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Verfahren und Rechnersystem zur automatischen
Bearbeitung von Studien bildgebender Untersuchungssysteme
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zur automatischen Bearbeitung von Studien bildgebender Untersuchungssysteme
sowie ein entsprechendes Rechnersystem zur Durchführung eines
solchen Verfahrens.
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Mit Hilfe moderner bildgebender Untersuchungssysteme
wie beispielsweise Kernspintomographen, Computertomographen, Röntgen- oder
Ultraschallgeräten
lässt sich
eine Vielzahl von Krankheiten frühzeitig
erkennen und rechtzeitige Behandlungsmaßnahmen einleiten. Insbesondere
Krankheiten wie koronare Herzerkrankungen, Lungenkrebs oder Darmkrebs,
die innerhalb der industrialisierten Welt zu den häufigsten
Todesursachen gehören,
sind vor allem mit Schichtuntersuchungsverfahren wie Kernspintomographie
oder Röntgen-Computertomographie
oft schon in einem sehr frühen
Stadium feststellbar. Regelmäßige Vorsorgeuntersuchungen auch
nichtsymptomatischer Personen mit Hilfe solcher Methoden könnten daher
sicherlich die Heilungschancen bei diesen Krankheiten erheblich
verbessern. Ungünstigerweise
sind solche Untersuchungen jedoch mit relativ hohen Kosten verbunden. Ein
Grund für
diese hohen Kosten sind u. a. die bei einer Untersuchung entstehenden
sehr großen Bild-Datenmengen
sowie die Zeit, die für
eine Befundung durch einen Radiologen benötigt wird. Für eine Untersuchung
eines Patienten müssen
je nach Art der Untersuchung, beispielsweise je nachdem, ob es sich
um eine einfache Untersuchung oder um eine Vergleichsuntersuchung
mit und ohne Kontrastmittelgabe etc. handelt, eine oder mehrere
Messserien, sogenannte Studien, aufgenommen werden. Jede dieser
Studien besteht aus zumindest einem Bild, in der Regel aber aus
einer Vielzahl von Bildern aus verschiedenen Schichten des Untersuchungsobjekts.
In einer groben Abschätzung
kann davon ausgegangen werden, dass ein Bild, welches beispielsweise
im DICOM-Standard (Di gital Imaging and Communication) hinterlegt
ist und aus einem Bild-Header, der die Informationen über den
Patienten, die Aufnahmeort, den Aufnahmezeitpunkt etc. enthält, sowie
den Grauwert-Informationen besteht, die das eigentliche Bild beinhalten,
ein Datenvolumen von ca. 200 KB umfasst. Unter der Annahme, dass
für ein
komplettes Screening eines Patienten in einem Kernspintomographen
bei einer Körperlänge des
Patienten von 1,80 m und einem Bild pro mm insgesamt 1800 Bilder aufzunehmen
sind, führt
eine solche Untersuchung zu einer Datenmenge von 360 MB. Je nach
Art der Untersuchung ist es unter Umständen nicht nur erforderlich,
diese Bilder selbst zu bearbeiten, um die Studie zu befunden, sondern
die Bilder müssen
gegebenenfalls außerdem
beispielsweise mit Bildern bereits vorhergehender Studien aus anderen
Untersuchungen verglichen werden. Dementsprechend erhöhen sich
die Datenmenge und die benötigte
Zeit. Eine Lösung,
die Kosten insbesondere bei Vorsorgeuntersuchungen zu verringern,
wäre eine
automatische Befundung. Dadurch kann zumindest die benötigte Arbeitszeit
des Radiologen reduziert werden, da dieser lediglich noch in kritisch
erscheinenden Fällen und/oder
gegebenenfalls für
eine stichprobenartige Kontrolle der Befunde zur Verfügung stehen
muss. In der Praxis existieren daher bereits Verfahren und Rechnersysteme
zur automatischen Bearbeitung von Studien bildgebender Untersuchungssysteme
einschließlich
einer kompletten Auswertung, d. h. beispielsweise einer Befundung
der Studien.
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Ein Problem solcher automatischen
Bearbeitungen bzw. Befundungen ist jedoch die hierzu erforderliche
hohe Rechenleistung, da in der Regel Berechnungsverfahren für derartige
radiologische Anwendungen eine sehr große Zahl von Prozessoroperationen,
d. h. Rechenoperationen, Vergleichsoperationen o. Ä., sowie
eine sehr große
Anzahl von Datenbankabfragen an verschiedene Datenbanken auch auf
anderen Rechnern erfordern. Insbesondere bei Vergleichen mit Studien
von älteren
Untersuchungen müssen
sehr große
Datenmengen, beispielsweise von einem Archivserver, der die historischen
Daten enthält,
geladen werden. Die erforderlichen Operationen und der Transport
der Datenmengen belasten den betreffenden Rechner sowie das Netzwerk, an
dem der Rechner und der Archivserver angeschlossen sind, entsprechend
stark. Bei einer Vielzahl von automatischen Befundungen durch einen Rechner
eines bildgebenden Untersuchungssystems besteht insbesondere die
Gefahr, dass der aktuelle Betrieb auf dem betreffenden Untersuchungssystem in
Mitleidenschaft gezogen wird und dadurch die Untersuchungsdauern
verlängert
werden. Insbesondere bei Untersuchungen, bei denen ein schneller
Befund notwendig ist, beispielsweise bei einer Untersuchung von
Patienten mit Verdacht auf Herzinfarkt oder Hirnschlag, kann dies
zu kritischen Verzögerungen
führen.
