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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein Röntgenknochendensitometer zum
Erfassen eines Knochengesundheitszustands und insbesondere ein Knochendensitometer,
das eine rechnergestützte
Erfassung von Messartefakten und Bedienungsfehlern ermöglicht.
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Röntgenknochendensitometer
erzeugen Messwerte bei zwei Röntgenenergiepegeln,
um getrennte Schwächungsbilder
von zwei Basisstoffen, gewöhnlich
Knochen und Weichteilgewebe, zu erzeugen. Das Knochenröntgenschwächungsbild
ist weitgehend frei von durch Weichteilgewebe hervorgerufener Schwächung, was
es erlaubt eine örtliche Knochendichte
(g/cm2) in vivo exakt zu ermitteln, um die
Festigkeit und die Verfassung eines Knochens zu bewerten. Das Knochenröntgenschwächungsbild
ermöglicht
außerdem
eine genauere Definition von Knochenumrissen, so dass Messwerte,
beispielsweise der Knochenmorphologie (z. B. der vertebralen Höhe) gewonnen
werden können,
die möglicherweise
nützlich
sind, um im Zusammenhang mit Osteoporose stehende Quetschungsbrüche zu erfassen.
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Für den Erhalt
genauer quantitativer Ergebnisse mittels eines Knochendensitometers
ist es erforderlich, dass der Patient einwandfrei positioniert ist,
keine Bewegungen während
des Scannens ausführt
und keine Materialien hoher Dichte, z. B. Nadeln oder Knöpfe, an
sich trägt.
Um einwandfreie Analysen der gescannten Daten zu erzielen, muss
die Bedienperson die Messregionen möglicherweise einwandfrei identifizieren.
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Falls
ein Problem im Zusammenhang mit dem Scan nicht sofort erfasst wird,
muss der Patient möglicherweise
nochmals bestellt und gescannt werden, was mit zusätzlichen
Kosten und Nachteilen verbunden ist. Es ist außerdem möglich, dass ein fehlerhafter
Scan gar nicht erkannt wird, mit der Folge eines irreführende Ergebnisses.
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Die
vorliegende Erfindung ist in den Ansprüchen 1 und 2 definiert.
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Ausführungsbeispiele
werden im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft beschrieben:
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1 zeigt
eine vereinfachte perspektivische Ansicht eines Knochendensitometers,
das an einem Patienten mittels eines durch einen Computer gesteuerten
Fächerstrahls
einen von hinten nach vorn verlaufenden oder einen seitlichen Scan
durchführt;
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2 veranschaulicht
in einer geometrischen Darstellung von zwei aufeinanderfolgenden Fächerstrahlen
in dem Scanmuster nach 1, wie die Ermittlung der Höhe eines
Knochens anhand von durch die divergenten Strahlen der Fächerstrahlen erzeugten
Parallaxenverschiebungen in den Bildern durchgeführt werden kann;
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3 zeigt
ein Knochenbild der Lendenwirbelsäule, wie es anhand der Vorrichtung
nach 1 akquiriert sein kann, wobei dessen Zusammensetzung
anhand von in den Scans nach 1 und 2 gewonnenen
Abtastzeilen veranschaulicht ist;
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4 zeigt ähnlich wie 3 ein
Knochenbild für
den proximalen Oberschenkel;
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5 zeigt
einen Schwächungsplot,
genommen längs
einer einzelnen Abtastzeile nach 3, wobei
ein Schwächungs scheitelpunkt
zu sehen ist, der auf einen in Nähe
des Patienten befindlichen metallischen Fremdkörper zurückzuführen ist, der einen Dichteartefakt
hervorruft;
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6 zeigt
das Knochenbild des Oberschenkels nach 4 in einer
detaillierten fragmentarischen Ansicht, wobei eine Diskontinuität dargestellt
ist, die durch eine Seitwärtsbewegung
des Patienten während
des Scanvorgangs hervorgerufen ist;
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7 zeigt
in einer grafische Darstellung, die jener nach 5 ähnelt, eine
Spalte von Daten, die von dem Knochenbild des Oberschenkels längs der
Schnittlinie 7-7 nach 4 stammen, wobei eine Diskontinuität der Dichte
