DE102015223457A1

DE102015223457A1 - Verfahren und Vorrichtung zu einer Planung einer Aufnahme in der medizinischen Bildgebung

Info

Publication number: DE102015223457A1
Application number: DE102015223457.6A
Authority: DE
Inventors: Miriam Keil; Peter Schmitt
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2015-11-26
Filing date: 2015-11-26
Publication date: 2017-06-01
Also published as: US20170154231A1; US10217014B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zu einer Planung einer Aufnahme eines Untersuchungsbereiches eines Untersuchungsobjektes in der medizinischen Bildgebung, wobei der Untersuchungsbereich größer als ein Sensitivitätsbereich eines medizinischen Bildgebungsgerätes ist, wobei eine den Bedürfnissen des Anwenders entsprechende Detailtiefe ermöglicht wird, indem die Planung eine Gliederung des Untersuchungsbereiches in mindestens zwei Teilbereiche basierend auf mindestens einer vordefinierten Kenngröße umfasst, und die Aufnahme von medizinischen Rohdaten von jedem der mindestens zwei Teilbereiche erfolgt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zu einer Planung eines Untersuchungsbereiches eines Untersuchungsobjektes in der medizinischen Bildgebung, wobei der Untersuchungsbereich größer als ein Sensitivitätsbereich eines medizinischen Bildgebungsgerätes ist. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein medizinisches Bildgebungsgerät, ein Computerprogrammprodukt und einen computerlesbaren Datenträger, die zu einer Ausführung des Verfahrens ausgelegt sind.
Medizinische Bildgebungsgeräte können Bilddaten von Patienten oder anderen Untersuchungsobjekten erzeugen. Der zu untersuchende Bereich des Patienten muss dazu im Sensitivitätsbereich des medizinischen Bildgebungsgerätes positioniert sein, sodass das medizinische Bildgebungsgerät Daten vom Untersuchungsbereich erfassen kann, diese gegebenenfalls verarbeiten und als Bilddaten darstellen kann. Beispielsweise bei Ganzkörperuntersuchungen kann es vorkommen, dass der Untersuchungsbereich größer als der Sensitivitätsbereich des medizinischen Bildgebungsgerätes ist. Für die vollständige Erfassung des Untersuchungsbereichs wird dieser typischerweise in Teilbereiche gegliedert, die einzeln erfasst werden.
Die räumliche Verbindung von zwei aneinandergrenzenden Teilbereichen soll in den finalen Bildern, die ein Arzt zu einer Diagnose oder einer Planung einer Untersuchung verwendet, vorzugsweise fließend sein. Dennoch kann von Ausschnitten des Untersuchungsbereiches eine detaillierte Darstellung oder eine Anpassung des Querschnittes des Untersuchungsbereiches an das Untersuchungsobjekt gewünscht sein. Dadurch können beispielsweise für eine Diagnose nicht relevante Bereiche ausgeschlossen werden und/oder die Untersuchungsdauer kann verkürzt werden.
Insgesamt kann ein Anwender bei einer Teilung des Untersuchungsbereiches in Teilbereiche erheblich mehr Änderungen und Anpassungen an den Patienten vornehmen, als bei einer Aufnahme eines Untersuchungsbereiches, der keine Gliederung in Teilbereiche erfordert. Darüber hinaus ist die Visualisierung der Planung von Teilbereichen und deren Zusammensetzung komplex. Gut geschulte Anwender können die visualisierten und zur Verfügung stehenden Informationen verwenden, um auf den Patienten zugeschnittene, individuelle Anpassungen vorzunehmen, Bilddaten in hoher Qualität zu erzeugen und/oder Aufnahmezeit zu reduzieren. Anwender, die weniger gut geschult sind oder dazu angewiesen sind, eine Aufnahme zu machen, die sich in einzelnen Teilbereichen nur durch den darzustellenden Bereich unterscheidet, können durch die Vielzahl der verfügbaren Anpassungsmöglichkeiten und die verschiedenen Visualisierungen abgelenkt werden. Dadurch kann sich die Planung verzögern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu einer Planung einer abschnittsweisen Aufnahme eines Untersuchungsbereiches in der medizinischen Bildgebung anzugeben, welches eine den Bedürfnissen des Anwenders entsprechende Detailtiefe ermöglicht. Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, ein System, ein Computerprogrammprodukt und einen computerlesbaren Datenträger, die zur Ausführung des Verfahrens ausgebildet sind, anzugeben. Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausgestaltungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Das erfindungsgemäße Verfahren zu einer Planung einer Aufnahme eines Untersuchungsbereiches eines Untersuchungsobjektes in der medizinischen Bildgebung, wobei der Untersuchungsbereich größer als ein Sensitivitätsbereich eines medizinischen Bildgebungsgerätes ist, weist eine Planungsphase mit folgenden Verfahrensschritten auf:

– Vorgabe des Untersuchungsbereiches durch einen Anwender,
– Bereitstellung mindestens einer vordefinierten Kenngröße,
– Planung der Aufnahme, wobei die Planung eine automatische Gliederung des Untersuchungsbereiches in mindestens zwei Teilbereiche basierend auf der mindestens einen vordefinierten Kenngröße umfasst.

In der medizinischen Bildgebung werden Bilddaten erstellt, die die Anatomie oder innere Struktur von einem Untersuchungsobjekt in Form von Schnittbildern oder Projektionen darstellen. Ein Untersuchungsobjekt kann beispielsweise ein Patient, eine Trainingsperson oder ein Phantom sein. Ein medizinisches Bildgebungsgerät ist ein System, das zu einer Ausführung einer medizinischen Bildgebung ausgebildet ist. Beispiele für medizinische Bildgebungsgeräte sind Röntgen- und Ultraschallgeräte, sowie auch Computer- und Magnetresonanztomographen.
In der medizinischen Bildgebung können entweder von dem ganzen Untersuchungsobjekt oder von einem Ausschnitt, also von einem Teilvolumen des Untersuchungsobjektes Bilddaten erstellt werden. Das darzustellende Volumen oder der abzubildende Bereich des Untersuchungsobjektes ist der Untersuchungsbereich. Dieser wird typischerweise je nach medizinischer Fragestellung und individuell für ein Untersuchungsobjekt ausgewählt und kann entsprechend unterschiedlich groß sein.
Jedes medizinische Bildgebungsgerät verfügt über einen vorgegebenen Sensitivitätsbereich, also ein Messvolumen, wobei vom sich im Messvolumen befindlichen Ausschnitt oder Teil des Untersuchungsobjektes Bilddaten erzeugt werden können. Der Sensitivitätsbereich steht typischerweise in einer festen räumlichen Beziehung zum medizinischen Bildgebungsgerät. Bei einer Untersuchung eines Untersuchungsobjektes ist es folglich erforderlich, dass der Untersuchungsbereich in den Sensitivitätsbereich des medizinischen Bildgebungsgerätes eingebracht wird, sodass das medizinische Bildgebungsgerät Bilddaten von dem Bereich erzeugen kann.
Übersteigt die Größe, also die räumliche Ausdehnung des Untersuchungsbereiches die Größe des Sensitivitätsbereiches, so kann für die vollständige Erfassung des Untersuchungsbereiches eine Änderung der Position des Untersuchungsbereiches relativ zum medizinischen Bildgebungsgerät erforderlich sein. Dies kann schrittweise oder auch kontinuierlich erfolgen und die Ausführung ist abhängig von der Bildgebungsmodalität. Während beispielsweise bei Ultraschalluntersuchungen die räumliche Beziehung zwischen Untersuchungs- uns Sensitivitätsbereich durch Bewegung des Schallkopfes geändert werden kann, so ist bei Tomographiegeräten, bei denen der Patient auf einer Liege oder einem Tisch platziert ist, möglicherweise eine mit der Bildaufnahme koordinierte, gegebenenfalls schrittweise Liegen- oder Tischbewegung erforderlich.
Wird der Untersuchungsbereich, der den Sensitivitätsbereich des eingesetzten medizinischen Bildgebungsgerätes übersteigt, schrittweise akquiriert, so werden zeitlich konsekutiv Ausschnitte des Untersuchungsbereiches in den Sensitivitätsbereich der medizinischen Bildgebungsgerätes eingebracht. Für eine vollständige Abbildung des Untersuchungsbereiches ist eine Teilung des Untersuchungsbereiches in mehrere Abschnitte oder Teilbereiche erforderlich. Die finale Abbildung, die beispielsweise einem Arzt auf einem Monitor angezeigt werden kann, stellt den gesamten Untersuchungsbereich idealerweise in einem Bild dar, auch wenn der Untersuchungsbereich größer als der Sensitivitätsbereich ist. Der Untersuchungsbereich soll folglich einen einheitlichen Kontrast aufweisen und der Rand oder die Grenze eines Sensitivitätsbereiches soll nicht erkennbar sein.
