DE4203447A1 - Verfahren und vorrichtung zur digitalisierung von analogen roentgenbildern in der roentgendiagnostik - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Digitalisierung von analogen Rönt­ genbildern in der Röntgendiagnostik, bei dem das als Vorlage dienende analoge Röntgenbild optisch abgetastet und die so gewonnenen Intensitäts- Analogwerte in Digitalwerte transformiert werden. - Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Bei diagnostischen Fragestellungen in der Medizin werden heutzutage noch die meisten Röntgenbilder konventionell erstellt. Durch eine Hintergrund­ belichtung mittels eines Leuchtkastens kann dann der Arzt das ihm vorlie­ gende Röntgenbild betrachten und seine Diagnose stellen. In zunehmendem Maße kommt jedoch ein digitales Verfahren mit einer sekundären Röntgen­ bilddigitalisierung zur Anwendung. Dies bedeutet, daß die herkömmliche, analoge Röntgenbildvorlage mittels eines Scanners optisch abgetastet und die analogen Intensitätswerte in entsprechende Digitalwerte transformiert und auf einem entsprechenden Speichermedium abgespeichert werden. Das vormals analoge Röntgenbild liegt somit in digitalisierter Form vor und kann mittels moderner Mikroprozessortechnik bearbeitet und dabei insbe­ sondere auch auf einem Bildschirm wiedergegeben werden, so daß der Arzt auf diese Weise die Diagnose vornehmen kann.

Die diagnostische Leistungsfähigkeit hängt bei Röntgenbildern neben ande­ ren Faktoren entscheidend von der Strahlendosis ab, mit der der Röntgen­ film belichtet wird. Ist die Bestrahlungszeit zu lang, so ist der Röntgenfilm überbelichtet und die Konturen auf dem Röntgenbild erscheinen zu dunkel. Umgekehrt, ist die Bestrahlungszeit zu kurz, so ist der Röntgenfilm unter­ belichtet und das Röntgenbild ist zu hell dargestellt, so daß entsprechend die Konturen zu hell erscheinen. In beiden Fällen ist die diagnostische Leistungsfähigkeit nicht optimal, so daß der Arzt unter Umständen die ge­ wünschte Information aus dem Röntgenbild nicht herauslesen kann. Ziel muß es somit sein, die diagnostische Leistungsfähigkeit so hoch wie möglich zu setzen, dabei aber die Strahlenbelastung des Patienten möglichst gering zu halten. Zur Erzielung einer optimalen diagnostischen Leistungsfähigkeit ist also eine bestimmte Strahlendosis notwendig. Daran gekoppelt ist eine bestimmte Strahlenbelastung für den Patienten. Zur Optimierung wurden bei konventionellen Röntgenfilmen Richtlinien ermittelt, die die Strahlenex­ positionszeit festlegen, so daß man mit diesen Normen eine Ideale Belich­ tung des Röntgenfilms mit einer bestmöglichen diagnostischen Leistungsfä­ higkeit erhält.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Bereitstellung von Röntgenbildern in der Rönt­ gendiagnostik bei zumindest gleichbleibender Bildqualität unter Reduzie­ rung der Strahlenbelastung für den Patienten zu schaffen; weiterhin soll eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens geschaffen werden.

Als technische Lösung wird mit der Erfindung verfahrensmäßig vor­ geschlagen, daß ein analoges Röntgenbild verwendet wird, welches durch Strahlendosisreduktion unterbelichtet ist.

Ein nach dieser technischen Lehre ausgebildetes Verfahren zur Bereitstel­ lung von Röntgenbildern in der Röntgendiagnostik hat in völlig überra­ schender Weise den Vorteil, daß trotz einer Strahlendosisreduktion und so­ mit einer verminderten Strahlenbelastung für den Patienten in paradoxer Weise ein besseres digitalisiertes Röntgenbild auf dem Bildschirm wiederge­ geben wird bzw. werden kann, als dies mit nach dem bisherigen Verständ­ nis optimal belichteten Röntgenfilmen möglich war. Für die Digitalisierung des analogen Röntgenbildes wird dabei von einem Röntgenbild ausgegangen, welches bewußt unterbelichtet, also zu hell ist. Beurteilungskriterium, daß die analoge Röntgenbildvorlage unterbelichtet ist, ist eine Abweichung zu einem helleren Röntgenbild hin, und zwar ausgehend von einem optimal be­ lichteten analogen Röntgenbild für eine konventionelle Diagnose unter Zu­ hilfenahme eines Leuchtkastens zur Erzielung einer optimalen diagnosti­ schen Leistungsfähigkeit. Eine Unterbelichtung ist somit dann gegeben, wenn die von den Richtlinien angegebene Strahlendosis bzw. Strahlenex­ positionszeit zur Optimierung eines konventionellen Röntgenbildes unter­ schritten wird. Es hat sich somit gezeigt, daß trotz einer intensitätsschwä­ cheren und damit helleren Röntgenbildvorlage durch die Digitalisierung auf dem Bildschirm ein Röntgenbild erhalten werden kann, das in seiner Quali­ tät besser ist, als wenn der Röntgenfilm "optimal" belichtet worden wäre. Durch eine entsprechende Anpassung der Gradationsstufen an die Hellig­ keitskontraste im Röntgenbild kann diese Optimierung des auf dem Bild­ schirm wiedergegebenen, digitalisierten Röntgenbildes erzielt werden.

