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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur alternierenden Anzeige grafischer Darstellungen, ein System und ein Computerprogrammprodukt.
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Für eine Erfassung von Veränderungen in einem Untersuchungsobjekt, beispielsweise einer menschlichen und/oder tierischen Patientin und/oder einem menschlichen und/oder tierischen Patienten, werden häufig zeitaufgelöste Bildgebungsverfahren eingesetzt. Die zu erfassende Veränderung kann beispielsweise eine Bewegung eines Kontrastmittels und/oder eines medizinischen Objekts in dem Untersuchungsobjekt, insbesondere einer Interessensregion des Untersuchungsobjekts, umfassen. Zur verbesserten Abbildung der Veränderung in dem Untersuchungsobjekt kann beispielsweise ein, insbesondere röntgenbasiertes, Differenzbildgebungsverfahren eingesetzt werden, beispielsweise eine digitale Subtraktionsangiografie (DSA). Bei der DSA wird häufig ein Maskenbild von einem oder mehreren Füllbildern subtrahiert und ein Differenzbild bereitgestellt, wobei das Maskenbild das Untersuchungsobjekt ohne und das zumindest eine Füllbild des Untersuchungsobjekt mit dem darin angeordneten Kontrastmittel und/oder medizinischen Objekt abbildet. Zur Abbildung der zeitlichen Dynamik der Veränderung in dem Untersuchungsobjekt werden häufig mehrere Füllbilder in zeitlicher Abfolge aufgenommen und mit dem Maskenbild zu einem zeitaufgelösten Differenzbild kombiniert. Hierdurch können räumlich und/oder zeitlich unveränderliche Bereiche des Untersuchungsobjekts, welche in dem Maskenbild und dem zumindest einen Füllbild abgebildet sind, aus dem Differenzbild entfernt werden.
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In der medizinisch basierten Bildgebung, insbesondere einer Röntgenbildgebung, wird oftmals die Pfadfinder-Technik angewendet (engl. Roadmapping Technique). Dabei wird analog zu einer digitalen Subtraktionsangiografie zunächst ein Gefäßbild erstellt. Dieses Gefäßbild wird einer subtrahierten Durchleuchtung zumeist invertiert überlagert. Mit dieser Technik kann sich ein Nutzer, insbesondere ein medizinisches Bedienpersonal, beim Einführen von medizinischen Objekten, beispielsweise Führungsdrähten, an dem Gefäßbild orientieren und so deren Weg besser bestimmen. Die Überlagerung von zwei subtrahierten Graustufenbildern kann immer dazu führen, dass sich Strukturen gegenseitig auslöschen und so nicht mehr wahrnehmbar sind. Weiterhin addiert sich das Rauschen und die Informationen können nicht mehr den einzelnen Subtraktionsbildern zugeordnet werden.
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Diese Auslassungen können beispielsweise durch Verwendung von Farbbildern und/oder speziellen Mischverfahren reduziert werden. Farbbilder wirken für das Auge immer etwas schwachkontrastiger als Graustufenbilder und es ist zwangsläufig ein interpretativer Eingriff ins Bild, sowie eine Verstärkung oder Schwächung gegebener Kontraste erforderlich, was zu Fehlinterpretationen führen kann, wenn der Nutzer, insbesondere das medizinische Bedienpersonal, Schlüsse aus einer Kontrastintensität zieht.
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Die Druckschrift
DE 10 2009 037 242 A1 offenbart ein Verfahren zur überlagerten Darstellung von Bildern, wobei wenigstens zwei Roadmap-Bilder alternierend wiedergegeben werden. Ferner offenbart die Druckschrift
DE 10 2016 201 702 A1 ein Verfahren zur Ermittlung eines anzuzeigenden Navigationsbilds, welches durch Überlagerung eines ersten und zweiten Subtraktionsbilds ermittelt wird.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte visuelle Überwachung räumlicher und/oder zeitlicher Veränderungen in einem Untersuchungsobjekt zu ermöglichen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch den jeweiligen Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen mit zweckmäßigen Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die Erfindung betrifft in einem ersten Aspekt ein Verfahren zur alternierenden Anzeige grafischer Darstellungen. Dabei wird in einem Schritt a) ein erstes Bild bereitgestellt, welches eine Abbildung einer anatomischen Struktur eines Untersuchungsobjekts aufweist. Ferner wird in einem Schritt b) ein zweites Bild bereitgestellt, welches eine räumliche und/oder zeitliche Veränderung in dem Untersuchungsobjekt abbildet. In einem Schritt c) wird eine grafische Darstellung des ersten oder des zweiten Bildes auf einer Darstellungsfläche einer Darstellungseinheit angezeigt. In einem Schritt d) wird eine grafische Darstellung des jeweils anderen Bildes auf der Darstellungsfläche der Darstellungseinheit angezeigt. Ferner werden die Schritte c) und d) zeitlich nacheinander und die Schritte b) bis d) wiederholt ausgeführt.
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Das Bereitstellen des ersten und/oder des zweiten Bildes kann ein Empfangen und/oder Aufnehmen des jeweiligen Bildes umfassen. Das Empfangen des ersten und/oder zweiten Bildes kann insbesondere ein Erfassen und/oder Auslesen eines computerlesbaren Datenspeichers und/oder ein Empfangen aus einer Datenspeichereinheit, beispielsweise einer Datenbank, umfassen. Beispielsweise kann das erste und/oder zweite Bild von einer Bereitstellungseinheit eines medizinischen Bildgebungsgeräts zur Aufnahme des ersten und/oder zweiten Bildes bereitgestellt werden. Alternativ oder zusätzlich können das erste und das zweite Bild mittels eines oder verschiedener medizinischer Bildgebungsgeräte aufgenommen werden. Das zumindest eine medizinische Bildgebungsgerät zur Aufnahme des ersten und zweiten Bildes kann beispielsweise als Magnetresonanztomografieanlage (MRT) und/oder Computertomografieanlage (CT) und/oder medizinisches Röntgengerät und/oder Positronenemissionstomographieanlage (PET) und/oder Ultraschallgerät ausgebildet sein.