Das erfindungsgemäße Verfahren beschreibt die Planungsphase, bei der die Aufteilung des Untersuchungsbereiches, der größer als der Sensitivitätsbereich des medizinischen Bildgebungsgerätes ist, erfolgt. Zunächst wird ein Untersuchungsbereich durch einen Anwender vorgegeben. Ein Anwender ist typischerweise ein Benutzer oder ein Bediener des medizinischen Bildgebungsgerätes. Der Anwender wählt für die Vorgabe des Untersuchungsbereiches vorzugsweise den darzustellenden Bereich des Untersuchungsobjektes, wobei der Anwender ohne Kenntnis über die Größe des Sensitivitätsbereiches die Auswahl des Untersuchungsbereiches treffen kann.
Darüber hinaus wird mindestens eine vordefinierte Kenngröße bereitgestellt. Die Planung wird mittels einer Planungseinheit ausgeführt. Eine vordefinierte Kenngröße kann ein numerischer oder ein nicht-numerischer Wert sein, der die Teilung des Untersuchungsbereiches in Teilbereiche beeinflussen kann. Ein Beispiel für einen numerischen Wert einer vordefinierten Kenngröße ist eine maximale Dauer für die Aufnahme des Untersuchungsbereiches. Nicht-numerische Werte können relative Beschreibungen einer erforderlichen Bildqualität an Übergängen zwischen zwei Teilbereichen sein. Die mindestens eine vordefinierte Kenngröße kann vor Beginn des erfindungsgemäßen Verfahrens feststehen oder durch den Anwender vorgegeben werden. Die vordefinierte Kenngröße kann bereitgestellt werden, indem sie typischerweise in einem Speicher einer programmierbaren Recheneinheit des medizinischen Bildgebungsgerätes hinterlegt ist und abgerufen wird.
Auf Basis der mindestens einen bereitgestellten vordefinierten Kenngröße erfolgt die Planung umfassend die automatische Gliederung des Untersuchungsbereiches in mindestens zwei Teilbereiche. Diese Planung kann ohne Interaktion eines Anwenders des medizinischen Bildgebungsgerätes, also ohne erforderliche Handlung einer Person, die das medizinische Bildgebungsgerät während der Untersuchung des Untersuchungsobjektes bedient, erfolgen. Der Untersuchungsbereich wird in mindestens zwei Teilbereiche gegliedert, wobei die bereitgestellte vordefinierte Kenngröße oder mindestens eine der bereitgestellten vordefinierten Kenngrößen berücksichtigt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch alle bereitgestellten vordefinierten Kenngrößen berücksichtigen.
Es kann basierend auf der mindestens einen vordefinierten Kenngröße mindestens eine weitere Kenngröße bestimmt oder hergeleitet werden, die für die automatische Gliederung des Untersuchungsbereichs in Teilbereiche benötigt wird. Sind beispielsweise die Größe des Untersuchungsbereiches und der minimale Überlappbereich als vordefinierte Kenngrößen gegeben, so kann daraus die Größe der Teilbereiche bestimmt werden. Ausgehend von der Größe der Teilbereiche kann dann die automatische Gliederung des Untersuchungsbereiches in Teilbereiche vorgenommen werden.
Die Vereinigungsmenge der Teilbereiche umfasst den Untersuchungsbereich, wobei die mindestens zwei Teilbereiche disjunkt sein können oder sich überlappen können. Typischerweise werden die Grenzen der Teilbereiche so gewählt, dass sich benachbarte Teilbereiche so überlappen, sodass der Übergang zwischen den benachbarten Teilbereichen in der zusammengesetzten Abbildung möglichst fließend ist. Hierfür kann im Überlappbereich zusätzlich eine Interpolation oder eine elastische Registrierung eingesetzt werden.
Nach Abschluss der Planung der automatischen Gliederung des Untersuchungsbereiches können medizinische Rohdaten von jedem der mindestens zwei Teilbereiche aufgenommen werden. Medizinische Rohdaten enthalten alle Informationen über den darzustellenden Teilbereich oder Untersuchungsbereich, die vom medizinischen Bildgebungsgerät zur Erzeugung der Bilddaten des Teilbereiches oder des Untersuchungsbereiches benötigt werden. Die medizinischen Rohdaten werden für jeden Teilbereich akquiriert. Dies bedeutet typischerweise, dass zunächst ein erster Teilbereich so positioniert wird, dass dieser vollständig vom Sensitivitätsbereich des medizinischen Bildgebungsgerätes umfasst bzw. abgedeckt wird, und anschließend die medizinischen Rohdaten des ersten Teilbereiches erfasst werden. Danach wird üblicherweise entweder durch Neupositionierung des Untersuchungsobjektes oder des medizinischen Bildgebungsgerätes ein zweiter Teilbereich des Untersuchungsbereiches in den Sensitivitätsbereich des medizinischen Bildgebungsgerätes gebracht. Folglich können nun die medizinischen Rohdaten des zweiten Teilbereiches erfasst werden. Bei Vorhandensein weiterer Teilbereiche wird analog verfahren. Die Erfassung der medizinischen Rohdaten der einzelnen Teilbereiche kann im Gegensatz zur erläuterten schrittweisen Erfassung auch kontinuierlich für die einzelnen Teilbereiche erfolgen. Dabei werden die einzelnen Teilbereiche nicht konsekutiv im Sensitivitätsbereich platziert, sondern vorzugsweise wird der gesamte Untersuchungsbereich relativ zum Sensitivitätsbereich bewegt, sodass jeder Teilbereich während der Bewegung des Untersuchungsbereiches zu mindestens einem Zeitpunkt vollständig vom Sensitivitätsbereich umfasst wird.
Aus den erfassten medizinischen Rohdaten der einzelnen Teilbereiche können, nach gegebenenfalls erforderlicher Verarbeitung, Bilddaten erzeugt werden, die die Teilbereiche einzeln darstellen. Vorzugsweise werden nach Abschluss der Erfassung der medizinischen Rohdaten aller Teilbereiche Bilddaten erzeugt, die den gesamten Untersuchungsbereich darstellen. Diese Bilddaten, die sowohl zwei- als auch dreidimensional sein können, können einem Anwender auf einer Anzeigeeinheit, beispielsweise auf einem Monitor, angezeigt werden.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, dass die Planung der Aufteilung eines großen Untersuchungsbereiches in Teilbereiche unter Einhaltung mindestens einer vordefinierten Kenngröße so erfolgt, dass die Aufnahme entsprechender medizinischer Rohdaten ausgeführt werden kann. Der Anwender muss dabei keine Änderungen oder Anpassungen vornehmen, da die Teilbereiche abhängig von der mindestens einen gegebenen Kenngröße von der Planungseinheit automatisch geplant werden. Die mindestens eine vordefinierte Kenngröße ist folglich entscheidend für die Genauigkeit oder die Details der Anpassung der Teilbereiche an den Untersuchungsbereich und an die medizinische Fragestellung. Je mehr Kenngrößen vordefiniert sind, desto genauer können die mindestens zwei Teilbereiche an den individuellen Untersuchungsbereich und an möglicherweise zusätzliche Anforderungen angepasst werden. Es sind folglich keine besonderen Vorkenntnisse des Anwenders hinsichtlich der Planung großer Untersuchungsbereiche erforderlich und es kann eine anwenderunabhängige, standardisierte Qualität der Bilddaten gewährleistet werden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die mindestens eine vordefinierte Kenngröße einen Zusammenhang zwischen dem Untersuchungsbereich und den mindestens zwei Teilbereichen beschreibt.
Eine vordefinierte Kenngröße kann demnach beispielsweise die Anzahl der Teilbereiche, in die der Untersuchungsbereich gegliedert werden soll, oder eine zu erzielende Größe der einzelnen Teilbereiche bei automatischer Gliederung des Untersuchungsbereiches angeben. Alternativ kann die vordefinierte Kenngröße auch einen Überlappbereich zwischen zwei Teilbereichen angeben, also eine Maß dafür, wie stark sich räumlich benachbarte Teilbereiche überschneiden, oder die Breite des Grenzbereichs, der von beiden Teilbereichen aufgenommen wird. Generell kann die vordefinierte Kenngröße auch Grenzwerte, also Minima oder Maxima, für die genannten Beispiele angeben.
So ist es besonders vorteilhaft, wenn eine vordefinierte Kenngröße die räumliche Größe des Sensitivitätsbereiches als maximale Größe eines Teilbereichs angibt. So kann bei Ermittlung der Teilbereiche des Untersuchungsbereiches sichergestellt werden, dass die medizinischen Rohdaten der Teilbereiche in einem Schritt aufgenommen werden können. Die räumliche Größe kann dabei als ein dreidimensionales Volumen definiert sein; ebenso ist die maximale räumliche Ausdehnung entlang einer räumlichen Richtung denkbar.