Vorzugsweise beträgt die Unterbelichtung ungefähr 30 bis 60%. Die Größe der Unterbelichtung hängt von den aufzunehmenden Bereichen ab. Größen­ ordungsmäßig kann aber gesagt werden, daß man mit ungefähr der Hälfte der bisher sonst üblichen Strahlendosis auskommt, um damit noch bessere Röntgenbilder zu erhalten. Entsprechend ist die Strahlenbelastung für den Patienten auf die Hälfte gesenkt. Selbstverständlich ist es in bestimmten Fällen denkbar, daß die Unterbelichtung außerhalb des angegebenen Berei­ ches liegt.

Ausgehend von einer Vorrichtung mit einer Einrichtung, welche das als Vorlage dienende analoge Röntgenbild unter optischer Abtastung digital aufzeichnet und speichert sowie gegebenenfalls auf einem Bildschirm sicht­ bar macht, wird zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vor­ geschlagen, daß die Einrichtung eine Basiseinrichtung ist, der mit dieser sowie gegebenenfalls untereinander logistisch verknüpfte, modulartige Zu­ satzeinrichtungen zur weiteren Bearbeitung der digitalisierten Bilder zu­ geordnet sind.

Dieses System läßt sich auf der Basis der modernen Mikroprozessortechnik problemlos realisieren und eröffnet die Möglichkeit, ausgehend von einer unterbelichteten analogen Röntgenbildvorlage Röntgenbilder in effektiver Weise digital zu verarbeiten, um trotz Strahlenreduzierung zu einem opti­ malen Röntgenbild zu gelangen, wobei die "Verarbeitung" im weitesten Sin­ ne zu verstehen ist. Das erfindungsgemäße System kann somit selbst in einer kleinen Arztpraxis sinnvoll eingesetzt werden, da das Modulsystem ein für die jeweiligen Bedürfnisse komplettes System ermöglicht, da der Anwender die Möglichkeit hat, die einzelnen Komponenten des Systems mit den modulartigen Zusatzeinrichtungen individuell nach seinen Bedürfnissen auszuwählen. Alle Komponenten können dabei in bestehende Systeme inte­ griert werden, so daß eine Flexibilität in hohem Maß gegeben ist. Ein wichtiger Aspekt hierbei ist, daß die Einrichtungen zwar räumlich vonein­ ander getrennt sind, daß sie aber logistisch miteinander verknüpft sind. Darüber hinaus bietet die Mikroprozessortechnik eine Reihe weiterer Vor­ teile, wie beispielsweise Netzwerkfähigkeit, Vielfalt erhältlicher Software, modularer Aufbau etc.

In einer bevorzugten Weiterbildung wird vorgeschlagen, daß die logistische Verknüpfung der modulartigen Zusatzeinrichtungen mit der Basiseinrich­ tung sowie gegebenenfalls untereinander durch ein separates Transferme­ dium erfolgt, welches in der Basiseinrichtung mit dem digitalisierten Bild bespielbar sowie in die entsprechenden Zusatzeinrichtungen für die weitere Bearbeitung einsetzbar ist. Durch dieses portable Bildtransfermedium ist eine preiswerte Möglichkeit der Kommunikation ohne komplexe Netzwerkver­ waltung ermöglicht. Vorzugsweise erfolgt dabei die Basisabspeicherung da­ bei in der Basiseinrichtung des Systems beispielsweise auf einer optischen Platte, von wo aus dann eine Datenkopie auf das Transfermedium erfolgt. Anschließend ist eine gemeinsame Versendung von Bild sowie gegebenenfalls Text und Ton problemlos möglich.

Vorzugsweise ist das Transfermedium eine Wechselfestplatte. Durch eine derartige Bildkassette lassen sich eine Vielzahl von digitalisierten Röntgen­ bildern eventuell mit Text und Ton speichern.