Abgesehen davon sind längere
Untersuchungszeiten auch für
den Patienten relativ unbequem. Schließlich führen längere Untersuchungszeiten auch
zu einer geringeren Auslastung der relativ teuren Untersuchungssysteme,
was indirekt wieder mit höheren
Kosten verbunden ist.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein Verfahren und ein Rechnersystem zur automatischen
Bearbeitung von Studien bildgebender Untersuchungssysteme anzugeben,
mit denen eine möglichst
kostengünstige
automatische Auswertung der Studien möglich ist und dabei für Anwendungen, welche
schnelle Antworten erfordern, keine Nachteile entstehen.
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Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig dadurch
gelöst,
dass den von einem bildgebenden Untersuchungssystem aufgenommenen
Studien jeweils zunächst
ein Prioritätscode
zugeordnet wird und in Abhängigkeit
von dem Prioritätscode
die betreffende Studie entweder sofort auf einen dem betreffenden bildgebenden
Untersuchungssystem zugeordneten ersten Rechner bearbeitet wird
oder die Studie, bzw. die Bild- und sonstigen Daten dieser Studie,
zunächst für eine spätere Bearbeitung
in einer Speichereinrichtung zwischengespeichert wird und dabei
eine der Studie zugeordnete Kennung in einer Bearbeitungsauftragsliste
gespeichert wird. Zu späteren
Zeitpunkten werden dann die Studien, deren Kennung in der Bearbeitungsauftragsliste
qe speichert sind, nach einer vorgegebenen Abfolge bearbeitet, wobei
dem ersten Rechner weitere Rechner zugeordnet sind, mit denen der
erste Rechner über
ein Netzwerk verbunden ist, und wobei eine Verfügbarkeit der zugeordneten weiteren
Rechner geprüft
wird und, sofern einer der zugeordneten Rechner für eine Bearbeitung
der Studie verfügbar
ist, eine zwischengespeicherte Studie an den betreffenden, zugeordneten Rechner übermittelt
wird, welcher die Studie empfängt
und automatisch bearbeitet.
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Bei dem zugeordneten ersten Rechner
kann es sich zum Beispiel um den Host-Rechner des Untersuchungssystems,
z. B. eines MR-Scanners, selbst
handeln. Es kann sich aber auch um einen zentralen Rechner eines
Klinik- oder eines Praxissystems handeln, welcher üblicherweise
für die
Bearbeitung der Studien dieses bildgebenden Untersuchungssystems
verantwortlich ist.
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Bei der Kennung kann es sich um einen
beliebigen Datenstring oder Datensatz handeln, welcher die Identifizierung
der in der Speichereinrichtung zwischengespeicherten Studie, d.h.
der dort hinterlegten zu der Studie gehörenden Bild- und sonstigen
Daten, erlaubt. Beispielsweise kann es sich hierbei um eine Kennnummer
und/oder den Namen des Patienten, das Aufnahmedatum oder das Untersuchungsgerät handeln.
Die Bearbeitungsauftragsliste enthält dann diese Kennung gegebenenfalls
gemeinsam mit dem Prioritätscode
in einer Form, welche die Koordinierung der Bearbeitung der einzelnen
Studien erlaubt. Eine solche Bearbeitungsauftragsliste kann so ausgeführt sein,
dass jeweils eine neu hinzukommende Studie bzw. deren Kennung hinten
an die Liste angefügt
wird und gegebenenfalls der Prioritätscode hinzugefügt wird.
Es kann aber auch eine Sortierung nach Prioritätscodes erfolgen oder es können sogar
mehrere Teillisten für
Studien mit unterschiedlichen Prioritätscodes geführt werden. Insofern umfasst
der Begriff „Bearbeitungsauftragsliste"
auch eine Datenbank, welche eine entsprechende Kontrolle und Verwaltung
der noch anstehenden Bearbeitungsaufträge erlaubt. Die Bearbeitungsauftragsliste kann
von dem ersten Rechner selbst oder auch von einem damit verbundenen
zweiten Rechner, beispielsweise von einem Zentralrechner eines Klinik- oder
Praxissystems, kontrolliert werden.
