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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung einer zweiten Bildaufnahmeeinrichtung zur Aufnahme eines zweiten, mit einem ersten mit einer anderen, ersten Bildaufnahmeeinrichtung, die ein anderes Bildgebungsverfahren als die zweite Bildaufnahmeeinrichtung nutzt, aufgenommenen Bilddatensatz gemeinsam auszuwertenden, insbesondere zu fusionierenden Bilddatensatzes. Daneben betrifft die Erfindung eine Bildaufnahmeeinrichtung.
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Insbesondere im Bereich der Medizin ist es immer häufiger der Fall, dass Aufnahmen eines Objekts, in der Medizin konkret eines Patienten, mit mehreren verschiedenen Bildgebungsverfahren, mithin unterschiedlichen Bildgebungsmodalitäten, aufgenommen werden, die dann gemeinsam ausgewertet werden sollen, beispielsweise, indem ein mit einer ersten Bildgebungsmodalität aufgenommener erster Bilddatensatz mit einem mit einer zweiten Bildgebungsmodalität aufgenommenen Bilddatensatz fusioniert werden soll.
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Ein solcher Sachverhalt tritt beispielsweise bei der Planung einer strahlentherapeutischen Behandlung (RT-Behandlung) auf. Dort werden zusätzlich zu den Planungs-Computertomographie-Aufnahmen, mithin einem ersten Bilddatensatz, Magnetresonanzbilder, mithin ein zweiter Bilddatensatz, akquiriert. Im Rahmen der Bestrahlungsplanung werden die beiden Bilddatensätze fusioniert, so dass die zusätzlichen, durch die Magnetresonanzaufnahme gelieferten Bildinformationen anatomisch korrekt zugeordnet werden können und die planungsrelevanten Strukturen anhand der kombinierten Bildinformation festgelegt werden können. Um gut multimodal planen zu können bzw. um die Fusion der Bilddatensätze zu erleichtern, ist es wichtig, dass die Bilddatensätze einander im Hinblick auf die gewollte Verwendung „ähnlich“ sind, beispielsweise die gleiche oder eine ähnliche Auflösung haben und/oder den gleichen oder einen ähnlichen Aufnahmebereich (field of view) zeigen.
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Um dies zu ermöglichen, ist es bekannt, beispielsweise in einer Klinik Laufzettel einzusetzen, die im Beispiel der strahlentherapeutischen Behandlung von einer RT-Abteilung (Radiotherapie-Abteilung) angelegt werden und auflisten, was bei den Planungsaufnahmen zu beachten ist. Ein Benutzer, beispielsweise ein MTA, gibt dann an der Computertomographie-Bildaufnahmeeinrichtung, hier der ersten Bildaufnahmeeinrichtung, entsprechende Werte für die Aufnahmeparameter an der Bedienkonsole ein, was analog an der Magnetresonanz-Bildaufnahmeeinrichtung, der zweiten Bildaufnahmeeinrichtung, geschieht. Die wiederholte Eingabe von Aufnahmeparametern kostet allerdings Zeit und ist fehleranfällig. Falsche, unentdeckte Aufnahmeparameter können dazu führen, dass die Aufnahme wiederholt werden muss bzw. dass es später bei der gemeinsamen Auswertung der Bilddatensätze, insbesondere bei einer Fusion der Bilddatensätze, Schwierigkeiten gibt. Weiterhin ist zu beachten, dass die auf den Laufzetteln niedergelegten Informationen nicht unbedingt analog für unterschiedliche Bildaufnahmeeinrichtungen eingesetzt werden können. So verlangt eine Computertomographie-Bildaufnahmeeinrichtung häufig gänzlich andere Parameter in einem gänzlich anderen Format als eine Magnetresonanz-Bildaufnahmeeinrichtung, so dass eine erhebliche Transferleistung vom Bediener erwartet wird, der grob abschätzen muss, wie die anzugebenden Aufnahmeparameter aussehen, damit die gewünschte Ähnlichkeit bzw. Vorbereitung zur gemeinsamen Auswertung derart gegeben ist, dass diese gemeinsame Auswertung auf einfache Weise fehlerfrei möglich ist. Insbesondere bei der Magnetresonanzeinrichtung, die häufig als zweite Bildaufnahmeeinrichtung eingesetzt wird, treten hierbei Probleme auf, nachdem Aufnahmeparametern oft bestimmte Grenzen gesetzt sind, die nicht die Realisierung jeder Vorgabe bezüglich der Auflösung und dergleichen erlauben.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Aufnahme des zweiten Bilddatensatzes anzugeben, welches unter idealer Ausnutzung vorliegender Informationen einen besonders gut zur weiteren Verwendung im Rahmen der gemeinsamen Auswertung geeigneten zweiten Bilddatensatz erzeugt.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass folgende Schritte durchgeführt werden:
- – Extraktion wenigstens einer Einstellungsinformation aus dem ersten Bilddatensatz und/oder einem mit dem ersten Bilddatensatz assoziierten Metadatensatz,
- – Ermittlung wenigstens eines Aufnahmeparameters zur Aufnahme des zweiten Bilddatensatzes und/oder eines die Aufnahme des zweiten Bilddatensatzes vorbereitenden Planungsbilddatensatzes aus der Einstellungsinformation und
- – Ansteuerung der zweiten Bildaufnahmeeinrichtung unter Verwendung der Aufnahmeparameter zur Aufnahme des zweiten Bilddatensatzes und/oder des Planungsbilddatensatzes.
