DE102008015058A1

DE102008015058A1 - Atlasgestützte Bildkomprimierung

Info

Publication number: DE102008015058A1
Application number: DE102008015058A
Authority: DE
Inventors: David T. Waukesha Gering; Gopal B. New Berlin Avinash
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2007-03-19
Filing date: 2008-03-19
Publication date: 2008-09-25
Also published as: JP2008229334A; JP5367283B2; US8605963B2; US20080232700A1

Abstract

Eine Technik (92) zur Auswahl von Abschnitten eines Satzes von medizinischen Bilddaten, die gespeichert werden sollen, und Abschnitten eines Satzes von medizinischen Bilddaten, die verworfen werden sollen, um die Gesamtmenge der Bilddaten zu reduzieren, die für jeden Bilddatensatz gespeichert wird. Die Auswahl beruht auf dem klinischen Zweck zur Erfassung der medizinischen Bilddaten. Der klinische Zweck zur Erfassung des medizinischen Bildes wird verwendet, um einen Atlas (122) auszuwählen. Der Atlas (122) ist mit Informationen gekennzeichnet, welche die relative Relevanz von verschiedenen Regionen des Atlas (122) bestimmen. Der Atlas (122) wird an dem Bild (112) ausgerichtet und die Kennzeichnungsinformationen werden vom Atlas (122) auf das medizinische Bild (112) übertragen. Jede Region des medizinischen Bildes (112) wird dann auf der Grundlage der vom Atlas (122) empfangenen Kennzeichnungsinformationen verarbeitet. Die Regionen mit der größten Relevanz werden mit voller Auflösung gespeichert. Regionen mit geringerer Relevanz werden mit weniger als der vollen Auflösung gespeichert. Schließlich werden Regionen, die keinerlei Relevanz haben, verworfen und überhaupt nicht gespeichert.

Description

HINTERGRUND
Die Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf das Gebiet der Speicherung von medizinischen Bilddaten. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Technik zur Reduktion der Menge von medizinischen Bilddaten einen Satzes von medizinischen Daten, die in einem Langzeitspeicher gespeichert sind.
Bildarchivierungs- und Kommunikationssysteme oder PACS sind zu einer extrem wichtigen Komponente bei der Handhabung von digitalisierten Bilddaten geworden, insbesondere auf dem Gebiet der medizinischen Bildgebung. Solche Systeme fungieren oft als zentrales Bilddatenlager, das die Daten aus verschiedenen Quellen, wie beispielsweise medizinischen Bildgebungssystemen, empfängt. Die Bilddaten werden gespeichert und Radiologen, diagnostizierenden und überweisenden Ärzten und anderen Fachleuten über Netzwerkverbindungen zur Verfügung gestellt. Verbesserungen bei PACS haben zu enormen Fortschritten in Bezug auf das Volumen der verfügbaren Bilddaten geführt, und haben die Hochladung und Übertragung von Dateivolumina sowohl innerhalb von Einrichtungen als auch zwischen dem zentralen Speicherstandort und entfernten Clients ermöglicht.
Im Bereich der medizinischen Diagnostik können je nach Bildgebungsmodalität digitalisierte Daten für eine enorme Anzahl von Bildern in einer einzigen Untersuchung erfasst und verarbeitet werden, wobei jedes Bild einen gro ßen Datensatz darstellt, der diskrete Bildelemente (Pixels) eines rekonstruierten Bildes oder Volumenelemente (Voxels) in dreidimensionalen Datensätzen definiert. Computertomographie(CT)-Bildgebungssysteme können beispielsweise mehrere einzelne Bilder entlang der Anatomie von Interesse in einem sehr kurzen Untersuchungszeitrahmen erzeugen. Ebenso sind andere Bildgebungsmodalitäten in der Lage, große Volumina von nützlichen Bilddaten zu erzeugen, wozu Magnetresonanzbildgebung(MRI)-Systeme, digitale Röntgensysteme, Röntgen-Tomosynthesesysteme, Ultraschallsysteme, Positronen-Emissions-Tomographie(PET)-Systeme usw. gehören. Idealerweise werden alle solchen Bilder zentral in PACS gespeichert und Radiologen zur Einsicht und Diagnose zur Verfügung gestellt.