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Die Abfolge der Bearbeitung der Studien,
deren Kennung in der Bearbeitungsauftragsliste gespeichert sind,
kann je nach den örtlichen
Gegebenheiten und Erfordernissen vorgegeben werden. Vorzugsweise
erfolgt die Bearbeitung unter Berücksichtigung der zugeordneten
Prioritätscodes
und ansonsten der Reihe nach, d. h. nach Alter des Aufnahmezeitpunkts
der Studie.
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Die Verfügbarkeitsprüfung, bei der festgestellt
wird, ob ein zugeordneter weiterer Rechner für eine Bearbeitung einer Studie
zur Verfügung
steht, umfasst vorzugsweise nicht nur die Kontrolle, ob überhaupt
ein entsprechender Rechner mit der benötigten Kapazität eingeschaltet
ist und Daten übernehmen
kann, sondern auch eine Belastungsprüfung des zugeordneten Rechners.
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Zur Durchführung dieses Verfahrens wird
ein Rechnersystem benötigt,
welches zumindest einen mit einem bildgebenden Untersuchungssystem
verbundenen ersten Rechner, eine Mehrzahl von über ein Netzwerk untereinander
und mit dem ersten Rechner verbundenen, dem ersten Rechner zugeordneten
weiteren Rechner sowie Prioritätszuordnungsmittel
zur Zuordnung eines Prioritätscodes
zu einer von dem bildgebenden Untersuchungssystemen aufgenommenen
Studie aufweist. Dabei müssen
der erste Rechner und die zugeordneten Rechner jeweils Mittel zur
automatischen Bearbeitung von Studien bildgebender Untersuchungssysteme
aufweisen. Der erste Rechner muss außerdem derart ausgebildet sein,
dass bei bestimmten Prioritätscodes
die Studie sofort auf dem betreffenden Rechner bearbeitet wird und
ansonsten die Studie in einer Speichereinrichtung hinterlegt wird.
Zumindest einer der zum Rechnernetzwerk gehörigen Rechner – hierbei
kann es sich um den ersten Rechner selbst oder einen weiteren Rechner,
beispielsweise einen zentralen Rechner han deln – muss Mittel aufweisen, um für die in
der Speichereinrichtung hinterlegten Studien jeweils eine der betreffenden
Studie zugeordnete Kennung in einer Bearbeitungsauftragsliste zu
speichern und eine Bearbeitung der Studien dadurch zu veranlassen,
dass eine Verfügbarkeit
der zugeordneten Rechner geprüft
wird und, sofern einer der zugeordneten Rechner zur Bearbeitung
einer Studie verfügbar
ist, eine Übermittlung
einer zwischengespeicherten Studie an den betreffenden zugeordneten Rechner
erfolgt.
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Bei den zugeordneten Rechnern kann
es sich um beliebige Rechner handeln, die über das Netzwerk, beispielsweise
ein Krankenhaus- oder Praxis-Intranet oder das Internet, zu einem
bestimmten aktuellen Zeitpunkt, regelmäßig zu festgelegten Zeiten,
beispielsweise immer nachts, oder grundsätzlich für ausgelagerte Rechenaufträge zur Verfügung stehen.
Hierbei kann es sich insbesondere auch um Rechner handeln, welche
ebenfalls jeweils bestimmten bildgebenden Untersuchungssystemen zugeordnet
sind und in der Regel die Studien, die auf ihren „eigenen"
bildgebenden Untersuchungssystemen aufgenommen wurden, bearbeiten.
Sofern diese Rechner von dem ihnen zugeordneten bildgebenden Untersuchungssystem
keine Daten zu bearbeiten haben, stehen sie im Prinzip zur Bearbeitung
anderer Rechenaufträge
zur Verfügung.
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Sofern es sich bei dem Netzwerk um
ein größeres Netzwerk,
beispielsweise ein Intranet einer Praxiskette oder von miteinander
verbundenen Kliniken oder um das Internet handelt, ist es auch möglich, dass
sich die unterschiedlichen Praxen bzw. Kliniken, welche an das Netz
angeschlossen sind, gegenseitig Rechenkapazitäten zur Verfügung stellen, die
aktuell nicht benötigt
werden.
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Die nebengeordneten Ansprüche enthalten jeweils
besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.
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Der Prioritätscode der Studie kann beispielsweise
bereits beim Einchecken eines Patienten für eine Untersuchung vom Untersuchungspersonal
eingegeben werden. Hierzu müssen
die Prioritätszuordnungsmittel
eine Benutzerschnittstelle zur Eingabe eines Prioritätscodes
für eine
bestimmte Studie bzw. für
eine aus mehreren Studien bestehende, komplette Untersuchung aufweisen,
so dass dieser Prioritätscode
dann den einzelnen Studien zugeordnet wird.
