DE102011078039A1

DE102011078039A1 - Generierung von Scandaten und von Folge-Steuerbefehlen

Info

Publication number: DE102011078039A1
Application number: DE102011078039A
Authority: DE
Inventors: Peter Aulbach
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2011-06-24
Filing date: 2011-06-24
Publication date: 2012-12-27
Also published as: US20120330127A1; CN102836008A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (Z) zur Generierung von Scandaten (SD) mittels eines medizintechnischen Bildgebungssystems (1). Es umfasst die Schritte Entgegennahme (A) von Steuerbefehlen (SB) zur Steuerung eines bildgebenden Scanprozesses und/oder einer Bildausgabe über eine Benutzerschnittstelle (GUI), Durchführung (B) eines bildgebenden Scanprozesses mittels des Bildgebungssystems (1), Bereitstellung (C) von durch den Scanprozess generierten Bilddaten (BD) und Verknüpfung der Bilddaten (BD) mit einem die Benutzerschnittstelle (GUI) während der Entgegennahme repräsentierenden Datensatz (DS) unter Bildung der Scandaten (SD). Außerdem betrifft die Erfindung ein entsprechendes medizintechnisches Bildgebungssystem (1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Generierung von Scandaten mittels eines medizintechnischen Bildgebungssystems. Sie betrifft außerdem ein medizintechnisches Bildgebungssystem.
Unter medizintechnischen Bildgebungssystemen werden allgemein all jene medizintechnischen Systeme gefasst, wie das Innere von Körpern, insbesondere von lebenden Körpern, vor allem von Tieren bzw. Menschen, mittels bildgebender Verfahren ganz oder in Teilen sichtbar machen. Insbesondere sind darunter Computertomografen (CT), Magnetresonanzspektrografen (MR), Angiografie-, Ultraschall- sowie Röntgengeräte subsumiert.
In der medizintechnischen Bildgebung haben sich in den vergangenen Jahren erhebliche Fortschritte ergeben, sowohl was die Steuerung des eigentlichen Scanprozesses, das heißt der Bildakquise, als auch was die Bildverarbeitung und Ausgabe angeht. So können heute beispielsweise bei der Vorbereitung von Tomografiescans verschiedene Dosiseinsparungen, etwa im CT, aktiviert, teilaktiviert, deaktiviert oder modifiziert werden. Hieraus resultiert ein so genanntes aktives Dosismanagement. Es kann mittlerweile simuliert werden, wie sich die Dosis bei Computertomografiescans über einen Patientenkörper verteilen würde, noch bevor man den Scanner selbst auslöst. Über eine grafische Benutzerschnittstelle besteht heute die Möglichkeit, eine Übersicht aller zur Verfügung stehenden Dosis-Einsparmöglichkeiten vorab anzuzeigen. Darauf ist zu erkennen, welche Möglichkeiten der Dosiseinsparungen im konkreten geplanten Scan vorhanden und welche derzeit für diesen Scan vorgesehen sind.
Im Rahmen der bildgebenden Tomografie ist es mittlerweile weiterhin möglich, so genannte minimal-invasive Prozeduren zu planen und zu begleiten. Solche minimal-invasiven Prozeduren sind beispielsweise endoskopische Eingriffe zur Ablation von Gewebe, zum Absaugen von Flüssigkeiten oder ähnliches. Zur Planung derartiger Prozeduren kann mithilfe von vorhandenen Scan-Bilddaten eine Eingriffsplanung erfolgen, die von einer Punktionsstelle eines Eingriffsinstruments bis zur eigentlichen Wirkungsstelle im Körper einen (geraden oder mehrdirektionalen) Pfad festgelegt, der dann während der Minimale-Invasion durchlaufen wird.
Während eines solchen minimal-invasiven Eingriffs können parallel durch das medizintechnische Bildgebungssystem weitere Bilddaten generiert werden, so dass der jeweilige Ort des Eingriffsinstruments jederzeit nachvollzogen werden kann und gegebenenfalls Nachkorrekturen durch einen Behandler vorgenommen werden können.
Die Ausgabe der Bilddaten, die während eines bildgebenden Tomografiescans generiert wurden, erfolgt beispielsweise über eine grafische Benutzerschnittstelle, das heißt zum Beispiel eine Bildschirmanzeige in Verbindung mit einer Eingabevorrichtung, etwa einer Maus, und/oder einen Drucker. Die Bilddaten werden weiterhin oft in einem standardisierten Format gemäß dem so genannten DICOM-Standard abgespeichert.
Aus solchen DICOM-Bilddaten geht für einen Benutzer hervor, zu welcher Zeit welcher Patient welcher Scandosis ausgesetzt wurde und welcher Körperbereich gescannt wurde. Im Endeffekt hat ein Benutzer also nur ein paar wenige Daten an der Hand, die grob anzeigen, unter welchen Umständen ein Scan erfolgt ist und wer der jeweilige Patient ist.
Weder der DICOM-Standard noch seine Erweiterung im derzeit projektierten sogenannten DICOM Structured Report (DSR) bieten die Möglichkeit, die Steuerung des Scanprozesses und in der Folge auch der Bildaufbereitung so nachvollziehbar zu machen, dass dies modernen Standards der Qualitätskontrolle von Prozessen genügt.
Die Steuerungen durch den Benutzer sind jedoch in mehrerlei Hinsicht entscheidend qualitätsrelevant: Erstens bestimmt der Benutzer, das heißt der Bediener des Bildgebungssystems, bei der Scanplanung die Art, Qualität und Aussagekraft der aus dem Scan resultierenden Bilddaten. Zweitens kann er den Patienten (oder allgemein: das Untersuchungsobjekt) mit höheren oder niedrigeren Dosen von Strahlung, Wellen oder Magnetfeldern und ggf. Kontrastmittel belasten. Gerade bei Patienten, die häufig einer ähnlich gearteten Dosis ausgesetzt sind (beispielsweise bei chronisch Kranken) oder bei besonders empfindlichen Patienten wie Kindern ist besonders darauf zu achten, dass eine Dosis so gering wie möglich ausfällt. Drittens ist die Aussagekraft der Bilddaten auch davon abhängig, wie ein Benutzer die Bilddaten zur Darstellung aufbereitet. So können je nach Perspektive, Art der Schnittdarstellung (beispielsweise Schnitttiefe) uvm. Auffälligkeiten in einem Gewebe erkannt werden oder aber auch verloren gehen.
Neben dem Qualitätsaspekt spielt es auch eine Rolle, dass die Steuerung durch einen Benutzer auch für wissenschaftliche und/oder Schulungszwecke nachvollziehbar sein soll.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Möglichkeit einer möglichst umfassenden und/oder aussagekräftigen Nachvollziehbarkeit der Steuerung eines Bildgebungssystems bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie durch ein medizintechnisches Bildgebungssystem gemäß Anspruch 15.
Demgemäß umfasst das Verfahren der eingangs genannten Art mindestens folgende Schritte, die prinzipiell in beliebiger Reihenfolge, bevorzugt jedoch in der Reihenfolge der Aufzählung, erfolgen können:

– Entgegennahme von Steuerbefehlen zur Steuerung eines bildgebenden Scanprozesses und/oder einer Bildausgabe über eine Benutzerschnittstelle,
– Durchführung eines bildgebenden Scanprozesses mittels des Bildgebungssystems,
– Bereitstellung von durch den Scanprozess generierten Bilddaten und Verknüpfung der Bilddaten mit einem die Benutzerschnittstelle während der Entgegennahme repräsentierenden Datensatz unter Bildung der Scandaten.

Die Benutzerschnittstelle, die im Zuge des Verfahrens zur Anwendung kommt, ist bevorzugt integraler Bestandteil des Bildgebungssystems, sie kann jedoch auch eine mit dem Bildgebungssystem verknüpfte externe Einheit sein oder Einheiten umfassen, die Bestandteil des Bildgebungssystems sind und andere Einheiten, die als vom Bildgebungssystem extern anzusehen sind. Eine besonders geeignete Benutzerschnittstelle ist eine grafische Benutzerschnittstelle, d.h. eine grafische Benutzeroberfläche mit integrierter oder angeschlossener Eingabevorrichtung (etwa einer Computermaus), wobei die Erfindung nicht hierauf beschränkt ist. So kann beispielsweise auch eine Spracheingabeschnittstelle, beispielsweise eines Diktiersystems, als Benutzerschnittstelle fungieren, über die Steuerbefehle an das Bildgebungssystem weitergegeben werden.
