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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Auswahl eines
Darstellungsmodus für einen Bilddatensatz eines zu untersuchenden
Organs.
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Moderne
medizinische Untersuchungs- und Bildgebungsverfahren, wie beispielsweise
Computertomographie (CT) oder Magnetresonanztomographie (MRT), erzeugen
Bilddatensätze, die eine Lokalisation krankhaft veränderter
Bereiche in einem Untersuchungsobjekt erlauben. Nicht immer ist
auch die Ursache für die krankhafte Veränderung
in demselben Bilddatensatz darstellbar.
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Beispielsweise
bei Untersuchungen des Herzens werden funktionale Anomalitäten,
beispielsweise ein Infarkt, am Herzmuskel detektiert. Die Ursache
für die Anomalität liegt oftmals aber z. B. in
einem Fehler der Versorgung des Herzmuskels mit Blut und ist daher
bei der jeweiligen Koronararterie, etwa in Form einer Stenose, zu
suchen.
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Soll
daher beispielsweise ein Befund der Koronararterien erstellt werden,
so muss versucht werden durch Drehen eines entsprechenden, in der
Regel drei dimensionalen Koronararterien-Bilddatensatzes, eine Ansicht
zu finden, in der der richtige Abschnitt der Koronararterien unverdeckt
zu sehen ist. Dieses manuelle Drehen ist zeitaufwändig
und erfordert ein hohes Maß an anatomischen Wissen und
Qualifikation.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur
Verfügung zu stellen, dass den Arbeitsablauf z. B. für
einen Befund vereinfacht und beschleunigt.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
ein Verfahren gemäß Anspruch 1. Weitere vorteilhafte
Ausgestaltungen sind durch die Merkmale der Unteransprüche
gekennzeichnet.
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Erfindungsgemäß ist
ein Verfahren zur automatischen Auswahl eines Darstellungsmodus
für einen Bilddatensatz eines zu untersuchenden Organs
vorgesehen. Dabei wird ein erster Bilddatensatz des zu untersuchenden
Organs angezeigt. In dem ersten Bilddatensatz werden örtlich
aufgelöst Werte eines Parameters bestimmt, wobei der Parameter
eine Bewertung einer Funktionalität des zu untersuchenden
Organs zulässt. Sodann wird eine Abweichung der bestimmten
Werte des Parameters von einem Toleranzbereich lokalisiert. Das
Ergebnis der Lokalisation wird gespeichert und auf Basis des Ergebnisses
der Lokalisation wird ein Darstellungsmodus eines zweiten Bilddatensatzes
ausgewählt, wobei der zweite Bilddatensatz ein 3D Bilddatensatz
ist. Der zweite Bilddatensatz wird in dem ausgewählten
Darstellungsmodus angezeigt.
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Die
somit automatisierte Auswahl eines Darstellungsmodus für
einen zweiten Bilddatensatz auf Grundlage eines Befundes in einem
ersten Bilddatensatz garantiert eine Darstellung des zweiten Bilddatensatzes
in einer mit dem Befund in dem ersten Bilddatensatz korrelierten
Art und Weise und beschleunigt und erleichtert den Arbeitsablauf
für einen umfassenden Befund.
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Vorteilhaft
wird das zu untersuchende Organ in Segmente unterteilt, um die Lokalisation
einer Abweichung des Parameters zu erleichtern. Dabei sind die Segmente
derart bezeichnet, dass ein Bezug zu einer anatomischen Lage und/oder
Richtung hergestellt ist.
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In
einfacher Weise wird zum Speichern des Ergebnisses der Lokalisation,
das Ergebnis der Lokalisation in einer schematischen Darstellung
des zu untersuchenden Organs markiert. So kann die Lage der lokalisierten
Abweichung auch zu einem späteren Zeitpunkt schnell und
intuitiv nachvollzogen werden.
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Weitere
Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich
aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen
sowie anhand der Zeichnungen. Die aufgeführten Beispiele
stellen keine Beschränkung der Erfindung dar. Es zeigen:
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1 ein
Ablaufdiagramm des Verfahrens zur automatischen Auswahl eines Darstellungsmodus
für einen Bilddatensatz eines zu untersuchenden Organs,
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2–5 eine
beispielhafte Unterteilung in Segmente einer schematisch dargestellten
linken Herzkammer (LV: „linker Ventrikel") nach einer Empfehlung
der American Heart Association (AHA),
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6 eine
schematische Darstellung eines zu untersuchenden Organs am Beispiel
einer sogenannten „Bull's-Eye" Darstellung der linken Herzkammer
nach der gleichen Unterteilung wie in den 2 bis 5,
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7 eine
schematische Darstellung eines ersten Bilddatensatzes,
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8 eine
schematische Darstellung eines zweiten Bilddatensatzes in einem
ausgewählten Darstellungsmodus.