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Bei einem alternativen bevorzugten
Ausführungsbeispiel
werden die Prioritätscodes
automatisch in Abhängigkeit
von der Studie zugeordnet. Hierzu können die Prioritätszuordnungsmittel
beispielsweise einen Speicher mit einer Liste von Studienarten aufweisen,
denen jeweils ein Prioritätscode zugeordnet
ist. Der Begriff „Studienart"
ist hier so zu verstehen, dass damit festgelegt wird, für welchen Zweck
die Studie erfolgt, d. h. die Priorität wird in diesem Fall durch
die Fragestellung der Untersuchung bestimmt. So ist beispielsweise
in der Regel davon auszugehen, dass bei Untersuchungen wegen Herzinfarkt-
oder Schlaganfallverdacht oder ähnlichen akuten
Problemen eine sehr hohe Priorität
gegeben wird, da hierbei sofort eine Bearbeitung der Studie erfolgen
muss. Wiederholungsuntersuchungen zur Bestätigung von früheren Untersuchungen
oder zur Nachkontrolle bei Tumorpatienten etc. sollten dagegen eine
mittlere Priorität
aufweisen, so dass die Ergebnisse innerhalb weniger Tage zur Verfügung stehen.
Reine Vorsorgeuntersuchungen bei nichtsymptomatischen Patienten
können
dagegen mit einer niedrigen Priorität bearbeitet werden, da hier
in der Regel die Zeit bis zur Erstellung des Befunds nach der Untersuchung
regelmäßig unkritisch
ist.
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Bei einem besonders bevorzugten Verfahren erfolgt
zunächst
eine automatische Vor-Auswertung zumindest eines Teils der Studie,
z. B. eines Teils der Bilder oder eines einzelnen Übersichtsbildes
wie beispielsweise eines Tomogramms bei einer CT-Untersuchung. In
Abhängigkeit
von dabei ermittelten Vor-Auswertungsdaten der Studie wird dann
ein Prioritätscode zugeordnet.
Eine solche Vor-Auswertung kann auch erfolgen, wenn vorher bereits
ein Prioritätscode
zugeordnet wurde. Es wird dann entsprechend ein neuer Prioritätscode zugeordnet,
sofern dies aufgrund der ermittelten Vor-Auswertungsdaten notwendig
ist. Ein Beispiel hierfür
ist eine sehr kurze, nur wenige Rechenzeit benötigende Vor-Auswertung von
reinen Vorsorgestudien, um festzustellen, ob gegebenenfalls in dem
ausgewerteten Teil der Studie ein Hinweis auf eine Anomalie zu finden
ist. Nur wenn solche Anomalien innerhalb des vorausgewerteten Materials
sich andeuten, wird die Studie mit einer höheren Priorität versehen
und dementsprechend schneller vollständig bearbeitet. Bei der Vor-Auswertung
kann beispielsweise eine Analyse des betreffenden Bildes bzw. der
Bildserie hinsichtlich bestimmter Merkmale und/oder der Überschreitung
bestimmter festgelegter Grenzwerte erfolgen, z. B. einem maximalen
Grauwert innerhalb bzw. in einem bestimmten Bereich des Bildes,
was auf pathologische Veränderungen
hinweisen könnte.
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Hierzu ist es erforderlich, dass
das Rechnersystem – vorzugsweise
der erste Rechner, welcher dem bildgebenden Untersuchungssystem
zugeordnet ist – eine
Vor-Auswertungseinrichtung aufweist, die zunächst die automatische Vor-Auswertung
zumindest eines Teils der Studie durchführt und die dabei ermittelten
Vor-Auswertungsdaten an die Prioritätszuordnungsmittel übermittelt.
Die Prioritätszuordnungsmittel
müssen
dabei derart ausgebildet sein, dass sie in Abhängigkeit von den Vor-Auswertungsdaten
der betreffenden Studie einen Prioritätscode zuordnen bzw., wenn
bereits ein Prioritätscode
vergeben war, neu zuordnen, sofern dies erforderlich ist. Diese
Vor-Auswertungseinrichtung
umfasst vorzugsweise eine entsprechende Bildverarbeitungseinheit zur
Durchführung
einer Merkmalsanalyse.
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Um die Verfügbarkeit der zugeordneten Rechner
zu prüfen,
wird vorzugsweise in regelmäßigen Zeitabständen die
Belastung der Prozessoren bzw. der CPUs der zugeordneten weiteren
Rechner abgefragt. Dabei kann beispielsweise nach Belastungen von
unter 10 %, unter 50 % und über
50 % klassifiziert werden. Sofern die Belastung unter 10 % liegt,
wird dies als Standby-Modus
des betreffenden Rechners gewertet. Eine Belastung unter 50 % wird als
gering und eine Belastung von über
50 % als hoch angesehen. Es werden dann Studien vorteilhafterweise
nur an un- bzw. geringbelastete Rechner versendet, wobei vorrangig
unbelastete Rechner genutzt werden.
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Vorzugsweise werden die ausgelagerten
Arbeitsaufträge
auf den jeweiligen Rechnern dann mit niedriger absoluter Priorität bearbeitet,
so dass sichergestellt ist, dass keine Behinderung eventuell anfallender
lokaler Arbeitsprozesse auftritt.