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Das erste Bild kann die anatomische Struktur des Untersuchungsobjekts räumlich zweidimensional (2D) und/oder dreidimensional (3D) aufgelöst abbilden. Zudem kann das erste Bild die anatomische Struktur des Untersuchungsobjekts zeitaufgelöst abbilden. Insbesondere kann das erste Bild eine kontrastierte und/oder segmentierte Abbildung des Untersuchungsobjekts, insbesondere der anatomischen Struktur, umfassen. Vorteilhafterweise kann das erste Bild mehrere erste Bildpunkte aufweisen, insbesondere Pixel und/oder Voxel. Das Untersuchungsobjekt kann beispielsweise eine menschliche und/oder tierische Patientin und/oder ein menschlicher und/oder tierischer Patient sein. Die anatomische Struktur kann beispielsweise ein Organ, insbesondere ein Hohlorgan und/oder ein Gehirn und/oder eine Leber und/oder ein Herz und/oder eine Lunge, und/oder einen Tumor aufweisen. Das Hohlorgan kann beispielsweise einen Gefäßabschnitt, insbesondere eine Arterie und/oder Vene, umfassen. Vorteilhafterweise kann das erste Bild einen initialen, insbesondere präprozeduralen und/oder statischen, Zustand des Untersuchungsobjekts, insbesondere der anatomischen Struktur, abbilden.
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Das zweite Bild kann die räumliche und/oder zeitliche Veränderung in dem Untersuchungsobjekt 2D und/oder 3D räumlich aufgelöst abbilden. Zudem kann das zweite Bild die räumliche und/oder zeitliche Veränderung in dem Untersuchungsobjekt zeitaufgelöst abbilden. Vorteilhafterweise kann das zweite Bild mehrere zweite Bildpunkte aufweisen, insbesondere Pixel und/oder Voxel. Dabei können die zweiten Bildpunkte des zweiten Bildes jeweils eine Zeitintensitätskurve aufweisen, welche die Veränderung in dem Untersuchungsobjekt als zeitliche Intensitätsänderung abbildet. Die Veränderung in dem Untersuchungsobjekt kann eine sowohl räumliche als auch zeitliche Veränderung bezüglich des initialen, insbesondere präprozeduralen, Zustands des Untersuchungsobjekts sein. Die Veränderung in dem Untersuchungsobjekt kann beispielsweise eine Bewegung eines Kontrastmittels und/oder eines medizinischen Objekts umfassen. Vorteilhafterweise kann das zweite Bild einen intraprozeduralen Zustand des Untersuchungsobjekts, insbesondere der anatomischen Struktur, abbilden.
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Das erste und/oder das zweite Bild können jeweils ein Graustufenbild sein.
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Die Darstellungseinheit kann beispielsweise einen Bildschirm und/oder Monitor und/oder Projektor und/oder eine Projektionsfläche aufweisen. Dabei kann die Darstellungsfläche der Darstellungseinheit die Projektionsfläche und/oder eine Anzeigeschicht (engl. panel) des Bildschirms und/oder des Monitors umfassen. Insbesondere kann die Darstellungsfläche der Darstellungseinheit eine räumlich begrenzte, insbesondere zusammenhängende, Fläche umfassen, auf welcher die grafischen Darstellungen in zeitlicher Abfolge anzeigbar sind.
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Im Schritt c) wird eine grafische Darstellung des ersten oder zweiten Bildes auf der Darstellungsfläche der Darstellungseinheit angezeigt. Die grafische Darstellung des ersten oder zweiten Bildes kann mittels der Darstellungseinheit 2D und/oder 3D räumlich aufgelöst auf der Darstellungsfläche angezeigt werden. Zudem kann die grafische Darstellung des ersten oder zweiten Bildes mittels der Darstellungseinheit zeitaufgelöst auf der Darstellungsfläche angezeigt werden. Im Schritt d) wird eine grafische Darstellung des jeweils anderen Bildes, insbesondere des Bildes, dessen grafische Darstellung im Schritt c) nicht angezeigt wurde, auf der Darstellungsfläche der Darstellungseinheit angezeigt. Dabei werden die Schritte c) und d) zeitlich nacheinander ausgeführt. Hierdurch werden die grafischen Darstellungen des ersten und des zweiten Bildes zeitlich nacheinander, insbesondere nicht gleichzeitig, auf der Darstellungsfläche der Darstellungseinheit angezeigt. Vorteilhafterweise kann die Darstellungseinheit die grafischen Darstellungen des ersten und des zweiten Bildes jeweils in Graustufen auf der Darstellungsfläche anzeigen.
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Des Weiteren werden die Schritte b) bis d) wiederholt ausgeführt. Insbesondere wird bei der wiederholten Ausführung der Schritte b) bis d) jeweils ein weiteres zweites Bild bereitgestellt, welches die räumliche und/oder die zeitliche Veränderung in dem Untersuchungsobjekt zu einem späteren Zeitpunkt abbildet als das jeweils zuvor bereitgestellte zweite Bild. Im Schritt c) oder d) kann bei der wiederholten Ausführung der Schritte b) bis d) eine grafische Darstellung des jeweils zuletzt bereitgestellten zweiten Bildes auf der Darstellungsfläche der Darstellungseinheit angezeigt werden. Insbesondere können die grafischen Darstellungen des ersten und des, insbesondere zuletzt bereitgestellten, zweiten Bildes alternierend auf der Darstellungsfläche der Darstellungseinheit angezeigt werden.
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Vorteilhafterweise wird der Schritt b) vor oder nach der Anzeige der grafischen Darstellung des ersten Bildes ausgeführt, sodass während der Anzeige der grafischen Darstellung des ersten Bildes keine Aufnahme eines weiteren zweiten Bildes erfolgt. Hierdurch kann eine Strahlenbelastung des Untersuchungsobjekts vorteilhaft miniminiert werden.
