DE102016207145A1 - Steuersystem für eine Verarbeitung von Bilddaten - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuersystem (100) für eine Verarbeitung von Bilddaten (103), mit einem bildgebenden medizinischen Gerät (101) zum Erfassen von Bilddaten (103) bei einer medizinischen Untersuchung; einer Schlüsselverwaltung (105) zum Anhängen eines Berechtigungsschlüssels (107) an die Bilddaten (103); einer Sendevorrichtung (109) zum Senden der Bilddaten (103) mit dem angehängten Berechtigungsschlüssel (107) an ein Endgerät (111); und einem Endgerät (111) zum Bearbeiten der Bilddaten (103) auf der Basis des angehängten Berechtigungsschlüssels (107).

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuersystem für eine Verarbeitung von Bilddaten und ein Steuerverfahren für eine Verarbeitung von Bilddaten.
  • Nachverarbeitungs- und Anzeigeoptionen von Bilddaten von bildgebenden medizinischen Geräten können für Befund- oder Nachverarbeitungssysteme lizensiert werden. Befund- oder Nachverarbeitungssysteme ermöglichen eine Lizensierung von Optionen, die mit dem Gerät erworben werden, wie beispielsweise eine Kardio-Auswertung. Bei Cloud/Server-basierten Systemen ist dies ähnlich. Die Optionen können zeitlich limitiert und/oder an Benutzer gebunden sein und/oder eine bestimmte Anzahl von Nutzungen erlauben. Es entsteht heute erheblicher Aufwand, den richtigen Nutzern die notwendigen Lizenzen zu Verfügung zu stellen. Es ist häufig auch finanziell nicht darstellbar allen Nutzern alle Optionen als Lizenz zu geben.
  • Zudem werden heute die Hardware des Gerätes und die Software des Gerätes zusammen vertrieben. Dabei ist eine Auftrennung der verkauften Bestandteile häufig rechtlich möglich, aber nicht immer vertrieblich wünschenswert.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Verarbeitungsmöglichkeiten von Bilddaten von der bildgebenden Modalität aus zu steuern.
  • Diese Aufgabe wird durch Gegenstände nach den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der Figuren.
  • Gemäß einem ersten Aspekt wird diese Aufgabe durch ein Steuersystem für eine Verarbeitung von Bilddaten gelöst, mit einem bildgebenden medizinischen Gerät zum Erfassen von Bilddaten bei einer medizinischen Untersuchung; einer Schlüsselverwaltung zum Anhängen eines Berechtigungsschlüssels an die Bilddaten; einer Sendevorrichtung zum Senden der Bilddaten mit dem angehängten Berechtigungsschlüssel an ein Endgerät; und einem Endgerät zum Bearbeiten der Bilddaten auf der Basis des angehängten Berechtigungsschlüssels. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass der Berechtigungsschlüssel zentral an dem bildgebenden medizinischen Gerät verwaltet werden und an Endgeräte zur Bildbearbeitung übermittelt werden kann.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform des Steuersystems ist die Schlüsselverwaltung ausgebildet, den Berechtigungsschlüssel mit einem öffentlichen Schlüssel des Endgerätes zu verschlüsseln. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass der Berechtigungsschlüssel sicher übertragen werden kann.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Steuersystems ist das Endgerät ausgebildet, den Berechtigungsschlüssel mit einem privaten Schlüssel zu entschlüsseln. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass der Berechtigungsschlüssel in dem Endgerät verwendet werden kann.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Steuersystems ist die Schlüsselverwaltung ausgebildet, einen Hash-Wert auf Basis der Bilddaten zu berechnen. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass ein digitaler Fingerabdruck der Bilddaten erhalten wird.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Endgerät ausgebildet, den Hash-Wert aus Teilen der Bilddaten zu berechnen. Dies können beispielsweise der gesamte oder Teilbereiche des Voxel- oder Pixeldatenbereich der Bilddaten sein und/oder Teile der Header-Information umfassen. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass Änderungen in Teilen der Bilddaten die Lizensierung nicht invalidieren.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Steuersystems ist die Schlüsselverwaltung ausgebildet, den Hash-Wert mit einem privaten Schlüssel zu signieren. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass die Signatur des Hash-Wertes mittels eines öffentlichen Schlüssels überprüft werden kann.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Steuersystems ist die Sendevorrichtung ausgebildet, den signierten Hash-Wert an die Bilddaten anzuhängen. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass die Integrität der Bilddaten sichergestellt werden kann.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Steuersystems ist das Endgerät ausgebildet, die Signatur des Hash-Wertes mittels eines öffentlichen Schlüssels zu überprüfen. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass die Integrität des Hash-Wertes sichergestellt werden kann.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Steuersystems ist das Endgerät ausgebildet, einen Hash-Wert der Bilddaten zu berechnen und mit demjenigen Hash-Wert zu vergleichen, der von dem bildgebenden medizinischen Gerät mit den Bilddaten empfangen worden ist. Dadurch wird ebenfalls der technische Vorteil erreicht, dass die Integrität der Bilddaten sichergestellt werden kann.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Steuersystems ist das Endgerät ausgebildet, eine Bearbeitungsfunktion für die Bearbeitung der Bilddaten in Abhängigkeit des Berechtigungsschlüssels freizugeben. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass eine Bearbeitung der Bilddaten bei fehlendem Berechtigungsschlüssel verhindert wird.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Steuersystems ist das Endgerät ausgebildet, eine Anzeige der Bilddaten in Abhängigkeit des Berechtigungsschlüssels freizugeben. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass eine Anzeige der Bilddaten bei fehlendem Berechtigungsschlüssel verhindert wird.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Steuersystems ist das Endgerät ausgebildet, die Bearbeitung oder Anzeige für einen gewissen Zeitraum oder für eine bestimmte Anzahl von Nutzungen zu erlauben. Die Anzahl der Nutzungen kann dabei über eine Anpassung des im Bild gespeicherten Berechtigungsschlüssel dokumentiert werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Steuersystems sind die Bilddaten in einer Bilddatei gespeichert, die dem DICOM-Standard entspricht und der Berechtigungsschlüssel ist ein Schattenattribut der Bilddatei. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass die Bilddaten von einer Vielzahl medizinischer Geräte verwendet werden kann.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Steuersystems ist das bildgebende medizinische Gerät ein Magnetresonanzscanner, ein Computertomographiescanner oder ein Ultraschallgerät. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass besonders geeignete Geräte zur Bilderzeugung verwendet werden.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt wird diese Aufgabe durch ein bildgebendes medizinisches Gerät zum Erfassen von Bilddaten bei einer medizinischen Untersuchung gelöst, mit einer Schlüsselverwaltung zum Anhängen eines Berechtigungsschlüssels an die Bilddaten für ein Bearbeiten der Bilddaten durch ein Endgerät. Durch das medizinische Gerät werden die gleichen technischen Vorteile wie durch das Steuersystem erreicht.
  • Gemäß einem dritten Aspekt wird diese Aufgabe durch ein Steuerverfahren für eine Verarbeitung von Bilddaten gelöst, mit den Schritten eines Erfassens von Bilddaten bei einer medizinischen Untersuchung mittels einem bildgebenden medizinischen Gerät; eines Anhängens eines Berechtigungsschlüssels an die Bilddaten durch eine Schlüsselverwaltung des bildgebenden medizinischen Geräts; eines Sendens der Bilddaten mit dem angehängten Berechtigungsschlüssel an ein Endgerät; und eines Bearbeitens der Bilddaten auf der Basis des angehängten Berechtigungsschlüssels an dem Endgerät. Durch das Steuerverfahren werden die gleichen technischen Vorteile wie durch das Steuersystem erreicht.
  • Gemäß einem vierten Aspekt wird diese Aufgabe durch ein Computerprogrammprodukt gelöst, das direkt in den Speicher eines digitalen Computers geladen werden kann und Softwarecodeabschnitte umfasst, mit denen die Schritte nach dem Verfahren nach dem dritten Aspekt ausgeführt werden, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer läuft. Durch das Computerprogrammprodukt werden die gleichen technischen Vorteile wie durch das Steuersystem erreicht.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
  • Es zeigen:
  • 1 eine schematische Ansicht eines Steuersystems für bildgebende medizinische Geräte; und
  • 2 ein Blockdiagramm eines Steuerverfahrens.
  • 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Steuersystems 100 für bildgebende medizinische Geräte 101. Das Steuersystem 100 dient zur Verarbeitung von Bilddaten 103 und umfasst ein bildgebendes medizinisches Gerät 101 zum Erfassen der Bilddaten 103 bei einer medizinischen Untersuchung. Das bildgebende medizinische Gerät 101 ist beispielsweise ein Magnetresonanzscanner, ein Computertomographiescanner oder ein Ultraschallgerät, das zusätzlich einen Prozessor und einen Speicher aufweist. Die Bilddaten 103 umfassen zumindest ein Bild, das bei der medizinischen Untersuchung gewonnen worden ist. Die Bilddaten 103 können in einer Bilddatei gespeichert sein oder als Strom (Stream) übertragen werden.