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Um das Netzwerk nicht durch unnötigen Datenversand
zu stark zu belasten, wird vorzugsweise in regelmäßigen zeitlichen
Abständen
und/oder vor einer Versendung einer Studie eine Auslastung des Netzwerks
gemessen. Es erfolgt nur dann eine Versendung der Studie an den
zugeordneten Rechner, wenn die Netzauslastung einen vorgegebenen Schwellwert
nicht überschreitet.
Hierzu muss das Rechnersystem entsprechende Mittel zur Messung der
Auslastung des Netzwerks aufweisen.
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Vorzugsweise weist das Rechnersystem
einen zentralen Rechner auf, welcher die Bearbeitungsauftragsliste
kontrolliert sowie die Verfügbarkeit der
zugeordneten Rechner und gegebenenfalls die Auslastung des Netzwerks
prüft und
der die Übermittlung
einer zwischengespeicherten Studie an einen verfügbaren Rechner veranlasst.
Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Verteilung der Aufgaben
auf die zur Verfügung
stehenden Rechenkapazitäten möglichst
koordiniert abläuft.
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Darüber hinaus ist es aber auch
möglich, dass
sich die einzelnen, den verschiedenen bildgebenden Untersuchungssystemen
zugeordneten Rechner untereinander verständigen und gegenseitig Rechenzeiten „ausleihen",
sofern ihre Kapazitäten nicht
voll ausgelastet sind. Auch in diesem Fall sollte aber vor zugsweise
einer der Rechner die Kontrolle über
die Bearbeitungsauftragsliste übernehmen
und so für
eine Koordinierung sorgen.
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Sinnvollerweise werden dabei zusammenhängende Studien,
auch gemeinsam, vorzugsweise auf dem gleichen Rechner zur gleichen
Zeit bzw. nacheinander, mit der gleichen Priorität bearbeitet. Hierzu zählen beispielsweise
Studien, die zu einer Untersuchung oder gegebenenfalls auch zu verschiedenen
Untersuchungen desselben Patienten gehören oder die als Vergleichsuntersuchungen
z. B. für
Medikamentenstudien zusammengehören.
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Die Erfindung wird im Folgenden unter
Hinweis auf die beigefügten
Figuren anhand eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Aus
dem beschriebenen Beispiel sowie den Zeichnungen ergeben sich weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung. Es zeigen:
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1 eine
Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Rechnersystems,
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2 ein
Flussdiagramm für
einen möglichen
Verfahrensablauf von der Patientenaufnahme bis zur Bearbeitung einer
Studie gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren.
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Das in 1 dargestellte
Rechnersystem umfasst insgesamt vier bildgebende Untersuchungssysteme 11, 12, 13, 14,
im Folgenden auch Modalitäten
genannt, welche jeweils mit einem zugeordneten Rechner 1, 2, 3, 4 direkt
verbunden sind. Diese Rechner 1, 2, 3, 4 dienen
zur Ansteuerung der jeweiligen Modalität 11, 12, 13, 14 und
zur Bearbeitung, insbesondere zur Auswertung bzw. Befundung, der
von den Modalitäten 11, 12, 13, 14 erzeugten
Studien. Die einzelnen Rechner 1, 2, 3, 4 der
Modalitäten 11, 12, 13, 14 sind
jeweils über
ein Netzwerk 10, beispielsweise ein Bus-System, untereinander
verbunden.
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An das Netzwerk 10 ist außerdem ein
Speicher 6 zur Speicherung und Archivierung der Studien angeschlossen.
Weiterhin ist am Netzwerk 10 ein Zentralrechner 5 angeschlossen,
der als Netzwerkserver dient und der ebenfalls Rechenkapazitäten zur
Bearbeitung von Studien zur Verfügung
stellt. Dieser Zentralrechner 5 dient hier auch zur Verwaltung
des Speichers 6.
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Im Übrigen sind an das Netzwerk 10 Bildschirmarbeitsplätze 7, 8 angeschlossen,
beispielsweise in Form von PCs oder Workstations, welche ebenfalls
eine Bearbeitung von Bilddaten, insbesondere auch eine Sichtung
oder eine Befundung durch Bedienpersonal erlauben, und welche hier
beispielsweise auch zum Einchecken eines Patienten vor einer Untersuchung
verwendet werden können.
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Die Patientendaten, die an einem
solchen Bildschirmarbeitsplatz 7, 8 eingegeben
werden, werden über
das Netzwerk 10 zu dem Rechner 1, 2, 3, 4 übermittelt,
welcher für
die Modalität 11, 12, 13, 14 zuständig ist,
an dem der jeweilige Patient untersucht werden soll. Außerdem werden
die Daten gegebenenfalls auch an den Netzwerkserver 5 übergeben und
im Speicher 6 des Systems hinterlegt.