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Die vorgeschlagene Ausführungsform kann eine verbesserte Überwachung der räumlichen und/oder zeitlichen Veränderung in dem Untersuchungsobjekt ermöglichen. Dabei können die durch das erste und zweite Bild abgebildeten Zustände des Untersuchungsobjekts durch die wiederholte Ausführung der Schritte b) bis d) von dem Nutzer erfasst und visuell verglichen werden. Insbesondere kann es durch die wiederholte, insbesondere alternierende, Anzeige der grafischen Darstellungen des ersten und des zweiten Bildes zu einer, insbesondere verlustfreien, zeitlichen Mischung, insbesondere Überlagerung, der grafischen Darstellungen in der visuellen Wahrnehmung des Nutzers kommen, insbesondere aufgrund einer nutzerseitig eingeschränkten Erfassungsrate.
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Erfindungsgemäß werden die grafische Darstellung in Schritt c) mit einer ersten Anzeigedauer und die grafische Darstellung in Schritt d) mit einer zweiten Anzeigedauer angezeigt. Dabei sind die erste und die zweite Anzeigedauer gleich oder verschieden.
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Die erste Anzeigedauer kann einen ersten Zeitraum beschreiben, wobei während des ersten Zeitraums die grafische Darstellung in Schritt c) auf der Darstellungsfläche der Darstellungseinheit, insbesondere kontinuierlich, angezeigt wird. Dabei kann die erste Anzeigedauer eine Länge des ersten Zeitraums kennzeichnen. Ferner kann die zweite Anzeigedauer einen zweiten Zeitraum beschreiben, wobei während des zweiten Zeitraums die grafische Darstellung in Schritt d) auf der Darstellungsfläche der Darstellungseinheit, insbesondere kontinuierlich, angezeigt wird. Dabei kann die zweite Anzeigedauer eine Länge des zweiten Zeitraums kennzeichnen.
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Gemäß einer ersten Variante können die erste und die zweite Anzeigedauer gleich sein, insbesondere können der erste und der zweite Zeitraum eine gleiche Länge aufweisen. Hierbei können die grafischen Darstellungen des ersten und des zweiten Bildes in den Schritten c) und d) alternierend mit jeweils einer gleichen, insbesondere ersten und zweiten, Anzeigedauer auf der Darstellungsfläche der Darstellungseinheit angezeigt werden.
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Gemäß einer zweiten Variante können die erste und die zweite Anzeigedauer verschieden sein, insbesondere können der erste und zweite Zeitraum verschiedene Längen aufweisen. Hierbei können die grafischen Darstellungen des ersten und des zweiten Bildes in den Schritten c) und d) alternierend mit jeweils einer verschiedenen, insbesondere ersten und zweiten, Anzeigedauer auf der Darstellungsfläche der Darstellungseinheit angezeigt werden.
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Die erste und die zweite Anzeigedauer können als Gewichtungsfaktoren der zeitlichen Mischung der grafischen Darstellungen des ersten und des zweiten Bildes betrachtet werden. Die erste Variante kann als Gleichgewichtung der grafischen Darstellungen des ersten und des zweiten Bildes bei der zeitlichen Mischung aufgefasst werden. Die zweite Variante kann als verschiedene Gewichtung, insbesondere Ungleichgewichtung, der grafischen Darstellungen des ersten und des zweiten Bildes bei der zeitlichen Mischung aufgefasst werden. Bei der zweiten Variante kann beispielsweise ein Anteil der grafischen Darstellung des ersten oder des zweiten Bildes mit der vergleichsweise längeren Anzeigedauer stärker bei der zeitlichen Mischung gewichtet werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens kann eine Wiederholrate der wiederholten Ausführung der Schritte b) bis d) und/oder die erste Anzeigedauer und/oder die zweite Anzeigedauer derart angepasst werden, dass die in den Schritten c) und d) angezeigten grafischen Darstellungen für einen menschlichen Nutzer, insbesondere mit einer Erfassungsrate von höchstens 25 Bildern pro Sekunde, zeitlich nicht separabel sind.
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Die Wiederholrate der wiederholten Ausführung der Schritte b) bis d) kann eine zeitliche Frequenz bis zur nächsten Ausführung der Schritte b) bis d) bzw. eine maximale Zeitdauer für jeweils eine Ausführung der Schritte b) bis d) vorgeben. Sofern der Schritt b) zumindest teilweise gleichzeitig mit dem Schritt c) und/oder d) ausgeführt wird, kann die Wiederholrate eine Summe der ersten und zweiten Anzeigedauer vorgeben.
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Die Wiederholrate der wiederholten Ausführung der Schritte b) bis d) und/oder die erste Anzeigedauer und/oder die zweite Anzeigedauer können eine Bildwiederholrate der alternierenden Anzeige der grafischen Darstellungen des ersten und des zweiten Bildes auf der Darstellungsfläche der Darstellungseinheit kennzeichnen, insbesondere vorgeben. Die Bildwiederholrate der alternierenden Anzeige der grafischen Darstellung des ersten und des zweiten Bildes kann dabei durch die Anzahl der wiederholten Ausführungen der Schritte c) und d) innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums, beispielsweise einer Sekunde, gekennzeichnet sein.
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Ein menschlicher Nutzer kann dazu ausgebildet sein, eine alternierende Anzeige grafischer Darstellungen mit einer vorbestimmten Erfassungsrate zu erfassen. Die vorbestimmte Erfassungsrate bezeichnet dabei eine maximale Anzahl von durch den Nutzer separat erfassbaren Einzelbildern der alternierenden Anzeige. Für die meisten menschlichen Nutzer ist die vorbestimmte Erfassungsrate durch höchstens 25 Bilder pro Sekunde begrenzt.
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Vorteilhafterweise kann die Wiederholrate der wiederholten Ausführung der Schritte b) bis d) und/oder die erste Anzeigedauer und/oder die zweite Anzeigedauer derart angepasst werden, dass die in den Schritten c) und d), insbesondere alternierend, angezeigten grafischen Darstellung für den menschlichen Nutzer zeitlich nicht separabel sind, insbesondere nicht separat erfassbar sind. Mit anderen Worten kann die Wiederholrate und/oder die erste Anzeigedauer und/oder die zweite Anzeigedauer derart angepasst werden, dass die Bildwiederholrate der alternierenden Anzeige der grafischen Darstellungen des ersten und des zweiten Bildes auf der Darstellungsfläche Darstellungseinheit mehr als 25 Bilder pro Sekunde beträgt.