veranschaulicht ist, die auf eine Auf- und Abbewegung des Patienten
hinweisen kann;
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8 zeigt
in einer schematischen Darstellung das Verfahren zum Korrelieren
einer Schablone mit einem wie in 3 gezeigten
Knochenbild, um eine geeignete Patientenpositionierung und eine
geeignete Position des Scanbereichs sowie die Positionierung vielfältiger interessierender
Regionen zu identifizieren, die für andere Messungen des Bildes genutzt
werden;
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9 zeigt
in einer vereinfachten seitlichen Ansicht eine Wirbelsäule, die
eine von der Oberfläche
der Liege wegführende
Krümmung
aufweist, die Vergrößerungsartefakte
hervorruft, die Dichtemesswerte verfälschen können. Diese seitliche Ansicht
ist über
einem eine vertebrale Höhe
darstellenden Graph angeordnet, wie er anhand der Fächerstrahlparallaxe
nach 2 abgeleitet ist, der genutzt werden kann, um
eine Warnbedingung für
die Bedienperson auszulösen;
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10 zeigt
in einer vereinfachten Darstellung eine Schablone nach 8 mit
vordefinierten interessierenden Regionen an dem proximalen Oberschenkel,
die genutzt werden kann, um die Qualität der akquirierten Daten zu
analysieren;
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11 zeigt
in einer grafischen Darstellung das Knochenbild von Lendenwirbeln,
wie es für
die Bedienperson auf einem Display angezeigt werden kann, um eine
Positionierung von intervertebralen Bezugspunkten für die Segmentation
der Wirbelkörper
zu ermöglichen,
um Knochendichte zu ermitteln. Die grafische Darstellung ist neben
einem Knochendichteplot angeordnet, der entlang der Mittellinie
der Wirbel genommen ist, deren Minima genutzt werden können, um
von der Bedienperson lokalisierte intervertebrale Punkte zu analysieren;
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12 zeigt
ein Histogramm von Dichtewerten, das verwendet wird, um den Schwellwert
für die Definition
intervertebraler Räume
in 11 zu bestimmen;
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13 zeigt
ein Beispiel eines Bedienerbildschirms, der der Bedienperson Hinweise
eventueller Fehler anzeigt; und
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14 zeigt
in einem Flussdiagramm vielfältige
Schritte der Computerunterstützung.
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Mit
Bezugnahme auf 1 gehört zu einem Knochendensitometer 10 eine
Patientenliege 12, die eine horizontale Fläche bereitstellt,
um einen Patienten längs
einer Längsachse 16 in
Rücken-
oder Seitenlage zu tragen.
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Ein
C-Arm 18 weist ein unterhalb der Patientenliege 12 positioniertes
unteres Ende, das dazu dient, eine Röntgenstrahlenquelle 20 zu
tragen, und ein oberhalb der Patienten liege 1, 2 angeordnetes oberes
Ende auf, das einen Röntgendetektor 22 trägt. Die
Röntgenstrahlenquelle 20 und
der Röntgendetektor 22 können in
einem Rastermuster 25 bewegt werden, um eine Reihe von
Querscans 33 des Patienten zu verfolgen, in denen der Röntgendetektor 22 Dualenergieröntgendaten
sammelt. Diese Rasterbewegung wird nach aus dem Stand der Technik
hinlänglich
bekannten Verfahren unter der Kontrolle eines Translationscontrollers 19 mittels
Stellgliedern durchgeführt.
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In
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
erzeugt die Röntgenstrahlenquelle 20 zwei
Röntgenenergiepegel,
und der Röntgendetektor 22 ist
ein Mehrfachelement-CZT-Detektor, der Energieauflösung bewirkt.
Allerdings können
auch andere Verfahren der Dualenergiemessung verwendet werden, beispielsweise
solche, die drehende Filterräder
oder Veränderungen
der Röntgenröhrenspannung
vorsehen.
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Die
Röntgenstrahlenquelle 20 erzeugt
einen Fächerstrahl 24,
dessen Ebene parallel zu der Längsachse 16 verläuft. Das
Rastermuster 25 ist so eingerichtet, dass zwischen aufeinanderfolgenden Abtastzeilen
des Fächerstrahls 24,
wie weiter unten beschrieben, eine leichte Überlappung vorhanden ist.