Allgemein werden als Steuerbefehle sowohl Befehlskommandos, wie beispielsweise das Anklicken eines Startknopfs zum Beginn eines bestimmten Prozesses, als auch Parameterwerteingaben zur Bestimmung der Rahmendaten eines Prozesses definiert als auch Steuerungsdaten auf Bildbasis. Beispielsweise können in grafischen Wiedergaben von Bilddaten etwa aus einem Überblicksscan Planungen für Folgescans und/oder für (beispielsweise minimal-invasive) Eingriffe integriert werden. Diese sind ebenso als Steuerbefehle im Rahmen des Scanprozesses bzw. der Bildnachbearbeitung zu sehen wie jegliche andere Steuerungsdaten, die sich direkter auf die Bildakquise bzw. – ausgabe beziehen.
Besonders bevorzugt umfassen die Steuerbefehle solche Steuerbefehle, die im Vergleich zu in einem Scanprotokoll des Bildgebungssystems vorgegebenen Steuerbefehlen modifiziert sind. Dies bedeutet, dass bei der Entgegennahme der Steuerbefehle mindestens ein vorgegebener Steuerbefehl aus dem Scanprotokoll gemäß einem Nutzerwunsch angepasst wird. Gerade bei der Modifikation von vorgegebenen Steuerbefehlen ist es besonders wichtig zu dokumentieren, welches die Veränderungen sind, die der Benutzer eingegeben hat. Hierdurch kann beispielsweise im Sinne der Qualitätssicherung eine sinnvolle, das heißt insbesondere effektive, Nachverfolgung kritischer Arbeitsschritte erzielt werden.
Die Bereitstellung der Bilddaten umfasst insbesondere das Abspeichern der Bilddaten und oder das Anzeigen, beispielsweise mittels eines Bildschirms und oder über einen Drucker, der Bildausdrucke für einen Benutzer produziert. Diesen Bilddaten wird nun in der Folge ein Datensatz zugewiesen beziehungsweise mit den Bilddaten kombiniert. Dies erfolgt im Rahmen einer Verknüpfung, die analog zu verstehen ist wie ein Hyperlink in herkömmlichen Personal Computer Rechensystemen und auch von der Logik her ähnlich aufgebaut sein kann, jedoch nicht zwangsläufig sein muss. Beispielsweise können die Bilddaten und der Datensatz auch einfach in einem gemeinsamen Dateiordner miteinander abgespeichert sein oder der Datensatz als eine Art Bild im Bild in die Bilddaten eingepflegt sein. Entscheidend für die Verknüpfung im Rahmen der Erfindung ist, dass Bilddaten und ein Datensatz einander eindeutig zugeordnet werden, so dass möglichst in der Folge beim Aufruf der Bilddaten auch (möglichst automatisch) auf den entsprechenden Datensatz zurückgegriffen werden kann. Von besonderer Bedeutung ist dabei, dass eine Trennung der Bilddaten und des Datensatzes mindestens nicht ohne erkennbare Spuren oder gar nicht durchgeführt werden kann, ebenso wie eine Modifikation des Datensatzes im Nachhinein.
Durch die Kombination der Bilddaten mit dem Datensatz entstehen so genannte Scandaten. Um den Wert dieser Scandaten erfassen zu können, sei noch einmal insbesondere auf den Datensatz und seinen Inhalt eingegangen: Der Datensatz repräsentiert die Benutzerschnittstelle in einer Situation während der Eingabe, das heißt während der Entgegennahme der Steuerbefehle. Dies bedeutet, dass im Datensatz automatisch mindestens ausgewählte Steuerbefehle enthalten sind, sei es in codierter Form oder in Form von maschinenlesbaren Daten. Zudem besteht die Tatsache des Repräsentierens der Benutzerschnittstelle darin, dass gewährleistet wird, dass die Steuerbefehle direkt der Benutzerschnittstelle entnommen sind. Es werden also keine Steuerbefehle aus anderen Datensystemen (etwa solchen, die auch im Nachhinein noch manipulierbar sind) übernommen, sondern nur solche Steuerbefehle, die der Benutzer der Benutzerschnittstelle mindestens entnehmen konnte, bevorzugt die er selbst modifiziert und/oder eingetragen und/oder aktiv bestätigt hat. Der Datensatz umfasst also mindestens auch solche Steuerbefehle, die der Benutzer selbst aktiv bearbeitet oder bestätigt hat.
Besonders bevorzugt geht aus dem Datensatz auch der direkte Konnex zwischen der Benutzerschnittstelle, etwa einer Eingabemaske, und dem entgegengenommenen Steuerbefehl hervor. Außerdem wird bevorzugt, dass der Datensatz solche Steuerbefehle umfasst, die innerhalb eines definierten Zeitrahmens, bevorzugt innerhalb von zehn Minuten ab Entgegennahme des Steuerbefehls, besonders bevorzugt fünf Minuten und ganz besonders bevorzugt innerhalb einer Minute im Datensatz niedergelegt werden.
Wie bereits oben erwähnt werden insbesondere solche Steuerbefehle erfasst, die im Rahmen der Entgegennahme modifiziert worden sind. Dadurch, dass der Datensatz die Benutzerschnittstelle während der Eingabe repräsentativ wiedergibt beziehungsweise mindestens in Teilen repräsentiert, kann mithilfe des Datensatzes dokumentiert werden, welche Schritte bei der Eingabe durch einen Benutzer durchgeführt wurden beziehungsweise auch, welche Eingaben unterlassen wurden. Eine zentrale Rolle spielt dabei, dass der Datensatz nicht irgendwelche Steuerbefehle umfasst, sondern dass sein Inhalt die Benutzerschnittstelle während der Entgegennahme der Steuerbefehle repräsentiert. Es wird also mit anderen Worten ein getreues Abbild der Benutzerschnittstelle erstellt.
Außerdem ist es besonders bevorzugt, dass die Scandaten Steuerbefehle zur Steuerung eines bildgebenden Scanprozesses. Erstens liegen nämlich in Bezug auf die Bildbearbeitung im Nachgang zum Scanprozess aufgrund des DICOM-Standards bereits Daten einer gewissen Tiefe vor, wenn auch bei weitem nicht so tiefgehend wie im Rahmen der Erfindung möglich. Zweitens ist die Steuerung des Scanprozesses ganz besonders qualitätsrelevant: Hierdurch werden nämlich zum Einen die Rohdaten bereitgestellt, die dann in der Bilddaten-Aufbereitung nur nachbearbeitet bzw. visualisiert werden, d.h. bei Wunsch auch noch einmal anders bearbeitet werden können. Zum Zweiten kann eine fehlerhafte oder suboptimale Steuerung des Scanprozesses auch direkte Auswirkungen auf einen Patienten oder allgemein ein Untersuchungsobjekt haben, da hierdurch Strahlen-, Wellen- bzw. Magnetfelddosen eingetragen werden, die bei Überdosen (auch über mehrere Scans hinweg) zu Schädigungen führen könnten. Um nachweisen zu können, dass die Dosis für den Scanvorgang optimiert wurde, ist es daher von ganz besonderer Wichtigkeit, insbesondere die Steuerbefehle zur Steuerung eines bildgebenden Scanprozesses mit zu dokumentieren.
Dadurch, dass der Datensatz in den Scandaten mit den Bilddaten verknüpft wird, werden die Bilddaten mit Informationen verbunden, die die Grundeinstellungen des bildgebenden Scanprozesses und/oder der Bilddarstellung möglichst lückenlos wiedergeben. Im Gegensatz zum denjenigen Angaben, die üblicherweise innerhalb eines DICOM-Bildes gespeichert werden, ist es durch einen Rückgriff auf den die Benutzerschnittstelle repräsentierenden Datensatz möglich, eine Fülle, wenn nicht sogar alle Steuerbefehle, die vorab zur Steuerung des Bildgebungssystems festgelegt wurden, mit den Bilddaten in eine feste Verbindung zu bringen.
Damit ist es erstmals möglich, einen lückenlosen Qualitätsnachweis über Eingabebefehle bei medizintechnischen Bildgebungssystemen zu gewährleisten. Im Endeffekt werden die relevanten Steuerbefehle beziehungsweise deren Eingabe direkt verbunden mit dem Resultat des Tomografiescans, der auf diesen Steuerbefehlen basiert. Dennoch ist eine solche Vorgehensweise ohne größeren Zusatzaufwand durchführbar und benötigt nur geringfügig mehr Rechnerkapazität als bisher. Es entsteht also ein hoher Synergieeffekt durch die Kombination der unterschiedlichen Daten bei gleichzeitig geringem Aufwand für die Bereitstellung.