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Das erfindungsgemäße Verfahren, welches beispielsweise vollständig automatisch von einer Steuereinrichtung der zweiten Bildaufnahmeeinrichtung durchgeführt werden kann, erlaubt mithin durch Analyse des ersten Bilddatensatzes bzw. diesen zugeordneter Metadaten, automatisch Einstellungsinformationen zu extrahieren, die zur Ermittlung von Aufnahmeparametern zur Aufnahme des zweiten Bilddatensatzes bzw. eines die Aufnahme des zweiten Bilddatensatzes vorbereitenden Planungsbilddatensatzes erlaubt. Dafür ist es lediglich notwendig, den ersten Bilddatensatz und/oder die Metadaten in Form des Metadatensatzes von der ersten Bildaufnahmeeinrichtung der zweiten Bildaufnahmeeinrichtung zur Verfügung zu stellen, so dass zumindest ein Teil der Aufnahmeparameter für den zweiten Bilddatensatz vollkommen automatisch schlussgefolgert werden können. Es wird also ein Wissen, welches bislang umständlich und abstrakt, beispielsweise über Laufzettel, transportiert werden musste und durch einen Bediener erst umständlich konkretisiert werden musste, der zweiten Bildaufnahmeeinrichtung zur Verfügung gestellt, welcher also bekannt ist, dass bereits ein primärer Bilddatensatz vorliegt, und durch diese auch vollständig automatisch ausgewertet, um Aufnahmeparameter automatisch zu ermitteln und zur Ansteuerung der zweiten Bildaufnahmeeinrichtung zur Aufnahme des zweiten Bilddatensatzes bzw. des Planungsbilddatensatzes zu nutzen.
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Dabei werden der oder die Aufnahmeparameter mithin so automatisch bestimmt, dass eine optimale gemeinsame Auswertung ermöglicht wird, das bedeutet, das erfindungsgemäße Verfahren kann explizit einen Optimierungsprozess enthalten, der auf eine optimale Vergleichbarkeit und/oder gemeinsame Auswertbarkeit der beiden Bilddatensätze ausgerichtet ist. Insbesondere kann die Ermittlung der Aufnahmeparameter mithin so erfolgen, dass der erste und der zweite Bilddatensatz dieselbe Auflösung und/oder einen vergleichbaren Kontrast aufweisen und/oder sich im Wesentlichen entsprechende, insbesondere übereinstimmende, Aufnahmebereich aufweisen. Es ist also beispielsweise möglich, insbesondere im Hinblick auf eine Fusionierung, wie einleitend dargestellt „ähnliche“ erste und zweite Bilddatensätze zu erzeugen, deren gemeinsame Auswertung mithin vereinfacht, insbesondere optimal möglich ist.
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In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann mithin vorgesehen sein, dass wenigstens einer des wenigstens einen Aufnahmeparameters abhängig von wenigstens einer die gemeinsame Auswertung der Bilddatensätze betreffenden Verwendungsinformation ermittelt wird. Bei der Ermittlung der Aufnahmeparameter (und gegebenenfalls bereits der Einstellungsinformationen) wird mithin der gewollte Zusammenhang zwischen den beiden Bilddatensätzen bereits berücksichtigt, so dass eine Optimierung im Hinblick auf die gemeinsame Auswertung im bereits oben beschriebenen Sinn erfolgen kann. Beispielsweise kann also im Hinblick auf eine Fusionierung des ersten und des zweiten Bilddatensatzes vorgesehen sein, dass Bilddatensätze einer ähnlichen oder insbesondere übereinstimmenden Auflösung und/oder eines ähnlichen oder insbesondere übereinstimmenden Field of View gegeben sind.
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Dabei sei an dieser Stelle angemerkt, dass vorgesehen sein kann, dass wenigstens einer des wenigstens einen Aufnahmeparameters abhängig von einer Benutzereingabe angepasst wird, insbesondere nach einer Darstellung des wenigstens einen aus der Einstellungsinformation ermittelten Aufnahmeparameters. Es bleibt dem Benutzer letztlich also unbenommen, ob er den als Vorschlag zu verstehenden wenigstens einen Aufnahmeparameter tatsächlich unmodifiziert zur Aufnahme mit der zweiten Bildaufnahmeeinrichtung nutzen möchte. Hierzu kann beispielsweise im Vorfeld der Aufnahme die Extraktion der Einstellungsinformation und die Ermittlung des wenigstens einen Aufnahmeparameters erfolgen, wonach die ermittelten Aufnahmeparameter als Voreinstellungen in entsprechenden Eingabemasken dem Benutzer angezeigt werden, der sie bestätigen oder bei Bedarf modifizieren kann. Somit kann beispielsweise eine weitere Überprüfung durch den Benutzer stattfinden.