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Die
Röntgenstrahlenquelle 20,
der Röntgendetektor 22 und
der Translationscontroller 19 tauschen Daten mit dem Computer 26 aus
und werden durch ihn gesteuert, wobei dieser möglicherweise sowohl eine eigene
Schaltung als auch einen oder mehrere Prozessoren enthalten kann,
die in der Lage sind, ein gespeichertes Programm auszuführen, das in
Teilen weiter unten im Einzelnen erläutert wird. Der Computer 26 tauscht
mit einem Terminal 28 Daten aus, das ein Display 30 und
eine Tastatur 31 und eine Cursorsteuerungsvorrichtung aufweist,
beispielsweise eine Maus 35, um, wie aus dem Stand der
Technik gut bekannt, Bedienereingaben und die Ausgabe von Text und
Bildern für
die Bedienperson zu ermöglichen.
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Während des
Betriebs des Knochendensitometers 10 tauscht der Computer 26 mit
dem Translationscontroller 19 Daten aus, um eine Region
des Patienten in einem oder mehreren Querscans 33 zu scannen,
in deren Verlauf eine Anzahl von Abtastzeilen 34 von Daten
gesammelt werden, die jeweils mittels eines anderen Strahls des
Fächerstrahls 24 gewonnen
werden. Diese Daten beinhalten Schwächungsmesswerte bei zwei unterschiedlichen
Energieniveaus.
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Die
beiden Messwerte können
bei jedem Datenpunkt zusammengeführt
werden, um voneinander unabhängige
Knochen- und Weichteilgewebebilder zu erzeugen. Mit Bezugnahme auf 3 kann
ein Knochenbild 32 im Zusammenhang mit einem Scan der unteren
Lendenwirbel Daten unterschiedlicher Abtastzeilen 34 enthalten,
die jeweils den durch den Röntgendetektor 22 erfassten
Strahlen zugeordnet sind. Es kann auch die Knochendichte anderer
skeletaler Stellen (beispielsweise des Oberschenkels oder des Unterarms)
gemessen werden. Die Messwerte jeder Abtastzeile erzeugen eine Zeile
von Pixeln 36, die eine örtliche Knochendichte längs der Strahllinie
jenes Messwerts wiedergeben. Die Knochendichte kann auf eine Grauskala
abgebildet werden, um der Bedienperson das Knochenbild 32 auf dem
Terminal 28 anzuzeigen.
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In
einer typischen Untersuchung werden Bilder von einem oder von beiden
Bereichen gewonnen, nämlich
von einem Scanbereich 37 der unteren Lendenwirbelsäule 89 mit
dem Ergebnis des Knochenbilds 32, und/oder von einem Scanbereich 38 eines der
proximalen Oberschenkel 87, mit dem Ergebnis des in 4 gezeigten
Knochenbilds 40.
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Mit
Bezugnahme auf 1 und 14 ist ein
durch den Computer 26 ausführbares Programm geschaffen,
das es der Bedienperson erleichtert, sicherzustellen, dass qualitativ
hochwertige und genaue Scans gewonnen werden. In Verarbeitungsblock 42 und 44 gibt
der Bediener über
ein Terminal 28 Patientendaten ein, beispielsweise das
Alter, die Größe, das
Gewicht und das Geschlecht des Patienten sowie den speziellen zu
akquirierenden Scanbereich (37 oder 38).
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Der
Patient 14 wird anschließend auf der Patientenliege 12 positioniert,
und der C-Arm 18 wird zu dem für den speziellen Scanvorgang
passenden Scanbereich 37 oder 38 bewegt. Über das
Terminal 28 initiiert Die Bedienperson den Scanvorgang,
wie durch Verarbeitungsblock 46 angedeutet.
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Die
in dem Scandurchgang akquirierten Daten bilden die erste Fehlerquelle,
und die Scandaten werden daher in Verarbeitungsblock 48 überprüft. Dieser Überprüfungsvorgang
kann zeitgleich mit dem Scan oder nach Abschluss des Scans ausgeführt werden.