  • Weiter umfasst das Steuersystem 100 eine Schlüsselverwaltungseinrichtung 105 zum Anhängen eines Berechtigungsschlüssels 107 an die Bilddaten 103. Die Schlüsselverwaltung 105 ist entweder ein Teil des bildgebenden medizinischen Geräts 101 oder kann auch an einem Transferknoten, Nachverarbeitungs- oder Befundendgerät angeordnet sein. Der Berechtigungsschlüssel 107 ermöglicht erweiterte Visualisierungs- und Nachverarbeitungstechniken. Die Schlüsselverwaltung 105 kann durch einen Algorithmus oder eine entsprechende digitale Schaltung gebildet sein.
  • Weiter umfasst das Steuersystem 100 eine Sendevorrichtung 109 zum Senden der Bilddaten 103 mit dem angehängten Berechtigungsschlüssel 107 an ein Endgerät 111. Zu diesem Zweck werden die Bilddaten 103 beispielsweise über eine Datenschnittstelle des bildgebenden medizinischen Geräts 101 und eine Datenleitung an eine Datenschnittstelle des Endgeräts 111 übertragen. Dadurch wird es möglich, die Bilddaten 103 über beispielsweise das Internet zu übertragen. Der Berechtigungsschlüssel 107 zur Verarbeitung ist in Bilddaten 103 eingeschlossen.
  • Wenn das bildgebende medizinische Gerät 101 beispielsweise einen Kardio-Datensatz misst, erzeugt dieses in einem DICOM-Bild ein Schattenattribut, das einen verschlüsselten Berechtigungsschlüssel enthält und eine Signatur der gesamten Bilddaten 103.
  • Das Endgerät 111 dient zum Bearbeiten der Bilddaten 103 auf der Basis des angehängten Berechtigungsschlüssels 107. Je nach Berechtigungsschlüssel 107 lassen sich auf dem Endgerät 111 unterschiedliche Anzeige- und Bildbearbeitungsoptionen verwenden. Das Endgerät 111 kann dann für diese Bilddaten erweiterte Optionen freischalten. Dadurch können die Bilddaten 103 von jedem beliebigen Endgerät bearbeitet werden. Ist kein Berechtigungsschlüssel 107 vorhanden, sind die erweiterten Optionen nicht verfügbar.
  • Das Endgerät 111 ist beispielsweise ein Computer mit einem Speicher und einem Prozessor, auf dem eine entsprechende Software zur Bildbearbeitung installiert ist. Zudem umfasst das Endgerät 111 eine Anzeigevorrichtung zum visuellen Anzeigen der Bilddaten 103. Die installierte Software prüft, ob der korrekte Berechtigungsschlüssel 107 für die Bearbeitung der Bilddaten 103 von dem bildgebenden medizinischen Geräte 101 übermittelt worden ist. Ist dies der Fall können die Bilddaten 103 von der Software auf dem Endgerät bearbeitet und angezeigt werden.
  • Durch das Steuersystem 100 kann der Berechtigungsschlüssel 107 zentral an dem bildgebenden medizinischen Gerät 101 verwaltet werden. Zudem kann eine einfache Implementierung eines Pay-per-Use-Modells für ein Post-Processing an der Datenquelle erfolgen, d.h. dem bildgebenden medizinischen Gerät 101. Dies hat weiterhin den Vorteil, dass die Möglichkeit einer Auswertung der Bilddaten 103 erfolgen kann. Die Pay-per-Use-Information über die konkrete Nutzung kann zentral an dem bildgebenden medizinischen Gerät 101 erfolgen.
  • 2 zeigt ein Blockdiagramm eines Steuerverfahrens. Das Steuerverfahren dient zur Verarbeitung von Bilddaten 103. Die Bilddaten können dabei den offiziellen Standards entsprechen und keinerlei Einschränkung unterliegen.
  • Das Steuerverfahren umfasst den Schritt S101 eines Erfassens von Bilddaten 103 bei einer medizinischen Untersuchung mittels des bildgebenden medizinischen Geräts 101. Das bildgebende medizinische Gerät 101 verfügt über den Berechtigungsschlüssel 107 zur Verarbeitung von Bilddaten 103, wie beispielsweise Post-Processing-Lizenzen. Das bildgebende medizinische Gerät 101 verfügt zudem über den öffentlichen kryptographischen Schlüssel des Endgerätes 111 und über einen privaten Signaturschlüssel. Aus dem Berechtigungsschlüssel als Lizensierungsinformation wird am bildgebenden medizinischen Gerät 101 eine geeignete Zeichenkette erzeugt, wie beispielsweise „DE_VNC“, „DE_IODINE“, „CARDIAC“. Anhand des Berechtigungsschlüssels 107 kann festgelegt werden, welche Rechte zur Bearbeitung das Endgerät hat. Der Berechtigungsschlüssel 107 wird mit einem Public-Key-Verfahren mit dem öffentlichen Schlüssel des Endgerätes 111 verschlüsselt.