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Allgemein bietet die vorliegende Erfindung mithin den Vorteil, dass die automatisch generierten, die „Historie“ bezüglich des ersten Bilddatensatzes und gegebenenfalls die „Zukunft“ in Form der Verwendungsinformation berücksichtigenden Vorschläge für Aufnahmeparameter die Vorbereitung der Aufnahme des zweiten Bilddatensatzes erleichtern, beschleunigen oder wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, automatisieren. Die Wahrscheinlichkeit einer fehlerhaften Eingabe wird reduziert und die spätere gemeinsame Auswertung wird bereits an dieser Stelle vorteilhaft unterstützt.
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Besonders vorteilhaft lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren einsetzen, wenn die erste Bildaufnahmeeinrichtung eine CT-Bildaufnahmeeinrichtung und die zweite Bildaufnahmeeinrichtung eine MR-Bildaufnahmeeinrichtung ist oder die erste Bildaufnahmeeinrichtung eine MR-Bildaufnahmeeinrichtung und die zweite Bildaufnahmeeinrichtung eine CT-Bildaufnahmeeinrichtung ist. Wie bereits erwähnt, ist es gerade im Rahmen einer strahlentherapeutischen Behandlung bekannt, sowohl einen Computertomographie-Bilddatensatz (CT-Bilddatensatz) als auch einen Magnetresonanz-Bilddatensatz (MR-Bilddatensatz) zur Planung zu verwenden, wobei die beiden Bilddatensätze dann fusioniert werden sollen. Dabei wird häufig zunächst als erster Bilddatensatz der CT-Bilddatensatz aufgenommen. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet nun die Möglichkeit, die zweite Bildaufnahmeeinrichtung, also die MR-Bildaufnahmeeinrichtung, von der Voraufnahme in Kenntnis zu setzen und automatisch auf Basis dieser Kenntnis Aufnahmeparameter für den zweiten Bilddatensatz, nämlich den MR-Bilddatensatz, zu ermitteln und diese entsprechend anzuwenden.
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Als Einstellungsinformation und/oder als Aufnahmeparameter können beispielsweise die Auflösung des ersten und/oder des zweiten Bilddatensatzes und/oder die Größe und die Position des Field of View des ersten und/oder des zweiten Bilddatensatzes und/oder Planungsbilddatensatzes und/oder eine wenigstens eine Schicht des ersten und/oder des zweiten Bilddatensatzes und/oder Planungsbilddatensatzes beschreibende Information und/oder wenigstens eine den Kontrast des ersten und/oder des zweiten Bilddatensatzes betreffende Information ermittelt werden. Selbstverständlich ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch denkbar, andere Aufnahmeparameter zu ermitteln bzw. anzupassen, insbesondere dann, wenn über deren gezielte Auswahl eine bessere Eignung des zweiten Bilddatensatzes für die Verwendung im Rahmen der gemeinsamen Auswertung gegeben wird. Insbesondere können auch Aufnahmeparameter von dem ersten Bilddatensatz auf den zweiten Bilddatensatz übertragen werden, beispielsweise die Größe und die Position des Field of View und/oder die Auflösung, so dass sich der erste und der zweite Bilddatensatz hier letztlich entsprechen können oder dergleichen.
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Zweckmäßigerweise kann ferner vorgesehen sein, dass wenigstens ein eine vergleichbare Positionierung eines Patienten bei der Aufnahme des ersten und des zweiten Bilddatensatzes ermöglichender Aufnahmeparameter, insbesondere eine Einstellung einer Patientenliege und/oder eine die Verwendung wenigstens eines bereits bei der Aufnahme des ersten Bilddatensatzes verwendeten Lagerungsmittels bei der Aufnahme des zweiten Bilddatensatzes betreffende Information, ermittelt wird, wobei insbesondere die zweite Bildaufnahmeeinrichtung zur Ausgabe einer Positionsinformation an einen Bediener und/oder zur automatischen Positionierung des Patienten angesteuert wird. Es ist also zum einen denkbar, auch bei der zweiten Bildaufnahmeeinrichtung eine Positionierung des Patienten zu fördern, die einer gemeinsamen Auswertung der Bilddatensätze zuträglich ist und/oder auch eine besonders einfache Aufnahme des zweiten Bilddatensatzes mit der zweiten Bildaufnahmeeinrichtung derart erlaubt, dass beispielsweise dasselbe Field of View aufgenommen wird. Eine Portierung/Weiternutzung von Informationen bezüglich des ersten Bilddatensatzes kann auch im Hinblick auf eingesetzte Hilfsmittel zur Patientenlagerung, konkret Patientenlagerungsmittel, erfolgen, so dass Patienten im Vergleich zwischen den beiden Bilddatensätzen, beispielsweise bei der Messung für eine Bestrahlungsplanung, durch Lagerungsmittel konsistent gelagert werden. Auch auf diese Weise lässt sich eine Messposition in einer Bildgebungsmodalität auf eine zweite Bildgebungsmodalität übertragen. Einem Benutzer kann beispielsweise, falls die Patientenlagerungsmittel nicht selbst durch die zweite Bildaufnahmeeinrichtung automatisch angesteuert und verwendet werden können, eine Positionierungsanweisung ausgegeben werden, die die korrekte Verwendung der Patientenlagerungsmittel derart zeigt, dass die Lage des Patienten der Lage bei der Aufnahme des ersten Bilddatensatzes entspricht. Kann die Positionierung auch im Hinblick auf die konkrete Lage des Patienten wiederhergestellt werden, so sind nicht nur ersichtlich die Bilddatensätze besser gemeinsam auswertbar, sondern es können beispielsweise auch weitere Aufnahmeparameter unter Berücksichtigung dieser gleichen Positionierung aus Einstellungsinformationen gefolgert werden. So können beispielsweise Schichtpositionen bei der Magnetresonanzbildgebung unmittelbar aus dem ersten Bilddatensatz, insbesondere einem CT-Bilddatensatz, abgeleitet werden, ohne dass eine Laserpositionierung und/oder ein Planungsbild der Magnetresonanz zur Planung der Sequenzen verwendet werden müsste. Die in dieser äußerst vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehene, unterstützte gleiche Positionierung des Patienten erlaubt also als Folgeeffekt noch die Übertragung einer Vielzahl weiterer Aufnahmeparameter von dem ersten Bilddatensatz auf den zweiten Bilddatensatz und schränkt den technischen Aufwand bei der Vorbereitung der Aufnahme des zweiten Bilddatensatzes ersichtlich ein.