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Die vorgeschlagene Ausführungsform kann vorteilhaft das zeitliche Mischen der grafischen Darstellungen des ersten und zweiten Bildes durch den Nutzer ermöglichen. Durch die angepasste Wiederholrate und/oder erste Anzeigedauer und/oder zweite Anzeigedauer kann eine ruckelfreie und vorteilhafterweise für den Nutzer nicht separable Erfassung der grafischen Darstellungen des ersten und zweiten Bildes ermöglicht werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens kann eine Bildwiederholrate der Anzeige der grafischen Darstellungen in Schritt c) und d) mindestens 50 Bilder pro Sekunde betragen.
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Bei einer Bildwiederholrate der, insbesondere alternierenden, Anzeige der grafischen Darstellungen des ersten und des zweiten Bildes in Schritt c) und d) von mindestens 50 Bildern pro Sekunde können die grafische Darstellung des ersten Bildes und die grafische Darstellung des, insbesondere jeweils zuletzt bereitgestellten, zweiten Bildes jeweils mindestens 25 mal innerhalb einer Sekunde auf der Darstellungsfläche der Darstellungseinheit angezeigt werden.
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Hierdurch kann eine besonders flüssige, insbesondere ruckelfreie, Anzeige der grafischen Darstellungen des ersten und des zweiten Bildes ermöglicht werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens kann eine erste Nutzereingabe erfasst werden. Dabei kann die erste und/oder die zweite Anzeigedauer basierend auf der ersten Nutzereingabe angepasst werden.
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Vorteilhafterweise kann die erste Nutzereingabe mittels einer Eingabeeinheit, beispielsweise einer Tastatur und/oder einem Schalter, insbesondere einem Knopf und/oder Fußschalter, und/oder einem, insbesondere kapazitiven und/oder resistiven, Eingabedisplay und/oder einem Mikrofon und/oder einer Kamera zur Gestenerkennung erfasst werden. Die erste Nutzereingabe kann dabei einen Wert für die erste und/oder die zweite Anzeigedauer vorgeben. Alternativ kann die erste Nutzereingabe eine Vorgabe zur, insbesondere relativen und/oder absoluten, Anpassung, insbesondere Verkürzung oder Verlängerung, der ersten und/oder der zweiten Anzeigedauer aufweisen. Vorteilhafterweise kann die erste und/oder die zweite Anzeigedauer basierend auf der ersten Nutzereingabe angepasst, insbesondere verkürzt oder verlängert, werden.
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Die vorgeschlagene Ausführungsform kann eine nutzerseitige Anpassung der Gewichtung der grafischen Darstellung des ersten und des zweiten Bildes bei deren zeitlicher Mischung ermöglichen, da ein Verhältnis der ersten und der zweiten Anzeigedauer einem Gewichtungsverhältnis des zeitlichen Mischens entspricht.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens kann die Veränderung eine Bewegung eines medizinischen Objekts und/oder eines Kontrastmittels in dem Untersuchungsobjekt umfassen.
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Die Veränderung kann eine Bewegung eines, insbesondere kontrastverstärkenden und/oder intensitätsverstärkenden, Kontrastmittels, beispielsweise eine Ausbreitungsbewegung und/oder Fließbewegung des Kontrastmittels, insbesondere einen Kontrastmittelfluss und/oder eine Bewegung eines Kontrastmittelbolus, in dem Untersuchungsobjekt umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann die Veränderung eine Bewegung eines medizinischen Objekts in dem Untersuchungsobjekt umfassen. Das medizinische Objekt kann beispielsweise als Endoskop, insbesondere Laparoskop, und/oder Katheter und/oder Führungsdraht und/oder Implantat, insbesondere Stent, ausgebildet sein. Vorteilhafterweise kann das medizinische Objekt, insbesondere ein distaler Abschnitt des medizinischen Objekts, intraprozedural zumindest teilweise in dem Untersuchungsobjekt angeordnet sein. Die Bewegung des medizinischen Objekts kann beispielsweise eine Translation und/oder Rotation des medizinischen Objekts, insbesondere des distalen Abschnitts, in dem Untersuchungsobjekt umfassen.
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Vorteilhafterweise kann das zweite Bild das medizinische Objekt und/oder das Kontrastmittel als die räumliche und/oder zeitliche Veränderung in dem Untersuchungsobjekt abbilden. Bei der wiederholten Ausführung der Schritte b) bis d) können die zweiten Bilder die Bewegung des medizinischen Objekts und/oder des Kontrastmittels als die räumliche und/oder zeitliche Veränderung in dem Untersuchungsobjekt abbilden.
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Die vorgeschlagene Ausführungsform kann eine verbesserte Überwachung kontrastierter anatomischer Strukturen des Untersuchungsobjekts und/oder einer Bewegung eines medizinischen Objekts in dem Untersuchungsobjekt ermöglichen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens kann die anatomische Struktur ein Hohlorgan umfassen. Dabei kann das zweite Bild die Veränderung in dem Hohlorgan abbilden.
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Vorteilhafterweise kann die anatomische Struktur ein Hohlorgan Gefäßabschnitt und/oder einen Gefäßbaum, des Untersuchungsobjekts umfassen, beispielsweise eine Arterie und/oder Vene. Dabei kann das zweite Bild die räumliche und/oder zeitliche Veränderung, insbesondere die Bewegung des medizinischen Objekts und/oder des Kontrastmittels, in dem Hohlorgan abbilden.
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Die vorgeschlagene Ausführungsform kann eine verbesserte Navigation, beispielsweise bei der Bewegung und/oder Positionierung eines medizinischen Objekts, in dem Hohlorgan des Untersuchungsobjekts ermöglichen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens können das erste und das zweite Bild, insbesondere wiederholt, miteinander registriert werden.