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Schließlich ist an dem Netzwerk 10 ein
Drucker 9 zum Ausdrucken von Patientendaten sowie von Untersuchungsergebnissen,
wie z. B. Bildern oder Befunden, angeschlossen.
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Es wird an dieser Stelle ausdrücklich darauf hingewiesen,
dass es sich bei dem dargestellten Netzwerk 10 lediglich
um ein Ausführungsbeispiel handelt
und dass ein Netzwerk zur Durchführung
der erfindungsgemäßen Verfahren
auch eine vollständig andere
Architektur aufweisen kann. Beispielsweise können mehrere Modalitäten einem
gemeinsamen Rechner zugeordnet sein. Ebenso können die Modalitäten auch
direkt an das Netzwerk angeschlossen sein und über das Netzwerk mit dem jeweils
zugeordneten Rechner kommunizieren. Des Weiteren ist es auch möglich, dass
eine einzelne Modalität
direkt mehreren Rechnern zugeordnet ist, die speziell zur Bearbeitung
der Daten dieser Modalität
vorgesehen sind. Es ist außerdem
klar, dass an das Netzwerk auch erheblich mehr oder weniger Modalitäten angeschlossen
sein können.
Ebenso können
auch mehrere unterschiedliche Speichereinrichtungen sowie mehrere
Großrechner
und auch eine höhere
Anzahl von Bildarbeitsplätzen
und Druckern am Netzwerk angeschlossen sein. Insbesondere ist es
auch möglich,
dass das Netzwerk über
eine entsprechende Schnittstelle an ein größeres Netz, beispielsweise das
Internet, angeschlossen ist, und so wiederum mit weiteren Rechnern
oder lokalen Netzwerken verbunden ist.
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Zur Übermittlung der Bilder und
der administrativen Daten zur Untersuchung der Patienten können im Übrigen alle
für radiologische
Informationssysteme (RIS) oder für
Bildinformationssysteme (PACS, Picture Archieving and Communication
System) geeignete Standards verwendet werden, wie beispielsweise
die in radiologischen Informationssystemen häufig verwendeten Standards
OSI, TCP/IP, DICOM und IPI.
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Die Aufgaben der einzelnen Komponenten des
Systems werden im Folgenden anhand des Flussdiagramms gemäß 2 an einem Ausführungsbeispiel
erläutert.
In diesem Flussdiagramm ist der Verfahrensablauf vom Einchecken
des Patienten bis zur Bearbeitung einer bei einer Untersuchung des Patienten
erzeugten Studie dargestellt, wobei es sich hierbei um einen Verfahrensablauf
handelt, der auf verschiedenen am Netzwerk 10 angeschlossenen Komponenten
durchgeführt
wird.
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Das Verfahren beginnt im Verfahrensschritt
I mit dem Einchecken des Patienten, beispielsweise an einem der
Bildschirmarbeitsplätze 8.
An diesem Bildschirmarbeitsplatz 8 werden die persönlichen
Daten des Patienten aufgenommen und es wird spezifiziert, welche
Untersuchung durchgeführt
werden soll, beispielsweise eine akute Untersuchung, eine Nachfolgeuntersuchung
oder eine Vorsorgeuntersuchung. Diese Daten werden dann an einen
Rechner 1 übermittelt,
der derjenigen Modalität 11 zugeordnet
ist, die für
die Untersuchung vorgesehen und gebucht ist. Gleichzeitig erhält der Patient
die Anweisung, sich an dieser Modalität 11, hier einem Kernspintomographen,
einzufinden, worauf sich der Patient dorthin begibt.
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Neben den üblichen Aufgaben, die dann
auf dem zugeordneten ersten Rechner 1 der Modalität 11 vor
einer Untersuchung erledigt werden, wird unter anderem hier ein
Prioritätscode
P festgelegt. Dies kann entweder durch Eingabe durch das Personal mittels
der Benutzerschnittstelle des ersten Rechners 1, bestehend
aus einer Tastatur 16 und einem Bildschirm 17,
erfolgen. Vorzugsweise erfolgt die Festlegung des Prioritätscodes
P aber bereits automatisch in einem Prioritätszuordnungsmodul 18,
welches in Form von Software auf dem betreffenden Rechner 1 realisiert
ist.
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Dieses Prioritätszuordnungsmodul 18 enthält einer
Studienartliste SL, in welcher für
verschiedene Studienarten SA (bzw. Untersuchungsarten) verschiedene
Prioritätscodes
P festgelegt sind. So erhalten reine Vorsorgeuntersuchungen von
nichtsymptomatischen Patienten hier den Prioritätscode „4", Untersuchungen von Medikamentenstudien
einen Prioritätscode „3", Nachfolgeuntersuchungen
zur Kontrolle von Tumorpatienten den Prioritätscode „2" und sonstige Arten von
Studien den Prioritätscode „1". Dabei
steht „1"
hier für
die höchste
Priorität,
die eine sofortige Bearbeitung der Studien verlangt. Hierunter fallen
somit alle akuten Untersuchungen, die nicht explizit in der Studienartliste
SL bezeichnet sind. Die Studienartliste SL enthält insoweit lediglich eine
Ausschlussliste von den Untersuchungen, für die in der Regel zunächst keine
sofortige Bearbeitung der bei der Untersuchung erzeugten Studien
notwendig ist.