Es sind verschiedene Techniken vorgeschlagen worden, die zurzeit für die Analyse und Komprimierung von großen Dateien wie medizinischen Bilddatendateien verwendet werden. Bilddateien umfassen typischerweise Datenströme, durch welche Bildcharakteristiken beschrieben werden, die typischerweise Intensitäten oder andere Charakteristiken von einzelnen Pixels oder Voxels in einem rekonstruierten Bild betreffen. Im Bereich der medizinischen Diagnostik werden diese Bilddateien typischerweise während einer Bilderfassungs-, Bildkodierungs- oder Bildverarbeitungs-(z. B. Rekonstruktions-)sequenz erzeugt, wie bei Röntgen, MRI, CT oder einem anderen System, oder in einer Verarbeitungsstation, die dazu gedacht ist, Bilddaten von solchen Systemen zu verarbeiten. Die Bilddaten können sequenziell verarbeitet oder wiederverarbeitet werden, so dass dynamische Bereiche angepasst werden oder bestimmte in dem Bild gezeigte Merkmale beispielsweise zum Zwecke der Speicherung, Übertragung oder zur Anzeige verbessert werden.
Während Bilddateien in einem rohen oder verarbeiteten Format gespeichert werden können, sind viele Bilddateien ziemlich groß und würden auf einer Disk oder einer Speichervorrichtung beträchtlichen Platz einnehmen. Die fast exponentielle Erhöhung bei der Auflösung der Bildgebungssysteme, welche aufgetreten ist und scheinbar auch in Zukunft andauern wird, führt zu der Erzeugung von noch größeren Bilddateien, die infolge des verwendbaren dynamischen Bereichs des Bildgebungssystems, der Größe der Matrix der Bildpixels und -voxels sowie der Anzahl von Bildern, die pro Untersuchung gewonnen werden, mehr Daten umfasst. Zusätzlich beginnen die Anforderungen für die Verarbeitung und Speicherung bei aktuellen PACS-Systemen für neue klinische Anwendungen und Techniken die aktuellen Systemmöglichkeiten zu strapazieren, wie dies im Falle des stetig ansteigenden klinischen Bedarfs an über eine Zeit abgetasteten volumetrischen Daten und bei der Verwendung von multiplen Energievolumen zur besseren Visualisierung von anatomischen und funktionalen Merkmalen der Fall ist.
Abgesehen davon, dass sie große Segmente des verfügbaren Speicherplatzes einnehmen, kann es sein, dass die Übertragung großer Bilddateien von einem Standort zum anderen schwierig oder langwierig ist. Bei einer typischen medizinischen Bildgebungsanwendung erzeugt ein Scanner oder eine andere Bildgebungsvorrichtung Rohdaten, die zumindest teilweise vom Scanner verarbeitet werden können. Die Daten werden dann an einen anderen Bildverarbeitungsschaltkreis übertragen, der typischerweise einen programmierten Computer umfasst, in dem die Bilddaten weiterverarbeitet und verbessert werden. Schließlich werden die Bilddaten entweder lokal in dem System oder im PACS zur späteren Abrufung und Analyse gespeichert. Bei all diesen Datenübertragungsschritten muss die große Bilddatei abgerufen und von einer Vorrichtung zur anderen übertragen werden.
Gängige Bildhandhabungstechniken umfassen die Komprimierung von Bilddaten innerhalb einer PACS-Umgebung, um die Speicheranforderungen und Übertragungszeiten zu reduzieren. Allerdings werden bei solchen Techniken im Allgemeinen ganze Dateien komprimiert, welche beschreibende Dateikopfinformationen umfassen, welche beim Zugriff auf oder bei der Korrelation von Bildern zum Zwecke der Betrachtung nützlich sein könnten. Außerdem kann es sein, dass bei gängigen Techniken keine ausreichend schnelle Komprimierung oder Dekomprimierung von Bilddaten ermöglicht wird, um dadurch die steigenden Anforderungen an Systemdurchgangsraten und Zugriffszeiten zu erfüllen. Schließlich bieten alternative Komprimierungs- und Dekomprimierungstechniken nicht die gewünschten Komprimierungsverhältnisse in Kombination mit der schnellen Komprimierung und Dekomprimierung in einer Client-Server-Umgebung.