Falls die Überprüfung während des
Scannens durchgeführt
wird, werden die speziellen Schritte der Überprüfung im Allgemeinen wiederholt
an sämtlichen
bis zu diesem Zeitpunkt erfassten Daten der Knochenbilder 32 oder 40 durchgeführt. Wenn die Überprüfung hingegen
nach dem Scanvorgang erfolgt, wird sie an dem gesamten Knochenbild 32 oder 40 durchgeführt. Typischerweise
wird die Überprüfung im
Falle ihrer Durchführung
während
des Scannens auch bei dem Abschluss des Scandurchgangs ausgeführt, wo
sich eine eingehendere Analyse ausführen lässt.
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An
den Scandaten kann eine Reihe von Überprüfungen ausgeführt werden.
Ein erster Schritt 50 dieser Überprüfung bewertet die Position
des Patienten 14 auf der Liege 12. Im I dealfall
wird der Patient 14 für
das Scannen der unteren Lendenwirbelsäule 89 so positioniert,
dass seine Wirbelsäule 89 auf
der Liege 12 mittig angeordnet und mit der Längsachse 16 fluchtend
ausgerichtet ist.
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Diese Überprüfung der
Position der Wirbelsäule 89 kann
auf vielfältigen
Wegen erfolgen. In einem in 8 gezeigten
Ausführungsbeispiel
wird das Knochenbild 32 oder 40 mit einer Schablone 52 korreliert,
die ein mit Blick auf einen durchschnittlichen Patienten standardisiertes
entsprechendes Knochendichtebild bereitstellt. Die Schablone 52 wird entlang
dem Knochenbild 32 oder 40 mathematisch verschoben,
und die beiden Bilder werden durch ein mathematisches Korrelationsverfahren 54 in
Beziehung gesetzt, bei dem jedes Pixel des Knochenbilds 32 oder 40 (B1) über
das gesamte Bild (i Pixel) hinweg mit dem fluchtenden Pixel der
Schablone (T1) verglichen wird. Dieses Verfahren
wird durch einen auf dem Computer 26 als Software verwirklichten Korrelator 54 durchgeführt und
wird solange fortgesetzt bis die optimale fluchtende Ausrichtung
erlangt ist. Um die Schablone möglichst
genau an die Scandaten anzupassen, beinhaltet das Ausrichtungsverfahren
optional nicht nur eine laterale und in Abwärts-/Aufwärtsrichtung verlaufende Translation, sondern
auch eine Drehung und Skalierung.
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Wenn
die durch das Ausgangssignal 57 des Korrelators 54 angezeigte
maximale Korrelation erlangt ist, kann die Position des Patienten 14 gewonnen
werden, indem die vorbestimmte Mittellinie 58 der Schablone überprüft wird,
um die Position der Wirbelsäule 89 oder
des Oberschenkels 87 des Patienten relativ zu der Liege 12 und
die jeweilige Winkelbeziehung zu ermitteln. Falls die Winkelstellung der
Wirbelsäule 89 oder
die Translation der Wirbelsäule 89 oder
des Oberschenkels 87 auf der Liege 12 wie gescannt
um mehr als einen vorbestimmten Wert von der Mittellinie der Liege 12 abweicht,
wird in Schritt 50 ein Warnsignal erzeugt. Jede derartige Warnung
wird an die Bedienperson ausgegeben, um, wie durch den Verfahrenszweig 56 angedeutet,
eine Wiederholung der Akquisition zu ermöglichen.
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Die
Position der Schablone kann außerdem dazu
verwendet werden, um in dem darunterliegenden Knochenbild 32 und 40 bestimmte
Analyseregionen zu definieren, und um die Winkelstellung der Knochen
zu ermitteln, wie sie in weiter unten beschriebenen späteren Analyseschritten
verwendet werden kann.
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In
einem zweiten Schritt 60 der Überprüfung der Scandaten, wie er
in 14 gezeigt ist, wird bewertet, ob sich der Knochen
außerhalb
der Ebene befindet, d. h. (im Falle der Wirbelsäule 89) nicht parallel
zu der Oberfläche
der Patientenliege 12 verläuft, oder es wird (im Falle
des Oberschenkelknochenhals 87) der Grad der Winkelstellung
des Knochens bewertet.