Alternativ zu dem separaten Speichermedium wird in einer Weiterbildung vorgeschlagen, daß die logistische Verknüpfung der modulartigen Zusatz­ einrichtungen mit der Basiseinrichtung sowie gegebenenfalls untereinander über ein Leitungssystem, insbesondere über ein bestehendes Telefonsystem erfolgt. Auch dadurch ist eine einfache Möglichkeit geschaffen, damit die Einrichtungen des Systems untereinander kommunizieren können, ohne daß ein spezielles Netzwerk installiert werden muß.

Eine weitere bevorzugte Weiterbildung schlägt vor, daß zum Speichern so­ wie automatischen Sichern der digitalisierten Daten des Bildes gleichzeitig eine bedienerspezifische Codierung für den Datenschutz vorgesehen ist. Den Auflagen des Datenschutzes wird somit durch die bedienerspezifische Codierung entsprochen, und zwar bei allen Systemkomponenten. Da die Si­ cherung gleichzeitig während der Abspeicherung in der Basiseinheit er­ folgt, muß bei Betätigen der Zusatzeinrichtungen jeweils eine entsprechen­ de Berechtigung vorgeschaltet werden, bevor die Daten zugänglich gemacht werden. Dies beruht auf der Idee des device-sharing: Mehrere Ärzte kön­ nen eine Basiseinrichtung gemeinsam nutzen, ohne daß Verwechslungen von patientenspezifischen Daten oder arztspezifischen Datenspeicher vorkommen können.

Vorzugsweise ist für die Codierung eine separate Code-Karte vorgesehen. Dies stellt eine einfache Möglichkeit dar, um die jeweilige Einrichtung für den jeweils richtigen Bediener zugänglich zu machen.

Eine weitere bevorzugte Weiterbildung schlägt vor, daß die Abtasteinrich­ tung für die optische Abtastung für die Bildvorlage durch einen CCD-Zei­ lensensor erfolgt. Dieser CCD-Zeilensensor (Charge-Coupled-Device) arbeitet auf der Basis des Photoeffektes, indem die durch Ionisierung erzeugte La­ dung ausgelesen wird.

Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Abtasteinrichtung für die opti­ sche Abtastung der Bildvorlage schlägt vor, daß diese derart mit Abstand oberhalb eines Leuchtkastens zur Ausleuchtung der Bildvorlage angeordnet ist, daß die Bildvorlage sichtbar ist. Die Anordnung ist somit ähnlich der eines Overhead-Projektors, wobei der Leuchtkasten gleichzeitig derart nutzbar ist, daß die Bildvorlage, beispielsweise das Röntgenbild, ohne wei­ teres betrachtet werden kann, ohne auf die digitale Wiedergabe auf dem Bildschirm angewiesen zu sein.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Basiseinrichtung schlägt vor, daß diese eine Einrichtung zur Optimierung des Bildes während des Prozesses der Digitalisierung in Abhängigkeit von dem Bildmotiv aufweist. Die Optimierung des Röntgenbildes hinsichtlich verschiedener Gradationskurven sowie Histo­ grammausgleich hängt von der jeweiligen medizinischen Fragestellung ab, beispielsweise ob eine Diagnose anhand einer Beckenaufnahme oder anhand einer Thoraxaufnahme vorgenommen werden soll.

Die Optimierung erfolgt dabei vorzugsweise mittels eines Prescans und an­ schließender Bearbeitung der eingescannten Daten.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Basiseinrichtung schlägt vor, daß nach der Digitalisierung automatisch eine Filterung mit optimalen Fil­ terparametern durchführbar ist. Diese Kantenanhebung nach dem Einscan­ nen erfolgt in Abhängigkeit von der diagnostischen Fragestellung. Dem Arzt liegt somit automatisch neben der Originalaufnahme gleichzeitig ein auf die optimalen Filterparameter eingestelltes Bild vor.

Ein Problem bei der Digitalisierung von Bildern stellt die Rauschunterdrüc­ kung dar. Der Hintergrund dieses Effektes ist die Tatsache, daß zur Film­ digitalisierung neben dem bereits erwähnten CCD-Zeilensensor noch ein so­ genannter Analog-Digital-Wandler entscheidend ist. Die derzeit benützten 10 bit A-D-Wandler ermöglichen aufgrund ihrer Speichertiefe 1024 verschiede­ ne Graustufen. Aufgrund von Rauscheffekten bei der Messung kann dieser Bereich jedoch nicht signifikant ausgeschöpft werden, sondern wird durch das Signal-Rausch-Verhältnis bestimmt, welches als dynamischer Bereich bezeichnet wird und bei etwa 500 liegt. Aus diesem Grunde wird in einer Weiterbildung zur Rauschunterdrückung des Bildes vorgeschlagen, daß vorzugsweise während des Scannings mehrere digitalisierte Meßpunkte zu einem Meßpunkt mittelbar sind. Um dies zu erreichen, kann die übliche Ma­ trixgröße von 2048·2048 Punkten auf 4096·4096 Punkte vervierfacht und anschließend je 4 Punkte zu einem gemittelt werden. Dies hat für die Rauschunterdrückung einen ähnlichen Effekt wie die Mittelung über 4 Mes­ sungen am selben Objekt. Dadurch ergibt sich dann ein dynamischer Be­ reich von ca. 900.