Ein weiterer Nachteil von existierenden Komprimierungstechniken besteht in der Speicherung, dem Zugriff auf und der Übertragung von großen Dateien, selbst wenn ein Benutzer das rekonstruierte Bild nicht in allen verfügbaren Details sehen kann oder will. Beispielsweise können bei der medizinischen Bildgebung sehr detaillierte Bilder erfasst und gespeichert werden, während einem Radiologen oder Arzt, der die Bilder ansehen will, eventuell kein Ansichtsport zur Verfügung steht, der die Bilder in der Auflösung anzeigen könnte, in der sie gespeichert sind. Daher kann die Übertragung von ganzen Bildern zu einer entfernten Ansichtsstation in relativ zeitaufwendigen Operationen keinen wirk lichen Vorteil bieten und kann das Lesen oder eine andere Verwendung der Bilder verlangsamen. Ferner können nur bestimmte Abschnitte eines medizinischen Bildes für die Diagnose und Behandlung relevant sein. Daher kann ein enormer Speicherraum in einem PACS der Speicherung von medizinischen Daten zugeteilt werden, die für die Diagnose und Behandlung des Patienten irrelevant sind. Dies Problem wird sogar noch akuter, wenn Bildgebungssysteme immer stärkere Auflösungen erreichen, die einem noch höheren Bedarf an Datenspeicherplatz entsprechen.
Daher besteht der Bedarf an einer verbesserten Bilddatenkomprimierungs- und Dekomprimierungstechnik, die eine schnelle Komprimierung und Dekomprimierung der Bilddateien ermöglicht und bei welcher verbesserte Komprimierungsverhältnisse und Übertragungszeiten erzielt werden. Zusätzlich besteht der Bedarf an einer Technik, die es ermöglicht, dass komprimierte Bilddateien je nach Bandweite und gewünschter oder verfügbarer Auflösung in verschiedenen Auflösungen und Größen erzeugt und an einen Clientstandort übertragen werden. Ferner besteht ein besonderer Bedarf an einer Technik, durch die es ermöglicht wird, dass Bilddaten-Speichersysteme den Datenzuwachs aufnehmen können, der notwendig ist, um medizinische Bilder zu speichern, welche im Zuge der steigenden Auflösungen der Bildgebungssysteme erfasst werden.
KURZBESCHREIBUNG
Es wird eine Technik zur Auswahl von Ausschnitten eines medizinischen Bilddatensatzes, die gespeichert werden sollen, und Abschnitten eines medizinischen Bilddatensatzes, die verworfen werden sollen, vorgestellt, um die Gesamtmenge der Bilddaten zu reduzieren, welche für jeden Bilddatensatz gespeichert werden. Die Auswahl beruht auf dem klinischen Zweck der Erfassung der medizinischen Bilddaten. Der klinische Zweck für die Erfassung des medizinischen Bildes wird verwendet, um einen Atlas auszuwählen. Der Atlas ist mit Informationen versehen, welche die relative Relevanz von verschiedenen Regionen des Atlas festlegen. Der Atlas wird auf das Bild angepasst und die Kennzeichnungsinformationen werden vom Atlas zum medizinischen Bild übertragen. Jede Region des medizinischen Bildes wird dann auf der Grundlage der Kennzeichnungsinformationen verarbeitet, welche von dem Atlas empfangen wurden. Die Regionen mit der größten Relevanz werden in ihrer vollen Auflösung gespeichert. Regionen mit geringerer Relevanz werden mit weniger als der vollen Auflösung gespeichert. Schließlich werden Regionen, die keine Relevanz haben, verworfen und überhaupt nicht gespeichert.