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Bezugnehmend
auf 9 ist die Wirbelsäule 89 möglicherweise
gegenüber
der Oberfläche
der Patientenliege 12 bogenförmig nach oben hin beabstandet.
Wirbel 62, deren Abstand zu der Oberfläche der Patientenliege 12,
und somit zu der Röntgenstrahlenquelle 20 geringer
ist, werden in dem durch den Röntgendetektor 22 aufgenommenen
Bild 64 eine größere Vergrößerung aufweisen,
als Wirbel 62',
deren Bild 64' bei
dem Röntgendetektor 22' kleiner sein
wird. Das kleinere Bild erzeugt eine scheinbar größere örtliche
Dichte, was möglicherweise
die Integrität
des Scans verfälscht.
Dementsprechend kann ein Messwert der Wirbelsäulenhöhe 66 in Abhängigkeit
von einem longitudinalen Abstand entlang der Wirbelsäule 89 mit
einem gewünschten
Grenzwert 68 verglichen werden, und eine Bedienperson kann
gewarnt werden, falls die Wirbelsäulenhöhe 66 diese Grenze 68 überschreitet.
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Indem
nun auch auf 2 eingegangen wird, kann die
Wirbelsäulenhöhe 66 (oder
die Höhe eines
beliebigen Knochens) auf mehreren unterschiedlichen Wegen abgeleitet
werden, beispielsweise durch einen seitlichen Scan des Patienten.
In einem Ausführungsbeispiel
wird die Wirbelsäulenhöhe 66 jedoch
abgeleitet, indem eine Überlappungsregion 70 zwischen
zwei aufeinanderfolgenden Bildern analysiert wird, die durch Fächerstrahlen 24 und 24' in aufeinanderfolgenden
Querscans 33 gewonnen wurden. Wirbel oder sonstige Knochen 72,
die sich in größerer Entfernung
von der Patientenliege 12 befinden, werden weiter auseinanderliegende
Bilder 74 hervorbringen, als näher an der Liegenoberfläche befindliche
Knochen 72',
die weniger weit auseinanderliegende Bilder 74' erzeugen. Ein
Verschieben der Bilder 74 und 74', um eine fluchtende Ausrichtung
in dem Überlappungsbereich
entweder des Knochens 72 oder des Knochens 72' zu erhalten,
ermöglicht
daher eine Triangulation, aus der sich ein Messwert der Höhe der Knochen 72, 72' errechnet.
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Wegen
der nur allmählich
sich verändernden Geometrie
der Knochen brauchen Höhenbestimmungen
dieser Art während
der Erfassung der Bilder 32 und 40 lediglich vereinzelt
durchgeführt
zu werden, und die Überlappung
der Fächerstrahlen 24 und 24' muss daher
nicht die Breite des gesamten Fächerstrahls 24 umfassen.
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Nochmals
mit Bezug auf 14 kann die Überprüfung von Scandaten in Verarbeitungsblock 48 den
Schritt 73 beinhalten, um einzuschätzen, ob der Scanbereich 37 oder 38 dem
tatsäch lich
gescannten Bereich des Patienten 14 entspricht. Wieder
mit Bezug auf 8 kann dies durchgeführt werden,
indem der absolute Betrag der größten Korrelation
zwischen der ausgewählten
Schablone 52 und dem speziellen Knochenbild 32 oder 40 überprüft wird.
Lässt sich
keine Schwellwertkorrelation erzielen, kann dies anzeigen, dass
die gescannte Patientenregion ungeeignet ist.
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In
Schritt 75 wird nach Artefakten hoher Dichte gesucht, wie
sie beispielsweise durch Stifte oder Metallobjekte in dem Patienten 14 oder
an der Kleidung des Patienten oder auf der Oberfläche der Liege 12,
z. B. Knöpfe
oder Spangen, verursacht werden. Unter Bezugnahme auf 5 können diese Artefakte
anhand extrem hoher Schwächungswerte 71 in
einer vorgegebenen Abtastzeile 77 eines Knochenbildes 32 oder
global mit Blick auf sämtliche
Daten eines vollständigen
Knochenbildes 32 identifiziert werden. Auf diese Daten
können
zusätzliche
oder abgewandelte Filter angewendet werden, die, wie dem Fachmann
bekannt, nicht nur den Betrag des Histogramms, sondern auch dessen
Steigung und/oder Dualenergiecharakteristik bewerten.