  • In Schritt S102 wird der Berechtigungsschlüssel 107 an die Bilddaten 103 durch eine Schlüsselverwaltung 105 des bildgebenden medizinischen Geräts 101 angehängt. Der verschlüsselte Berechtigungsschlüssel 107 wird in ein Schattenattribut einer Bilddatei geschrieben und ein Hash-Wert der Bilddatei wird berechnet, beispielsweise eine MD5-Checksumme des Bildes. Der Hash-Wert wird mit dem privaten Signaturschlüssel des bildgebenden medizinischen Geräts 101 signiert. Im Allgemeinen können aber auch andere Hash-Werte oder Prüfsummen verwendet werden. Die Signatur wird in ein weiteres Schattenattribut der Bilddatei 103 geschrieben.
  • In Schritt S103 wird die Bilddatei 103 mit dem angehängten, signierten Berechtigungsschlüssel 107 an das Endgerät 111 gesendet. In Schritt S104 erfolgt ein Bearbeiten der Bilddaten 103 auf der Basis des angehängten Berechtigungsschlüssels 107. Das Endgerät 111 bildet ein Nachverarbeitungssystem und verfügt über einen privaten kryptografischen Schlüssel zum Entschlüsseln des Berechtigungsschlüssels 107 sowie einen öffentlichen Signaturschlüssel des bildgebenden medizinischen Geräts 101. Zudem können auch die öffentlichen Signaturschlüssel weiterer Geräte gespeichert sein. Die Bilddaten 103 können in das Endgerät 111 geladen werden und in zweidimensionalen und oder dreidimensionalen Anzeigemodi dargestellt werden.
  • Im Hintergrund wird der Hash-Wert der Bilddaten berechnet. Dabei wird das Schattenattribut mit Hash-Wert und Signatur ausgenommen. Der Hash-Wert wird mit Hilfe der Signatur und des öffentlichen Signaturschlüssels auf Korrektheit geprüft. Dann Wird der Berechtigungsschlüssel 107 mit Hilfe des privaten kryptografischen Schlüssels entschlüsselt. In Abhängigkeit des Berechtigungsschlüssels 107 werden die Bearbeitungsoptionen zur Bearbeitung der Bilddaten an dem Endgerät 111 freigeschaltet.
  • Der Berechtigungsschlüssel 107 wird an der Datenquelle, wie dem bildgebenden medizinischen Gerät 101, oder einem zwischengeschalteten System hinzugefügt. Dadurch sind Lizensierungsformen möglich, die für neue Businessmodelle interessant sind und auch für den Kunden neue Optionen ergeben. Im Falle eines IT-Angriffs, bei dem die geheimen Schlüssel bekannt werden, können auf dem Endgerät 111 als auch auf dem bildgebenden medizinischen Gerät 101 neue öffentliche und private Schlüssel hinterlegt werden.
  • Das Steuerverfahren ermöglicht, eine Nachverarbeitungs- und Anzeigeoption der Bilddaten 103 auf unabhängigen Endgeräten 101 dennoch abhängig von einem bildgebenden medizinischen Gerät 101 zu verwenden und zu lizensieren. Das bildgebende medizinische Gerät 101 und der Berechtigungsschlüssel 107 für die Nachverarbeitungsoption bilden ein intrinsisches Bundle. Der Berechtigungsschlüssel 107 wird an das bildgebende medizinische Gerät 101 gekoppelt und wirkt damit wie ein Bündel aus einem bildgebenden medizinischen Gerät 101 und einer Post-Processing-Option.
  • Ein Radiologe mit dem Steuersystem 100 kann Partnern erweitere Möglichkeiten auf den Bilddaten 103 des bildgebenden medizinischen Geräts 101 geben. Der Partner braucht daher keinen separaten Berechtigungsschlüssel für die spezifischen Anzeige- oder Auswerteoptionen der Bilddaten 103 oder einen Zugang zu einem Cloud-System zu erwerben.
  • Alle in Verbindung mit einzelnen Ausführungsformen der Erfindung erläuterten und gezeigten Merkmale können in unterschiedlicher Kombination in dem erfindungsgemäßen Gegenstand vorgesehen sein, um gleichzeitig deren vorteilhafte Wirkungen zu realisieren.