Die Erfindung umfasst auch einen Verfahren zur Generierung von Folge-Steuerbefehlen für einen bildgebenden Scanprozess durch ein medizintechnisches Bildgebungssystem mit folgenden Schritten:

– Entgegennahme von mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens der eben beschriebenen Art generierten Scandaten,
– Entnahme mindestens eines Steuerbefehls aus dem Datensatz der Scandaten,
– Ableitung mindestens eines Folge-Steuerbefehls aus dem entnommenen Steuerbefehl.

Es werden also Scandaten, wie sie in einem oben beschriebenen Verfahren zunächst hergeleitet wurden, in der Folge dazu verwendet, eine Anzahl von Steuerbefehlen aus dem Datensatz des Scandaten herauszufiltern und hieraus Folge-Steuerbefehle zu generieren. Mit anderen Worten: Die zuvor generierten Steuerbefehle werden automatisiert mindestens teilweise wiederhergestellt. Insbesondere ist dabei bevorzugt, die Steuerbefehle aus dem Datensatz zunächst zu übernehmen und nur bei Bedarf gegebenenfalls zu modifizieren. Dies bedeutet, dass ein Folge-Steuerbefehl auch gleich dem Steuerbefehle aus dem Datensatz sein kann.
Dieses Verfahren erlaubt es, einmal getroffene Parameterregelungen der Steuerbefehle wieder zu verwenden, was bisher praktisch unmöglich war, sobald ein Benutzer des Bildgebungssystems eigene Parameterwerteinstellungen der Steuerbefehle vorgenommen hatte. Eine automatische Wiederherstellung dieser zuvor modifizierten Steuerbefehle war alleine deshalb nicht möglich, weil die entsprechenden Steuerbefehle nirgends mehr vorlagen. Es konnte also lediglich eine Wiederherstellung der Steuerbefehle auf Basis von handschriftlichen Notizen beziehungsweise Erinnerungen vorgenommen werden. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Generierung von Folge-Steuerbefehlen ermöglicht demgegenüber eine bedeutend erhöhte beziehungsweise gar perfektionierte Durchgängigkeit von Steuerbefehlen bei aufeinanderfolgenden Scanprozessen (auch mehreren solchen hintereinandergeschalteten Prozessen), selbst wenn diese in größeren zeitlichen Abständen voneinander durchgeführt werden. Dadurch, dass in den Scandaten die Bilddaten mit dem Datensatz fest verknüpft sind, kann jederzeit wieder auf dem Datensatz zurückgegriffen werden, entsprechend relevante Steuerbefehle extrahiert, wiederverwendet und/oder modifiziert werden. Auch hier ergibt sich um ein großer, jedoch ohne nennenswerte rechnerische Zusatzleistung herstellbarer Zusatznutzen, der nicht nur in der Vereinfachung von Prozessen, sondern auch und insbesondere in der Durchgängigkeit von einmal gesetzten medizintechnischen Standards besteht.
Ein medizintechnisches Bildgebungssystem der eingangs genannten Art umfasst erfindungsgemäßen mindestens

– eine Benutzerschnittstelle zur Entgegennahme von Steuerbefehlen zur Steuerung eines bildgebenden Scanprozesses und/oder einer Bildausgabe,
– eine Scanneranordnung zur Durchführung des bildgebenden Scanprozesses,
– eine Bereitstellungseinheit, die im Betrieb durch den Scanprozess generierte Bilddaten bereitstellt,
– eine Verknüpfungseinheit, die im Betrieb die Bilddaten mit einem die Benutzerschnittstelle während der Entgegennahme repräsentierenden Datensatz unter Bildung der Scandaten verknüpft.

Die Scanneranordnung ist dabei so ausgebildet, dass sie die über die Benutzerschnittstelle entgegengenommenen Steuerbefehle beim Scanprozess umsetzt. Sie ist daher direkt oder indirekt mit der Benutzerschnittstelle verbunden.
Zusätzlich zur Bereitstellungseinheit und/oder als Teil der Bereitstellungseinheit kann das medizintechnischen Bildgebungssystem auch ein Datensatz-Bereitstellungsmodul umfassen, das so ausgebildet ist, dass es den die Benutzerschnittstelle während der Entgegennahme repräsentierenden Datensatz automatisch und/oder teilautomatisch produziert bzw. bereitstellt.
Alle erwähnten Elemente des medizintechnischen Bildgebungssystems können sowohl hardwaretechnisch als auch in Form von Softwarebausteinen und oder aus Hardware/Software-Kombinationen realisiert sein. Beispielsweise kann jede einzelne der Einheiten, Kombinationen daraus oder alle Einheiten als Programmbausteine realisiert sein, die auf einem oder mehreren Prozessoren betrieben werden.
Die Erfindung umfasst deshalb auch einen Computerprogrammprodukt, das direkt in einen Prozessor eines programmierbaren Bildbearbeitungssystems ladbar ist, mit Programmcode-Mitteln, um alle Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen, wenn das Programmprodukt auf dem Bildbearbeitungssystem ausgeführt wird.
Weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich auch aus den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung. Dabei kann das Bildgebungssystem auch entsprechend den abhängigen Ansprüchen zum Verfahren weitergebildet sein und umgekehrt.
Gemäß einer ersten Variante der Erfindung umfasst der Datensatz Bilder, wobei hierunter auch ein Einzelbild verstanden werden kann. Aus der grafischen Wiedergabe der jeweiligen Bilder können die eingegebenen Steuerbefehle mindestens teilweise abgeleitet werden, das heißt die entsprechenden Bilder sind so ausgebildet, dass eine solche Ableitung, beispielsweise ein Ablesen, von Steuerbefehlen möglich ist. Mit anderen Worten müssen die Bilder Bildbereiche umfassen, aus denen Steuerbefehle direkt oder indirekt hervorgehen. Die Bilder werden dabei besonders bevorzugt in einem kompatiblen beziehungsweise gleichen Format wie die Bilddaten (beispielsweise also als DICOM-Bilder) bereitgestellt, so dass der Datensatz mit den Bildern und die Bilddaten vereinfacht miteinander kombiniert werden können. Besonders geeignet als Bild ist im Rahmen der Erfindung ein Schnappschuss einer grafischen Benutzerschnittstelle. Es kann also analog zu einem Screenshot beim Personal Computer eine Aufnahme bzw. mehrere Aufnahmen der Benutzerschnittstelle durchgeführt werden, aus der/denen die zum Zeitpunkt des Schnappschusses eingegebenen Steuerbefehle hervorgehen. Ein solcher Schnappschuss bzw. eine Sammlung solcher Schnappschüsse ist damit eine der einfachsten Möglichkeiten der Dokumentation der Benutzereingaben über die Benutzerschnittstelle zur Steuerung des Scanprozesses bzw. der Bildausgabe.
Die Bilder können auch eine Bild-Ablaufsequenz umfassen. Hierunter werden mehrere Bildaufnahmen verstanden, die miteinander in inhaltlichem Zusammenhang stehen und bevorzugt in regelmäßigen zeitlichen Abständen voneinander generiert wurden. Eine Bild-Ablaufsequenz kann auch Einzelbilder umfassen, die jeweils nach einer bestimmten Benutzereingabe automatisch oder teilautomatisch generiert werden. Im Idealfall wird jede Modifikation eines Steuerbefehls während der Planung des Scanprozesses oder der Bildwiedergabe einzeln durch ein Bild dokumentiert.
Gemäß einer zweiten Variante, die alternativ oder ergänzend zur ersten Variante zu sehen ist, umfasst der Datensatz maschinenlesbare Daten. Unter maschinenlesbaren Daten sind maschinenlesbare Codes, beispielsweise im ASCII-Format oder in Form einer Textdatei verstanden. Hierin können beispielsweise Angaben zu Parameterwerten in den Steuerbefehlen enthalten sein und/oder Angaben zu Positionierung von (virtuellen) Reglern, insbesondere Schiebereglern, auf einer Benutzeroberfläche der Benutzerschnittstelle. Maschinenlesbare Daten können daher auch an sich grafische Informationen durch entsprechend repräsentative Werteangaben umfassen.