Weiterhin wird in einer Weiterbildung der Basiseinrichtung vorgeschlagen, daß diese eine Einrichtung zum Anlegen eines Bildarchivs mit Verwaltung aufweist. Ein derartiges Bildarchiv mit Patientenverzeichnis ermöglicht einen schnellen und unkomplizierten Zugriff zu den gespeicherten Bildern.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung schlägt eine erste modularti­ ge Zusatzeinrichtung zur speziellen Bearbeitung des digitalisierten Bildes, wie insbesondere Filterung, Kantenanhebung, Zoom, Fenstertechnik, Vermes­ sung, Kontrastoptimierung, farbige Darstellung des Kantenbildes mittels Farbcodierung vor. Diese Möglichkeiten für die digitale Bildbearbeitung er­ möglichen es dem Arzt, eine optimale Diagnose zu stellen. Dabei spielt die Falschfarbencodierung des digitalisierten Bildes eine bedeutende Rolle, wo­ bei insbesondere die farbige Darstellung des Kantenbildes mittels einer Farbcodierung die Diagnose erleichtert. Zur Betätigung des Zooms kann beispielsweise mittels einer Tastaturmaus ein steuerbares Fenster einen Ausschnitt selektieren, der dann vergrößert an der Seite des Bildes sicht­ bar ist.

Eine bevorzugte Weiterbildung dieser ersten modulartigen Zusatzeinrich­ tung schlägt vor, daß dieser eine Einrichtung zur Sprachaufzeichnung so­ wie Sprachspeicherung auf dem gleichen Medium wie für die Bildspeiche­ rung zugeordnet ist. Bild und Befund sind somit in einem Vorgang abge­ legt, indem der gesprochene Befund sofort digitalisiert und dem digitalen Bild hinzugefügt wird. Für die Sprachaufzeichnung kann dabei ein Mikro­ phon dienen, wie es bei Diktiergeräten eingesetzt wird.

In einer weiteren Weiterbildung der Erfindung wird eine zweite modulartige Zusatzeinrichtung zum Ausdruck des digitalisierten Bildes sowie gegebe­ nenfalls zur Niederlegung eines schriftlichen Kommentars zu dem Bild sowie gegebenenfalls zur Wiedergabe eines gesprochenen Kommentars zu dem Bild vorgeschlagen. Die Niederlegung eines schriftlichen Kommentars zu dem Bild kann über eine geeignete Textverarbeitung erfolgen. Somit ist ein ge­ meinsamer Ausdruck von Befund und Bild möglich, was eine wichtige logi­ stische Forderung erfüllt.

Eine Weiterbildung dieser zweiten modulartigen Zusatzeinrichtung schlägt vor, daß diese einen Speicher zur Archivierung von Bild und Text auf­ weist.

Eine weitere Weiterbildung der Erfindung schlägt eine dritte modulartige Zusatzeinrichtung zum internen oder externen Versenden oder Empfangen des digitalisierten Bildes sowie gegebenenfalls eines schriftlichen und/oder gesprochenen Kommentars zu dem Bild vor. Dadurch ist eine Gesamteinheit für Bild, Text und Ton geschaffen, welche universell an der jeweils gewün­ schten Stelle eingesetzt werden kann. Dies eröffnet für wissenschaftliche Diskussionen oder beratende Funktionen ganz neue Dimensionen. Man macht sich dabei den Umstand zunutze, daß die internationale Vernetzung für die elektronische Datenübertragung immer mehr an Bedeutung gewinnt. Dabei werden die Möglichkeiten des Datenaustausches durch das ISDN-Verteiler­ netz der Deutschen Bundespost erheblich gesteigert.

Eine Weiterbildung hiervon schlägt vor, daß zwischen der Sende- und der Empfangsstation ein Dialog möglich ist. Dies kann beispielsweise derart aussehen, daß von der Sendestation aus eine Markierung, beispielsweise ein Pfeil auf dem Bildschirm der Empfangsstation bewegbar ist, um auf be­ stimmte Stellen hinweisen zu können.

Eine vierte modulartige Zusatzeinrichtung wird für die Bildarchivierung vorgeschlagen. Dadurch werden die Archivierungsmöglichkeiten des Gesamt­ systems erweitert.