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Nochmals
mit Bezug auf 14 kann in den akquirierten
Daten, wie sie in Verarbeitungsblock 48 überprüft werden,
eine Bewegung des Patienten eine wichtige Fehlerquelle bilden, die,
wie durch Schritt 80 angedeutet, bewertet werden kann.
Unter Bezugnahme auf 6 wird sich eine seitliche Bewegung
des Patienten in einem Knochenbild 32 oder 40 als
eine Diskontinuität 82 der
vertikalen Ränder
des abgebildeten Knochens manifestieren. Knochenränder sind in
den Knochenbildern 32 und 40 ohne weiteres zu erkennen
und lassen sich zusätzlich
durch vorher festgelegte Analysezonen identifizieren, die auf der fluchtend
mit dem darunter liegenden Knochenbild 32 ausgerichteten
Schablone 52 aufgedruckt sind. Eine entlang der Ränder des
Knochens in Nähe
der Diskontinuität 82 durchgeführte mathematische
Ableitung wird die Diskontinuität 82 als
einen einen vorgegebenen Schwellwert überschreitenden Wert identifizieren,
wobei eine Warnung für
die Bedienperson sowie eine visuelle Kennzeichnung des Knochenbilds 32 oder 40 veranlasst
wird. Auch hier kann dieses Verfahren mit Vollendung des Scanvorgangs oder
Zeile für
Zeile ausgeführt
werden.
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Eine
Aufwärts-/Abwärtsbewegung
des Patienten, die zu einer Verschieben eines vertikal ausgerichteten
Knochens längs
einer vertikalen Achse führt,
wird keine auffälligen
Diskontinuitäten
nach 6 zeigen, wird allerdings die längs der
Knochen gemessene Dichte, wie in 7 gezeigt,
verfälschen.
Im vorliegenden Fall weist ein allgemeiner Trend der in Abhängigkeit
von dem Abstand 84 abgetragenen Dichte längs des
Knochens zum Zeitpunkt einer Bewegung des Patienten eine Diskontinuität 86 auf.
Auch hier wird eine einfache Ableitung gefolgt von einer Schwellwertoperation
eine eventuelle Bewegung des Patienten anzeigen.
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Mit
nochmaligem Bezug auf 14 und 4 ist mit
Blick auf die Erzielung guter Scans des Oberschenkels 87 zu
beachten, dass der Hals 88 des Oberschenkels 87 weitgehend
horizontal ausgerichtet sein sollte, um eine genaue Knochendichtemessung
zu erreichen, die keine Überlappung
mit dem Becken oder durch Verkürzung
hervorgerufene Dichteartefakte aufweist. Die Winkelstellung des
Halses 88 lässt
sich mittels der gemäß 2 beschriebenen Höhenerfassungstechnik
ermitteln oder kann während
der Korrelation durch ein anisotropes Skalieren einer Schablone 52 abgeleitet
werden, bei der die Breite der Schablone gegenüber ihrer Höhe disproportioniert verkürzt wird.
Diese Überprüfung des
Knochenwinkels ist in Schritt 93 angezeigt.
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Mit
Bezugnahme auf 10 ist eine Schablone 52 für den proximalen
Oberschenkel 87 gezeigt, die, wie oben beschrieben, mit
Blick auf die gesammelten Knochenbilder 32 und 40 skaliert
werden kann und die eine eingebettete Analysezone 90 und zwei
Weichteilgewebemesszonen 92 aufweist, die genutzt werden,
um die Analyse der Knochenbilder 32 oder 40 zu
führen,
nachdem die Schablone 52 einwandfrei fluchtend ausgerichtet
ist. Mittels der Analysezone 90 kann in Schritt 94 nach 14 der
Hals 88 des Oberschenkels 87 analysiert werden,
um zu erkennen, ob eine ausreichende Fläche des Halses für eine genaue
Knochendichtemessung verfügbar
ist. Falls dies nicht zutrifft, wird eine Warnung an die Bedienperson
ausgegeben. In diesem Fall kann die Fläche durch einfaches Abzählen der
Knochenpixel in der Analysezone 90 ermittelt werden.