Während es prinzipiell möglich ist, dass gemäß der ersten oder der zweiten Variante verfahren wird, ist es besonders bevorzugt, dass der Datensatz sowohl Bilder als auch maschinenlesbare Daten umfasst. Während der Bilder bei der Nachbereitung des Scanprozesses bzw. der Bildaufbereitung einfacher und intuitiver für einen Benutzer verständlich sind, ist es andererseits einfacher, maschinenlesbare Daten standardisiert zu übertragen, in Datenbanken abzulegen und anderweitig elektronisch weiterzuverarbeiten. Insbesondere haben maschinenlesbare Daten im Rahmen der Wiederverwendung zur Generierung von Folge-Steuerbefehlen eine besondere Bedeutung. Es ist jedoch auch festzuhalten, dass reine Bilder ebenfalls für die Generierung von Folge-Steuerbefehlen verwendet werden können: Aus den Bildern können nämlich mit geeigneten Ausleseverfahren (beispielsweise dem OCR-Verfahren) auch relativ einfach maschinenlesbare Daten in Form extrahiert werden, die die Steuerbefehle betreffen.
Besonders bevorzugt werden die Scandaten in einem Speichersystem abgespeichert, etwa in einem PACS-System. Insbesondere im Rahmen dessen, jedoch auch in anderen Anwendungsbereichen wird bevorzugt, sie in einem medizintechnischen Formatstandard, insbesondere dem DICOM-Format, zu speichern. Die Speicherung der Scandaten im Speichersystem hat insbesondere den Vorteil, dass die Daten jederzeit wieder abrufbar sind, eine sichere Dokumentation in elektronischer Form darstellen und auch im Sinne der Generierung von Folge-Steuerbefehlen wiederverwendbar vorliegen.
Im Rahmen der Speicherung der Scandaten ist es besonders bevorzugt, dass diese so erfolgt, dass die Bilddaten und der Datensatz für einen Benutzer des Bildgebungssystems mit Benutzer-Zugriffsrechten untrennbar miteinander verknüpft bleiben. Als Benutzer-Zugriffsrechte werden dabei jene Zugriffsrechte definiert, die einem fachkundigen Benutzer des Bildgebungssystems standardmäßig zugewiesen werden. Diese stehen also im Gegensatz zu Administratorrechten oder den Rechten eines Programmierers. Durch diese Maßnahme wird der Benutzer im Endeffekt daran gehindert, die einmal generierten Scandaten nachträglich abzuändern. Diese Sicherheitsmaßnahme ist im Speziellen im Rahmen des Qualitätsmanagements, aber auch für wissenschaftliche Studien wichtig, da somit beispielsweise Manipulationen vorgebeugt werden kann.
Weiterhin ist bevorzugt, dass die Scandaten in einem grafischen Darstellungssystem für einen Benutzer grafisch aufbereitet dargestellt werden. Der Benutzer kann also gleich nach der Bildakquise bzw. Bildaufbereitung sowohl die Bilddaten als auch den Datensatz und die darin enthaltenen Steuerbefehle angezeigt bekommen und gegebenenfalls ein Finetuning, etwa für einen nachfolgenden Tomografiescan, vornehmen.
Was den Inhalt des Datensatzes angeht, so hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, diesen mindestens teilweise automatisch auf Basis einer vorab definierten Selektionsregel zusammenzustellen. Dadurch kann gewährleistet werden, dass insbesondere besonders kritische Steuerbefehle automatisch im Datensatz repräsentiert sind und somit nicht aus den Augen verloren werden können. Die Selektionsregel umfasst daher bevorzugt mindestens ein Relevanzkriterium, das sich auf die Relevanz von einzelnen und/oder Gruppen der eingegebenen Steuerbefehle in Bezug auf ihre Auswirkungen auf die Bilddaten und/oder auf eine Bildgebungsdosis bezieht. Unter der Bildgebungsdosis wird dabei die Dosis an Strahlen bzw. elektromagnetischen Wellen bzw. des angelegten Magnetfelds verstanden, die auf den Körper des Untersuchungsobjekts, insbesondere eines Patienten, lokal und/oder über den ganzen Körper verteilt, wirkt. Je größer also der Einfluss der Steuerbefehle auf die Qualität und oder Art der Bilddaten beziehungsweise auf die Qualität und oder Art ihrer Akquise bzw. auf die Bildgebungsdosis, desto wichtiger ist die Berücksichtigung dieser Steuerbefehle im Datensatz. Entsprechend dieser daraus ableitbaren Relevanz werden Steuerbefehle bevorzugt dann in den Datensatz integriert, wenn sie eine vergleichsweise höhere Relevanz aufweisen als andere Steuerbefehle.
Andererseits muss dem Inhalt des Datensatzes nicht nur das Erkenntnisinteresse aus dem Qualitätsmanagement zugrundeliegen, sondern es können beispielsweise auch wissenschaftliche und/oder Schulungszwecke bzw. -notwendigkeiten mit berücksichtigt werden. Daher hat es sich auch als vorteilhaft erwiesen, den Inhalt des Datensatzes mindestens teilweise benutzerdefiniert auszuwählen. Ein solches benutzerdefiniertes Auswahlverfahren kann zusätzlich oder auch alternativ zur eben beschriebenen automatischen Auswahl erfolgen. Sie ermöglicht im Endeffekt eine interessensbasierte Steuerung der Datensammlung, was beispielsweise bei bestimmten wissenschaftlichen Studien eine erhebliche Rolle spielen kann.
Besondere Wirkung und Relevanz entfaltet das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere dann, wenn der bildgebende Scanprozess begleitend zu einem invasiven Eingriff in einen Körper eines Lebewesens durchgeführt wird und der Inhalt des Datensatzes Daten zu einer Planung und/oder Vorhersage des Eingriffs umfasst. Unter einem invasiven Eingriff ist hier insbesondere ein minimal-invasiver Eingriff verstanden, der Körper des Lebewesens ist insbesondere bevorzugt ein belebter Körper. Der Körper ist bevorzugt einen Tier bzw. einem Menschen zuzuordnen. Die Planung des Eingriffs umfasst insbesondere eine Pfadplanung eines Eingriffsinstruments wie beispielsweise einer Biopsie-Nadel. Gerade bei diesen invasiven Eingriffen, die begleitet werden von einem medizintechnischen Bildgebungssystem, spielt die Planung des Eingriffs auf Basis der Bilddaten eine erhebliche Rolle. Insbesondere ist es möglich, die Planungsdaten und die Bilddaten während des Eingriffs miteinander abzugleichen, so dass schon während des Eingriffs, aber auch danach, ein Soll-Ist-Abgleich zwischen Planung und tatsächlich gewähltem Pfad möglich wird. Wiederum ist eine Verbesserung der Qualitätsdokumentation und ein höherer Lerneffekt das Resultat einer solchen Vorgehensweise.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Dabei sind in den verschiedenen Figuren gleiche Komponenten mit identischen Bezugsziffern versehen. Es zeigen:
1 eine schematische Blockdarstellung eines Ablaufs einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zusammen mit einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Folgeverfahrens,
2 eine erste Wiedergabe einer grafischen Benutzeroberfläche einer Benutzerschnittstelle zur Verwendung im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens,
3 eine zweite Wiedergabe derselben grafischen Benutzerschnittstelle,
4 eine dritte Wiedergabe derselben grafischen Benutzerschnittstelle,
5 eine vierte Wiedergabe derselben grafischen Benutzerschnittstelle,
6 eine fünfte Wiedergabe derselben grafischen Benutzerschnittstelle,
7 eine schematische Gesamtdarstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bildgebungssystems.
1 zeigt eine schematische Darstellung des Ablaufes eines erfindungsgemäßen Verfahrens Z:
In einem ersten Schritt A werden Steuerbefehle SB über eine grafische Benutzerschnittstelle eines Bildgebungssystems entgegengenommen. Sodann wird auf Basis dieser Steuerbefehle SB in einem Schritt B ein bildgebender Scanprozess durch das Bildgebungssystem durchgeführt. Hieraus resultierenden Bilddaten BD. Die Bilddaten BD werden in einem Schritt C bereitgestellt. Parallel hierzu erfolgt in einem Schritt E eine Bereitstellung eines Datensatzes DS, der repräsentative Steuerbefehle RSB aus den Steuerbefehlen SB umfasst bzw. repräsentiert. Die repräsentativen Steuerbefehle RSB können alle Steuerbefehle SB umfassen oder auch einen Teil hiervon.