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In weiterer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine Einstellungsinformation durch Auswertung des ersten Bilddatensatzes ermittelt wird. Es ist also denkbar, eine unmittelbare Auswertung der Bilddaten des ersten Bilddatensatzes vorzunehmen, um Einstellungsinformationen zu erhalten, die beispielsweise nicht als Metadaten zur Verfügung stehen. Beispielsweise kann die Auflösung eines Bilddatensatzes aus dem Bilddatensatz selbst bestimmt werden, wobei jedoch auch eine Auswertung des Bildinhalts selber im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorteilhaft erfolgen kann. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass Informationen zum Field of View bei der Aufnahme des ersten Bilddatensatzes ermittelt werden, indem beispielsweise im Rahmen einer Segmentierung und/oder einer elastischen Registrierung auf einen anatomischen Atlas oder dergleichen anatomische Merkmale und/oder Strukturen im ersten Bilddatensatz identifiziert werden, so dass hieraus der abgebildete Bereich und mithin das Field of View ermittelt werden kann. Besonders vorteilhaft kann der erste Bilddatensatz auch dahingehend ausgewertet werden, dass beispielsweise verwendete Lagerungsmittel und deren Position aus dem ersten Bilddatensatz durch eine automatische Bildauswertung identifiziert werden können. Auch Hinweise über die Positionierung des Patienten, insbesondere dessen Lage, lassen sich durch die Bildauswertung, insbesondere auch im Hinblick auf die elastische Registrierung mit einem Atlas und dergleichen, aus dem ersten Bilddatensatz ermitteln.
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Es kann ferner vorgesehen sein, dass der erste Bilddatensatz im DICOM-Format mit wenigstens einem Metadatum, welches als Einstellungsinformation ausgelesen wird, abgespeichert wird. Besonders vorteilhaft kann also im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch der DICOM-Standard (digital imaging and communication in medicine) eingesetzt werden. Häufig werden Aufnahmeparameter des ersten Bilddatensatzes oder sonstige Metadaten ohnehin im DICOM-Format gemeinsam mit dem ersten Bilddatensatz gespeichert, das bedeutet, der Metadatensatz ist letztlich in dem ersten Bilddatensatz bereits enthalten. Diese zusätzlichen Informationen können nun ausgelesen werden und als Einstellungsinformationen weiter behalten werden, um hieraus Aufnahmeparameter für den zweiten Bilddatensatz abzuleiten, insbesondere auch durch Übernahme von als Einstellungsinformationen ausgelesenen Aufnahmeparametern des ersten Bilddatensatzes. Vorteilhafterweise bietet der DICOM-Standard auch die Möglichkeit, ein DICOM-Metadatum selbst zu definieren, so dass auch im eigentlichen Standard nicht vorgesehene Zusatzinformationen eingespeichert werden können. Mithin kann auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass wenigstens ein selbstdefiniertes DICOM-Metadatum, insbesondere bezüglich der Patientenpositionierung und/oder bezüglich eines Patientenlagerungsmittels, verwendet wird. Auf diese Weise lassen sich der zweiten Bildaufnahmeeinrichtung weitere Informationen, die im Hinblick auf eine auf die gemeinsame Auswertung abgestimmte Aufnahme des zweiten Bilddatensatzes nützlich sind, übermitteln.
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Zweckmäßigerweise kann vorgesehen sein, dass der erste Bilddatensatz und/oder der Metadatensatz an die zweite Bildaufnahmeeinrichtung übertragen werden und/oder die zweite Bildaufnahmeeinrichtung über eine Kommunikationsverbindung auf den ersten Bilddatensatz und/oder den Metadatensatz zugreift. Es ist also eine Kommunikationsverbindung, insbesondere ein Netzwerk, vorgesehen, über die der zweiten Bildaufnahmeeinrichtung die Informationen des ersten Bilddatensatzes zur Verfügung gestellt werden. Dabei kann es sich beispielsweise um das Intranet einer medizinischen Einrichtung, beispielsweise einer Klinik, handeln.