Weiterhin wird in einer fünften Zusatzeinrichtung eine Monitorwand für die Darstellung des digitalisierten Bildes vorgeschlagen. Diese eignet sich au­ ßerordentlich gut für Arztbesprechungen und Bildkonferenzen.

Eine weitere Weiterbildung des erfindungsgemäßen Systems schlägt vor, daß mehrere digitale Bilder gemeinsam auf einem Bildschirm mosaikartig darstellbar sind und daß aus diesen digitalen Bildern eines für eine Ver­ größerung auf dem Bildschirm auswählbar ist. Dadurch kann der Arzt schnell einen Überblick über die zur Verfügung stehenden Röntgenauf­ nahmen gewinnen, um dann eines für diagnostische Zwecke auszuwählen, indem es beispielsweise durch eine Mausbedienung angesteuert wird.

Schließlich wird die Verwendung einer Falschfarbencodierung insbesondere von Röntgenbildern zur Schaffung von künstlerischen Bildern vorgeschla­ gen. Bei diesen künstlerischen Bildern handelt es sich dabei um Farbgrafi­ ken und dabei insbesondere um Computergrafiken. Dies stellt eine einfache und darüber hinaus effektive Möglichkeit zur Schaffung von künstleri­ schen Bildern dar, wobei Manipulationen an dem zu schaffenden Bild ohne weiteres durchgeführt und auch wieder rückgängig gemacht werden kön­ nen.

Die vorbeschriebenen Merkmale der Erfindung in all ihren Weiterbildungen, wie sie auch nachfolgend in den Ansprüchen 1 bis 23 zum Ausdruck kom­ men, stellen für sich jeweils eigenständige Erfindungen dar, welche unab­ hängig von den anderen Merkmalen und dabei insbesondere unabhängig von der erfindungsgemäßen Lehre gemäß dem Hauptanspruch sind.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Digitali­ sierung von analogen Röntgenbildern in der Röntgendiagnostik und an­ schließender Bearbeitung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen be­ schrieben. In diesen zeigt:

Fig. 1 einen schematischen Gesamtablauf des Gesamtsystems;

Fig. 2 ein grafisches Schaubild.

Das radiologische Diagnose- und Kommunikationssystem besteht aus fünf verschiedenen Einheiten, nämlich aus einer Basiseinrichtung 1 sowie aus drei Zusatzeinrichtungen 2 bis 4, wobei eine vierte Zusatzeinrichtung für die Bildarchivierung sowie eine fünfte Zusatzeinrichtung in Form einer Mo­ nitorwand nicht dargestellt sind.

In Fig. 1 ganz oben ist die Basiseinrichtung 1 dargestellt. Diese besteht aus einer Abtasteinrichtung 5 für die Digitalisierung einer Bildvorlage 6, bei der es sich im dargestellten Ausführungsbeispiel um einen konventio­ nellen Röntgenfilm handelt, der von einem ebenfalls angedeuteten Menschen 7 für diagnostische Zwecke angefertigt wurde. Der Abtasteinrichtung 5 ist ein Leuchtkasten 8 zugeordnet, auf der die Bildvorlage 6 liegt und wobei die Abtasteinrichtung 5 mit Abstand oberhalb des Leuchtkastens 8 und da­ mit der Bildvorlage 6 angeordnet ist. Dies bringt den Vorteil mit sich, daß die Bildvorlage 6 bei ihrer Auflage auf dem Leuchtkasten 8 betrachtet wer­ den kann.

Die Abtasteinrichtung 5 für die Digitalisierung der Bildvorlage 6 weist ne­ ben einem CCD-Zeilensensor einen Analog-Digital-Wandler mit 1024 verschie­ denen Graustufen auf. Aufgrund von Rauscheffekten bei der Messung kann dieser Bereich jedoch nicht signifikant ausgeschöpft werden, sondern wird durch das Signal-Rausch-Verhältnis bestimmt, welches als dynamischer Be­ reich bezeichnet wird und bei etwa 500 liegt. Um diesen dynamischen Be­ reich auf ca. 900 zu erhöhen und um damit eine Rauschunterdrückung durchzuführen, wird statt eines Scans mit 2048·2048 Punkten ein Scan mit 4096·4096 Punkten durchgeführt und dann je 4 Meßpunkte zu einem Meßpunkt gemittelt, was für die Rauschunterdrückung einen ähnlichen Ef­ fekt wie die Mittelung über vier Messungen am selben Objekt hat. Dadurch ergibt sich dann der bereits erwähnte dynamische Bereich von ca. 900, der jedoch von Messung zu Messung leicht variiert.