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In ähnlicher
Weise kann die Verfügbarkeit von
Weichteilgewebezonen 92, die frei von Knochen sind, wie
durch Schritt 96 angedeutet, anhand der Weichteilgewebemesszonen 92 berechnet
werden. Das geeignete Weichteilgewebe wird durch Abzählen der
Weichteilgewebepixel in den Weichteilgewebemesszonen 92 bestimmt.
Um, wie aus dem Stand der Technik bekannt, einen genauen Referenzwert
für die
Kalibrierung der Knochendichtemesswerte zu erzeugen, ist ein gewisses
Quantum von Weichteilgewebe erforderlich.
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Mit
Bezugnahme auf 14 und 10 wird
in einem abschließenden
Schritt 100 der Analyse der Scandaten untersucht, ob eine
ausreichende Trennung (Abstand 102) zwischen dem Oberschenkel 87 und
dem Becken 91 vorhanden ist. Diese Analyse kann auch hier
die korrelierte und skalierte Schablone 52 verwenden, um
die Länge
einer eingebetteten Trennlinie 95 in der Schablone 52 nach
dem Skalieren zu überprüfen.
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Nochmals
mit Bezug auf 4 können diese Messungen Abwandlungen
durch Bezugspunkte, die durch die Bedienperson an den Knochenbildern 32, wie
sie durch den Computer 26 wiedergegeben sind, markiert
werden, oder durch sonstige Bilderkennungstechniken durchgeführt werden,
wie beispielsweise solche, die Bezugspunkte wie den kleineren oder
größeren Trochanterhals
und sonstige markante Merkmale in den speziellen gescannten Regionen identifizieren.
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Indem
wieder auf 14 eingegangen wird, kann das
Programm, nachdem die Daten in Verarbeitungsblock 46 akquiriert
und in Verarbeitungsblock 48 bestätigt sind, mit Verarbeitungsblock 107 fortfahren,
wo für
Analysezwecke eine Bedienereingabe angenommen wird. Falls die Scandaten
in Verarbeitungsblock 48 als nicht einwandfrei eingeschätzt werden,
d. h. einen oder mehrere der Schritte 50, 60, 73, 75, 80, 93, 94, 96 und 100 nicht
erfüllt
haben), kann die Bedienperson dennoch fortschreiten, um die Analyse
der Daten in Verarbeitungsblock 107 zu erlauben. Die Daten
werden jedoch gekennzeichnet, um auf die Möglichkeit von Artefakten hinzuweisen.
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In
Verarbeitungsblock 107 kann die Bedienperson eine Eingabe
vornehmen, um die Analyse der Daten zu erlauben. Unter Bezugnahme
auf 14 und 11 können in
Schritt 115 nach 14 diese von
einer Bedienperson eingegebenen Daten beispielsweise die Platzierung
von Markierungen 108 in den intervertebralen Räumen 110 zwischen
den Wirbeln 62 betreffen. Die Platzierung dieser Markierungen 108 kann
nach aus dem Stand der Technik bekannten Techniken durch Betätigung der
Cursorsteuerungsvorrichtung 35 durchgeführt werden.
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Solche
intervertebralen Markierungen 106 bestimmen den Messwert
der vertebralen Höhe,
der benötigt
wird, um die ver tebrale Fläche
zu berechnen und zu ermitteln, ob ein spezieller Wirbel 62 einen Quetschungsbruch
erfahren hat. Die Position der intervertebralen Markierungen 108 kann
durch die Bedienperson durch Softwareüberprüfung der zugrundeliegenden
Daten des Knochenbilds 32 überprüft werden. Mit Bezug auf 9 können die
bis zu dem Zeitpunkt der Überprüfung gesammelten
Knochendichtedaten des Knochenbilds 32 in einem Histogramm 112 graphisch
abgetragen werden, das genutzt werden kann, um eine Grenze 114 zwischen Knochen
und Weichteilgewebe zu bestimmen. Diese Grenze 114 kann
in dem (im Allgemeinen längs
der durch 3 verlaufenden Linie 11-11 fluchtend
angeordneten) Bereich der Wirbelsäule auf über Zeilen hinweg gemittelte
Knochendichtedaten des Knochenbilds 32 angewendet werden,
um Punkte von Minima 116 zu ermitteln, die den intervertebralen Räumen 110 entsprechen.