ZEICHNUNGEN
Diese und andere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung können besser nachvollzogen werden, wenn die nachfolgende detaillierte Beschreibung im Zusammenhang mit den dazugehörigen Zeichnungen gelesen wird, in denen die gleichen Ziffern durchgehend dieselben Teile bezeichnen, wobei gilt:
1 ist eine schematische Ansicht eines beispielhaften Bildgebungssystems, in diesem Fall eines Computertomographie(CT)-Bildgebungssystems, das so eingestellt ist, dass es den verbesserten Bilddaten-Speicherplan gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Technik implementiert;
2 ist eine Diagrammdarstellung eines Bilderfassungs- und Kommunikationssystems oder PACS zum Empfang und Speicherung von Bilddaten vom Bildgebungsbereich von 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Technik;
3 ist ein Blockdiagramm einer Technik zur selektiven Speicherung von medizinischen Bilddaten auf der Grundlage eines Atlas gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4 ist eine Darstellung einer medizinischen Bildschicht des Gehirns eines Patienten gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 ist eine Darstellung einer medizinischen Bildschicht eines Atlas des Gehirns gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 ist eine Darstellung einer anfänglichen Ausrichtung des Gehirns des Patienten aus 4 am Atlas des Gehirns aus 5 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7 ist eine Darstellung einer abschließenden Ausrichtung des Gehirns des Patienten aus 4 am Atlas des Gehirns aus 5 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
8 ist eine Darstellung des Abschnitts der medizinischen Bildschicht aus 4, die in einem Lang zeitspeicher gespeichert wird, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Erfindung, wie sie im Zusammenhang mit einem beispielhaften Bildgebungssystem im Falle eines Computertomographie (CT) Bildgebungssystems angewendet werden kann, wird nun unter Verweis auf 1 beschrieben. Im Allgemeinen sollte man sich allerdings darüber im Klaren sein, dass die vorliegenden Techniken im Zusammenhang mit Bilddaten verwendet werden können, die von einer beliebigen geeigneten Bildgebungsmodalität erzeugt wurden. In einer typischen Anwendung kann das Bildgebungssystem so entworfen sein, dass es sowohl Originalbilddaten erfasst als auch die Bilddaten zur Anzeige und Analyse verarbeitet. Wie unten gesagt, können die Bilddatenerfassung und die nachfolgende Verarbeitung (z. B. für die unten beschriebenen Umwandlungen und Komprimierung) in bestimmten Anwendungen in physisch separaten Systemen und Arbeitsplätzen ausgeführt werden. Die illustrierte Ausführungsform des CT-Bildgebungssystems 20 weist einen Frame 22, eine Gantry 24 und eine Öffnung (Bildgebungsvolumen oder CT-Öffnungsvolumen) 26 auf. In Öffnung 26 des Frame 22 und der Gantry 24 ist ein Patiententisch 28 positioniert. Der Patiententisch 28 ist so angepasst, dass ein Patient 30 während des Untersuchungsprozesses bequem darauf liegen kann.
Die illustrierte Ausführungsform des CT-Bildgebungssystems 20 ist mit einer Röntgenquelle 32 ausgestattet, die neben einem Kollimator 34 positioniert ist, der die Größe und Form eines Röntgenstrahls 36 definiert, der aus der Röntgenquelle 32 austritt. Bei dem typischen Be trieb projiziert die Röntgenquelle 32 einen aus Strahlung bestehenden Strahl (einen Röntgenstrahl) 36 zu einer Detektoranordnung 38 hin, die auf der gegenüberliegenden Seite der Gantry 24 montiert ist. Der Röntgenstrahl 36 dringt vollständig oder teilweise durch das Objekt, wie den Patienten 30, bevor er auf die Detektoranordnung 38 auftrifft. Es sei darauf hingewiesen, dass der Röntgenstrahl 36 eine bestimmte Region des Körpers des Patienten 30, wie beispielsweise die Leber, den Pankreas, das Herz, usw. vollständig oder teilweise durchdringen kann, so dass eine Abtastung der Region durchgeführt werden kann. Bei der Detektoranordnung 38 kann es sich um einen Einschichtdetektor oder einen Mehrschichtdetektor handeln, wobei er im Allgemeinen von einer Vielzahl von Detektorelementen gebildet wird. Jedes Detektorelement erzeugt ein elektrisches Signal, das die Intensität des an dem Detektorelement auftreffenden Röntgenstrahls 36 darstellt, wenn der Röntgenstrahl 36 auf der Detektoranordnung 38 auftrifft. Diese Signale werden erfasst und verarbeitet, um ein Bild der Formen innerhalb des Körpers des Patienten 30 zu rekonstruieren.