Gibt eine vordefinierte Kenngröße den minimalen Überlappbereich von benachbarten Teilbereichen an, so kann sichergestellt werden, dass keine scharfe Kante zwischen Teilbereichen in der finalen, zusammengesetzten Abbildung sichtbar ist. Bei Vorgabe eines festen oder maximalen Überlappbereiches zwischen Teilbereichen als Kenngröße kann hingegen sichergestellt werden, dass nur ein begrenzter Teil medizinischer Rohdaten bei den Aufnahmen von zwei benachbarten Teilbereichen auch zweimal aufgenommen wird. Häufig ist es vorteilhaft, die Akquisition von medizinischen Rohdaten so gering wie möglich zu halten, da der Menge der aufzunehmenden medizinischen Rohdaten beispielsweise in der Computertomographie mit der applizierten Energiedosis und in der Magnetresonanztomographie mit der Akquisitionszeit korrelieren kann.
Des Weiteren wird eine Variante des Verfahrens vorgeschlagen, wonach die mindestens eine vordefinierte Kenngröße vor dem Bereitstellen der mindestens einen vordefinierten Kenngröße durch einen Anwender in Abstimmung auf das Untersuchungsobjekt definiert wird.
Diese Variante des Verfahrens sieht demnach vor, dass ein Anwender des medizinischen Bildgebungsgerätes, also der Bediener oder Nutzer der Anlage, der diese während der Untersuchung des Untersuchungsobjektes benutzt oder steuert, eine erste Kenngröße vorgibt, bevor diese erste Kenngröße bereitgestellt wird und zur Planung der Aufnahme des Untersuchungsobjekte herangezogen wird. Beispielsweise kann der Anwender bei einer Ganzkörperuntersuchung eines Patienten als erste Kenngröße die maximale zweidimensionale axiale räumliche Ausdehnung des Patienten angeben. Diese Informationen kann er beispielsweise über eine Eingabeeinheit des medizinischen Bildgebungsgerätes der Planungseinheit bereitstellen.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Ausführung liegt darin, dass der Anwender mindestens eine Kenngröße angeben kann, die bei der Planung der Aufnahme berücksichtigt wird. Somit können Eigenschaften der Teilbereiche an ein Untersuchungsobjekt angepasst werden. Dennoch muss der Anwender die Planung nicht selbst ausführen oder in die Planung eingreifen. Es sind folglich keine besonderen Vorkenntnisse des Anwenders hinsichtlich der Planung großer Untersuchungsbereiche erforderlich.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Untersuchungsbereich dem Anwender in der Planungsphase analog zu einem normalen Untersuchungsbereich, der kleiner als der Sensitivitätsbereich des medizinischen Bildgebungsgerätes ist, dargestellt wird, und der Anwender die Möglichkeit hat, den dargestellten Untersuchungsbereich anzupassen.
Ein normaler Untersuchungsbereich ist ein darzustellender Ausschnitt des Untersuchungsobjektes, der typischerweise mittels des verwendeten medizinischen Bildgebungsgerätes dargestellt werden kann, wobei keine Veränderung der Position des Untersuchungsobjektes und/oder des Sensitivitätsbereiches des medizinischen Bildgebungsgerätes erforderlich ist. Folglich ist die räumliche Ausdehnung eines normalen Untersuchungsbereiches in allen Raumrichtungen kleiner als die räumliche Ausdehnung des Sensitivitätsbereiches des medizinischen Bildgebungsgerätes in den Raumrichtungen oder maximal gleich groß. Der Sensitivitätsbereich kann einen normalen Untersuchungsbereich also umfassen. Abhängig von der Art des medizinischen Bildgebungsgerätes kann aus dieser Relation die maximale absolute Größe des normalen Untersuchungsbereiches bestimmt werden.
Bei der Vorgabe des Untersuchungsbereiches kann der Anwender so vorgehen, als wähle er einen normalen Untersuchungsbereich aus. Vorzugsweise erhält der Anwender dabei keinen Hinweis, dass der gewählte Untersuchungsbereich in mindestens eine Richtung größer als der Sensitivitätsbereich ist. Der Untersuchungsbereich kann dem Anwender so dargestellt werden, als ob keine Gliederung in Teilbereiche vorgenommen werden muss.
Bei der Vorgabe des Untersuchungsbereiches können im Gegensatz zur Planung eines normalen Untersuchungsbereiches Einschränkungen oder Randbedingungen gelten, die dem Anwender möglicherweise weniger Wahlfreiheit als bei einem normalen Untersuchungsbereich erlauben. Es ist denkbar, dass die Bauweise eines medizinischen Bildgebungsgerätes die räumliche Ausdehnung eines Untersuchungsbereiches in mindestens eine Richtung begrenzt, wie es beispielsweise bei Magnetresonanzgeräten für Richtungen senkrecht zum Hauptmagnetfeld zutrifft.
Auch nach der automatischen Gliederung des Untersuchungsbereiches in mindestens zwei Teilbereiche durch die Planungseinheit kann auf die Darstellung der Informationen betreffend die Gliederung des Untersuchungsbereiches in die Teilbereiche für einen Anwender verzichtet werden. Die Komplexität der mehrstufigen Aufnahme des Untersuchungsbereiches durch Gliederung in Teilbereiche kann dem Anwender somit verborgen bleiben.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass in einer zusätzlichen Planungsphase ein Anwender eine Eigenschaft eines Teilbereichs vorgibt, bevor die Aufnahme von medizinischen Rohdaten des Teilbereichs unter Berücksichtigung der Eigenschaft erfolgt.
Diese erfindungsgemäße zusätzliche Planungsphase kann im Anschluss an die Planung der Aufnahme basierend auf mindestens einer vordefinierten Kenngröße erfolgen. Die zusätzliche Planungsphase ist optional und kann durch den Anwender aktiv eingeleitet werden. Bei der Planung der Aufnahme wird die automatische Gliederung des Untersuchungsbereiches in mehrere Teilbereiche durchgeführt, wobei die vorgegebenen Kenngrößen berücksichtigt werden. Typischerweise beeinflussen die vordefinierten Kenngrößen den Zusammenhang zwischen dem gesamten Untersuchungsbereich und den Teilbereichen und werden deshalb auch für die Einteilung des Untersuchungsbereiches herangezogen. Vordefinierte Kenngrößen beziehen sich üblicherweise nicht auf einen einzelnen Teilbereich, das bedeutet, sie geben keine Informationen oder Eigenschaften für einen speziellen Abschnitt des Untersuchungsbereiches vor, sondern definieren vorteilhafterweise die Zusammensetzung oder Konfiguration der Teilbereiche. Der Vorteil der Planung der Aufnahme auf Grundlage der vordefinierten Kenngröße liegt darin, dass der Anwender keine Anpassungen vornehmen muss und somit Fehler vermieden werden können.
Falls eine besonders detaillierte oder individuell auf einen Patienten oder den Untersuchungsgrund angepasste Aufnahme ausgeführt werden soll, so sind über die beschriebene Planung der Aufnahme hinaus typischerweise Anpassungen und/oder Änderungen der Teilbereiche erforderlich. Dies kann entsprechend der hier erläuterten erfindungsgemäßen Variante des Verfahrens realisiert oder ermöglicht werden.
Der Anwender kann demnach eine Eigenschaft für einen einzelnen Teilbereich vorgeben, die bei der Aufnahme der medizinischen Rohdaten dieses Teilbereichs berücksichtigt oder eingehalten wird. Er kann die Aufnahme des Teilbereiches durch die Vorgabe der Eigenschaft so beeinflussen, wie der Anwender auch die Aufnahme eines gesamten Untersuchungsbereiches beeinflussen kann, der aufgrund seiner Größe nicht in Teilbereiche unterteilt werden muss. Entsprechend hängen die vorgebbaren Eigenschaften von der Bildgebungsmodalität und dem medizinischen Bildgebungsgerät ab. Beispiele für Eigenschaften, die der Anwender vorgeben kann, sind die Auflösung der Bilddaten eines Teilbereiches, die der Anwender ändern, also erhöhen oder erniedrigen kann, oder Schemata zur Akquisition von medizinischen Rohdaten, ebenso wie Atemkommandos. Ebenso kann der Anwender beispielsweise festlegen, dass eine Aufnahme eines Teilbereiches mehrmals durchgeführt wird, gegebenenfalls mit verschiedenen Eigenschaften, die der Anwender für den Teilbereich vorgibt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht darauf beschränkt, dass der Anwender nur eine Eigenschaft eines Teilbereiches vorgibt. Vielmehr kann der Anwender für zwei oder mehrere Teilbereiche des Untersuchungsbereiches Eigenschaften vorgeben, die bei Ausführung der Aufnahme eingehalten werden. Die Eigenschaften für verschiedene Teilbereiche können gleich, aber auch verschieden sein.
Des Weiteren ist es möglich, dass für die Berücksichtigung der durch den Anwender vorgegebenen Eigenschaft bei der Aufnahme der medizinischen Rohdaten ein weiterer Verfahrensschritt erforderlich ist. Bei der Aufnahme eines Teilbereiches soll zusätzlich zu den vordefinierten Kenngrößen, die die Gliederung in Teilbereiche vorgeben, die Eigenschaft berücksichtigt werden. Möglicherweise betrifft die Vorgabe einer Eigenschaft für einen ersten Teilbereich weitere Eigenschaften oder Parameter des ersten Teilbereiches oder auch anderer, beispielsweise benachbarter Teilbereiche. Dieser Zusammenhang wird vorteilhafterweise vor Beginn der Aufnahme des ersten Teilbereiches geprüft und mit den Eigenschaften der anderen Teilbereiche abgeglichen oder konsolidiert.