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Mit besonderem Vorteil kann in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass der erste und/oder der zweite Bilddatensatz in einem Bildarchivierungssystem, welches insbesondere Teil eines Informationssystems bildet, abgespeichert wird. Bildarchivierungssysteme sind im Stand der Technik bereits bekannt, beispielsweise unter dem Schlagwort PACS (picture archiving and communication system). In größeren Einrichtungen, beispielsweise Kliniken, werden solche Bildarchivierungssysteme häufig eingesetzt, um von mehreren Positionen aus auf aufgenommene Bilddatensätze zugreifen zu können. Indem die erste Bildaufnahmeeinrichtung und die zweite Bildaufnahmeeinrichtung an ein solches Bildarchivierungssystem angeschlossen werden, hat die zweite Bildaufnahmeeinrichtung mithin Zugriff auf den ersten Bilddatensatz und/oder den Metadatensatz. Ein solches Bildarchivierungssystem kann insbesondere auch als Teil eines Informationssystems realisiert werden, beispielsweise eines Radiologie-Informationssystems und/oder eines Krankenhausinformationssystems. Derartige Informationssysteme sind im Stand der Technik bereits bekannt und können vorteilhaft im Hinblick auf die Vernetzung der ersten Bildaufnahmeeinrichtung mit der zweiten Bildaufnahmeeinrichtung verwendet werden. Die zweite Bildaufnahmeeinrichtung greift also letztlich über das Bildarchivierungssystem auf den ersten Bilddatensatz und/oder den Metadatensatz zu.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass der erste Bilddatensatz als gegebenenfalls weiterer Planungsbilddatensatz in einem Betriebsmodus zur automatischen Schichtlageanpassung der zweiten Bildaufnahmeeinrichtung verwendet wird und/oder der mit den Aufnahmeparametern aufgenommene Planungsbilddatensatz in dem Betriebsmodus zur automatischen Schichtlageanpassung ausgewertet wird. Betriebsmodi zur automatischen Schichtlagenanpassung, die häufig auch als „Auto-Align-Modus“ bezeichnet werden, sind eine Technologie, die die direkte Nutzung der Aufnahmeinformationen eines ersten Bilddatensatzes in einer zweiten Bildgebungsmodalität fördern.
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Ein solcher Betriebsmodus zur automatischen Schichtlageanpassung, also ein Auto-Align-Modus, nutzt eine Erkennungssoftware, die entsprechend gewünschte Schichtlagen in einem 3D-Bilddatensatz automatisch anhand anatomischer Strukturen oder dergleichen erkennt, in der Regel unter Verwendung eines Bildatlas. Bekannt sind solche Auto-Align-Modi hauptsächlich von Magnetresonanzeinrichtungen.
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Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, in einem Betriebsmodus zur automatischen Schichtlagenanpassung die Einstellungsinformation vorteilhaft zu nutzen, was besonders zweckmäßig gemeinsam mit der bereits beschriebenen gleichen Positionierung, insbesondere bezüglich der Lage, des Patienten möglich ist. In einem Fall ist es denkbar, den ersten Bilddatensatz sozusagen insgesamt als Einstellungsinformation zu nutzen, indem dieser als Planungsbilddatensatz (gegebenenfalls, falls anhand der Aufnahmeparameter ohnehin ein Planungsbilddatensatz aufgenommen werden soll, auch als weiterer Planungsbilddatensatz) genutzt wird. Die Aufnahme eines dedizierten Planungsbilddatensatzes mit der zweiten Bildaufnahmeeinrichtung kann in diesem Fall dann entfallen. Alternativ ist es jedoch auch denkbar, die Einstellungsinformation zu nutzen, um einen Planungsbilddatensatz mit der zweiten Bildaufnahmeeinrichtung aufzunehmen, welcher dann für einen Auto-Align-Vorgang verwendet wird. Hierbei werden ohnehin vorhandene Funktionalitäten der zweiten Bildaufnahmeeinrichtung mithin genutzt, um den gesamten Vorbereitungsvorgang für die Aufnahme des zweiten Bilddatensatzes zu verbessern, zu automatisieren und zu beschleunigen.
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Es kann ferner vorgesehen sein, dass bei der Ermittlung des Aufnahmeparameters aus der Einstellungsinformation vorgesehene Einschränkungen der Werte des Aufnahmeparameters bei der zweiten Bildaufnahmeeinrichtung berücksichtigt werden. Wie bereits erwähnt, tritt insbesondere bei Magnetresonanz-Bildaufnahmeeinrichtungen als zweite Bildaufnahmeeinrichtung häufig das Problem auf, dass bestimmte Aufnahmeparameter in bestimmten, vorgegebenen Bereichen liegen, insbesondere, da andere Werte von Aufnahmeparametern technisch nicht realisierbar sind und dergleichen. Derartige Einschränkungen können im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorteilhaft berücksichtigt werden, wobei dann, wenn wenigstens ein Aufnahmeparameter nicht wie gewünscht gewählt werden kann, der Aufnahmeparameter und/oder gegebenenfalls auch andere Aufnahmeparameter insgesamt so angepasst werden können, dass eine möglichst nahe an der gewollten Lösung liegende Lösung zur Aufnahme des zweiten Bilddatensatzes vorliegt. Insbesondere kann also vorgesehen sein, dass eine insbesondere im Hinblick auf die Art der gemeinsamen Auswertung, vorzugsweise beschrieben durch die Verwendungsinformation, optimierte erlaubte Wahl des Aufnahmeparameters getroffen wird.