In einem Schritt F wird der Datensatz DS mit den Bilddaten BD verknüpft, das heißt, die beiden werden für einen Benutzer mit herkömmlichen Benutzerrechten untrennbar miteinander so verbunden, dass sie einander zugeordnet bleiben und dass insbesondere auch der Datensatz DS nicht für einen solchen Nutzer mehr veränderbar ist.
In Schritt E können die repräsentative Steuerbefehle RSB auf Basis zweier zusätzlicher Inputs bzw. Abgleiche für den Datensatz DS ausgewählt werden. Als erster Input kann aus einer Datenbank DB eine Selektionsregel SR angewandt werden, auf Basis derer automatisch bestimmte repräsentative Steuerbefehle RSB als Inhalte des Datensatzes DS integriert werden. Zusätzlich oder alternativ kann durch einen Benutzer N eine Nutzereingabe NE erfolgen, auf Basis derer ebenfalls ausgewählte repräsentative Steuerbefehle RSB in den Datensatz DS integriert werden. Dabei kann der Datensatz DS sowohl Bilder als auch maschinenlesbare Daten, etwa in Form von Textdateien, umfassen, aus denen codiert oder direkt die repräsentativen Steuerbefehle RSB hervorgehen. Aus der in Schritt F erfolgten Kombination der Bilddaten BD und des Datensatzes DS resultieren Scandaten SD, die in einem optionalen Schritt G in einem Speichersystem, beispielsweise einem Patienten-Archivierungssystem wie dem sogenannten PACS abgespeichert werden können.
Außerdem ist in 1 der Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens Y zur Generierung von Folge-Steuerbefehlen FSB dargestellt. Hierzu werden die Scandaten SD, wie sie in dem zuvor beschriebenen Verfahren Z generiert wurden, in einem Schritt K entgegengenommen und hieraus in einem Schritt H Steuerbefehle SB entnommen werden. Auf Basis dieser Steuerbefehle SB werden dann in einem Schritt J Folge-Steuerbefehle FSB abgeleitet. Dies bedeutet insbesondere, dass die Steuerbefehle SB als Folge-Steuerbefehle unverändert übernommen werden können, jedoch auch, dass die Steuerbefehle SB modifiziert weiterverwendet werden können. Die Folge-Steuerbefehle FSB sind daher entweder die Steuerbefehle SB selbst oder aus den Steuerbefehlen SB abgeleitete modifizierte Steuerbefehle.
2 zeigt eine Benutzerschnittstelle GUI in einem ersten Benutzermodus, in dem Steuerbefehle SB zur Steuerung eines Bildgebungssystems, hier wie auch im Folgenden eines CT, eingegeben werden können. Je nach gewähltem Bildgebungssystem werden jeweils andere Steuerbefehle SB benötigt, so dass die hier gewählten Darstellungsmodi nur als repräsentativ für die Gesamtheit aller Darstellungsmodi gelten können. Ebenso repräsentieren die hier erwähnten Steuerbefehle SB eine Auswahl an möglichen Steuerbefehle SB. Dennoch kann jede einzelne hier erwähnte Eingabe eines Steuerbefehls SB besondere Vorteile im Rahmen der Erfindung zeitigen.
Die Benutzerschnittstelle GUI ist als grafische Benutzerschnittstelle in Verbindung mit einer Eingabemaus und einer Tastatur realisiert. Sie ist darstellbar auf dem Display eines Rechners, insbesondere eines Rechners des Bildgebungssystems.
Die Benutzerschnittstelle GUI umfasst mehrere Eingabe- und Darstellungsbereiche 39, 41, 43, 81, 93, 95. In der oberen Bildhälfte der Benutzerschnittstelle GUI nebeneinander angebrachte Bilddarstellungsbereiche 93, 95 dienen der Darstellung von Bildwidergaben, die aus den Bilddaten BD abgeleitet sind. Im vorliegenden Falle einer Scanplanung für das Bildgebungssystem können in den Bilddarstellungsbereichen 93, 95 Planungsbilder und/oder -symbole dargestellt werden, was jedoch in dem hier dargestellten Planungsschritt nicht der Fall ist.
Rechter Hand sind in einem Umschaltbereich 81 fünf Reiter 83, 85, 87, 89, 91 angeordnet, die wie Karteikartenreiter fungieren. Wenn sie angeklickt werden, erscheint jeweils im restlichen Bildbereich der Benutzerschnittstelle GUI eine eigene Darstellung der Benutzerschnittstelle GUI, die auf einen bestimmten Planungs- bzw. Bearbeitungsmodus abgestellt ist: Ein erster Reiter 83 mit dem Titel "Examination" dient der Eingabe und Ansicht von Steuerungsdaten SD zur Untersuchungsplanung, das heißt zur Planung der Durchführung eines Tomografiescans, ein zweiter Reiter 85 mit dem Titel "Viewing" dient dazu, die Bildaufbereitung für einen Benutzer zu steuern, ein dritter Reiter 87 mit dem Titel "Filming" dient der Steuerung einer Ausgabe von Bildern über einen Röntgenfilm-Drucker. Der vierte Reiter 89 mit dem Titel 3D dient der Nachverarbeitung der Bilddaten BD, insbesondere der Navigation in dreidimensionalen Datensätzen, die auf den Bilddaten BD basieren. Der fünfte Reiter ist Entwicklern vorbehalten und dient im Wesentlichen der Programmierung. Im Folgenden, das heißt in den 2 bis 6, wird nur eine Darstellung auf Basis einer Aktivierung des ersten Reiters 83 näher erläutert.
Auf der linken unteren Seite in einem Patienteneingabebereich 39 sind fünf Schaltfelder 47, 49, 51, 53, 55 zu erkennen. Diese dienen dazu, Eingaben zu dem zu scannenden Untersuchungsobjekt, insbesondere zu einem Patienten, zu erstellen. Bei Aktivierung des ersten, d.h. obersten Schaltfelds 47 öffnet sich eine Eingabemaske zur Eingabe von Patientenangaben wie Name, Alter uvm. Die Aktivierung des darunter liegenden zweiten Schaltfelds 49 dient der Eingabe der Untersuchungsart, beispielsweise also eines zu untersuchenden Körperbereichs. Bei Aktivierung des dritten Schaltfelds 51, das unter dem zweiten Schaltfeld 49 angeordnet ist, können grobe Strahlungsangaben (hoch / niedrig) eingegeben werden. Unter dem dritten Schaltfeld 51 ist ein viertes Schaltfeld 53 angeordnet, das einer Aktivierung von automatisierten Patientenkommandas während eines Tomographiescans dient, etwa der Generierung von Signalen, die dem Patienten anzeigen, wann er seinen Atem anhalten soll. Das unterste, fünfte Schaltfeld 55 dient eines Abspeicherung der Dateneingaben, die in den darüber liegenden vier Schaltfeldern 47, 49, 51, 53 vorgenommen wurden.
Rechts von dem Patienteneingabebereich 39 ist ein Scanprotokollbereich 41 angeordnet. Hier können benutzergeführt Schaltelemente eingefügt und entfernt werden. Im hier vorliegenden Falle sind acht Schaltelemente 57, 59, 61, 63, 65, 67, 69, 71 von einem Benutzer eingefügt worden. Jedes der Schaltelemente 57, 59, 61, 63, 65, 67, 69, 71 repräsentiert eine bestimmte Phase während des Tomografiescans. Die einzelnen Schaltelemente 57, 59, 61, 63, 65, 67, 69, 71 werden von oben nach unten kurz charakterisiert:
Das erste Schaltelement 57 ("Topogram") dient zur Aktivierung einer Topogramm-Funktion, d.h. es soll in dem vorliegenden Falle zunächst ein Überblicks-Scan (auch genannt Prescan oder Topogramm) durchgeführt werden. Das zweite Schaltelement 59 ("Non Contrast") charakterisiert, dass der Überblicks-Scan ohne Kontrastmittelgabe an den Patienten erfolgen soll. Das dritte Schaltelement 61 ("Pause") zeigt an, dass nach dem Überblicks-Scan eine Pause zur Auswertung des Überblicks-Scans vorgesehen ist. Das vierte Schaltelement 63 ("PreMonitoring") steht dafür, dass vor einem Detail-Scan (oder Hauptscan) Maßnahmen am Patienten eingeleitet werden. Diese Maßnahmen sind mit dem fünften Schaltelement 65 ("Contrast") näher spezifiziert, das nämlich anzeigt, dass eine Kontrastmittelgabe vorgesehen wird. Das sechste Schaltelement 67 ("Monitoring") repräsentiert den Detail-Scan, in dem mittels des siebten und achten Schaltelements 69, 71 ("Arterial Phase", "Venous Phase") dargestellt wird, dass dieser Detail-Scan in eine arterielle und eine venöse Phase aufgeteilt wird. Jedes der Schaltelemente 57, 59, 61, 63, 65, 67, 69, 71 repräsentiert damit einen Arbeitsschritt während des gesamten Ablaufs des Tomografiescans – es können daher zu jedem dieser Arbeitsschritte zusätzlich Steuerbefehle SB eingegeben bzw. abgefragt werden.