Abhängig von der Eigenschaft, die der Anwender vorgibt, sind Informationen zum Untersuchungsobjekt und zu den durch die Planung definierten Teilbereichen notwendig oder hilfreich. Dies kann dem Anwender beispielsweise an einem Monitor angezeigt werden. Die vorgegebene Eigenschaft bezüglich eines Teilbereiches und die sich daraus möglicherweise ergebenden weiteren Eigenschaften betreffend den Teilbereich oder weitere Teilbereiche, können dem Anwender visualisiert, also beispielsweise an dem Monitor angezeigt, werden. Ebenso ist eine Vorgabe einer Eigenschaft durch visuelle Steuerung denkbar. Beispielsweise kann für eine Änderung einer Größe eines Teilbereiches nicht nur ein numerischer Wert angegeben werden, sondern es kann auch durch Interaktion am Monitor eine Begrenzungslinie verschoben oder bewegt werden. Der Anwender kann so die vorgegebene Eigenschaft und deren Einfluss auf weitere Eigenschaften direkt visuell überprüfen.
Der Vorteil der zusätzlichen Planungsphase liegt darin, dass vor der Aufnahme großer Untersuchungsbereiche die Möglichkeit besteht, eine detaillierte und individuell auf das Untersuchungsobjekt zugeschnittene Anpassung oder Planung vorzunehmen. Die grundlegende und ausführbare Einteilung des Untersuchungsbereiches in Abschnitte, die während der Planung erfolgt, kann somit durch den Anwender an das Untersuchungsobjekt so angepasst werden, dass Vorgaben wie eine möglichst detaillierte Abbildung oder eine möglichst kurze Untersuchungszeit erreicht werden. Dies ist besonders für einen gut geschulten Anwender empfehlenswert, der mit einer Vielzahl von Eigenschaften und Parametern umgehen kann und durch die Vorgabe von Eigenschaften die in der Planung der Aufnahme auf Grundlage der vordefinierten Kenngrößen erreichten Ergebnisse nicht unabsichtlich verändert. Ein weniger gut geschulter Anwender muss die zusätzliche Planungsphase nicht einleiten, kann entsprechend keine Detailplanung vornehmen, sich dafür auf eine standardisierte Qualität der Bilddaten verlassen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die vorgegebene Eigenschaft eine räumliche Ausdehnung des Teilbereichs beschreibt.
Zunächst ist die räumliche Ausdehnung aller Teilbereiche durch die Planung aufgrund der mindestens einen vordefinierten Kenngröße gegeben. Beispielsweise kann bei einer Ganzkörperuntersuchung ein Teilvolumen den gesamten axialen Querschnitt eines Untersuchungsobjektes abdecken und in longitudinaler Richtung der maximalen Ausdehnung des Sensitivitätsbereiches des medizinischen Bildgebungsgerätes in dieser Richtung entsprechen. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht dem Anwender, die räumliche Ausdehnung in mindestens eine Raumrichtung, also die Größe des Teilvolumens zu ändern. Anknüpfend an das vorhergehende Beispiel kann bei einer Ganzkörperuntersuchung der Blutgefäße, die sich im Untersuchungsbereich, also im gesamten Körper, befinden, ein Teilvolumen verkleinert werden, sodass das Teilvolumen auf den Bereich eingeschränkt wird, der Blutgefäße enthält. So können stark gebogene Gefäße mit möglichst wenig peripherer Anatomie aufgenommen werden. Werden die medizinischen Rohdaten eines kleineren Bereiches aufgenommen, so kann dies einerseits mit einer Reduktion der Datenmenge einhergehen oder mit einer Verbesserung der Bildqualität bei gleichbleibender Datenmenge. Vorteile einer reduzierten Datenmenge wurden beispielsweise für Computertomographen oder Magnetresonanztomographen genannt.
Der Vorteil dieser Ausführung des Verfahrens liegt darin, dass die Teilbereiche individuell an die klinische Fragestellung angepasst werden können, wodurch eine verbesserte Bildqualität erzielt werden kann.
Des Weiteren wird eine Variante des Verfahrens vorgeschlagen, wonach sich ein erster Teilbereich von einem benachbarten Teilbereich in der Eigenschaft unterscheidet, die vom Anwender für den ersten Teilbereich vorgegeben wurde.
Der Anwender kann eine Eigenschaft für einen einzelnen Teilbereich vorgeben, während die Vorgabe für benachbarte Teilbereiche nicht gilt. Beispielsweise können unterschiedlichen Teilbereichen unterschiedliche räumliche Ausdehnungen, also Größen als Eigenschaften vorgegeben werden. Dies ermöglicht dem Anwender eine individuelle Anpassung der Teilbereiche an die medizinische Fragestellung und an das Untersuchungsobjekt.
In einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung wird eine Einschränkung für die Vorgabe einer Eigenschaft eines Teilbereiches bereitgestellt.
Der Anwender kann mindestens eine Eigenschaft für einen Teilbereich vorgeben, die dann bei der Aufnahme des Teilbereichs berücksichtigt oder eingehalten wird. Typischerweise kann der Anwender solche Eigenschaften vorgeben, die er bei Vorliegen von Untersuchungsbereichen, die keine Gliederung in Teilbereiche erfordern, zur Anpassung der Aufnahmen an das Untersuchungsobjekt und/oder die medizinische Fragestellung vorgeben oder ändern kann. Der Umfang dieser Eigenschaften kann jedoch beschränkt sein, indem beispielsweise der Wertebereich einer numerischen Eigenschaft limitiert wird oder eine Eigenschaft für einen Teilbereich nicht vorgegeben werden kann. Alternativ können auch Randbedingungen für die Eigenschaften gelten, die bei der Vorgabe der Eigenschaften eingehalten werden müssen oder zutreffen müssen.
Als Beispiel für eine Einschränkung kann in der zweidimensionalen Magnetresonanztomographie die Orientierung der darzustellenden Schichten eines Teilbereiches genannt werden. Ist von einem Patienten beispielsweise eine koronare Ganzkörper-Ansicht erforderlich, so ist typischerweise eine Gliederung des Untersuchungsbereiches in Teilbereiche erforderlich. Um eine Kontinuität bzw. Einheitlichkeit der koronaren Ansicht im gesamten Untersuchungsbereich zu gewährleisten, sollten alle Teilbereiche in der gleichen Orientierung aufgenommen werden. Nur so können benachbarte Teilbereiche so aneinandergesetzt werden, dass eine medizinische Diagnose sinnvoll ist. Es ist sinnvoll, dass Randbedingungen für Eigenschaften nicht für alle Aufnahmen gleichermaßen gelten, sondern von diesen abhängen. So kann beispielsweise in der Angiographie eine räumlich-kontinuierliche Darstellung von Gefäßen über verschiedene Teilbereiche hinweg eine variable sagittale Orientierung für unterschiedliche Teilbereiche erfordern.
Der Vorteil einer Einschränkung einer Eigenschaft liegt demnach darin, dass die Auswirkung der Vorgabe einer Eigenschaft für einen Teilbereich auf weitere Teilbereiche berücksichtigt und begrenzt wird und somit eine Qualität der medizinischen Bilddaten sichergestellt ist, die eine medizinische Auswertung ermöglicht.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass eine räumlich darzustellende Information die Teilbereiche betreffend dem Anwender auf einer Anzeigeeinheit des medizinischen Bildgebungsgerätes visualisiert wird. Beispielsweise sind die sich aus der Planung der Aufnahme ergebenden Grenzen von Teilbereichen räumlich darzustellende Informationen, die die Teilbereiche betreffen. Diese Grenzen können einem Anwender auf einem Monitor angezeigt werden. Vorzugsweise ist eine solche Darstellung der Grenzen mit einer Abbildung hinterlegt, die den Umriss des Untersuchungsobjektes erkenntlich macht, gegebenenfalls auch die Anatomie oder die innere Struktur des Untersuchungsobjektes wiedergibt. Die Detailtiefe der hinterlegten Abbildung ist üblicherweise deutlich geringer als in den Bilddaten, deren Aufnahme mit Hilfe der hinterlegten Abbildung geplant wird. Die Grenzen der Teilbereiche können der hinterlegten Abbildung überlagert dargestellt werden.
Die am leichtesten verständliche Darstellung der räumlich darzustellenden Informationen betreffend die Teilbereiche ist die Markierung der Grenzen der Teilbereiche, wobei benachbarte Teilbereiche nur durch eine Linie getrennt werden. Dem Anwender kann dadurch auf dem Monitor die Unterteilung des gesamten Untersuchungsbereiches in Teilbereiche übersichtlich dargestellt werden.