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Bei einer Ausgestaltung, in der beispielsweise eine direkte Übernahme von Aufnahmeparametern gewollt ist, kann beispielsweise zunächst versucht werden, Aufnahmeparameter des ersten Bilddatensatzes zu übernehmen, woraufhin eine Art Plausibilitätsprüfung erfolgt, in der festgestellt wird, ob die Aufnahmeparameter mit der zweiten Bildaufnahmeeinrichtung überhaupt realisiert werden können. Ist dies nicht der Fall, wird insbesondere ein Optimierungsalgorithmus verwendet, um einen Vorschlag für Aufnahmeparameter zu erzeugen, der für die zweite Bildaufnahmeeinrichtung erlaubt ist und möglichst gut im Hinblick auf die gemeinsame Auswertung geeignet ist.
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Neben dem erfindungsgemäßen Verfahren betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Bildaufnahmeeinrichtung, die eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildete Steuereinrichtung umfasst. Sämtliche Ausführungen bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich analog auf die erfindungsgemäße Bildaufnahmeeinrichtung übertragen, mit welcher mithin dieselben Vorteile erreicht werden können. Insbesondere ist eine Kommunikationsschnittstelle der zweiten Bildaufnahmeeinrichtung vorgesehen, die den Empfang oder die Abfrage des ersten Bilddatensatzes und/oder des Metadatensatzes erlaubt, insbesondere über eine Verbindung zu einem Bildarchivierungssystem oder dergleichen. Die Steuereinrichtung wertet den ersten Bilddatensatz im Hinblick auf die Einstellungsinformation aus, ermittelt automatisch die Aufnahmeparameter und kann dann die Aufnahmeparameter, beispielsweise als Vorschlag, einem Benutzer zur Kenntnis bringen, wobei, wenn dieser den Vorschlag akzeptiert, eine automatische Ansteuerung der entsprechenden Komponenten der Bildaufnahmeeinrichtung erfolgt, um die Aufnahmeparameter zu realisieren.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
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1 einen Ablaufplan eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens, und
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2 ein System mit einer erfindungsgemäßen Bildaufnahmeeinrichtung.
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Die vorliegende Erfindung soll in diesem Ausführungsbeispiel für den Fall der Planung einer strahlentherapeutischen Behandlung näher dargestellt werden, bei der ein CT-Bilddatensatz und ein MR-Bilddatensatz durch eine Fusion gemeinsam zur Planung der radiotherapeutischen Behandlung ausgewertet werden sollen.
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Zunächst wird in einem Schritt 1 ein CT-Bilddatensatz als erster Bilddatensatz 2 mit einer CT-Bildaufnahmeeinrichtung als erste Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommen. Der erste Bilddatensatz 2 wird im DICOM-Format erzeugt, das bedeutet, ein Metadatensatz 3 mit zusätzlichen Informationen, beispielsweise Aufnahmeparametern der ersten Bilddatensatzes 2, ist bereits in dem ersten Bilddatensatz 2 enthalten. Dabei können im Übrigen auch eigene Metadaten-Tags im DICOM-Format definiert sein, in denen entsprechende Informationen abgelegt sind, insbesondere bezüglich der Patientenpositionierung und gegebenenfalls benutzten Lagerungsmitteln.
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Der erste Bilddatensatz 2 wird dann in einem Krankenhausinformationssystem 4 zur Verfügung gestellt, welches auch ein Bildarchivierungssystem 5 (PACS) umfasst. An das Krankenhausinformationssystem 4 und mithin das Bildarchivierungssystem 5 ist auch die Magnetresonanz-Bildaufnahmeeinrichtung als zweite Bildaufnahmeeinrichtung angeschlossen, so dass in einem Schritt 6 der erste Bilddatensatz 2 mit dem Metadatensatz 3 abgerufen werden kann.
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In einem Schritt 7 werden nun Einstellungsinformationen aus dem ersten Bilddatensatz 2 und dem Metadatensatz extrahiert, aus denen dann in einem Schritt 8 Aufnahmeparameter 9 zur Aufnahme eines Planungsbilddatensatzes 10 und/oder des zweiten Bilddatensatzes 11 mit der zweiten Bildaufnahmeeinrichtung ermittelt werden. Dabei wird eine Verwendungsinformation 12 berücksichtigt, hier eine Information, die die gewollte Fusion des ersten Bilddatensatzes 2 mit dem zweiten Bilddatensatz 11 beschreibt. Hinsichtlich dieser erfolgt letztlich die Ermittlung der Aufnahmeparameter 9, denn zur Fusionierung sollen sich die beiden Bilddatensätzen 2, 11 möglichst ähnlich sein, insbesondere in ihrer Auflösung und der Position und Größe ihres Field of View.