Die Gantry 24 kann um den Patienten 30 herum gedreht werden, so dass eine Vielzahl von radiographischen Ansichten entlang einer Bildgebungsverlaufsbahn erfasst werden kann, die durch die Bewegung der Röntgenquelle 32 in Relation zum Patienten 30 beschrieben wird. Genauer gesagt drehen sich eine Röntgenquelle 32 und eine Detektoranordnung 38 zusammen mit der Gantry 24, die Detektoranordnung 38 sammelt Protonen, die aus der Röntgenstrahlsabschwächung resultieren, bei verschiedenen Ansichtswinkeln in Relation zum Patienten 30 und erzeugt Signale oder Daten, welche die auftreffenden Protonen darstellen. Die Daten, die von der Detektoranordnung 38 erfasst werden, werden dann einer Vor verarbeitung und Filterung unterzogen, um die Daten zu konditionieren, um die Linie von Integralen der Abschwächungskoeffizienten des abgetasteten Patienten 30 darzustellen. Die verarbeiteten Daten, die im Allgemeinen Projektionen genannt werden, werden dann gefiltert und rückprojiziert, um ein Bild des abgetasteten Bereichs zu bilden. So wird ein Bild oder eine Schicht erfasst, die in bestimmten Modi zur Erzeugung eines Bildes Projektionsdaten von weniger oder mehr als 360 Grad umfassen kann.
Die Drehung der Gantry 24 und der Betrieb der Röntgenquelle 32 werden durch einen Systemregler 40 kontrolliert, der sowohl Stromstärke- als auch Kontrollsignale für die CT-Untersuchungssequenzen liefert. Außerdem ist die Detektoranordnung 38 mit dem Systemregler verbunden, der die Erfassung der Signale steuert, die in der Detektoranordnung 38 generiert werden. Der Systemregler 40 kann auch verschiedene Signalverarbeitungs- und -filterungsfunktionen, wie z. B. für die anfängliche Anpassung der dynamischen Bereiche, die Verzahnung der digitalen Bilddaten usw., ausführen. Im Allgemeinen steuert der Systemregler 40 den Betrieb des Bildgebungssystems 20, um Untersuchungsprotokolle auszuführen und die erfassten Daten zu verarbeiten. Im vorliegenden Kontext umfasst der Systemregler 40 auch Signalverarbeitungsschaltkreise, die typischerweise auf einem Mehrzweck- oder einem anwendungsspezifischen digitalen Computer, dazugehörigen Speicherschaltkreisen zur Speicherung von Programmen und von durch einen Computer ausgeführten Programmen sowie auf Konfigurationsparameter und Bilddaten, Schnittstellenschaltkreisen usw. basieren. Der Systemregler 40 umfasst einen Gantrymotorregler 42, der die Rotationsgeschwindigkeit und die Position der Gantry 24 und des Tischmotorreglers 44 kontrolliert, welcher die lineare Verschiebung des Patiententisches innerhalb der Öffnung 26 steuert. Auf diese Weise dreht der Gantrymotorregler 42 die Gantry 24, wodurch die Röntgenquelle 32, der Kollimator 34 und die Detektoranordnung 38 für eine oder mehrere Umdrehungen um den Patienten 30 herum gedreht wird. Ebenso verschiebt der Tischmotorregler 44 den Patiententisch 28, und somit den Patienten 30, in linearer Richtung innerhalb der Öffnung 26. Zusätzlich kann die Röntgenquelle 32 durch einen Röntgenregler 46 kontrolliert werden, der innerhalb des Systemreglers 40 angeordnet ist. Insbesondere kann der Röntgenregler 46 so konfiguriert werden, dass er Stromstärke- und Zeitgebungssignale an die Röntgenquelle 32 liefert.
In der illustrierten Ausführungsform umfasst der Systemregler 40 auch ein Datenerfassungssystem 48. In dieser beispielhaften Ausführungsform ist die Detektoranordnung 38 mit dem Systemregler 40 und genauer gesagt mit dem Datenerfassungssystem 48 verbunden. Das Datenerfassungssystem 48 empfängt typischerweise abgetastete analoge Signale von der Detektoranordnung 38 und wandelt diese Daten zur nachfolgenden Verarbeitung in digitale Signale um. Ein Bildrekonstruierer 50, der mit dem Computer 52 verbunden ist, kann abgetastete und digitalisierte Daten vom Datenerfassungssystem 48 empfangen und führt eine Hochgeschwindigkeitsbildrekonstruktion durch. Alternativ kann die Rekonstruktion des Bildes vom Computer 52 ausgeführt werden. Sobald das vom Bildgebungssystem 10 erzeugte Bild rekonstruiert ist, zeigt es innere Merkmale des Patienten 30.