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Vorteilhafterweise kann das jeweils zuletzt bereitgestellte zweite Bild mit dem ersten Bild registriert werden. Die Registrierung des ersten und des zweiten Bildes kann dabei auf gemeinsamen anatomischen und/oder geometrischen Merkmalen des Untersuchungsobjekts basieren, welche in dem ersten und dem zweiten Bild abgebildet sind. Alternativ oder zusätzlich kann die Registrierung des ersten und des zweiten Bildes anhand von Aufnahmeparametern zur Aufnahme des ersten und des zweiten Bildes erfolgen, beispielsweise einer Aufnahmegeometrie des medizinischen Bildgebungsgeräts bezüglich des Untersuchungsobjekts während der Aufnahme des ersten und des zweiten Bildes.
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Das Registrieren des ersten und des zweiten Bildes kann ein Bestimmen und Anwenden einer Transformationsvorschrift auf das zweite Bild, insbesondere das jeweils zuletzt bereitgestellte zweite Bild, umfassen. Dabei kann die Transformationsvorschrift eine Translation und/oder Rotation und/oder Skalierung und/oder Deformation des zweiten Bildes vorgeben. Vorteilhafterweise kann das Bestimmen der Transformationsvorschrift ein Minimieren einer Abweichung zwischen den gemeinsamen anatomischen und/oder geometrischen Merkmalen des Untersuchungsobjekts umfassen, welche in dem ersten und dem zweiten Bild abgebildet sind. Alternativ oder zusätzlich kann das Bestimmen der Transformationsvorschrift auf einer Korrespondenz zwischen der Aufnahmegeometrie zur Aufnahme des ersten und zweiten Bildes basieren. Vorteilhafterweise kann das Registrieren des ersten und des zweiten Bildes eine Bewegungskorrektur umfassen, insbesondere zur Korrektur einer physiologischen Bewegung des Untersuchungsobjekts.
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Hierdurch können die anatomischen und/oder geometrischen Merkmale des Untersuchungsobjekts, welche in dem ersten und dem zweiten Bild abgebildet sind, vorteilhafterweise deckungsgleich in der alternierenden Anzeige der grafischen Darstellungen des ersten und des zweiten Bildes auf der Darstellungsfläche der Darstellungseinheit angezeigt werden. Hierdurch können ferner Artefakte, beispielsweise Bewegungsartefakte, bei dem zeitlichen Mischen der grafischen Darstellungen des ersten und des zweiten Bildes minimiert werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens kann eine weitere Nutzereingabe erfasst werden. Dabei kann die weitere Nutzereingabe bei der wiederholten Ausführung des Schritte b) bis d) vorgeben, wie häufig Schritt c) ausgeführt wird.
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Die weitere Nutzereingabe kann vorteilhafterweise mittels der Eingabeeinheit, insbesondere analog zur Erfassung der ersten Nutzereingabe, erfasst werden. Vorteilhafterweise kann die weitere Nutzereingabe eine Häufigkeit der Ausführung des Schritts c) bei der wiederholten Ausführung der Schritte b) bis d) vorgeben. Dabei kann die durch die weitere Nutzereingabe vorgegebene Häufigkeit der Ausführung des Schritts c) vorteilhafterweise kleiner als eine Häufigkeit der Ausführung des Schritts d) bei der wiederholten Ausführung der Schritte b) bis d) sein. Insbesondere kann die grafische Darstellung des jeweils zuletzt bereitgestellten zweiten Bildes bei jeder Ausführung der Schritte b) bis d) auf der Darstellungsfläche der Darstellungseinheit angezeigt werden, während die grafische Darstellung des ersten Bildes nur bei einem Teil der Ausführungen der Schritte b) bis d) angezeigt wird.
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Die weitere Nutzereingabe kann die Häufigkeit der Ausführung des Schritts c) beispielsweise als Verhältnis zur Häufigkeit der Ausführung des Schritts d) vorgeben. Insbesondere kann die weitere Nutzereingabe die Häufigkeit der Ausführung des Schritts c) dadurch vorgeben, nach wie vielen wiederholten Ausführungen der Schritte b) und d) der Schritt c) ausgeführt werden soll. Zudem kann durch die weitere Nutzereingabe eine bedarfsweise Ausführung des Schritts d) ermöglicht werden.
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Durch die Anpassung der Häufigkeit der wiederholten Ausführung des Schritts c) kann eine effektive Anzeigedauer der im Schritt c) angezeigten grafischen Darstellung bezüglich einer Anzeigedauer der im Schritt d) angezeigten grafischen Darstellung angepasst werden. Hierdurch kann eine Gewichtung der zeitlichen Mischung der grafischen Darstellungen des ersten und des zweiten Bildes nutzerseitig anpassbar sein, insbesondere ohne Anpassung der ersten und zweiten Anzeigedauer.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens kann das Bereitstellen des ersten Bildes ein Aufnehmen eines ersten Maskenbildes und eines ersten Füllbildes umfassen. Dabei kann das erste Bild als Differenzbild aus dem ersten Maskenbild und dem ersten Füllbild erzeugt werden.
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Das erste Maskenbild kann das Untersuchungsobjekt, insbesondere die anatomische Struktur, in einer ersten zeitlichen Phase, insbesondere einer ersten Maskenphase, abbilden. Des Weiteren kann das erste Füllbild das Untersuchungsobjekt, insbesondere die anatomische Struktur, in einer zweiten zeitlichen Phase, insbesondere einer ersten Füllphase, abbilden. Dabei kann die erste Füllphase zeitlich nach der ersten Maskenphase angeordnet sein. Während der ersten Füllphase kann ein Kontrastmittel in dem Untersuchungsobjekt, insbesondere der anatomischen Struktur, angeordnet sein. Dabei kann das erste Füllbild das in dem Untersuchungsobjekt, insbesondere der anatomischen Struktur, angeordnete Kontrastmittel abbilden. Vorteilhafterweise kann das erste Bild als Differenzbild aus dem ersten Maskenbild und dem ersten Füllbild erzeugt werden, beispielsweise durch Subtraktion des ersten Maskenbildes von dem ersten Füllbild. Hierfür können das erste Maskenbild und das erste Füllbild vorteilhafterweise miteinander registriert werden, beispielsweise anhand von gemeinsamen anatomischen und/oder geometrischen Merkmalen, welche in dem ersten Maskenbild und dem ersten Füllbild abgebildet sind, und/oder anhand einer Aufnahmegeometrie zur Aufnahme des ersten Maskenbildes und des ersten Füllbilds.