Diese Steuerbefehle SB werden in einem Steuerbefehl-Eingabebereich 43 eingegeben, dessen Aussehen und dessen Inputbereiche sich je nach aktiviertem Schaltelement 57, 59, 61, 63, 65, 67, 69, 71 ändert. In der 2 ist das Schaltelement 65 "Contrast" aktiviert, so dass in dem Steuerbefehl-Eingabebereich 43 Steuerbefehl-Eingabefelder 45 zur Kontrastmittelgebung dargestellt sind: In einer linken Spalte des Steuerbefehl-Eingabebereichs 43 (von oben nach unten) kann das Patientengewicht eingegeben werden. Darunter können Steuerbefehle SB eingespeist werden bezüglich dessen, wie der Detail-Scan gestartet werden soll – hier durch Pressen eines Start-Knopfs – und ob die "Auto-Trigger"-Funktion des Bildgebungssystems aktiviert sein soll. Der "Auto-Trigger" bedeutet, dass ab einem gewissen Schwellenwert an Kontrastmittelstrahlung im Gewebe der Detail-Scan begonnen wird. Dieser Schwellenwert ist hier mit 100 HU (Hounsfield Units) angegeben. Darunter kann die Zeitdauer der Verzögerung des Scans, hier 10 Sekunden, festgelegt werden. Es wird weiter festgelegt, dass in der arteriellen Phase nach einer automatischen Logik plus zusätzlich 2 Sekunden gescannt werden soll, in der venösen Phase 25 Sekunden lang.
In der rechten Spalte ist zunächst angegeben, wie viel Kontrastmittel ("Contrast") und wie viel verdünnende Salzlösung ("Saline") vorbereitet sind. Darunter ("Pressure Limit") kann der Druck eingestellt werden, mit dem diese Flüssigkeiten dem Patienten gegeben werden. Ein Kontrastprotokoll ("Contrast Protocol") wird manuell erstellt, der Name des Kontrastmittels ("Name of CM") ist nicht spezifiziert. Außerdem kann die Iodkonzentration ("Iodine Concentration") manuell eingestellt werden.
Unter der rechten Spalte ist in einer Tabelle der genaue zeitliche Ablauf der Gabe von Kontrastmittel und Salzlösung festgelegt. Hier sind nur die oberen beiden Tabellenzeilen relevant, da die anderen bei der vorliegenden Planung (noch) nicht genutzt werden. In der linken Spalte kann angegeben werden, welches Mittel – Kontrastmittel ("Contrast") oder Salzlösung ("Saline") – in den Folgespalten näher spezifiert wird. Daneben ist der Mittelfluss in ml pro Sekunde angegeben (in beiden Fällen 5,0 ml/s) und daneben die Volumendosis in ml (von beiden Mitteln werden hier 50ml gegeben). Daneben ist der prozentuale Anteil an kontrastbildendem Mittel in der jeweiligen Mittelgabe angegeben – das Kontrastmittel enthält davon 100%, die Sallösung keines. Beide Mittel werden jeweils 10 Sekunden lang (Spalte "Duration") verabreicht.
Unterhalb des Scanprotokollbereichs 41 sind noch drei Schaltknöpfe 73, 75, 77 angeordnet. Der linke Schaltknopf 73 dient dazu, die eingegebenen Steuerbefehle SB in das Bildgebungssystem zur weiteren Verarbeitung zu laden, der rechte Schaltknopf 77 dazu, basierend auf den Steuerbefehlen eine Parameterberechnung zur letztendlichen Steuerung zu starten, und der mittlere Schaltknopf 75 unterbricht eine solche Parameterberechnung.
3 zeigt dieselbe Benutzerschnittstelle GUI, allerdings mit weniger ausgewählten Schaltelementen 57, 97 im Scanprotokollbereich 41. Während das zweite bis achte Schaltelement 59, 61, 63, 65, 67, 69, 71 bei diesem Modus weggelassen wurden, ist ein neuntes Schaltelement 97 hinzugekommen, das die Durchführung eines Detail-Scans des Abdomens repräsentiert. Der Überblicksscan ist bereits durchgeführt worden, entsprechend ist im ersten Bilddarstellungsbereich 93 ein Bild angezeigt, nämlich das daraus resultierende Topogrammbild nebst einer (links davon angeordneten) Dosisangabedarstellung 117. Hier ist dargestellt, wie viel Strahlung über die Breite des Patienten integriert in ihn eingetragen wird, wenn ein Detail-Scan durchgeführt wird. Eine Skala 118 umfasst eine erste Schwellenwertlinie 120a und eine zweite Schwellenwertlinie 120b, die einen unteren und einen oberen Dosis-Schwellenwert repräsentieren. Um eine sinnvolle Bildgebung durchführen zu können, muss der untere Schwellenwert gemäß der ersten Schwellenwertlinie 120a überschritten sein, eine Überschreitung der zweiten Schwellenwertlinie 120b sollte möglichst zur Vermeidung von zu hohen Strahlenbelastungen vermieden werden.
Durch die Aktivierung des neunten Schaltelements 97 ist ein andersartiger Steuerbefehl-Eingabebereich 113 aufgerufen worden. Am unteren Ende ist erkennbar, dass er den zweiten Reiter 107 von vier Reitern 105, 107, 109, 111 repräsentiert. Eine Aktivierung des ersten (linke) Reiters 105 dient der Eingabe von Planungs-Vorschritten, etwa der Eingabe eines genaueren Untersuchungstyps, zum Beispiel eines Abdomenscans eines Erwachsenen. Der zweite Reiter 107 weiter rechts dient der eigentlichen Scanplanung des Detail-Scans, der rechts darauffolgende dritte Reiter 109 der Planung der Bildrekonstruktionen nach Durchführung des Detail-Scans, und der rechte, vierte Reiter der Bestimmung von Übergabe-Knotenpunkten, an die die Resultate des Tomografiescans gesandt werden sollen. Ein solcher Knotenpunkt kann zum Beispiel ein Patienten-Archivierungssystem sein.
Der hier gezeigte Steuerbefehl-Eingabebereich 113 umfasst vier Eingaberechtecke 98, 99, 100, 102. Im oberen linken Eingaberechteck 102 kann oben links das Programm CAREDose4D aktiviert bzw. deaktiviert werden, das ebenso wie das daneben aktivierbare, teilaktivierbare oder deaktivierbare Programm Care kV dazu dient, automatisch intelligente Dosiseinsparungen durchzuführen. Im vorliegenden Falle ist CAREDose4D aktiviert und Care kV teilaktiviert. Aus diesen Aktivierungen ergeben sich die darunter angegebenen Dosis-Vorausangaben eines effektiven Strahlenbelastung von 248 mAs bei eingestellten 100 kV der Strahlungsquelle. Eine Reihe weiter unten sind der sogenannte CT-Dosisindex und das Dosislängenprotokoll – ebenfalls automatisch berechnet – angegeben.
Im oberen rechten Eingaberechteck 100 können durch einen Benutzer weitere Dosis-Voreinstellungen gewählt werden. Oben links gibt er an, welche Bildqualitätsstufe er erreichen will: Dies tut er, indem er eine normale Strahlungsdosis als Referenzwert ("Quality ref. mAs") angibt, auf Basis derer dann die Dosiseinsparungsprogramme eine zu erzielende Bildqualität ableiten. Diese ist hier mit 210 mAs angegeben. Ebenso kann eine einen Referenzwert für die Leistung der Strahlungsquelle ("Ref. kV") angeben, hier 120 kV. Unterhalb dieser Referenzangaben kann in einem Skalenbereich 103 mithilfe eines Schiebereglers 101 ausgewählt werden, wofür die Strahlendosis optimiert werden soll. Das linke Symbol mit der durchgestrichenen Spritze zeigt an, dass kein Kontrastmittelscan durchgeführt werden soll, das weiter rechts gelegene Symbol eines Knochens zeigt an, dass für einen Knochenscan optimiert werden soll, das darauffolgende Symbol, das eine Leber repräsentiert, dient der Optimierung der Dosis für einen Weichteilscan. Das ganz rechte Symbol repräsentiert einen Herz-Lungenscan, für den die Dosis optimiert werden soll. Der Schieberegler 101 ist hier unterhalb des Leber-Symbols eingestellt.