Bereits während des Prozesses der Digitalisierung der Bildvorlage 6 wird abhängig von der jeweiligen medizinischen Fragestellung (Becken, Thorax etc.) ein Prozeß zur Bildoptimierung (verschiedene Gradationskurven, Histo­ grammausgleich) durchgeführt. Dies erfolgt mit Hilfe eines Prescans und anschließender sofortiger Bearbeitung der zeilenweise eingescannten Daten. Das Besondere an der Digitalisierung der analogen Bildvorlage 6 ist, daß das Röntgenbild im Vergleich zu den konventionellen Röntgenbildern unter­ belichtet, also zu hell ist. Diese zu helle Röntgenbildvorlage wird durch eine Strahlendosisreduktion und damit durch eine geringere Strahlungsbe­ lastung für den Patienten erreicht. Trotz der unterbelichteten Röntgenbild­ vorlage erhält man nach der Digitalisierung ein Röntgenbild mit einer bes­ seren diagnostischen Leistungsfähigkeit, als wenn der Arzt ein nach den Richtlinien optimal belichtetes analoges Röntgenbild in herkömmlicher Weise im Leuchtkasten betrachten würde.

Dieses Paradoxon soll anhand Fig. 2 erläutert werden. Dort ist in dem Schaubild auf der Abszisse die Strahlendosis und damit die Strahlenbela­ stung des Patienten und auf der Ordinate die diagnostische Leistungsfä­ higkeit aufgetragen. Die Kurve K1 zeigt die beiden Abhängigkeiten bei einem konventionellen Röntgenfilm. Dabei ist bei der Strahlendosis S1 ein Optimum bei der diagnostischen Leistungsfähigkeit erreicht, während links davon der Röntgenfilm zu hell und rechts davon der Röntgenfilm zu dunkel ist, so daß die Konturen nicht mehr so gut unterschieden werden können, was zu einer verminderten diagnostischen Leistungsfähigkeit führt.

Die Kurve K2 zeigt die Verhältnisse bei dem vorliegenden erfindungsgemä­ ßen System, bei dem die analoge Röntgenbildvorlage mittels eines entspre­ chenden Scanners optisch abgetastet und in eine digitale Form übergeführt wird. Dabei ist erkennbar, daß in überraschender Weise bei einer geringe­ ren Strahlendosis S2 die optimale diagnostische Leistungsfähigkeit erreicht wird. Nach konventionellen Kriterien (Kurve K1) wäre somit die analoge Röntgenbildvorlage unterbelichtet, d. h. zu hell und wäre unter Umständen für eine konventionelle Diagnose unter Zuhilfenahme eines Leuchtkastens nicht verwertbar. Mit dem erfindungsgemäßen System wird paradoxerweise eine diagnostische Leistungsfähigkeit erreicht, die oberhalb der mit der konventionellen Methode erreichbaren diagnostischen Leistungsfähigkeit liegt. Mittels einer geringeren Strahlendosis und somit einer geringeren Strahlenbelastung für den Patienten wird somit einer bessere diagnostische Leistungsfähigkeit erreicht.

Nach der Digitalisierung wird automatisch eine Filterung mit optimalen Fil­ terparametern in Abhängigkeit von der diagnostischen Fragestellung durchgeführt. Dem Arzt liegt somit ein optimal eingestelltes Bild vor.

Das so digitalisierte Bild 9 der Bildvorlage 6 ist auf einem Bildschirm 10 der Basiseinrichtung 1 sichtbar.

Im Anschluß an die Digitalisierung erfolgt unter Sicherung das Anlegen eines Bildarchives mit Patientenverzeichnis. Die Speicherung erfolgt dabei auf einer optischen Platte. Dieses Speichermedium, welches im übrigen nicht überschreibbar ist und auch nicht gelöscht werden kann, ist in der Basiseinrichtung 1 fest integriert und ein Bestandteil von diesem. Nichts­ destoweniger ist es denkbar, die optische Platte der Basiseinrichtung 1 zu entnehmen. Die automatische Sicherung der digitalisierten Daten auf der optischen Platte kann zielarztspezifisch sein. Hierin besteht die Idee des device-sharing, bei der mehrere Ärzte die Basiseinrichtung 1 gemeinsam nutzen können, ohne daß Verwechslungen von patientenspezifischen Daten oder arztspezifischen Datenspeichern vorkommen können.

Neben der fest zu der Basiseinrichtung 1 gehörenden optischen Platte gibt es noch ein Transfermedium 11 in Form einer Wechselplatte. Auf dieses Transfermedium 11 sind die auf der optischen Platte der Basiseinrichtung 1 gespeicherten, digitalisierten Daten unter Sicherung kopierbar. Das Trans­ fermedium 11 stellt die logistische Verknüpfung der Basiseinrichtung 1 mit den Zusatzeinrichtungen 2 bis 4 dar, wie nachfolgend näher auszuführen sein wird.