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Hierdurch kann das erste Bild vorteilhafterweise eine kontrastierte Abbildung einer anatomischen Struktur, insbesondere eines Hohlorgans, des Untersuchungsobjekts aufweisen, wobei unkontrastierte Bereiche vorzugsweise nicht im ersten Bild abgebildet sind.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens kann das Bereitstellen des zweiten Bildes ein Aufnehmen eines zweiten Füllbilds umfassen. Dabei kann das zweite Bild als Differenzbild aus dem ersten Maskenbild und dem zweiten Füllbild erzeugt werden.
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Vorteilhafterweise kann das zweite Füllbild das Untersuchungsobjekt in einer vierten zeitlichen Phase, insbesondere einer zweiten Füllphase, abbilden. Dabei kann die zweite Füllphase zeitlich nach der ersten Maskenphase und der ersten Füllphase angeordnet sein. Während der zweiten Füllphase kann ein Kontrastmittel und/oder ein medizinisches Objekt in dem Untersuchungsobjekt, insbesondere einem Hohlorgan des Untersuchungsobjekts, angeordnet sein. Dabei kann das zweite Füllbild das in dem Untersuchungsobjekt angeordnete medizinische Objekt und/oder das Kontrastmittel abbilden. Des Weiteren kann das zweite Bild als Differenzbild aus dem ersten Maskenbild und dem zweiten Füllbild erzeugt werden, beispielsweise durch Subtraktion des ersten Maskenbildes von dem zweiten Füllbild. Hierfür können das erste Maskenbild und das zweite Füllbild vorteilhafterweise miteinander registriert werden, beispielsweise anhand von gemeinsamen anatomischen und/oder geometrischen Merkmalen, welche in dem ersten Maskenbild und dem zweiten Füllbild abgebildet sind, und/oder anhand einer Aufnahmegeometrie zur Aufnahme des ersten Maskenbildes und des zweiten Füllbilds.
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Durch die Subtraktion des ersten Maskenbilds von dem zweiten Füllbild kann vorteilhaft auf eine Aufnahme eines weiteren Maskenbilds verzichtet werden. Hierdurch kann eine Dauer der Untersuchung und/oder eine Belastung, insbesondere eine Strahlenbelastung, des Untersuchungsobjekts minimiert werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens kann das Bereitstellen des zweiten Bildes ein Aufnehmen eines zweiten Maskenbildes und eines zweiten Füllbildes umfassen. Dabei kann das zweite Bild als Differenzbild aus dem zweiten Maskenbild und dem zweiten Füllbild erzeugt werden.
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Das zweite Maskenbild kann das Untersuchungsobjekt in einer dritten zeitlichen Phase, insbesondere einer zweiten Maskenphase, abbilden. Des Weiteren kann das zweite Füllbild das Untersuchungsobjekt in einer vierten zeitlichen Phase, insbesondere einer zweiten Füllphase, abbilden. Dabei kann die zweite Füllphase zeitlich nach der zweiten Maskenphase angeordnet sein. Zudem kann die zweite Massenphase zeitlich nach der ersten Maskenphase und der ersten Füllphase angeordnet sein. Während der zweiten Füllphase kann ein Kontrastmittel und/oder ein medizinisches Objekt in dem Untersuchungsobjekt, insbesondere einem Hohlorgan des Untersuchungsobjekts, angeordnet sein. Dabei kann das zweite Füllbild das in dem Untersuchungsobjekt angeordnete medizinischen Objekt und/oder das Kontrastmittel abbilden. Des Weiteren kann das zweite Bild als Differenzbild aus dem zweiten Maskenbild und dem zweiten Füllbild erzeugt werden, beispielsweise durch Subtraktion des zweiten Maskenbildes von dem zweiten Füllbild. Hierfür können das zweite Maskenbild und das zweite Füllbild vorteilhafterweise miteinander registriert werden, beispielsweise anhand von gemeinsamen anatomischen und/oder geometrischen Merkmalen, welche in dem zweiten Maskenbild und dem zweiten Füllbild abgebildet sind, und/oder anhand einer Aufnahmegeometrie zur Aufnahme des zweiten Maskenbildes und des zweiten Füllbilds.
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Hierdurch kann das zweite Bild vorteilhafterweise die zeitliche und/oder räumliche Veränderung in dem Untersuchungsobjekt, insbesondere dem Hohlorgan, abbilden, wobei vorzugsweise zeitlich und/oder räumlich unveränderliche Bereiche nicht in dem zweiten Bild abgebildet sind.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens können das erste und das zweite Bild mittels desselben oder mittels verschiedener medizinischer Bildgebungsgeräte, insbesondere Bildgebungsmodalitäten, aufgenommen werden.
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Das zumindest eine medizinische Bildgebungsgerät zur Aufnahme des ersten und zweiten Bildes kann beispielsweise als Magnetresonanztomografieanlage (MRT) und/oder Computertomografieanlage (CT) und/oder medizinisches Röntgengerät und/oder Positronenemissionstomographieanlage (PET) und/oder Ultraschallgerät ausgebildet sein.
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Hierdurch kann eine verbesserte, insbesondere dedizierte, Abbildung der in dem ersten und dem zweiten Bild jeweils abzubildenden anatomischen Strukturen und/oder der räumlichen und/oder zeitlichen Veränderung in dem Untersuchungsobjekt ermöglicht werden.