Das untere linke Eingaberechteck 98 dient zur Einstellung Steuerbefehlen SB in Form von Zeitparameterwerten: Es kann hier die ingesamte Dauer des Detail-Scans ("Scan Time") fixiert werden – hier sind 8,32 Sekunden eingestellt –, ebenso wie die Dauer eines Umlaufs ("Rotation Time") des Detektors bzw. der Strahlungsquelle des Bildgebungssystems – hier 0,5 Sekunden. Weiterhin kann eine Verzögerungsdauer ("Delay") angegeben werden (hier 2 Sekunden), ab der nach Start des Umlaufs eine bildgebende Akquise gestartet wird.
Das untere rechte Eingaberechteck 99 dient zur Angabe allgemeinerer Steuerbefehle in Form von nutzerspezifischen Angaben. Hier wird vermerkt, wie der Detail-Scan gestartet wird, nämlich durch Pressen eines Start-Knopfs, in welcher Sprache (hier Deutsch) Angaben des Nutzers gemacht werden und ob eine Programmierschnittstelle ("API" – Application Programming Interface) aktiviert ist. Dies ist hier nicht der Fall.
In 4 ist die Benutzerschnittstelle GUI in einem weiteren Programmiermodus dargestellt, nämlich nach dem in 3 geplanten Detail-Scan. Es ist daher nunmehr der dritte Reiter 109 aktiviert, so dass wiederum ein neuer Steuerbefehl-Eingabebereich 119 aktiviert ist. In diesem Bereich können Steuerbefehle SB zur Bildaufbereitung eingegeben werden. Auf diese wird nicht im Detail eingegangen; sie umfassen im Wesentlichen Informationen zur Wiedergabe von Schnitten, zum sogenannten Field of View, d.h. dem Bereich des Patienten, der im Bild angezeigt werden soll, und entsprechend zu dessen Maßen. Diese Figur dient einerseits der Demonstration, dass auch in den Steuerbefehlen SB zur Bildaufbereitung eine erhebliche Menge mehr Informationen enthalten ist als sie bisher im DICOM-Header eines medizintechnischen Bilds ablesbar oder auch aus einem DICOM Structured Report entnehmbar sind. Andererseits zeigt die Figur auch im linken oberen Bereich der Dosisangabedarstellung 117, dass bereichsweise eine Dosisüberschreitung über den zweiten Schwellenwert hinaus stattgefunden hat. Die grafische Wiedergabe der lokalen Dosis ist daher in dem Bereich, in dem die zweite Schwellenwertlinie 120b nach rechts hin überschritten ist, gelb eingefärbt, was nur hier aufgrund der Schwarz-Weiß-Zeichnung nicht erkennbar ist. Die gelbe Farbgebung dient als Warnhinweis an den Benutzer und kann als Zusatzangabe dienen, die auch mit den Steuerbefehlen abgespeichert werden kann. Dies kann insbesondere dadurch erfolgen, dass ein Schnappschuss des gesamten hier dargestellten Bildschirms generiert und im Datensatz DS mit den Bilddaten BD verknüpft wird.
5 zeigt die Benutzerschnittstelle GUI in einem Eingabemodus, in dem wiederum zwei weitere Schaltelemente, ein zehntes Schaltelement 122 und ein elftes Schaltelement 124 von einem Benutzer eingefügt wurden. Im Folgenden wird der Übersichtlichkeit halber nur auf die Funktion des zehnten Schaltelements 122 eingegangen, das aktiviert ist, und aufgrund dessen ein Steuerbefehl-Eingabebereich 123 aktiviert ist. Damit verbunden ist zudem in der oberen rechten Bildhälfte der Benutzerschnittstelle GUI, nämlich im zweiten Bilddarstellungsbereich 95 ist zusätzlich eine Benutzerführung 121 angeordnet, die fünf Laschen umfasst, die nacheinander aktiviert werden können, wodurch sich jeweils ein neuer Eingabebereich öffnet, mit jeweils neuen Eingabefunktionen für Steuerbefehle SB. In der vorliegenden Darstellung ist eine zweite Lasche aktiviert. Das zehnte Schaltelement 122 repräsentiert die Planung der Durchführung eines sogenannten Testbolus, d.h. einer Vorabbestimmung der Dauer und Wirkung eines Kontrastmitteleinschusses in einen Patienten. In der Folge können aufgrund der durch den Testbolus generierten Messergebnisse zielgenauer Kontrastmittelgaben erfolgen. Die Laschen der Benutzerführung 121 beinhalten neben Symbolen auch Anweisungen an einen Benutzer, der basierend darauf die Planung von Schritten des Testbolus auf Basis von Steuerbefehleingaben durchführen kann. Er kann sich dabei an die Vorgaben aus den Anweisungen halten oder auch gezielt davon abweichen. Dies wird wiederum durch eine entsprechende Speicherung der Scandaten dokumentiert. Neben Zahleneingaben können hier auch in einem Positionssteuerungsbereich 125 Positionseingaben durchgeführt werden. Sie betreffen hier die Positionierung eines Patienten und der durchzuführenden Schnittbildaufnahmen während des Testbolus. Diese Positionseingaben können wie alle anderen nichtnumerischen Steuerungsbefehle sowohl als grafische Repräsentation, d.h. als Bild abgespeichert werden als auch als Zeichenfolge, etwa als numerische Angaben, die im Hintergrund generiert werden.
Es ist insbesondere notwendig zu dokumentieren, wenn der Benutzer von den Anweisungen aus den Laschen der Benutzerführung 121 abweicht. Ganz allgemein ist es bevorzugt, jede Abweichung von Vorgaben, die bereits in den Protokollen vorab eingestellt sind, in den Scandaten SD zu dokumentieren.
6 zeigt ein Detail der Benutzerschnittstelle GUI, nämlich die beiden Bilddarstellungsbereiche 93, 95. Im Rahmen dieses Ausführungsbeispiels werden in einer sogenannten Fluoroskopie bzw. Biopsie Bilddaten BD begleitend zu einem minimal-invasiven Eingriff mittels einer Nadel 127a akquiriert.
Bei einer Fluoroskopie wird der bildgebende Scan ständig während des minimal-invasiven Eingriffs durchgeführt, während bei einer Biopsie wieder (sequenziell) nach Betätigung durch einen Benutzer Scans initiiert und durchgeführt werden.
Die Nadel 127a und der entsprechende Eingriff bzw. seine Planung werden hier nur mit Bildern in dem ersten Bilddarstellungsbereich 93 dokumentiert, während der zweite Bilddarstellungsbereich 95 zur Dokumentation einer Nadel-Detektionslogik des Bildgebungssystems dient. Im oberen mittleren Bild ist ein Nadelpfad 127b dokumentiert, wie er vor Beginn des Eingriffs auf Basis der zuvor akquirierten Bilddaten BD aus Vorab-Scans geplant wurde. Gleichzeitig ist auch die Nadel 127a gezeigt, deren Position im vorliegenden Falle genau mit dem geplanten Pfad 127b übereinstimmt, d.h. deckungsgleich ist. Das untere linke Bild zeigt eine dreidimensionale Rekonstruktion, wie sie nach Durchführung von Scans berechnet wurde. Hier ist nur die Nadel 127a zu erkennen. Mithilfe der hier gezeigten Bilder kann dokumentiert werden, ob der minimalinvasive Eingriff und die Pfadplanung korrekt ausgeführt wurden. Abweichungen vom geplanten Pfad werden ebenso dokumentiert wie eine eventuell fehlerhafte Pfadplanung.
