240B2 (en) * 2020-02-28 2023-09-12 Shanghai United Imaging Intelligence Co., Ltd. Plugin and dynamic image modality reconstruction interface device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10237099A1 (de) * 2001-08-14 2003-02-27 Ge Med Sys Global Tech Co Llc Kombinierte Kompressions- und Registrierverfahren zum Implementieren einer zeitlichen Substraktion als Anwendungsdienstbereitsteller zur Erfassung von Veränderungen über die Zeit bei einer medizinischen Abbildung
US20030181804A1 (en) * 2002-03-20 2003-09-25 Koninklijke Philips Electronics N.V. Distributed diagnostic imaging systems
US20040022349A1 (en) * 2002-07-26 2004-02-05 Akira Hagiwara Medical image capturing system, server apparatus and method of controlling medical image capturing system
US20050251006A1 (en) * 2004-04-15 2005-11-10 Dellis Charles J Method and system for remote post-processing of medical image information
US20080292156A1 (en) * 2005-07-07 2008-11-27 Matthias Wedel Hospital System

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020186818A1 (en) * 2000-08-29 2002-12-12 Osteonet, Inc. System and method for building and manipulating a centralized measurement value database
US20070059665A1 (en) * 2005-09-09 2007-03-15 Facial Imaging, Llc Image data processing for dental implant professionals
US20070124169A1 (en) * 2005-11-30 2007-05-31 Irving Russell R Networked system of thin client diagnostic imaging scanners
US20090177769A1 (en) * 2007-08-10 2009-07-09 Smiths Medical Md Determining online status of a medical device
EP2341819B1 (de) * 2008-09-26 2013-12-04 Koninklijke Philips N.V. Diagnostisches bildgebungssystem und verfahren

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10237099A1 (de) * 2001-08-14 2003-02-27 Ge Med Sys Global Tech Co Llc Kombinierte Kompressions- und Registrierverfahren zum Implementieren einer zeitlichen Substraktion als Anwendungsdienstbereitsteller zur Erfassung von Veränderungen über die Zeit bei einer medizinischen Abbildung
US20030181804A1 (en) * 2002-03-20 2003-09-25 Koninklijke Philips Electronics N.V. Distributed diagnostic imaging systems
US20040022349A1 (en) * 2002-07-26 2004-02-05 Akira Hagiwara Medical image capturing system, server apparatus and method of controlling medical image capturing system
US20050251006A1 (en) * 2004-04-15 2005-11-10 Dellis Charles J Method and system for remote post-processing of medical image information
US20080292156A1 (en) * 2005-07-07 2008-11-27 Matthias Wedel Hospital System

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BIAN, J., u.a.: "EIR: Enterprise Imaging Repository, An Alternative Imaging Archiving and Communication System". In: 31st Annual Int. Conf. of the IEEE EMBS Minneapolis, Minnesota, USA, 2.-6. Sept. 2009, S. 2168 bis 2171 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012205273A1 (de) * 2012-03-30 2013-10-02 Siemens Aktiengesellschaft Medizinische Datenkompression zur Datenverarbeitung in einem Cloud-System
DE102013217935A1 (de) * 2013-09-09 2015-03-12 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren, Vorrichtung und System zur Gewinnung eines medizinischen Bilddatensatzes
DE102014219529A1 (de) * 2014-09-26 2016-03-31 Siemens Aktiengesellschaft Medizinische Bildgebungsvorrichtung sowie ein Verfahren zu einem Steuern einer innerhalb einer medizinischen Bildgebungsvorrichtung integrierten Kontrastmitteleinheit

Also Published As

Publication number Publication date
CN102028492A (zh) 2011-04-27
US20110081065A1 (en) 2011-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102009048072A1 (de) Zentralisierte Bildrekonstruktion für tomographische Bildgebungsverfahren in der Medizintechnik
DE102009014723B4 (de) Kontrastabhängige Regularisierungsstärke bei der iterativen Rekonstruktion von CT-Bildern
DE102010019016B4 (de) Verfahren zur Rekonstruktion von Bilddaten eines bewegten Untersuchungsobjektes aus Messdaten nebst zugehöriger Gegenstände
DE102010022306A1 (de) Iterative CT-Bildrekonstruktion in Kombination mit einem vierdimensionalen Rauschfilter
DE102012207629B4 (de) CT-Bildrekonstruktion im erweiterten Messfeld
DE102009036232A1 (de) CT-Bildrekonstruktion für eine verbesserte Zeitauflösung in der Cardio-CT
DE102010024684B4 (de) Verfahren zur Rekonstruktion von Bilddaten eines bewegten Untersuchungsobjektes, Steuer- und Recheneinheit, Computertomographiesystem und Computerprogramm
DE102006027045A1 (de) Kardiale CT-Bildgebung mit schrittweiser Aufzeichnung
DE102010034099B4 (de) Iterative Bildfilterung mit anisotropem Rauschmodell für ein CT-Bild
DE102009032059A1 (de) Sinogrammbearbeitung für die Metallartefaktreduktion in der Computertomographie
DE102009039987A1 (de) Iterativer CT-Bildfilter zur Rauschreduktion
DE102010006774A1 (de) CT-Messung mit Mehrfachröntgenquellen
EP1835465A1 (de) Tomosynthetisches Bildrekonstruktionsverfahren und mit diesem Verfahren arbeitende diagnostische Einrichtung
DE102016219887A1 (de) Verfahren und System zur Nutzung von Messdaten
DE102010006585A1 (de) CT-Bildrekonstruktion im erweiterten Messfeld
DE102010013360B4 (de) Verfahren zur Rekonstruktion von Bilddaten eines zyklisch sich bewegenden Untersuchungsobjektes
DE102009015032A1 (de) Iterative Extrafokalstrahlungs-Korrektur bei der Rekonstruktion von CT-Bildern
DE112017001335T5 (de) System und Verfahren für progressive Abbildung
DE102007024409A1 (de) Verfahren und Röntgen-CT-System zur Erzeugung computertomographischer Darstellungen
DE102009051635A1 (de) Verbesserte Streustrahlkorrektur auf Rohdatenbasis bei der Computertomographie
DE102009007236A1 (de) CT-Bildrekonstruktion eines sich bewegenden Untersuchungsobjektes
WO2014053256A1 (de) Isotrope rekonstruktion von bilddaten
DE102009019840A1 (de) Kontrastverstärkung von CT-Bildern mittels eines Multibandfilters
DE102009051634B4 (de) Verfahren zur Rekonstruktion von Bilddaten, Steuer- und Recheneinheit, CT-System, Computerprogramm und Computerprogrammprodukt
DE102016206297A1 (de) Rekonstruktion von Bilddaten bei der Sequenzbildgebung

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8120 Willingness to grant licences paragraph 23
R084 Declaration of willingness to licence

Effective date: 20110309

R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final

Effective date: 20120103