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1 zeigt
ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.
In einem ersten Schritt 1 wird ein erster Bilddatensatz
eines zu untersuchenden Organs, z. B. des Herzens, angezeigt und
ortsspezifisch ausgewertet. Dazu werden die Werte eines Parameters
in dem ersten Bilddatensatz bestimmt.
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Je
nach Art des ersten Bilddatensatzes können unterschiedliche
Parameter ausgewertet werden. Handelt es sich bei dem ersten Bilddatensatz
beispielsweise um einen Bilddatensatz, der durch eine kontrastmittelverstärkte
Aufnahme mittels eines Magnetresonanz-Geräts aufgenommen
wurde, so kann der Parameter eine Anreicherung bzw. eine Auswaschung
des verwendeten Kontrastmittels im zeitlichen Verlauf sein. Stellt der
erste Bilddatensatz die Perfusion des Herzens dar (eine weitere
mögliche Untersuchung mittels MRT), so werden die Perfusionswerte
ausgewertet.
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Weitere
mögliche Parameter sind die Kontraktilität des
Herzens bzw. des linken Ventrikels, die Dicke eines Teils des Organs,
beispielsweise die Wanddicke einer Herzkammer, oder die Motilität
(Bewegungsfähigkeit) des zu untersuchenden Organs. Erste
Bilddatensaätze, die eine Auswertung der genannten Parameter zulassen
sind etwa Ventrikelfunktionsdatensätze, morphologische
Abbildungen oder Cine-Darstellungen des zu untersuchenden Organs.
Ein erster Bilddatensatz kann somit sowohl zweidimensional (2D)
als auch dreidimensional (3D) sein, oder auch aus einer Reihe von
2D Bilddatensätzen bestehen. Als Untersuchungsmodalitäten
kommen z. B. Magnetresonanz-Geräte oder Computertomographen
in Frage.
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In
einem zweiten Schritt 3 wird in dem ersten Bilddatensatz
ein Ort/Orte lokalisiert, in dem/denen der ausgewertete Parameter
außerhalb eines Toleranzbereichs liegt. D. h. z. B ein
befundender Betrachter stellt je nach Art des ausgewerteten Parameters
fest, wo beispielsweise in erhöhtem Maße Kontrastmittel
angereichert ist oder wo die Dicke z. B. eines Muskels ungewöhnlich
klein ist.
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Eine
erste grobe Lokalisation ist oftmals bereits durch den ersten Bilddatensatz
selbst gegeben, denn es ist in der Regel durch die Aufnahmeplanung
bekannt welcher Ort eines Untersuchungsobjekts bzw. Patienten in
dem ersten Bilddatensatz abgebildet wurde.
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Die
genaue Lokalisation wird erleichtert, wenn das zu untersuchende
Organ in Segmente unterteilt wurde. In diesem Fall kann es für
die Lokalisation genügen, dasjenige Segment anzugeben,
in dem die Abweichung liegt. Eine mögliche Art der Unterteilung
einer linken Herzkammer in Segmente ist in den 2 bis 5 und
der zugehörigen Beschreibung angegeben. Selbstverständlich
sind auch andere, z. B. gröbere oder feinere, Unterteilungen
in Segmente denkbar, je nach Organ und Bedarf.
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Das
Ergebnis der Lokalisation der Abweichung des Parameters wird gespeichert
(Schritt 5). Vorzugsweise wird dazu das Ergebnis der Lokalisation
in einer schematischen Darstellung des zu untersuchenden Organs
markiert. Dies ist insbesondere bei einer späteren Durchsicht
des Falls hilfreich, um schnell wieder eine Zuordnung der Abweichung
zu einem Ort des zu untersuchenden Organs herstellen zu können.
Ein Beispiel für eine derartige schematische Darstellung
ist in 6 gezeigt.
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Ist
die Abweichung des Parameters von einem Toleranzbereich lokalisiert,
wird in einem weiteren Schritt 7 auf Grundlage des Ergebnisses
der Lokalisation ein Darstellungsmodus für einen zweiten
Bilddatensatz ausgewählt.
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Die
Auswahl des Darstellungsmodus für den zweiten Bilddatensatz
kann direkt nach der Lokalisation oder zu einem späteren
Zeitpunkt mit Hilfe des gespeicherten Ergebnisses der Lokalisation
durchgeführt werden.
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Der
Darstellungsmodus des zweiten Bilddatensatzes betrifft beispielsweise
einen Betrachtungswinkel für den zweiten Bilddatensatz.