7 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen medizintechnischen Bildgebungssystems 1, hier realisiert als CT 1. Das CT 1 umfasst eine Scanneranordnung 37 und eine Datenverarbeitungsanordnung 13. Die Scanneranordnung 37 umfasst eine Röntgenstrahlungsquelle 9, die rotierend entlang einer Gantry zusammen mit einer Detektoranordnung 11, die ihr auf der anderen Seite der entsprechenden Rotationsachse gegenüber liegt, um einen Patiententunnel 7 herum angeordnet ist. In den Patiententunnel 7 kann ein Untersuchungsobjekt 3, hier ein Patient 3, auf einem verschiebbaren Objektlagerungstisch 5 eingefahren werden.
Die Datenverarbeitungsanordnung 13 ist im Wesentlichen als Prozessoreinheit 27 realisiert, die mit verschiedenen Schnittstellen 15, 17, 19, 21, 23, 25 zusammen wirkt. Über eine erste (Eingangs-/Ausgangs-)Schnittstelle 25 ist sie mit einer Eingabe-Rechnereinheit 33 verbunden, die Benutzerschnittstelle GUI fungiert. Über eine zweite (Ausgangs-)Schnittstelle 15 sendet die Prozessoreinheit 27 erste Steuerungsdaten SD₁ zur Steuerung der Röntgenquelle 9 der Scannereinheit 37. Über eine dritte (Ausgangs-)Schnittstelle 17 sendet die Prozessoreinheit 27 zweite Steuerungsdaten SD₂ an die Detektoranordnung 11. Sie empfängt über eine vierte (Eingangs-)Schnittstelle 19 Signale SI aus der Detektoranordnung 11. Über eine fünfte (Ausgangs-)Schnittstelle 21 werden dritte Steuerungsdaten SD₃ an den Objektlagerungstisch 5 versandt, auf Basis derer die Lage des Untersuchungsobjekts 3 adaptiert werden kann. Über eine sechste (Eingangs-/Ausgangs-)Schnittstelle 23 kommuniziert die Prozessoreinheit 27 mit einem Patientenarchivierungssystem 35. Das Patientenarchivierungssystem 35 ist beispielsweise dezentral auf einer Zentralrechnereinheit einer Klinik aufgebaut und kann mit mehreren Bildgebungssystemen wie dem hier vorliegenden Bildgebungssystem 1 oder anders gearteten Bildgebungssystemen kommunizieren.
In der Prozessoreinheit 27 ist eine Bereitstellungseinheit 29 angeordnet, die im Betrieb Bilddaten bereitstellt, die aus den Signalen SI aus einem Scanprozess der Scanneranordnung 37 abgeleitet werden. Die Bereitstellungseinheit 29 steht in Kommunikation mit einer Verknüpfungseinheit 31, die diese Bilddaten BD mit einem Datensatz DS verknüpft. Dieser Datensatz DS repräsentiert die Benutzerschnittstelle GUI während einer Entgegennahme von Steuerbefehle SB durch einen Benutzer (nicht dargestellt). Zur Auswahl repräsentativer Steuerbefehle RSB bedient sich die Verknüpfungseinheit 31 Selektionsregeln SR aus einer Datenbank DB, die im vorliegenden Falle innerhalb der Datenverarbeitungsanordnung 13 angeordnet ist, jedoch auch extern über eine Schnittstelle mit ihr verknüpft sein kann.
Die Bilddaten BD, die Steuerbefehle SB sowie die Scandaten SD werden über die erste Schnittstelle 25 zwischen der Prozessoreinheit 27 und der Rechnereinheit 33 kommuniziert. Ebenso werden die Bilddaten BD sowie die Scandaten SD über die sechste Benutzerschnittstelle 23 an das Patientenarchivierungssystem 35 weitergeleitet bzw. können hieraus wiederum bezogen werden. Ein Bezug insbesondere der Scandaten SD aus den Patientenarchivierungssystem 35 kann beispielsweise dazu dienen, aus den in den Scandaten SD enthaltene Steuerbefehle SB für einen Folgescan durch das Bildgebungssystem 1 zu entnehmen und daraus Folge-Steuerbefehle FSB abzuleiten, wie im Kontext von 1 näher erläutert.
Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorhergehend detailliert beschriebenen Komponenten der Datenverarbeitungsanordnung bzw. des Bildgebungssystems lediglich um Ausführungsbeispiele handelt, welche vom Fachmann in verschiedenster Weise modifiziert werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Insbesondere kann als Bildgebungssystem auch eine andere Modalität verwendet als ein CT und die Steuerbefehle entsprechend der Notwendigkeiten und des Betriebs des jeweiligen Bildgebungssystems adaptiert werden. Weiterhin schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein“ bzw. „eine“ nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Außerdem können „Einheiten“ aus einer oder mehreren, auch räumlich verteilt angeordneten, Komponenten bestehen.

Claims

Verfahren (Z) zur Generierung von Scandaten (SD) mittels eines medizintechnischen Bildgebungssystems (1) mit folgenden Schritten: – Entgegennahme (A) von Steuerbefehlen (SB) zur Steuerung eines bildgebenden Scanprozesses und/oder einer Bildausgabe über eine Benutzerschnittstelle (GUI), – Durchführung (B) eines bildgebenden Scanprozesses mittels des Bildgebungssystems (1), – Bereitstellung (C) von durch den Scanprozess generierten Bilddaten (BD) und Verknüpfung der Bilddaten (BD) mit einem die Benutzerschnittstelle (GUI) während der Entgegennahme repräsentierenden Datensatz (DS) unter Bildung der Scandaten (SD).
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Datensatz (DS) Bilder umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei die Bilder einen Schnappschuss einer grafischen Benutzerschnittstelle (GUI) umfassen.
Verfahren gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei die Bilder eine Bild-Ablaufsequenz umfassen.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Datensatz (DS) maschinenlesbare Daten umfasst.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der Datensatz (DS) sowohl Bilder als auch maschinenlesbare Daten umfasst.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Scandaten (SD) in einem Speichersystem (35) abgespeichert werden.
Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei die Scandaten (SD) so abgespeichert werden, dass die Bilddaten (BD) und der Datensatz (DS) für einen Benutzer des Bildgebungssystems (1) mit Benutzer-Zugriffsrechten untrennbar miteinander verknüpft bleiben.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Inhalt des Datensatzes (DS) mindestens teilweise automatisch auf Basis einer vorab definierten Selektionsregel (SR) zusammengestellt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei die Selektionsregel (SR) mindestens ein Relevanzkriterium umfasst, das sich auf die Relevanz von einzelnen und/oder Gruppen der eingegebenen Steuerbefehle in Bezug auf ihre Auswirkung auf die Bilddaten (BD) und/oder auf eine Bildgebungsdosis bezieht.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Inhalt des Datensatzes (DS) mindestens teilweise benutzerdefiniert ausgewählt wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der bildgebende Scanprozess begleitend zu einem invasiven Eingriff in einen Körper eines Lebewesens (3) durchgeführt wird und der Inhalt des Datensatzes (DS) Daten zu einer Planung und/oder Vorhersage des Eingriffs umfasst.
Verfahren (Y) zur Generierung von Folge-Steuerbefehlen (FSB) für einen bildgebenden Scanprozess durch ein medizintechnisches Bildgebungssystem (1) mit folgenden Schritten: – Entgegennahme (K) von mittels eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 generierten Scandaten (SD), – Entnahme (H) mindestens eines Steuerbefehls (SB) aus dem Datensatz (DS) der Scandaten (SD), – Ableitung (J) mindestens eines Folge-Steuerbefehls (FSB) aus dem entnommenen Steuerbefehl (SB).
Medizintechnisches Bildgebungssystem (1), mindestens umfassend: – eine Benutzerschnittstelle (GUI) zur Entgegennahme von Steuerbefehlen (SB) zur Steuerung eines bildgebenden Scanprozesses und/oder einer Bildausgabe, – eine Scanneranordnung (37) zur Durchführung des bildgebenden Scanprozesses, – eine Bereitstellungseinheit (29), die im Betrieb durch den Scanprozess generierte Bilddaten (BD) bereitstellt, – eine Verknüpfungseinheit (31), die im Betrieb die Bilddaten (BD) mit einem die Benutzerschnittstelle (GUI) während der Entgegennahme repräsentierenden Datensatz (DS) unter Bildung der Scandaten (SD) verknüpft.
Computerprogrammprodukt, das direkt in einen Prozessor eines programmierbaren Bildbearbeitungssystems ladbar ist, mit Programmcode-Mitteln, um alle Schritte eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 und/oder eines Verfahrens gemäß Anspruch 13 auszuführen, wenn das Programmprodukt auf dem Bildbearbeitungssystem ausgeführt wird.