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Dabei sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die Schritte 7 und 8 auch ineinander verflochten sein können, wenn beispielsweise abhängig von Einstellungen oder dergleichen Aufnahmeparameter 9 sukzessive realisiert werden und/oder Aufnahmeparameter 9 andere Aufnahmeparameter als Voraussetzung zu ihrer Ermittlung benötigen und dergleichen. Dies sei nun durch einige Beispiele näher dargelegt.
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Zunächst sei angemerkt, dass es zur Extraktion der Einstellungsinformationen aus dem ersten Bilddatensatz 2 in Schritt 7 mehrere Möglichkeiten gibt. Zum einen ist es denkbar, dass der erste Bilddatensatz 2, insbesondere dessen Bilddaten selbst, zur Ermittlung der Einstellungsinformation oder zumindest eines Teils der Einstellungsinformationen selbst ausgewertet wird. So ist es beispielsweise denkbar, die Auflösung des ersten Bilddatensatzes 2, das Field of View des ersten Bilddatensatzes 2, die Position, insbesondere die Lage, des Patienten bei der Aufnahme des ersten Bilddatensatzes 2, verwendete Lagerungsmittel und dergleichen unmittelbar aus den Bilddaten des ersten Bilddatensatzes 2 herzuleiten. Hierzu können Analysealgorithmen, Segmentierungsalgorithmen und Registrierungsalgorithmen, insbesondere im Hinblick auf einen anatomischen Atlas, eingesetzt werden.
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Möglich ist es jedoch auch, Einstellinformationen aus den Metadaten auszulesen oder herzuleiten, nachdem diese häufig bereits im Hinblick auf die Aufnahme des zweiten Bilddatensatzes 11 wichtige Informationen erhalten, gerade wenn man die gewollte gemeinsame Auswertung, hier durch Fusion, in Betracht zieht.
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Dabei sei an dieser Stelle hervorgehoben, dass sogar der gesamte erste Bilddatensatz 2 in einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens als Einstellinformationen herangezogen werden kann, nämlich dann, wenn dieser als Planungsbilddatensatz (statt der Aufnahme eines spezifischen Planungsbilddatensatzes mit der zweiten Bildaufnahmeeinrichtung) für einen Modus zur automatischen Schichtlageanpassung verwendet wird (Auto-Align-Modus). In einem solchen Betriebsmodus zur automatischen Schichtlageanpassung, der beispielsweise in Magnetresonanz-Bildaufnahmeeinrichtungen realisiert sein kann, werden basierend auf Planungsbilddaten automatisch Aufnahmeparameter vorgeschlagen, die eine optimale Bildgebung bestimmter Organe oder anatomischer Strukturen ermöglichen. So können beispielsweise die Richtung, die Anzahl der Schichten, das Field of View, die Schichtdicke und dergleichen so gewählt werden, dass kardinale Richtungen und Abdeckungen in Zielorganen oder Zielstrukturen wie Kopf, Wirbelsäule, Herz und dergleichen optimal eingestellt sind. Dazu sind Planungsbilddaten nötig, wobei es denkbar ist, hierzu unmittelbar den ersten Bilddatensatz 2 heranzuziehen.
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Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn als weitere Aufnahmeparameter 9 bereits solche bestimmt worden sind, die eine im Wesentlichen gleiche Positionierung des Patienten in der zweiten Bildaufnahmeeinrichtung erlauben, wie er in der ersten Bildaufnahmeeinrichtung positioniert war, was auch die Verwendung von Lagerungsmitteln und die konkrete Lage des Patienten betrifft. Eine Patientenposition mag teilweise durch die absolute Positionierung, mithin beispielsweise durch Ansteuerung einer Patientenliege der zweiten Bildaufnahmeeinrichtung, wiederhergestellt sein, zur Reproduktion einer bestimmten Lage des Patienten kann es jedoch im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens auch möglich sein, verwendete Lagerungsmittel und dergleichen zu identifizieren, sowie hieraus eine Positionierungsinformation zu erzeugen, die an einer Anzeigevorrichtung der zweiten Bildaufnahmeeinrichtung ausgegeben werden kann. Dann kann ein Benutzer die Orientierung korrekt herstellen. In einem solchen Beispiel lässt sich, wie bereits dargestellt wurde, besonders günstig der erste Bilddatensatz 2 als Planungsbilddatensatz in einem Auto-Align-Modus einsetzen, aus dem dann weitere Aufnahmeparameter 9 für den zweiten Bilddatensatz 11 folgen.
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Es ist jedoch alternativ auch möglich, Aufnahmeparameter 9 für einen Planungsbilddatensatz 10, insbesondere einen Planungsbilddatensatz, der in einem Auto-Align-Modus genutzt wird, mithin einen die Aufnahme des zweiten Bilddatensatzes 11 vorbereitenden Planungsbilddatensatz 10, zu bestimmen. Im Hinblick auf das interessierende Organ und dergleichen können Aufnahmeparameter 9 für den Planungsbilddatensatz 10 gewählt werden, wobei jedoch auch die Wahl anderer Aufnahmeparameter abhängig von dem Vorwissen um den ersten Bilddatensatz 2 ermittelt werden können.