Wurde beispielsweise in dem ersten Bilddatensatz anhand des Parameters
ein Infarkt an einem Herzen lokalisiert und soll nun die Koronararterie,
die für die Versorgung des Infarktgebiets zuständig
ist, in dem zweiten Bilddatensatz, etwa einem dreidimensionalen
Koronararteriendatensatz, unter sucht werden, so genügt
die Angabe des Ergebnisses der Lokalisation, um den Koronararteriendatensatz
unter einem Betrachtungswinkel darzustellen, der die mit dem Infarktgebiet
korrelierte Koronararterie zeigt.
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Dazu
ist in einer einfachen Ausführungsform der Erfindung jedem
Segment ein Darstellungsmodus zugeordnet. Dies wird u. a. dadurch
ermöglicht, dass die Anatomie des Menschen in weiten Bereichen
für alle Menschen annähernd gleich ist.
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Dadurch
kann man z. B. wenn an einem ersten Ort einer Anatomie ein Befund
gemacht wurde und eine Korrelation zu einem zweiten Ort der Anatomie
vermutet wird, mit großer Sicherheit in allgemein gültiger Art
und Weise bestimmen, wie der zweite Ort dargestellt werden muss,
um die Korrelation überprüfen zu können.
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Insbesondere
können Herzmuskelbereiche mit großer Sicherheit
Koronarbereichen zugeordnet werden. Ein Beispiel einer solchen Zuordnung
ist in der Beschreibung der 6 weiter
unten angegeben.
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Da
auch die Lage der Koronararterien bei Menschen im Wesentlichen übereinstimmt,
kann z. B. ein optimaler Betrachtungswinkel für jede Koronararterie
bzw. für Abschnitte der Koronararterien festgelegt werden.
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Die
Betrachtungswinkel werden üblicherweise als Kombination
eines ersten Winkels in der Transversalebene und eines zweiten Winkels
in der Sagittalebene angegeben. Dabei wird der erste Winkel mit
LAO (nach links von der Sagittalebene weg) bzw. RAO (nach rechts
von der Sagittalebene weg) gefolgt von einer Winkelangabe in Grad
angegeben. Der zweite Winkel wird mit Cranial (nach oben, zum Kopfe
hin, von der Transversalebene weg) bzw. Caudal (nach unten von der
Transversalebene weg) gefolgt von einer Winkelangabe in Grad angegeben.
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So
ist z. B. ein Betrachtungswinkel (RAO 0, Cranial 35) für
einen Koronararteriendatensatz geeignet, um den mittleren und apikalen
Bereich der linken absteigenden Koronararterie mit nur minimaler
Verkürzung und Überlappung anzuzeigen.
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In
einem letzten Schritt 9 wird der zweite Bilddatensatz in
dem ausgewählten Darstellungsmodus angezeigt.
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In
einer weitern Ausführungsform können einem Segment
auch mehrere Darstellungsmodi zugeordnet sein, die in einer festzulegenden
Reihenfolge dargestellt werden.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren ist beispielsweise
auf einer Bildverarbeitungseinheit (nicht dargestellt) installiert.
Die Bildverarbeitungseinheit ist derart ausgebildet, dass erste
und zweite Bilddatensätze geladen und/oder gespeichert
werden können. Die Bildverarbeitungseinheit umfasst mindestens
ein Anzeigegerät, z. B. einen Monitor, zum Anzeigen der
Bilddatensätze und eine Bedieneinheit, z. B. eine Maus
und/oder eine Tastatur umfassend, mit der ein Benutzer Eingaben
zur Bearbeitung der Bilddatensätze an die Bildverarbeitungseinheit
abgeben kann.
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In
den 2 bis 5 ist eine beispielhafte Unterteilung
in Segmente einer schematisch dargestellten linken Herzkammer (LV: „linker
Ventrikel") nach einer Empfehlung der American Heart Association
(AHA) dargestellt.
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Nach
einer Empfehlung der AHA, die im Circulation – Journal
of the American Heart Association 2002; 105; Seiten 539–542 veröffentlicht
ist, wird die linke Herzkammer (LV) in 17 Segmente S1 bis S17 unterteilt. Dazu
wird die linke Herzkammer zunächst in horizontalen (short
axis) Schnitten in vier Hauptbereiche geteilt: einen Basis-Bereich
B (basal), einen mittleren Bereich M (mid), einen apikalen Bereich
A (apical) und die apikale Kappe (apex), die das Segment S17 bildet.
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In 2 ist
ein short axis Schnitt im Basis-Bereich B dargestellt. Dieser Bereich
B ist in sechs Segmente S1 bis S6 unterteilt, wobei die Segmente
S2 und S3 die Trennwand der linken Herzkammer (LV) zu der rechten
Herzkammer (RV) kennzeichnen. Die Segmente sind im Übrigen
möglichst gleichverteilt.