Von der Basiseinrichtung 1 sind die Zusatzeinrichtungen 2 bis 4 räumlich getrennt, jedoch logistisch verknüpft. Die logistische Verknüpfung erfolgt durch das zuvor erwähnte Transfermedium 11 in Form einer Bildkassette, welche schematisch in der Zeichnung angedeutet ist. Dies bedeutet, daß das Transfermedium 11 mit dem darin gespeicherten, digitalisierten Bild 9 der jeweiligen Zusatzeinrichtung 2 bis 4 zugeführt und das gespeicherte Bild 9 herausgelesen werden kann, wie dies in der Zeichnung angedeutet ist. Ebenso wie die Basiseinrichtung 1 bestehen dabei die Zusatzeinrichtungen 2 bis 4 aus Modulen, welche entsprechend für die jeweiligen Zwecke modi­ fiziert sind.

Mittels der Zusatzeinrichtung 2 hat der Arzt die Möglichkeit der digitalen Bildbearbeitung wie Filterung, Zoom, Vermessung, Kontrastoptimierung. Ganz besonders die farbliche Umsetzung des Bildes in der Falschfarbentechnik stellt eine wesentliche Hilfe für die Diagnose dar. Weiterhin kann ein mit einer Tastaturmaus steuerbares Fenster einen Ausschnitt selektieren, der dann vergrößert an der Seite des Bildes 9 sichtbar ist. Ein weiteres Ele­ ment der Zusatzeinrichtung 2 ist die Möglichkeit, daß mit Hilfe eines Mikro­ phons 12 die gesprochene Befundung sofort digitalisiert und dem digitalen Bild 9 auf dem Transfermedium 11 hinzugefügt werden kann.

In der Zusatzeinrichtung 3 ist die schriftliche Niederlegung des Befundes über eine Sprachwiedergabe möglich. Weiterhin ist an dieser Station ein gemeinsamer Ausdruck von Befund und Bild 9 möglich, wodurch eine wich­ tige logistische Forderung erfüllt wird. Die Zusatzeinrichtung 3 weist zu­ sätzlich noch einen Speicher zur Archivierung von Bild und Text auf.

Die Zusatzeinrichtung 4 eröffnet die Möglichkeit, die gesamte Einheit von Bild, Text und Ton mit Hilfe einer angedeuteten elektronischen Datenüber­ tragung 13 elektronisch sowohl intern als auch extern zu versenden und zu empfangen, was für wissenschaftliche Diskussionen und beratende Funktionen neue Dimensionen eröffnet. Dabei ist es denkbar, daß die Sen­ de- und die Empfangsstation in einen Dialog miteinander treten können, in­ dem beispielsweise von der Sendestation aus mittels einer Maus ein Pfeil auf dem Bildschirm der Empfangsstation bewegt wird. Für den Sendevor­ gang wird dabei zunächst das Transfermedium 11 mit den zu übermittelten Daten in die Zusatzeinrichtung 4 eingesetzt, aus dem dann die Daten für die Übertragung herausgelesen werden.

Eine vierte, allerdings nicht dargestellte Zusatzeinrichtung dient der Bild­ archivierung, so daß universelle Archivierungsmöglichkeiten bestehen.

Eine fünfte, jedoch ebenfalls nicht dargestellte Zusatzeinrichtung sieht eine Monitorwand vor, mittels der das digitalisierte Bild 9 vergrößert beispiels­ weise für eine Arztkonferenz dargestellt werden kann.

Auf den Bildschirmen 10 des Systems ist es möglich, mehrere digitale Bil­ der 9 gemeinsam auf den jeweiligem Bildschirm in der Art eines Mosaiks erscheinen zu lassen, um ein bestimmtes Bild 9 für eine Vergrößerung aus­ zuwählen.

Bezugszeichenliste

 1 Basiseinrichtung
 2 Zusatzeinrichtung
 3 Zusatzeinrichtung
 4 Zusatzeinrichtung
 5 Abtasteinrichtung
 6 Bildvorlage
 7 Mensch
 8 Leuchtkasten
 9 Bild
10 Bildschirm
11 Transfermedium
12 Mikrophon
13 elektronische Datenübertragung

K1 Kurve
K2 Kurve

S1 Strahlendosis
S2 Strahlendosis

Claims (25)