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Das Prioritätszuordnungsmodul 18 stellt dann
automatisch fest, um welche Art von Studie es sich handelt, und
ordnet dementsprechend den Prioritätscode P zu. Alternativ ist
es auch möglich,
dass die Prioritätszuordnung
entweder manuell oder automatisch anhand der Studienart bereits
am Bildschirmarbeitsplatz 8, an dem das Einchecken des
Patienten erfolgte, durchgeführt
wird.
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Nachdem der Prioritätscode im
Verfahrensschritt II festgelegt ist, erfolgt dann im Verfahrensschritt
III die Untersuchung.
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Anschließend wird in Verfahrensschritt
IV geprüft,
ob ein Prioritätscode
P vorliegt, der eine sofortige Bearbeitung der Studie erfordert,
hier ein Prioritätscode „1". Ist
dies der Fall, so wird in den Verfahrensschritten V und VI sofort
die Studie bearbeitet, wobei im Verfahrensschritt V zunächst eine
Befundung stattfindet und im Verfahrensschritt VI der Befund ausgegeben
und/oder gespeichert wird. Die Speicherung des Befunds erfolgt vorzugsweise
gemeinsam mit den zugehörigen
administrativen Daten und den bei der Studie erzeugten Bilddaten
des Patienten innerhalb des Speichers 6. Die Ausgabe des Befunds
kann beispielsweise am Bildschirm 17 des Rechners 1 und/oder über den
Drucker 9 erfolgen. Anschließend wird im Verfahrensschritt
VII der Vorgang beendet.
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Wird dagegen im Verfahrensschritt
IV festgestellt, dass der Prioritätscode P im vorliegenden Fall nicht „1" ist,
d. h. keine sofortige Bearbeitung notwendig ist, so wird die Studie
im Verfahrensschritt VIII an den Zentralrechner 5 übergeben,
welcher im darauffolgenden Verfahrensschritt VIV zunächst für eine Zwischenspeicherung
der Studie im Speicher 6 sorgt. Außerdem wird im Verfahrensschritt
X eine Kennung K, mit der die Studie eindeutig identifizierbar ist,
in eine Bearbeitungsauftragsliste BL eingetragen.
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Bei einem in 2 nicht dargestellten alternativen Ausführungsbeispiel
wird zunächst
auch für bestimmte
Studien niedriger Priorität,
z. B. reinen Vorsorgestudien, in einem in Form von Software auf dem
ersten Rechner 1 realisierten Vor-Auswertungsmodul 19 eine relativ
kurze, nur wenige Rechenzeit benötigende
Vor-Auswertung durchgeführt,
um festzustellen, ob gegebenenfalls in dem ausgewerteten Teil der
Studie ein Hinweis auf eine Anomalie zu finden ist. Wenn sich solche
Anomalien innerhalb des vor-ausgewerteten Materials andeuten, wird
die Studie nachträglich
mit einem Prioritätscode
von „1"
versehen und dementsprechend sofort vollständig bearbeitet.
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Die zwischengespeicherten Studien,
deren Kennung K in der Bearbeitungsauftragsliste BL gespeichert
sind, werden dann wie folgt bearbeitet:
Der zentrale Rechner 5 prüft im Verfahrensschritt
XI regelmäßig, ob
ein anstehender Auftrag in der Bearbeitungsauftragsliste BL vorhanden
ist.
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Ist dies der Fall, so wird im Verfahrensschritt XII
geprüft,
ob ein Rechner verfügbar
ist und ob das Netz 10 nicht überlastet ist. Zur Prüfung der
Verfügbarkeit
fragt der zentrale Rechner 5 in regelmäßigen Zeitabständen die
Belastung der CPUs aller zugeordneten Rechner 2, 3, 4 ab,
welche zu einer Bearbeitung von Studien zur Verfügung stehen. Dabei kann er
zusätzlich
auch den ersten Rechner 1, von dem hier der betreffende
Auftrag ursprünglich kommt,
berücksichtigen
und auch diesem, sofern er zu einem späteren Zeitpunkt nicht ausgelastet
ist, einen Arbeitsauftrag zuweisen. Ebenso ist vorzugsweise der
Zentralrechner 5 mit Mitteln ausgestattet, um Studien automatisch
zu bearbeiten. Das heißt,
er kann auch selbst in der Bearbeitungsauftragsliste anstehende
Studien bearbeiten, sofern er nicht zu stark belastet ist.