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In 3 ist
ein short axis Schnitt in dem mittleren Bereich M dargestellt. Auch
dieser Bereich M ist in sechs Segmente unterteilt, die Segmente
S7 bis S12. Die Segmente S7 bis S12 sind analog zu den Segmenten
S1 bis S6 im Basis-Bereich B verteilt. Die Segmente S8 und S9 kennzeichnen
die Trennwand der linken Herzkammer (LV) zu der rechten Herzkammer
(RV).
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Der
in 4 dargestellte short axis Schnitt durch die linke
Herzkammer (LV) im apikalen Bereich A ist wegen seines geringeren
Durchmessers in nur noch vier Segmente S13 bis S16 unterteilt, die
wieder möglichst gleichverteilt sind und nach „hinten", „zur
Trennwand hin", „vorne" und „zur Seite" gerichtet
sind.
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In 5 ist
ein vertikaler long axis Schnitt (2C-Schnitt) der linken Herzkammer
(LV) dargestellt. Die Unterteilung in Basis-Bereich B, mittleren
Bereich M, apikalen Bereich A und Segment S17 wird mit Hilfe der Anatomie
des Herzmuskels vorgenommen. Demnach ist der mittlere Bereich M
auf gleicher Höhe der Papillarmuskeln der linken Herzkammer
beim Ende der Diastole anzusiedeln. Die apikale Kappe bildet das
Segment S17. Die restlichen Bereiche A und B ergeben sich.
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Die
Segmente S1 bis S17 werden entsprechend ihrer anatomischen Lage
und Ausrichtung folgendermaßen bezeichnet:
| S1: | basal
anterior | S2: | basal
anteroseptal |
| S3: | basal
inferoseptal | S4: | basal
inferior |
| S5: | basal
inferolateral | S6: | basal
anterolateral |
| S7: | mid
anterior | S8: | mid
anteroseptal |
| S9: | mid
inferoseptal | S10: | mid
inferior |
| S11: | mid
inferolateral | S12: | mid
anterolateral |
| S13: | apical
anterior | S14: | apical
septal |
| S15: | apical
inferior | S16: | apical
lateral |
| S17: | apex | | |
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In 6 ist
eine schematische Darstellung eines zu untersuchenden Organs am
Beispiel einer sogenannten „Bull's-Eye" Darstellung der
linken Herzkammer dargestellt. In dieser Darstellung sind die Segmente S1
bis S17 in Ringen um das Segment S17 angeordnet.
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Die
von links unten nach rechts oben schraffierten Segmente S6, S5,
S11, S12, S16 werden dem Ramus circumflexus der linken Koronararterie
(LCX; left circumflex coronary artery) zugeordnet. Die von links oben
nach rechts unten schraffierten Segmente S3, S4, S9, S10 und S15
werden der rechten Koronararterie (RCA; right coronary artery) zugeordnet
und die nicht schraffierten Segmente S1, S2, S7, S8, S13, S14 und S17
werden der linken absteigenden Koronararterie (LAD; left anterior
descending) zugeordnet.
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In 7 ist
eine schematische Darstellung eines ersten Bilddatensatzes, in Form
eines schematischen morphologischen Abbildes eines short axis Schnittes
des Herzens, dargestellt.
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Es
sind die rechte Herzkammer (RV) und die linke Herzkammer (LV) zu
sehen. Ein Bereich der linken Herzkammer (LV), in der die Dicke
der Kammerwand vermindert ist, ist durch einen Pfeil gekennzeichnet.
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Durch
Kenntnis Aufnahmeplanung, oder durch weitere morphologische Charakteristika
(nicht eingezeichnet) kann ein mit einem Befund befasster Betrachter
das gekennzeichnete Gebiet (Pfeil) einem Segment zuordnen. In dem
gezeigten Beispiel etwa dem Segment S6.
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In 8 ist
schematisch ein zweiter Bilddatensatz am Beispiel eines schematischen
Koronararteriendatensatzes dargestellt. Es ist die Aorta 10 und
die drei Hauptäste der Koronararterien, die linke absteigende Koronararterie
(LAD) 11, die rechte Koronararterie (RCA) 13 und
der Ramus circumflexus der linken Koronararterie (LCX) 15 zu
sehen. Außerdem sind einige Nebenzweige eingezeichnet.
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Der
Koronararteriendatensatz ist hier unter einem Betrachtungswinkel
dargestellt, der einen freien Blick auf den oberen Hauptzweig der
linken Koronararterie und die Zweige LAD und LCX zulässt.
Der dem Segment S6 zugeordnete Betrachtungswinkel wäre
hier damit z. B. (LAO 60°, Caudal 15°).
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - Journal of
the American Heart Association 2002; 105; Seiten 539–542 [0037]