  • Alle Verfahrensschritte können durch Vorrichtungen implementiert werden, die zum Ausführen des jeweiligen Verfahrensschrittes geeignet sind. Alle Funktionen, die von gegenständlichen Merkmalen ausgeführt werden, können ein Verfahrensschritt eines Verfahrens sein.
  • Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist durch die Ansprüche gegeben und wird durch die in der Beschreibung erläuterten oder den Figuren gezeigten Merkmale nicht beschränkt.

Claims (15)

  1. Steuersystem (100) für eine Verarbeitung von Bilddaten (103), mit: einem bildgebenden medizinischen Gerät (101) zum Erfassen von Bilddaten (103); einer Schlüsselverwaltung (105) zum Anhängen eines Berechtigungsschlüssels (107) an die Bilddaten (103); einer Sendevorrichtung (109) zum Senden der Bilddaten (103) mit dem angehängten Berechtigungsschlüssel (107) an ein Endgerät (111); und einem Endgerät (111) zum Bearbeiten der Bilddaten (103) auf der Basis des angehängten Berechtigungsschlüssels (107).
  2. Steuersystem (100) nach Anspruch 1, wobei die Schlüsselverwaltung ausgebildet ist, den Berechtigungsschlüssel (107) mit einem öffentlichen Schlüssel des Endgerätes (111) zu verschlüsseln.
  3. Steuersystem (100) nach Anspruch 2, wobei das Endgerät (111) ausgebildet ist, den Berechtigungsschlüssel (107) mit einem privaten Schlüssel zu entschlüsseln.
  4. Steuersystem (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Schlüsselverwaltung (105) ausgebildet ist, einen Hash-Wert der Bilddaten (103) zu berechnen.
  5. Steuersystem (100) nach Anspruch 4, wobei die Schlüsselverwaltung (105) ausgebildet ist, den Hash-Wert mit einem privaten Schlüssel zu signieren.
  6. Steuersystem (100) nach Anspruch 5, wobei die Sendevorrichtung (109) ausgebildet ist, den signierten Hash-Wert an die Bilddaten (103) anzuhängen.
  7. Steuersystem (100) nach Anspruch 6, wobei das Endgerät (111) ausgebildet ist, die Signatur des Hash-Wertes mittels eines öffentlichen Schlüssels zu überprüfen.
  8. Steuersystem (100) nach Anspruch 7, wobei das Endgerät (111) ausgebildet ist, einen Hash-Wert auf Basis der Bilddaten (103) zu berechnen und mit demjenigen Hash-Wert zu vergleichen, der von dem bildgebenden medizinischen Gerät (101) mit den Bilddaten (103) empfangen worden ist.
  9. Steuersystem (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Endgerät (111) ausgebildet ist, eine Bearbeitungsfunktion für die Bearbeitung der Bilddaten (103) in Abhängigkeit des Berechtigungsschlüssels (107) freizugeben.
  10. Steuersystem (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Endgerät (111) ausgebildet ist, eine Anzeige der Bilddaten (103) in Abhängigkeit des Berechtigungsschlüssels (107) freizugeben.
  11. Steuersystem (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Bilddaten (103) in einer Bilddatei gespeichert sind, die dem DICOM-Standard entspricht und der Berechtigungsschlüssel (107) ist ein Schattenattribut der Bilddatei.
  12. Steuersystem (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das bildgebende medizinische Gerät (101) ein Magnetresonanzscanner, ein Computertomographiescanner oder ein Ultraschallgerät ist.
  13. Bildgebendes medizinisches Gerät (101) zum Erfassen von Bilddaten (103) bei einer medizinischen Untersuchung, mit: einer Schlüsselverwaltung (105) zum Anhängen eines Berechtigungsschlüssels (107) an die Bilddaten (103) für ein Bearbeiten der Bilddaten (103) durch ein Endgerät (111).
  14. Steuerverfahren für eine Verarbeitung von Bilddaten (103), mit den Schritten: Erfassen (S101) von Bilddaten (103) mittels eines bildgebenden medizinischen Geräts (101); Anhängen (S102) eines Berechtigungsschlüssels (107) an die Bilddaten (103) durch eine Schlüsselverwaltung (105) des bildgebenden medizinischen Geräts (101); Senden (S103) der Bilddaten (103) mit dem angehängten Berechtigungsschlüssel (107) an ein Endgerät (111); und Bearbeiten (S104) der Bilddaten (103) auf der Basis des angehängten Berechtigungsschlüssels (107) an dem Endgerät (111).
  15. Computerprogrammprodukt, das direkt in den Speicher eines digitalen Computers geladen werden kann und Softwarecodeabschnitte umfasst, mit denen die Schritte nach Anspruch 14 ausgeführt werden, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer läuft.
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