Die erläuterte Visualisierung ist ausreichend, jedoch optional, wenn die zusätzliche Planungsphase, in dem der Anwender mindestens eine weitere Eigenschaft vorgeben kann, nicht ausgeführt wird. Die beschriebene Darstellung der Grenzen der Teilbereiche ist übersichtlich und erfordert keine spezielle Schulung des Anwenders. Es kann auf eine Darstellung der Teilbereiche für diesen Anwender auch verzichtet werden, sodass dieser von der automatischen Gliederung in Teilbereiche nicht Kenntnis nehmen kann oder muss.
Es können auch umfangreichere räumlich darzustellende Informationen, die die Teilbereiche betreffen, dargestellt werden. Dies ist insbesondere bei der Ausführung der zusätzlichen Planungsphase sinnvoll, bei der der Anwender mindestens eine weitere Eigenschaft vorgibt, die bei der Aufnahme der medizinischen Rohdaten berücksichtigt wird. In einer einfachen Ausführungsform kann der Überlapp zwischen zwei benachbarten Teilbereichen angezeigt werden, der in der zusätzlichen Planungsphase durch den Anwender verändert werden kann. Ebenso kann in der zusätzlichen Planungsphase der Anwender Navigatoren für einzelne Raumpunkte in einem Teilbereich oder in mehreren Teilbereichen oder Sättigungsbereiche innerhalb eines Teilbereiches oder innerhalb mehrerer Teilbereiche vorgeben. Diese einzelnen Raumpunkt oder Sättigungsbereiche können dem Anwender angezeigt werden. Vorzugsweise werden die Informationen mit der hinterlegten Abbildung im Hintergrund angezeigt. Die Grenzen der Teilbereiche können zusätzlich visualisiert werden. Ebenso können benachbarte Teilbereiche grafisch gekoppelt werden, sodass sich die Vorgabe einer Eigenschaft auf mehrere Teilbereiche erstrecken kann und nicht nur ein Teilbereich, sondern alle grafisch gekoppelten Teilbereiche unter Berücksichtigung dieser Eigenschaft aufgenommen werden.
Die Visualisierung solcher Informationen ist nicht an die zusätzliche Planungsphase gebunden, sondern kann auch angezeigt werden, ohne dass die zusätzliche Planungsphase durch den Anwender eingeleitet wird. Voraussetzung hierfür ist allerdings, dass visualisierbare Informationen vorliegen. Ist kein Sättiger oder Navigator bei der Aufnahme vorgesehen, so kann dieser auch nicht dargestellt werden. Die Menge und die Auswahl der zu visualisierenden Informationen können vorzugsweise im Voraus konfiguriert werden. Bei der Konfiguration wird vorzugsweise speziell auf die Bedürfnisse eines Nutzers eingegangen und es werden abhängig vom Verfahrensschritt die zu visualisierenden Informationen festgelegt.
Der Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, dass hilfreiche räumliche Informationen dem Anwender visualisiert werden können. Die Detailtiefe der Informationen kann dabei auf den Anwender abgestimmt werden oder ist abhängig von den in einer zusätzlichen Planungsphase vorgegebenen Eigenschaften. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird eine anwendungs- und anwenderspezifische Visualisierung ermöglicht, womit Fehler bei der Planung einer Aufnahme vermieden werden können.
In einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung gibt der Anwender in der zusätzlichen Planungsphase eine erste und eine zweite Eigenschaft für mindestens einen Teilbereich vor.
Der Anwender kann auf Grundlage der gegliederten Teilbereiche basierend auf mindestens einer vordefinierten Kenngröße einem Teilbereich nicht nur eine erste Eigenschaft, sondern auch eine zweite Eigenschaft zuordnen, die bei der Aufnahme des Teilbereiches berücksichtigt oder eigehalten werden. Insbesondere kann der Anwender vor der Aufnahme aller Teilbereiche den Teilbereichen einzeln oder mehreren Teilbereichen auf einmal Eigenschaften zuweisen, die bei der Aufnahme der jeweiligen Teilbereiche berücksichtigt werden. Die zweite Eigenschaft kann folglich einen anderen Teilbereich betreffen als die erste Eigenschaft.
Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass ein Anwender, insbesondere ein geschulter Anwender, zahlreiche individuelle Anpassungen der Teilbereiche und Untersuchungsmethoden auf das Untersuchungsobjekt und auf die individuelle medizinische Fragestellung abstimmen kann.
Des Weiteren wird eine Variante des Verfahrens vorgeschlagen, wonach ein vorzeitiges Beenden der zusätzlichen Planungsphase ermöglicht wird. Der Anwender kann demnach nach der Vorgabe mindestens einer Eigenschaft eines Teilbereiches das erfindungsgemäße Verfahren zu einer Planung einer Aufnahme eines großen Untersuchungsbereiches vorzeitig beenden oder abbrechen. Das bedeutet, dass die Aufnahme des Untersuchungsbereiches nicht durchgeführt wird und alle vorgegebenen Eigenschaften für mindestens einen Teilbereich nicht mehr zur Verfügung stehen. Die vorgegebenen Eigenschaften können nach dem vorzeitigen Beenden nicht mehr visualisiert und für die Aufnahme nicht mehr herangezogen werden. Darüber hinaus kann auch die Planung rückgängig gemacht werden, bei der die automatische Gliederung des Untersuchungsbereiches in Teilbereiche vorgenommen wurde. In Folge dessen liegen auch keine Teilbereiche mehr vor und die entsprechenden Grenzen können nicht mehr dargestellt werden.
Der Vorteil dieses Verfahrens liegt demnach darin, dass der Anwender bei einer komplexen oder detaillierten Planung einer Aufnahme, die Vorgaben mehrerer Eigenschaften erfordert, die vorgegebenen Eigenschaften rückgängig machen kann oder die Planung vollständig aussetzen und von Neuem beginnen kann. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn bei der Vorgabe von Eigenschaften deren Randbedingungen oder Einschränkungen für weitere Eigenschaften nicht berücksichtigt wurden und die gewünschten Eigenschaften für eine Aufnahme nicht mehr oder nur mit hohem Aufwand adaptierbar sind. Dem Anwender wird somit eine Neuplanung, gegebenenfalls auf Basis der bestehenden Teilbereiche, ermöglicht. Dies kann sich zeitsparend auf die Gesamtplanung auswirken.
In einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung erfolgt nach dem vorzeitigen Beenden der zusätzlichen Planungsphase erneut die Planung einer automatischen Gliederung des Untersuchungsbereiches in mindestens zwei Teilbereiche basierend auf der mindestens einen vordefinierten Kenngröße.
Gemäß dieser Ausführung werden bei dem vorzeitigen Beenden alle vorgegebenen Eigenschaften zurückgesetzt oder nicht mehr visualisiert, auch wenn diese die Gliederung des Untersuchungsbereiches in Teilbereiche betreffen. Die Strukturierung in Teilbereiche wird aufgelöst, sodass nach dem vorzeitigen Beenden der zusätzlichen Planungsphase der Untersuchungsbereich als eine gesamte Einheit vorliegt und/oder dargestellt wird. Mindestens eine vordefinierte Kenngröße ist gegeben. Die vordefinierte Kenngröße kann dabei der vordefinierten Kenngröße entsprechen, die vor der Ausführung der zusätzlichen Planungsphase gegeben war. Alternativ kann auch, möglicherweise zusätzlich zu dieser vordefinierten Kenngröße, eine weitere vordefinierte Kenngröße mindestens eine Eigenschaft enthalten oder widerspiegeln, die der Anwender in der vorzeitig beendeten zusätzlichen Planungsphase vorgegeben hat. So kann anhand der mindestens einen vordefinierten Kenngröße die Planung, also die automatische Gliederung des Untersuchungsbereiches in Teilbereiche, so vorgenommen werden, dass die folgende Aufnahme eine in der vorzeitig beendeten zusätzlichen Planungsphase vorgegebene Eigenschaft berücksichtigt, ohne dass ein erneute zusätzliche Planungsphase notwendig ist. Die Durchführbarkeit dieser Ausführung kann von der vorgegebenen Eigenschaft und der gegebenenfalls damit verbundenen Randbedingung abhängen. So ist es denkbar, dass die Eigenschaft, die eine räumliche Ausdehnung des Teilbereiches beschreibt, als vordefinierte Kenngröße in die Planung einfließt, wohingegen ein in der vorzeitig beendeten zusätzlichen Planungsphase vorgegebener Sättigungsbereich nicht als vordefinierte Kenngröße für die Planung verwendet wird.