1. Verfahren zur Digitalisierung von analogen Röntgenbildern in der Röntgendiagnostik, bei dem das als Vorlage dienende analoge Röntgenbild optisch abgeta­ stet und die so gewonnenen Intensitäts-Analogwerte in Digitalwerte transformiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein analoges Röntgenbild verwendet wird, welches durch Strahlen­ dosisreduktion unterbelichtet ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unter­ belichtung ungefähr 30 bis 60% beträgt.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit einer Einrichtung, welche das als Vorlage dienende analoge Rönt­ genbild (9) unter optischer Abtastung digital aufzeichnet und spei­ chert sowie gegebenenfalls auf einem Bildschirm (10) sichtbar macht, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung eine Basiseinrichtung (1) ist, der mit dieser sowie gegebenenfalls untereinander logistisch verknüpfte, modulartige Zu­ satzeinrichtungen (2 bis 4) zur weiteren Bearbeitung der digitalisier­ ten Bilder (9) zugeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die logi­ stische Verknüpfung der modulartigen Zusatzeinrichtungen (2 bis 4) mit der Basiseinrichtung (1) sowie gegebenenfalls untereinander durch ein separates Transfermedium (11) erfolgt, welches in der Basisein­ richtung (1) mit dem digitalen Bild (9) bespielbar sowie in die ent­ sprechenden Einrichtungen für die weitere Bearbeitung einsetzbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Transfermedium (11) eine Wechselfestplatte ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die logi­ stische Verknüpfung der modulartigen Zusatzeinrichtungen (2 bis 4) mit der Basiseinrichtung (1) sowie gegebenenfalls untereinander über ein Leitungssystem, insbesondere über ein bestehendes Telefonsystem erfolgt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß zum Speichern sowie automatischen Sichern der digitalisierten Daten des Bildes (9) gleichzeitig eine bedienerspezifische Codierung für den Datenschutz vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß für die Codierung eine separate Code-Karte vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeich­ net, daß die Abtasteinrichtung (5) für die optische Abtastung der Bildvorlage (6) durch einen CCD-Zeilensensor erfolgt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die Abtasteinrichtung (5) für die optische Abtastung der Bildvorlage (6) derart mit Abstand oberhalb eines Leuchtkastens (8) zur Ausleuchtung der Bildvorlage (6) angeordnet ist, daß die Bildvor­ lage (6) sichtbar ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Basiseinrichtung (1) eine Einrichtung zur Optimie­ rung des Bildes während des Prozesses der Digitalisierung in Abhän­ gigkeit von dem Bildmotiv aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Opti­ mierung mittels eines Prescans und anschließender Bearbeitung der eingescannten Daten erfolgt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Digitalisierung automatisch eine Filterung mit optimalen Fil­ terparametern durchführbar ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Rauschunterdrückung des Bildes (9) vorzugsweise während des Scannings mehrere digitalisierte Meßpunkte zu einem Meßpunkt mittelbar sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Basiseinrichtung (1) eine Einrichtung zum Anlegen eines Bildarchives mit Verwaltung aufweist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 15, gekennzeichnet durch eine modulartige Zusatzeinrichtung (2) zur speziellen Bearbei­ tung des digitalisierten Bildes, wie insbesondere Filterung, Kantenan­ hebung, Zoom, Fenstertechnik, Vermessung, Kontrastoptimierung, farbi­ ge Darstellung des Kantenbildes mittels Farbcodierung.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der mo­ dulartigen Zusatzeinrichtung (2) eine Einrichtung zur Sprachaufzeich­ nung sowie Sprachspeicherung auf dem gleichen Medium wie für die Bildspeicherung zugeordnet ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 17, gekennzeichnet durch eine modulartige Zusatzeinrichtung (3) zum Ausdruck des digi­ talisierten Bildes (9) sowie gegebenenfalls zur Niederlegung eines schriftlichen Kommentars zu dem Bild (9) sowie gegebenenfalls zur Wiedergabe eines gesprochenen Kommentars zu dem Bild (9).

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die mo­ dulartige Zusatzeinrichtung (3) einen Speicher zur Archivierung von Bild und Text aufweist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 19, gekennzeichnet durch eine modulartige Zusatzeinrichtung (4) zum internen oder exter­ nen Versenden oder Empfangen des digitalisierten Bildes sowie gege­ benenfalls eines schriftlichen und/oder gesprochenen Kommentars zu dem Bild.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Sende- und der Empfangsstation ein Dialog möglich ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 21, gekennzeichnet durch eine modulartige Zusatzeinrichtung für die Bildarchivierung.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 22, gekennzeichnet durch eine Monitorwand für die Darstellung des digitalisierten Bildes (9).

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 23, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mehrere digitale Bilder (9) gemeinsam auf einem Bild­ schirm (10) mosaikartig darstellbar sind und daß aus diesen digitalen Bildern (9) eines für eine Vergrößerung auf dem Bildschirm (10) aus­ wählbar ist.

25. Verwendung einer Falschfarbencodierung insbesondere von Röntgen­ bildern nach Anspruch 16 zur Schaffung von künstlerischen Bildern.