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Die Erfindung betrifft in einem zweiten Aspekt ein System, umfassend ein medizinisches Bildgebungsgerät und eine Darstellungseinheit. Dabei ist das medizinische Bildgebungsgerät dazu ausgebildet ein erstes Bild bereitzustellen, welches eine Abbildung einer anatomischen Struktur eines Untersuchungsobjekts aufweist. Ferner ist das medizinische Bildgebungsgerät dazu ausgebildet, wiederholt ein zweites Bild bereitzustellen, welches eine räumliche und/oder zeitliche Veränderung in dem Untersuchungsobjekt abbildet. Die Darstellungseinheit weist eine Darstellungsfläche auf. Dabei ist die Darstellungseinheit dazu ausgebildet, wiederholt eine grafische Darstellung des ersten Bildes mit einer ersten Anzeigedauer und eine grafische Darstellung des jeweils zuletzt bereitgestellten zweiten Bildes mit einer zweiten Anzeigedauer auf der Darstellungsfläche in zeitlicher Abfolge anzuzeigen. Dabei sind die erste und die zweite Anzeigedauer gleich oder verschieden.
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Die Vorteile des vorgeschlagenen Systems entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen des vorgeschlagenen Verfahrens zur alternierenden Anzeige grafischer Darstellungen. Hierbei erwähnte Merkmale, Vorteile oder alternative Ausführungsformen können ebenso auch auf die anderen beanspruchten Gegenstände übertragen werden und umgekehrt.
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Die Erfindung betrifft in einem dritten Aspekt ein Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm, welches direkt in einen Speicher einer Bereitstellungseinheit ladbar ist, mit Programmabschnitten, um alle Schritte des Verfahrens zur alternierenden Anzeige grafischer Darstellungen auszuführen, wenn die Programmabschnitte von der Bereitstellungseinheit ausgeführt werden.
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Die Erfindung kann ferner ein computerlesbares Speichermedium betreffen, auf welchem von einer Bereitstellungseinheit lesbare und ausführbare Programmabschnitte gespeichert sind, um alle Schritte des Verfahrens zur alternierenden Anzeige grafischer Darstellungen auszuführen, wenn die Programmabschnitte von der Bereitstellungseinheit ausgeführt werden.
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Eine weitgehend softwaremäßige Realisierung hat den Vorteil, dass auch schon bisher verwendete Bereitstellungseinheiten auf einfache Weise durch ein Software-Update nachgerüstet werden können, um auf die erfindungsgemäße Weise zu arbeiten. Ein solches Computerprogrammprodukt kann neben dem Computerprogramm gegebenenfalls zusätzliche Bestandteile wie zum Beispiel eine Dokumentation und/oder zusätzliche Komponenten, sowie Hardware-Komponenten, wie zum Beispiel Hardware-Schlüssel (Dongles etc.) zur Nutzung der Software, umfassen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. In unterschiedlichen Figuren werden für gleiche Merkmale die gleichen Bezugszeichen verwendet. Es zeigen:
- 1 bis 5 schematische Darstellungen verschiedener vorteilhafter Ausführungsformen eines vorgeschlagenen Verfahrens zur alternierenden Anzeige grafischer Darstellungen,
- 6 eine schematische Darstellung eines vorgeschlagenen Systems.
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In 1 ist eine vorteilhafte Ausführungsform eines vorgeschlagenen Verfahrens zur alternierenden Anzeige grafischer Darstellungen schematisch dargestellt. Dabei kann in einem Schritt a) ein erstes Bild BD1 bereitgestellt werden PROV-BD1, welches eine Abbildung einer anatomischen Struktur eines Untersuchungsobjekts aufweist. In einem Schritt b) kann ein zweites Bild BD2 bereitgestellt werden PROV-BD2, welches eine räumliche und/oder zeitliche Veränderung in dem Untersuchungsobjekt abbildet. In einem weiteren Schritt c) kann eine grafische Darstellung des ersten Bildes BD1 auf einer Darstellungsfläche einer Darstellungseinheit angezeigt werden VISU-BD1. In einem Schritt d) kann ferner eine grafische Darstellung des zweiten Bildes BD2 auf der Darstellungsfläche der Darstellungseinheit angezeigt werden VISU-BD2. Dabei können die Schritte c) und d) zeitlich nacheinander und die Schritte b) bis d) wiederholt ausgeführt werden.
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Vorteilhafterweise kann die grafische Darstellung in Schritt c) mit einer ersten Anzeigedauer und die grafische Darstellung in Schritt d) mit einer zweiten Anzeigedauer angezeigt werden VISU-BD1, VISU-BD2. Dabei können die erste und die zweite Anzeigedauer gleich oder verschieden sein.
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Des Weiteren kann eine Wiederholrate der wiederholten Ausführung der Schritte b) bis d) und/oder die erste Anzeigedauer und/oder die zweite Anzeigedauer derart angepasst werden, dass die in den Schritten c) und d) angezeigten grafischen Darstellungen für einen menschlichen Nutzer, insbesondere mit einer Erfassungsrate von höchstens 25 Bildern pro Sekunde, zeitlich nicht separabel sind. Insbesondere kann die Bildwiederholrate der Anzeige der grafischen Darstellungen in Schritt c) und d) mindestens 50 Bilder pro Sekunde betragen.
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Die Veränderung in dem Untersuchungsobjekt kann vorteilhafter Weise eine Bewegung eines medizinischen Objekts und/oder eines Kontrastmittels in Untersuchungsobjekt umfassen. Zudem kann die anatomische Struktur ein Hohlorgan umfassen, wobei das zweite Bild BD2 die Veränderung in dem Hohlorgan abbildet.
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Vorteilhafterweise können das erste BD1 und das zweite Bild BD2 mittels desselben oder mittels verschiedener medizinischer Bildgebungsgeräte, insbesondere Bildgebungsmodalitäten, aufgenommen werden.
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2 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform eines vorgeschlagenen Verfahrens zur alternierenden Anzeige grafischer Darstellungen. Dabei kann eine erste Nutzereingabe UI1 erfasst werden REC-UI1. Zudem kann die erste und/oder die zweite Anzeigedauer basierend auf der ersten Nutzereingabe UI1 angepasst werden.
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Des Weiteren kann eine weitere Nutzereingabe UI2 erfasst werden REC-UI2. Dabei kann die weitere Nutzereingabe UI2 bei der wiederholten Ausführung der Schritte b) bis d) vorgeben, wie häufig Schritt c) ausgeführt wird.