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Dabei sei an dieser Stelle noch angemerkt, dass es bei der hier als zweite Bildaufnahmeeinrichtung betrachteten Magnetresonanzeinrichtung vorkommen kann, dass bestimmte Aufnahmeparameter 9 bzw. Kombinationen von Aufnahmeparametern 9 nicht realisierbar sind, weil gewisse Grenzen bzw. Schwellwerte eingehalten werden müssen. Ist also beispielsweise vorgesehen, die Auflösung und das Field of View des ersten Bilddatensatzes 2 auch für den zweiten Bilddatensatz 11 zu übernehmen, kann es vorkommen, dass dies aufgrund solcher Beschränkungen der Aufnahmeparameter 9 nicht möglich ist. In diesem Fall wird, insbesondere im Rahmen eines Optimierungsprozesses, eine erlaubte Kombination von Aufnahmeparametern 9 gesucht, die möglichst nahe an das gewünschte Ergebnis herankommt.
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Wie sich bereits abgezeichnet hat, werden im erfindungsgemäßen Verfahren die Aufnahmeparameter 9 im Schritt 8 unter Berücksichtigung der Verwendungsinformation 12 so bestimmt, dass eine optimale gemeinsame Auswertung ermöglicht wird, vorliegend derart, dass der erste Bilddatensatz 2 und der zweite Bilddatensatz 11 eine vergleichbare, insbesondere dieselbe, Auflösung und sich im Wesentlichen entsprechende, insbesondere übereinstimmende, Aufnahmebereiche aufweisen.
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Auch die Orientierung der Bilddatensätze 2, 11 bei wenigstens ähnlich, idealerweise übereinstimmend, sein.
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Sind die Aufnahmeparameter 9 erst bestimmt, so wird, wenn ein Planungsbilddatensatz 10 aufgenommen werden soll, die zweite Bildaufnahmeeinrichtung entsprechend den Aufnahmeparametern 9 für den Planungsbilddatensatz zur Aufnahme des Planungsbilddatensatzes 10 angesteuert, Schritt 13. Der Planungsbilddatensatz 10 kann dann, Pfeil 14, genutzt werden, um weitere Aufnahmeparameter 9 für den zweiten Bilddatensatz 11 zu bestimmen oder unmittelbar bei der Ansteuerung unter Nutzung der Aufnahmeparameter 9 für den zweiten Bilddatensatz 11 in Schritt 15 berücksichtigt werden. Wie bereits erwähnt, ist die Aufnahme eines Planungsbilddatensatzes optional, und insbesondere dann nicht nötig, wenn beispielsweise der erste Bilddatensatz 2 unmittelbar als Planungsbilddatensatz in einem Auto-Align-Modus eingesetzt werden kann.
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Nachdem durch die Ansteuerung in Schritt 15 der zweite Bilddatensatz 11 aufgenommen wurde, der selbstverständlich auch über das Bildarchivierungssystem 5 zur Verfügung gestellt werden kann, kann in einem Schritt 16 die gemeinsame Auswertung der Bilddatensätze 2, 11, hier die Fusion, unter optimalen Voraussetzungen erfolgen, nachdem der zweite Bilddatensatz 11 so aufgenommen wurde, dass er die Informationen des ersten Bilddatensatzes 2 berücksichtigt hat und mithin besonders gut zur Fusion geeignet ist, insbesondere dem ersten Bilddatensatz 2 in seiner Auflösung, seiner Orientierung und seinem Aufnahmebereich (Field of View) ähnlich ist.
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2 zeigt nun eine Prinzipskizze eines Systems 17, welches auch eine erfindungsgemäße Bildaufnahmeeinrichtung enthält.
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An das das Bildarchivierungssystem 5 enthaltende Krankenhausinformationssystem 4 sind die erste Bildaufnahmeeinrichtung 18, die in diesem Ausführungsbeispiel als CT-Bildaufnahmeeinrichtung ausgebildet ist, und die zweite Bildaufnahmeeinrichtung 19, die eine erfindungsgemäße Bildaufnahmeeinrichtung darstellt und hier als Magnetresonanz-Bildaufnahmeeinrichtung ausgebildet ist, angeschlossen.
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Die zweite, erfindungsgemäße Bildaufnahmeeinrichtung 19 weist eine Steuereinrichtung 20 auf, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist und mit der Komponenten 21 der Bildaufnahmeeinrichtung 19 angesteuert werden können, im hier dargestellten Ausführungsbeispiel unter anderem die Gradientenspulen, wenigstens eine Hochfrequenzspule, eine Patientenliege und dergleichen.
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In der Steuereinrichtung 20 werden mithin die Schritt 6, 7, 8, 13 und 15 gemäß 1 ausgeführt, um einen ideal auf die gemeinsame Auswertung mit dem ersten Bilddatensatz 2 abgestimmten zweiten Bilddatensatz 11 aufnehmen zu können.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