Der Vorteil dieser Ausgestaltungsform der Erfindung liegt darin, dass die Planung der automatischen Gliederung des Untersuchungsbereiches nach dem vorzeitigen Beenden der zusätzlichen Planungsphase neu beginnt und der Anwender keine weiteren Planungsschritte tätigen muss. Die resultierenden Teilbereiche sind noch nicht durch die Vorgabe von Eigenschaften beeinflusst und der Anwender kann gegebenenfalls erneut Eigenschaften vorgeben. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn ein Anwender durch die Vorgabe komplexer Eigenschaften überfordert ist. Darüber hinaus können die in der Ausgangsituation angezeigten Teilbereiche vorgegebene Eigenschaften der vorzeitig beendeten zusätzlichen Planungsphase widerspiegeln.
Des Weiteren geht die Erfindung aus von einem medizinischen Bildgebungsgerät, umfassend eine Recheneinheit, welche eine Planungseinheit umfasst, wobei die Planungseinheit zu einer Planung einer Aufnahme eines Untersuchungsbereiches eines Untersuchungsobjektes ausgelegt ist.
Die Erfindung ermöglicht die Planung einer Aufnahme eines Untersuchungsbereiches eines Untersuchungsobjektes in der medizinischen Bildgebung, wobei der Untersuchungsbereich größer als ein Sensitivitätsbereich eines medizinischen Bildgebungsgerätes ist. Daraufhin kann die Aufnahme der medizinischen Rohdaten der Teilbereiche ausgeführt werden. Der Anwender muss dabei keine Änderungen oder Anpassungen vornehmen, da die Teilbereiche abhängig von der mindestens einen vordefinierten Kenngröße von der Planungseinheit geplant werden. Gibt eine vordefinierte Kenngröße den minimalen Überlappbereich von benachbarten Teilbereichen an, so kann sichergestellt werden, dass keine scharfe Kante zwischen Teilbereichen in der finalen, zusammengesetzten Abbildung sichtbar ist. Es sind folglich keine besonderen Vorkenntnisse des Anwenders hinsichtlich der Planung großer Untersuchungsbereiche erforderlich. Es kann eine zusätzliche Planungsphase ausgeführt werden, sodass vor der Aufnahme großer Untersuchungsbereiche die Möglichkeit besteht, eine detaillierte und individuell auf das Untersuchungsobjekt zugeschnittene Anpassung oder Planung vorzunehmen.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen medizinischen Bildgebungsgerätes entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens zu einer Planung einer Aufnahme eines Untersuchungsbereiches eines Untersuchungsobjektes, welche vorab im Detail ausgeführt sind. Hierbei erwähnte Merkmale, Vorteile oder alternative Ausführungsformen können ebenso auch auf die anderen beanspruchten Gegenstände übertragen werden und umgekehrt.
Ferner geht die Erfindung aus von einem Computerprogrammprodukt, welches ein Programm umfasst und direkt in einem Speicher einer programmierbaren Recheneinheit eines medizinischen Bildgebungsgerätes ladbar ist, mit Programmmitteln, um ein Verfahren zu einer Planung einer Aufnahme eines Untersuchungsbereiches eines Untersuchungsobjektes in der medizinischen Bildgebung, wobei der Untersuchungsbereich größer als ein Sensitivitätsbereich eines medizinischen Bildgebungsgerätes ist, auszuführen, wenn das Programm in der Recheneinheit des medizinischen Bildgebungsgerätes ausgeführt wird. Dabei benötigt das Computerprogramm eventuell Programmmittel, z.B. Bibliotheken und Hilfsfunktionen, um die entsprechenden Ausführungsformen des Verfahrens zu realisieren. Das Computerprogramm kann dabei eine Software mit einem Quellcode, der noch kompiliert und gebunden oder der nur interpretiert werden muss, oder einen ausführbaren Softwarecode umfassen, der zur Ausführung nur noch in eine entsprechende Recheneinheit und/oder Steuereinheit zu laden ist.
Des Weiteren geht die Erfindung aus von einem computerlesbaren Datenträger, auf dem ein Programm hinterlegt ist, das zu einer Ausführung eines Verfahrens zu einer Planung einer Aufnahme eines Untersuchungsbereiches eines Untersuchungsobjektes in der medizinischen Bildgebung, wobei der Untersuchungsbereich größer als ein Sensitivitätsbereich eines medizinischen Bildgebungsgerätes ist, vorgesehen ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
1 ein erfindungsgemäßes medizinisches Bildgebungsgerät in einer schematischen Darstellung,
2 ein Ablaufdiagramm einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens, und
3 ein Ablaufdiagramm einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
1 stellt ein Magnetresonanzgerät als Beispiel für ein erfindungsgemäßes medizinisches Bildgebungsgerät 11 schematisch dar. Das medizinische Bildgebungsgerät 11 umfasst eine von einer Magneteinheit 13 gebildeten Detektoreinheit mit einem Hauptmagneten 17 zu einem Erzeugen eines starken und insbesondere konstanten Hauptmagnetfelds 18. Zudem weist das medizinische Bildgebungsgerät 11 einen zylinderförmigen Patientenaufnahmebereich 14 zu einer Aufnahme eines Untersuchungsobjektes 15 auf, wobei der Patientenaufnahmebereich 14 in einer Umfangsrichtung von der Magneteinheit 13 zylinderförmig umschlossen ist. Das Untersuchungsobjekt 15 kann mittels einer Patientenlagerungsvorrichtung 16 des medizinischen Bildgebungsgerätes 11 in den Patientenaufnahmebereich 14 geschoben werden. Die Patientenlagerungsvorrichtung 16 weist hierzu einen Liegentisch auf, der bewegbar innerhalb des medizinischen Bildgebungsgerätes 11 angeordnet ist. Innerhalb des Patientenaufnahmebereiches 14 befindet sich der Sensitivitätsbereich 21 des medizinischen Bildgebungsgerätes 11. Vom sich im Sensitivitätsbereich 21 befindlichen Ausschnitt oder Teil des Untersuchungsobjektes 15 können Bilddaten erzeugt werden. In der Magnetresonanztomographie ist der Sensitivitätsbereich typischerweise ein Quader oder ein parallel zur Magneteinheit 13 liegender Zylinder. Das Zentrum des Sensitivitätsbereiches 21 liegt typischerweise im Isozentrum der Magneteinheit 13 und die räumliche Ausdehnung des Sensitivitätsbereiches 21 parallel zum Hauptmagnetfeld 18 liegt üblicherweise bei etwa 40 cm. Die Magneteinheit 13 ist mittels einer Gehäuseverkleidung 31 des Magnetresonanzgeräts nach außen abgeschirmt.
Die Magneteinheit 13 weist weiterhin eine Gradientenspuleneinheit 19 zu einer Erzeugung von Magnetfeldgradienten auf, die für eine Ortskodierung während einer Bildgebung verwendet werden. Die Gradientenspuleneinheit 19 wird mittels einer Gradientensteuereinheit 28 angesteuert. Des Weiteren weist die Magneteinheit 13 eine Hochfrequenzantenneneinheit 20, welche im gezeigten Fall als fest in das medizinische Bildgebungsgerät 11 integrierte Körperspule ausgebildet ist, und eine Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 zu einer Anregung einer Polarisation, die sich in dem von dem Hauptmagneten 17 erzeugten Hauptmagnetfeld 18 einstellt, auf. Die Hochfrequenzantenneneinheit 20 wird von der Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 angesteuert und strahlt hochfrequente Magnetresonanz-Ansteuerungssequenzen in einen Untersuchungsraum, der im Wesentlichen von dem Patientenaufnahmebereich 14 gebildet ist, ein. Die Hochfrequenzantenneneinheit 20 ist weiterhin zum Empfang von Magnetresonanz-Signalen, insbesondere aus dem Untersuchungsobjekt 15, ausgebildet.
Zu einer Steuerung des Hauptmagneten 17, der Gradientensteuereinheit 28 und der Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 weist das medizinische Bildgebungsgerät 11 eine Recheneinheit 24 auf. Die Recheneinheit 24 steuert zentral das medizinische Bildgebungsgerät 11, wie beispielsweise das Durchführen einer vorbestimmten bildgebenden Gradientenechosequenz. Steuerinformationen wie beispielsweise Bildgebungsparameter, sowie rekonstruierte Magnetresonanz-Bilddaten können auf einer Anzeigeeinheit 25, beispielsweise auf zumindest einem Monitor, des medizinischen Bildgebungsgerätes 11 für einen Benutzer angezeigt werden. Zudem weist das medizinische Bildgebungsgerät 11 eine Eingabeeinheit 26 auf, mittels derer Informationen und/oder Parameter während eines Messvorgangs von einem Benutzer eingegeben werden können. Die Recheneinheit 24 kann die Gradientensteuereinheit 28 und/oder Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 und/oder die Anzeigeeinheit 25 und/oder die Eingabeeinheit 26 umfassen.
Das medizinische Bildgebungsgerät 11 umfasst weiterhin eine Bilddatenerfassungseinheit 32. Die Bilddatenerfassungseinheit 32 ist im vorliegenden Fall von der Magneteinheit 13 zusammen mit der Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 und der Gradientensteuereinheit 28 gebildet. Die Recheneinheit 24 umfasst weiterhin eine Planungseinheit 33. Das medizinische Bildgebungsgerät 11 ist somit zusammen mit der Eingabeeinheit 26, der Anzeigeeinheit 25, der Recheneinheit 24 und der Planungseinheit 33 zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgelegt.