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In 3 ist eine weitere vorteilhafte Ausführungsform eines vorgeschlagenen Verfahrens zur alternierenden Anzeige grafischer Darstellungen schematisch dargestellt. Dabei können das erste BD1 und das zweite Bild BD2, insbesondere wiederholt, miteinander registriert werden REG-BD1-BD2.
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4 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform eines vorgeschlagenen Verfahrens zur alternierenden Anzeige grafischer Darstellungen. Dabei kann das Bereitstellen PROV-BD1 des ersten Bildes BD1 ein Aufnehmen ACQ-M1 eines ersten Maskenbildes M1 und ein Aufnehmen ACQ-F1 eines ersten Füllbilds F1 umfassen. Dabei kann das erste Bild BD1 als Differenzbild aus dem ersten Maskenbild M1 und dem ersten Füllbild F1 erzeugt werden DIFF-M1-F1.
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Das Bereitstellen PROV-BD2 des zweiten Bildes BD2 kann ein Aufnehmen ACQ-F2 eines zweiten Füllbilds F2 umfassen. Dabei kann das zweite Bild BD2 als Differenzbild aus dem ersten Maskenbild M1 und dem zweiten Füllbild F2 erzeugt werden DIFF-M1-F2.
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In 5 ist eine weitere verteilte Ausführungsform eines vorgeschlagenen Verfahrens zur alternierenden Anzeige grafischer Darstellungen schematisch dargestellt. Dabei kann das Bereitstellen PROV-BD2 des zweiten Bildes BD2 ein Aufnehmen ACQ-M2 eines zweiten Maskenbildes M2 und ein Aufnehmen ACQ-F2 eines zweiten Füllbildes F2 umfassen. Dabei kann das zweite Bild BD2 als Differenzbild aus dem zweiten Maskenbild M2 und dem zweiten Füllbild F2 erzeugt werden DIFF-M2-F2.
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In 6 ist eine vorteilhafte Ausführungsform eines vorgeschlagenen Systems schematisch dargestellt. Dabei kann das System ein medizinisches Bildgebungsgerät und eine Darstellungseinheit 41 umfassen. In 6 ist beispielhaft für das medizinische Bildgebungsgerät ein medizinisches C-Bogen-Röntgengerät 37 schematisch dargestellt. Das medizinische Bildgebungsgerät, insbesondere das medizinische C-Bogen-Röntgengerät 37, kann dazu ausgebildet sein, das erste Bild BD1 bereitzustellen PROV-BD1. Zudem kann das medizinische Bildgebungsgerät, insbesondere das medizinische C-Bogen-Röntgengerät 37, dazu ausgebildet sein, wiederholt das zweite Bild BD2 bereitzustellen PROV-BD2.
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Das medizinische C-Bogen-Röntgengerät 37 kann vorteilhafterweise einen Detektor 34, insbesondere einen Röntgendetektor, und eine Röntgenquelle 33 aufweisen. Zur Aufnahme des ersten BD1 und des zweiten Bildes BD2 kann ein Arm 38 des C-Bogen-Röntgengeräts 37 beweglich um ein oder mehrere Achsen herum gelagert sein. Ferner kann das medizinische C-Bogen-Röntgengerät 37 eine Bewegungsvorrichtung 39 umfassen, welche eine Bewegung des C-Bogen-Röntgengeräts 37 im Raum ermöglicht.
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Zur Aufnahme des ersten Bildes BD1 und das zweiten Bildes BD2 von dem, auf einer Patientenlagerungsvorrichtung 32 angeordneten, Untersuchungsobjekt 31, kann eine Bereitstellungseinheit PRVS ein Signal 24 an die Röntgenquelle 33 senden. Daraufhin kann die Röntgenquelle 33 ein Röntgenstrahlenbündel aussenden. Beim Auftreffen des Röntgenstrahlenbündels, nach einer Wechselwirkung mit dem Untersuchungsobjekt 31, auf einer Oberfläche des Detektors 34, kann der Detektor 34 ein Signal 21 an die Bereitstellungseinheit PRVS senden. Die Bereitstellungseinheit PRVS kann beispielsweise anhand des Signals 21 das erste Bild BD1 und/oder das zweite Bild BD2 empfangen.
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Des Weiteren kann das System eine Eingabeeinheit 42, beispielsweise eine Tastatur, und die Darstellungseinheit 41, beispielsweise einen Monitor und/oder ein Display und/oder einen Projektor, aufweisen. Die Eingabeeinheit 42 kann vorzugsweise in die Darstellungsvorrichtung 41 integriert sein, beispielsweise bei einem kapazitiven und/oder resistiven Eingabedisplay. Die Eingabeeinheit 42 kann vorteilhafterweise zur Erfassung der ersten Nutzereingabe REC-UI1 und/oder der weitere Nutzereingabe REC-UI2 ausgebildet sein. Hierfür kann die Eingabeeinheit 42 beispielsweise ein Signal 26 an die Bereitstellungseinheit PRVS senden.
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Die Darstellungseinheit 41 kann eine Darstellungsfläche aufweisen. Zudem kann die Darstellungseinheit 41 dazu ausgebildet sein, wiederholt eine grafische Darstellung des ersten Bildes BD1 und eine grafische Darstellung des jeweils zuletzt bereitgestellten zweiten Bildes BD2 auf der Darstellungsfläche in zeitlicher Abfolge anzuzeigen VISU-BD1, VISU-BD2. Hierfür kann die Bereitstellungseinheit ein Signal 25 an die Darstellungseinheit 41 senden.
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Die in den beschriebenen Figuren enthaltenen schematischen Darstellungen bilden keinerlei Maßstab oder Größenverhältnisse ab.
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Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorhergehenden detailliert beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen lediglich um Ausführungsbeispiele handelt, welche vom Fachmann in verschiedenster Weise modifiziert werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Weiterhin schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein“ bzw. „einer“ nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Ebenso schließen die Begriffe „Einheit“ und „Element“ nicht aus, dass die betreffenden Komponenten aus mehreren zusammenwirkenden Teilkomponenten bestehen, die gegebenenfalls auch räumlich verteilt sein können.