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Die Belastung der Rechner wird dabei
in drei Kategorien klassifiziert. Unter 10 % Auslastung wird davon
ausgegangen, dass der jeweilige Rechner unbelastet ist und sich
z. B. in einem Standby-Modus befindet. Bei unter 50 % Auslastung
wird von einer geringen Belastung und bei über 50 Auslastung % von einer
hohen Belastung ausgegangen.
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Die Prüfung der Verfügbarkeit
und die Kontrolle der Bearbeitungsauftragsliste BL erfolgt mit Hilfe
eines Auftragskontrollmoduls 15, welches in Form geeigneter
Software auf dem zentralen Rechner 5 implementiert ist.
Die Rechner, die prinzipiell für
eine Bearbeitung von Studien zur Verfügung stehen können, d.
h. die zugeordneten Rechner, sind dem zentralen Rechner 5 in
einer Rechnerliste RL vorgegeben. Sofern das Netzwerk erweitert
wird, ist es lediglich notwendig, diesen neuen hinzukommenden Rechner
in der Rechnerliste RL einzutragen.
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Die Netzauslastung, d. h. die Performance des
Netzwerks 10, kann beispielsweise in relativ einfacher
Weise dadurch geprüft
werden, dass der zentrale Rechner 5 ein Prüfsignal
an eine am Netzwerk 10 angeschlossene, weitere Rechnerkomponente übersendet,
die dieses Prüfsignal
beantwortet. Wird dabei dafür
gesorgt, dass die Reaktionszeit der antwortenden Rechnerkomponente
selbst relativ gering ist, so hängt
die Zeit bis zum Erhalt des Antwortsignals am zentralen Rechner 5 in
erster Linie nur von der Auslastung des Netzes 10 ab. Von
daher wird vorzugsweise das zu beantwortende Prüfsignal an eine nur wenig belastete
Komponente geschickt, beispielsweise an den Drucker 9.
Ein typisches Beispiel für
eine Versendung eines zu beantwortenden Signals ist die sogenannte „Ping"-Funktion
in einem Unix-Netz. Liegt die gemessene Beantwortungszeit oberhalb
eines gewissen Schwellwerts, so wird davon ausgegangen, dass das
Netzwerk 10 überlastet ist,
und es werden keinerlei Studien vom Speicher 6 an die zugeordneten
Rechner zur Bearbeitung übergeben.
Diese Prüfung
der Netzperformance kann in regelmäßigen zeitlichen Abständen – auch nahezu permanent – oder jedes
Mal dann erfolgen, wenn eine Versendung von umfangreichen Studiendaten beabsichtigt
ist. Auf dem zentralen Rechner 5 ist hierzu ein Netzauslastungstestmodul 20 in
Form von geeigneter Software implementiert, welches mit dem Auftragskontrollmodul 15 zusammenarbeitet.
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Sofern sich im Verfahrensschritt
XII gemäß 2 herausstellt, dass ein
Rechner verfügbar
ist und das Netz nicht überlastet
ist, wird im Verfahrensschritt XIII eine Studie aus dem Zwischenspeicher 6 an
den betreffenden Rechner, hier einen einer anderen Modalität 12 zugeordneten
Rechner 2, übersendet.
Dieser führt
dann im Verfahrensschritt XIV die automatische Befundung durch.
Im Verfahrensschritt XV wird der Befund wieder beispielsweise am
Drucker 9 ausgegeben und im Speicher 6 gespeichert. Anschließend wird
im Verfahrensschritt XIV die Bearbeitung beendet, und der betreffende
Rechner 2 steht gegebenenfalls erneut zur Übernahme
weiterer Arbeitsaufträge
durch den zentralen Rechner 5 zur Verfügung.
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Der von dem zentralen Rechner 5 zugewiesene
Arbeitsauftrag wird auf dem betreffenden Rechner 2 nur
mit einer relativ niedrigen absoluten Priorität bearbeitet, so dass für eine Bearbeitung
von aktuell von der eigenen Modalität 12 kommenden Aufträgen keine
zeitlichen Nachteile entstehen.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden
die Rechenkapazitäten
des gesamten Rechnersystems optimal genutzt, ohne dass es bei Anwendungen,
welche eine schnelle Antwortzeit erfordern, zu Verzögerungen
kommen kann. Auf diese Weise können
die Kosten, insbesondere für
solche Untersuchungen, welche nicht zeitkritisch sind, wie beispielsweise
reine Vorsorgeuntersuchungen, gesenkt werden, so dass diese letztlich
als Vorsorgeuntersuchung in größerem Umfang
auch bei nichtsymptomatischen Personen finanzierbar sind. Die Erfindung
ist im Übrigen
aber nicht auf eine Verwendung im medizinischen Bereich beschränkt, sondern
kann auch in anderen Bereichen eingesetzt werden, in denen eine
automatische Bearbeitung von Studien bildgebender Untersuchungssysteme
gefragt ist, wie z.B. bei Materialprüfungseinrichtungen.