Das dargestellte medizinische Bildgebungsgerät 11 kann selbstverständlich weitere Komponenten umfassen, die Magnetresonanzgeräte gewöhnlich aufweisen. Eine allgemeine Funktionsweise eines Magnetresonanzgeräts ist zudem dem Fachmann bekannt, so dass auf eine detaillierte Beschreibung der weiteren Komponenten verzichtet wird.
Es gibt weitere medizinische Bildgebungsgeräte, die eine Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglichen. Diese verfügen ebenso über die vom Verfahren beanspruchten Komponenten, die im Beispiel des Magnetresonanzgerätes beschrieben sind. Diese weiteren medizinischen Bildgebungsgeräte sind dem Fachmann bekannt, so dass auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet wird.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm einer ersten Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Planung einer Aufnahme eines Untersuchungsbereiches eines Untersuchungsobjektes 15 in der medizinischen Bildgebung. Es ist Ziel des Verfahrens, von einem Untersuchungsobjekt 15, das sich im Patientenaufnahmebereich 14 eines medizinischen Bildgebungsgerätes 11 befindet, eine Aufnahme zu erzeugen. Der vorgegebene Untersuchungsbereich ist dabei größer als der Sensitivitätsbereich 21 des medizinischen Bildgebungsgerätes 11. Daher ist es erforderlich, dass die räumliche Beziehung zwischen dem Untersuchungsobjekt 15 und dem Sensitivitätsbereich 21, also mit dem medizinischen Bildgebungsgerät 11, verändert wird. Es muss sichergestellt sein, dass das medizinische Bildgebungsgerät 11 mit der Bilddatenerfassungseinheit 32 medizinische Rohdaten aus dem gesamten Untersuchungsbereich erfasst, sodass dieser in Bilddaten dargestellt werden kann. Dabei kann entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgegangen werden.
In einem ersten Verfahrensschritt 50 gibt der Anwender den Untersuchungsbereich vor. Die Vorgabe des Untersuchungsbereiches kann direkt durch eine Eingabe von numerischen Werten anhand der Eingabeeinheit 26 des medizinischen Bildgebungsgerätes 11 oder durch das Modifizieren von auf einer Anzeigeeinheit 25 dargestellten Begrenzungslinien erfolgen. Alternativ kann der Anwender den Untersuchungsbereich indirekt vorgeben, beispielsweise durch eine Angabe, dass eine Kopfuntersuchung eines Patienten ausgeführt werden soll. Die Recheneinheit 33 des medizinischen Bildgebungsgerätes 11 kann die Angabe verarbeiten, einen Untersuchungsbereich bestimmen und diesen vorgeben.
In einem zweiten Verfahrensschritt 100 wird mindestens eine vordefinierte Kenngröße bereitgestellt. Die mindestens eine vordefinierte Kenngröße ist typischerweise in einem Speicher der programmierbaren Recheneinheit 24 hinterlegt und die Planungseinheit 33 kann vorzugsweise darauf zugreifen und die Bereitstellung der mindestens einen vordefinierten Kenngröße ausführen. Eine vordefinierte Kenngröße kann beispielsweise vom Hersteller als fester Wert in einem Speicher der programmierbaren Recheneinheit 24 hinterlegt worden sein. Ebenso ist denkbar, dass eine vordefinierte Größe vor ihrer Bereitstellung durch einen Anwender in Abstimmung auf das Untersuchungsobjekt definiert wird. Wird eine vordefinierte Kenngröße somit im weiteren Verlauf des erfindungsgemäßen Verfahrens benötigt, so kann die Planungseinheit 33 diese vordefinierte Kenngröße für die erwünschte Verwendung zur Verfügung stellen.
Eine vordefinierte Kenngröße kann die Unterteilung des Untersuchungsbereiches beeinflussen, indem sie beispielsweise Grenzwerte für die Anzahl der Unterteilungen oder die Größe der unterteilten Abschnitte, der Teilbereiche, angibt, die beispielsweise innerhalb des Sensitivitätsbereiches 21 des medizinischen Bildgebungsgerätes 11 platziert werden können. Im folgenden Verfahrensschritt 200 erfolgt die Planung der Aufnahme, indem der Untersuchungsbereich in mindestens zwei Teilbereiche gegliedert wird unter Einbeziehung der mindestens einen vordefinierten Kenngröße. Diese Planung kann durch die Planungseinheit 33 ausgeführt werden. Dem Anwender kann eine räumlich darzustellende Information die Teilbereiche betreffend auf einer Anzeigeeinheit 25 des medizinischen Bildgebungsgerätes 11 visualisiert werden.
Ist die Planung in dem Verfahrensschritt 200 abgeschlossen und möchte oder kann der Benutzer des medizinischen Bildgebungsgerätes keine weiteren Anpassungen vornehmen, so werden in Verfahrensschritt 400 die medizinischen Rohdaten von jedem der mindestens zwei Teilbereiche aufgenommen. Dazu kann die Planungseinheit 33 das Ergebnis der Planung der Recheneinheit 24 des medizinischen Bildgebungsgerätes 11 übermitteln oder zur Verfügung stellen. Die Recheneinheit 24 des medizinischen Bildgebungsgerätes 11 kann anhand der Ergebnisse oder Informationen die Akquisition der medizinischen Rohdaten durch die Bilddatenerfassungseinheit 32 des medizinischen Bildgebungsgerätes 11 beginnen. Es liegen in Verfahrensschritt 400 alle Daten vor, die zur Generierung und Akquisition der medizinischen Rohdaten, sowie für die Erzeugung von Bilddaten des Untersuchungsbereiches erforderlich sind.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Planung einer Aufnahme eines Untersuchungsbereiches. Dieses Verfahren ermöglicht im Gegensatz zur ersten Ausführungsform eine individuelle Anpassung der Aufnahme an die klinische Fragestellung und an das Untersuchungsobjekt durch den Benutzer. Die erste Ausführungsform beschreibt ein Verfahren, in dem die Planung der Aufnahme keine Interaktion eines Anwenders erfordert, sondern durch die Planungseinheit 33 erfolgt. Im Gegensatz dazu kann ein Anwender oder Nutzer des medizinischen Bildgebungsgerätes 11 in der zweiten Ausführungsform Änderungen an dem von der Planungseinheit 33 vorgegebenen oder vorgeschlagenen Ergebnis zur automatischen Gliederung des Untersuchungsbereiches in Teilbereiche vornehmen. Das Verfahren in der zweiten Ausführungsform beginnt mit den in der ersten Ausführungsform im Detail beschriebenen Verfahrensschritten 50, 100 und 200. Es besteht weiterhin die Möglichkeit, die Aufnahme von medizinischen Rohdaten von jedem der mindestens zwei Teilbereiche, also Verfahrensschritt 400, an den Verfahrensschritt 200 anzuschließen, sodass das erste erfindungsgemäße Verfahren an dieser Stelle beendet ist. In diesem Fall erfolgt keine Anpassung der Teilbereiche an das Untersuchungsobjekt durch den Benutzer.
Der Anwender verfügt jedoch über die Option, nach Abschluss der Planung der automatischen Gliederung des Untersuchungsbereiches in mindestens zwei Teilbereiche (Verfahrensschritt 200) und vor Beginn der Aufnahme der medizinischen Rohdaten (Verfahrensschritt 400), in einer zusätzlichen Planungsphase (Verfahrensschritt 300) mindestens eine Eigenschaft für mindestens einen Teilbereich vorzugeben. Der Verfahrensschritt 300 ist optional. Wird für einen ersten Teilbereich eine erste Eigenschaft vorgegeben, so wird die erste Eigenschaft auch bei der Aufnahme der medizinischen Rohdaten des ersten Teilbereiches berücksichtigt. Der Anwender kann nach der Vorgabe der ersten Eigenschaft auch eine zweite oder mehrere Eigenschaften simultan oder konsekutiv vorgeben, die den ersten Teilbereich oder weitere Teilbereiche betreffen. Der Anwender kann eine Eigenschaft für einen ersten Teilbereich vorgeben, wobei sich der erste Teilbereich von einem benachbarten Teilbereich in der Eigenschaft unterscheidet, die vom Anwender für den ersten Teilbereich vorgegeben wurde.
Eine Eigenschaft kann eine räumliche Ausdehnung des Teilbereiches beschreiben, für den die Eigenschaft angegeben wurde. Beispielsweise kann der Anwender durch die Vorgabe der Eigenschaft die Größe oder die Position des Teilbereiches beeinflussen. Ebenso ist denkbar, dass Einschränkungen für die Vorgabe einer Eigenschaft gelten. Der Anwender kann also beispielsweise im Vergleich zur Vorgabe von Eigenschaften für Untersuchungsbereiche, die nicht in Teilbereiche gegliedert sind, weniger frei bei der Vorgabe einer Eigenschaft wählen. Diese Einschränkungen oder Randbedingungen können durch eine erwünschte Einheitlichkeit des gesamten Untersuchungsbereiches gegeben sein.