Indem auch auf 13 eingegangen wird, erhält die Bedienperson
während des
in 14 gezeigten Überprüfungsvorgang 118 abhängig von
dem Ausmaß,
in dem die Bedienperson intervertebrale Markierungen 108' in von den
Minima 116 erheblich abweichenden Positionen platziert,
einen Hinweis, um Gelegenheit zu erhalten, die Daten, wie durch
den Verfahrenspfad 120, angedeutet erneut einzugeben. Eine
Meldung kann durch Textmeldungen und/oder aufhellendes Hervorheben der
falsch platzierten Markierungen oder der fehlerhaften Bedienereingaben
erfolgen.
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Die
Bedienperson kann anschließend
entweder nach einer Korrektur der Bedienereingabe oder (falls das
Programm eine Korrektur vorgeschlagen hatte) nach einem Vermerk,
dass die Eingabe nicht korrigiert wurde, in Verarbeitungsblock 122 zur
Berechnung der diagnostischen Ausgabe, in diesem Falle der die Knochenfläche, den
Knocheninhalt, die Knochendichte und die vertebrale Höhe beinhaltenden
Messwerte, fortschreiten.
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In
dem anschließenden
Block 124 wird die diagnostische Ausgabe (in diesem Falle
die vertebrale Höhe)
in Form einer abschließenden
Sicherheitsüberprüfung mit
standardisierten Datenausgabereichen verglichen. Typischerweise
wird die diagnostische Ausgabe eines Densitometers entweder ein Knochenmineraldichteablesewert
in Gramm pro Quadratzentimeter oder eine T-Einstufung oder Z-Einstufung
sein, wobei Erstere die Anzahl der Standardabweichungen der diagnostischen
Ausgabe von einem Ablesewert ist, der bei einer gesunden dreißigjährigen durchschnittlichen
Frau erwartet wird, und Letztere die Anzahl der Standardabweichungen der
diagnostischen Ausgabe bei einer dem Alter angepassten durchschnittlichen
Frau ist.
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Insbesondere
kann der Computer 26, wie durch Schritt 126 angedeutet,
einen erwarteten Bereich von klinisch festgestellten Knochendichtewerten,
T-Einstufungen oder Z-Einstufungen speichern und die diagnostische
Ausgabe mit diesen vergleichen, um ein Problem zu markieren, falls
die diagnostische Ausgabe außerhalb
dieses Bereichs fällt.
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Wie
durch Schritt 128 angezeigt, kann ein ähnliches Verfahren genutzt
werden, um diagnostische Ausgaben einer vertebralen Höhe zu überprüfen, die
für die
Einschätzung
möglicher
Quetschungsbrüche
oder anderer morphometrischer Aspekte des Wirbels genutzt wird.
Im vorliegenden Fall kann die diagnostische Ausgabe mit der Größe des Patienten
oder mit oberhalb und unterhalb des vorgegebenen Wirbels angeordneten
anderen Wirbeln des Patienten, oder mit einem Patientenwirbelmittelwert verglichen
werden, der verwendet wird, um einen Bereich zu definieren, innerhalb
dessen der diagnostische Ausgabeablesewert liegen sollte. Im Allgemeinen
führt ein
Quetschungsbruch zwar zu einer Abweichung der Höhe eines Wirbels gegenüber dessen Nachbarn,
jedoch sind die Bereiche so festgelegt, dass die normale erwartete
Abweichung eingeschlossen ist.
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In
Schritt 132 wird der Bericht erzeugt, der in der oben beschriebenen
Weise markierte Bilder und durch Zweig 56 und 120 nicht
korrigierte Warnungen beinhalten kann.