Die Vorgabe der mindestens einen Eigenschaft erfolgt mittels der Eingabeeinheit 26 des medizinischen Bildgebungsgerätes 11. Die Änderungen, die sich aus den vorgegebenen Eigenschaften ergeben, können an der Anzeigeeinheit 25, beispielsweise einem Monitor, visualisiert werden.
Hat der Anwender alle erforderlichen oder gewünschten Eigenschaften in Verfahrensschritt 300 vorgegeben und/oder ist der Anwender mit den visualisierten Eigenschaften der Teilbereiche einverstanden, so kann Verfahrensschritt 400, also die Aufnahme der medizinischen Rohdaten von jedem der mindestens zwei Teilbereiche, erfolgen. Stimmt der Anwender den von ihm durch die vorgegebenen Eigenschaften bewirkten Änderungen der Teilbereiche nicht zu und kann der Anwender die Änderungen nicht mehr wie gewünscht rückgängig machen oder weitere Eigenschaften vorgeben, sodass die Teilbereiche wie von ihm beabsichtigt aufgenommen werden, so ist ein vorzeitiges Beenden des erfindungsgemäßen Verfahrens in Verfahrensschritt 500 vorgesehen. Verfahrensschritt 500 sieht keine Aufnahme der medizinischen Rohdaten (Verfahrensschritt 400) der Teilbereiche in der Form vor, wie sie durch Verfahrensschritt 300 gegeben sind. Anstelle dessen kann optional nach dem vorzeitigen Beenden (Verfahrensschritt 500) erneut mit dem Bereitstellen einer vordefinierten Kenngröße (Verfahrensschritt 100) begonnen werden, auf deren Grundlage die Gliederung des Untersuchungsbereiches in mindestens zwei Teilbereiche (Verfahrensschritt 200) vorgenommen wird. Das Verfahren kann in diesem Fall entsprechend der Beschreibung nach Verfahrensschritt 300 oder Verfahrensschritt 400 weitergeführt werden.
Die Bilddatenerfassungseinheit 32 kann in Verfahrensschritt 400 die medizinischen Rohdaten der einzelnen Teilbereiche erfassen. Dazu muss in der Magnetresonanztomographie eine Magnetresonanz-Ansteuerungssequenz durch das Magnetresonanzgerät ausgeführt werden. Die Magnetresonanz-Ansteuerungssequenz ist so ausgebildet, dass die Vorgaben für die Teilbereiche bei der Erzeugung der Bilddaten eingehalten werden. Die Recheneinheit 24 ist dazu ausgebildet, die Magnetresonanz-Ansteuerungssequenz mit den vorgegebenen Eigenschaften zu steuern und die Gradientensteuereinheit 28 und/oder die Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 entsprechend der Vorgaben der Magnetresonanz-Ansteuerungssequenz anzusteuern. Während der Ausführung der Magnetresonanz-Ansteuerungssequenz werden die medizinischen Rohdaten mittels der Bilddatenerfassungseinheit 32 aufgenommen. Diese medizinischen Rohdaten können für jeden Teilbereich separat aufgenommen werden oder auch kontinuierlich für den gesamten Untersuchungsbereich, während dieser relativ zum Sensitivitätsbereich 21 bewegt wird. Die medizinischen Rohdaten können separat für jeden Teilbereich verarbeitet werden, gegebenenfalls können die Bilddaten der Teilbereiche rekonstruiert werden, und anschließend zu einer Abbildung zusammengefügt werden, die den gesamten Untersuchungsbereich darstellt. Alternativ können die medizinischen Rohdaten der einzelnen Teilbereiche als eine gemeinsame Datenmenge verarbeitet werden, sodass direkt die Bilddaten des gesamten Untersuchungsbereiches rekonstruiert werden können. Die Bilddaten können dem Anwender auf der Anzeigeeinheit 25 dargestellt werden.
Die in 2 und 3 dargestellten Verfahrensschritte einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens werden von der Recheneinheit 24, umfassend die Planungseinheit 33, zusammen mit dem medizinischen Bildgebungsgerät 11 ausgeführt. Hierzu umfasst die Planungseinheit 33 erforderliche Software und/oder Computerprogramme, die in einer Speichereinheit der Planungseinheit 33 gespeichert sind. Die Software und/oder Computerprogramme umfassen Programmmittel, die dazu ausgelegt sind, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen, wenn das Computerprogramm und/oder die Software in der Planungseinheit 33 mittels einer Prozessoreinheit des medizinischen Bildgebungsgerätes 11 ausgeführt wird.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele 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.
Zusammenfassend betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zu einer Planung einer Aufnahme eines Untersuchungsbereiches eines Untersuchungsobjektes in der medizinischen Bildgebung, wobei der Untersuchungsbereich größer als ein Sensitivitätsbereich eines medizinischen Bildgebungsgerätes ist. Eine den Bedürfnissen des Anwenders entsprechende Detailtiefe wird ermöglicht, indem die Planung eine Gliederung des Untersuchungsbereiches in mindestens zwei Teilbereiche basierend auf mindestens einer vordefinierten Kenngröße umfasst, und die Aufnahme von medizinischen Rohdaten von jedem der mindestens zwei Teilbereiche erfolgt.

Claims

Verfahren zu einer Planung einer Aufnahme eines Untersuchungsbereiches eines Untersuchungsobjektes (15) in der medizinischen Bildgebung, wobei der Untersuchungsbereich größer als ein Sensitivitätsbereich (21) eines medizinischen Bildgebungsgerätes (11) ist und eine Planungsphase die folgenden Verfahrensschritte umfasst: – Vorgabe des Untersuchungsbereiches durch einen Anwender, – Bereitstellung mindestens einer vordefinierten Kenngröße, – Planung der Aufnahme, wobei die Planung eine automatische Gliederung des Untersuchungsbereiches in mindestens zwei Teilbereiche basierend auf der mindestens einen vordefinierten Kenngröße umfasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine vordefinierte Kenngröße einen Zusammenhang zwischen dem Untersuchungsbereich und den mindestens zwei Teilbereichen beschreibt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine vordefinierte Kenngröße vor dem Bereitstellen der mindestens einen vordefinierten Kenngröße durch einen Anwender in Abstimmung auf das Untersuchungsobjekt (15) definiert wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Untersuchungsbereich dem Anwender in der Planungsphase analog zu einem normalen Untersuchungsbereich, der kleiner als der Sensitivitätsbereich des medizinischen Bildgebungsgerätes ist, dargestellt wird, und der Anwender die Möglichkeit hat, den dargestellten Untersuchungsbereich anzupassen.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in einer zusätzlichen Planungsphase ein Anwender eine Eigenschaft eines Teilbereichs vorgibt.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei eine räumlich darzustellende Information die Teilbereiche betreffend dem Anwender auf einer Anzeigeeinheit (25) des medizinischen Bildgebungsgerätes (11) visualisiert wird.
Verfahren nach Anspruch 5 bis 6, wobei die vorgegebene Eigenschaft eine räumliche Ausdehnung des Teilbereichs beschreibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei sich ein erster Teilbereich von einem benachbarten Teilbereich in der Eigenschaft unterscheidet, die vom Anwender für den ersten Teilbereich vorgegeben wurde.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei eine Einschränkung für die Vorgabe einer Eigenschaft eines Teilbereichs bereitgestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei der Anwender in der zusätzlichen Planungsphase eine erste und eine zweite Eigenschaft für mindestens einen Teilbereich vorgibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, wobei ein vorzeitiges Beenden der zusätzlichen Planungsphase ermöglicht wird.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei nach dem vorzeitigen Beenden der zusätzlichen Planungsphase erneut die Planung der Aufnahme erfolgt, wobei die Planung eine automatische Gliederung des Untersuchungsbereiches in mindestens zwei Teilbereiche basierend auf der mindestens einen vordefinierten Kenngröße umfasst.
Medizinisches Bildgebungsgerät (11), das zu einer Ausführung eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche zu einer Planung einer Aufnahme eines Untersuchungsbereiches eines Untersuchungsobjektes (15) ausgelegt ist.
Computerprogrammprodukt, welches ein Programm umfasst und direkt in einem Speicher einer programmierbaren Recheneinheit (24) eines medizinischen Bildgebungsgerätes (11) ladbar ist, mit Programmmitteln, um ein Verfahren zu einer Planung einer Aufnahme eines Untersuchungsbereiches eines Untersuchungsobjektes (15) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 auszuführen, wenn das Programm in der Recheneinheit (24) des medizinischen Bildgebungsgerätes (11) ausgeführt wird.
Computerlesbarer Datenträger, auf dem ein Programm hinterlegt ist, das zu einer Ausführung eines Verfahrens zu einer Planung einer Aufnahme eines Untersuchungsbereiches eines Untersuchungsobjektes (15) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 vorgesehen ist.