Die vom Datenerfassungssystem 48 gesammelten Daten oder rekonstruierten Bilder können an den Computer 52 und an einen Datenspeicher 54 übertragen werden. Es sei darauf hingewiesen, dass ein beliebiger Typ von Datenspei cher, der eine große Datenmenge speichern kann, bei solch einem beispielhaften Bildgebungssystem 10 verwendet werden kann. Auch kann der Computer 52 so konfiguriert werden, dass er über einen Bedienerarbeitsstation 56, die typischerweise mit einer Tastatur und anderen Eingabevorrichtungen ausgestattet ist, Befehle und Abtastparameter von einem Benutzer empfängt. Ein Bediener kann das CT-Bildgebungssystem 20 über den Bedienerarbeitsplatz 56 steuern. So kann der Bediener das rekonstruierte Bild und andere für das System relevante Daten von Computer 52 einsehen, die Bildgebung initiieren usw.
Das CT-Bildgebungssystem 20 ist auch mit einem Display 58 ausgestattet, das mit dem Bedienerarbeitsplatz 56 und dem Computer 52 verbunden ist, und kann von einem Benutzer verwendet werden, um das rekonstruierte Bild einzusehen, sowie um eine Schnittstelle zur Kontrolle des Betriebs des CT-Bildgebungssystems 20 zu liefern. In dieser Ausführungsform ist ein Drucker 60 vorhanden, so dass ein Ausdruck eines medizinischen Bildes gedruckt werden kann. In der illustrierten Ausführungsform ist das CT-Bildgebungssystem 20 zur Langzeitspeicherung von Bilddaten über einen Bedienerarbeitsplatz 56 mit einem Bilderfassungs- und Kommunikationssystem (PACS) 62 verbunden. Es sei darauf hingewiesen, dass das PACS 62 mit einem entfernten System 64, wie einem Radiologieabteilungs-Informationssystem (RIS), einem Krankenhausinformationssystem (KIS) oder mit einem internen oder externen Netzwerk verbunden werden kann, so dass andere Personen an anderen Standorten auf das Bild und die Bilddaten zugreifen können. Allerdings kann der Zugriff auf die Bilddaten auch durch das PACS 62 von entfernten Standorten aus erfolgen.
Es sei ferner darauf hingewiesen, dass der Computer und der Bedienerarbeitsplatz 56 mit anderen Eingabevorrichtungen wie einem Standard- oder Spezialcomputermonitor und den dazugehörigen Verarbeitungsschaltkreisen verbunden werden kann. Einer oder mehrere Computerarbeitsplätze 56 können ferner zur Ausgabe von Systemparametern, zur Anforderung von Untersuchungen, Betrachtung von Bildern usw. mit dem CT-Bildgebungssystem 20 verbunden sein. Im Allgemeinen können Displays, Drucker, Arbeitsplätze und ähnliche Vorrichtungen, die innerhalb des CT-Bildgebungssystems 20 vorhanden sind, in Bezug auf die Datenerfassungskomponenten lokal oder entfernt sein, sich beispielsweise an einem anderen Standort innerhalb der Einrichtung oder des Krankenhauses oder an einem vollkommen anderen Standort befinden, der über ein oder mehrere konfigurierbare Netzwerke wie dem Internet, virtuellen privaten Netzwerken usw. mit dem CT-Bildgebungssystem verbunden ist.
Wie oben festgestellt, sollte man sich darüber im Klaren sein, dass es sich bei dem hier beschriebenen CT-System lediglich um eine beispielhafte Quelle für Bilddaten handelt, welche gemäß den vorliegenden Techniken gehandhabt werden können. Die meisten solchen Systeme umfassen Bedienerschnittstellen und Software, die speziell für die Erfassung von Bilddaten und zumindest für die teilweise Verarbeitung der Daten gemäß der spezifischen physischen Eigenschaften der Bildgebungsmodalität angepasst sind. In der Tat können andere Anordnungen von CT-Systemen, andere Rekonstruktionstechniken usw. Bilddaten erzeugen, die auf die hier beschriebe Weise gehandhabt werden können.
Was nun allgemein 2 anbelangt, wird eine beispielhafte Ausführungsform eines PACS zum Empfang, der Komprimierung und Dekomprimierung von Bilddaten vorgestellt. In der illustrierten Ausführungsform wird das CT-Bildgebungssystem 20 nur für die Kurzzeitspeicherung von Bilddaten verwendet. Der Datenspeicher 54 des CT-Bildgebungssystems 20 ist begrenzt und kann nicht für die Datenspeicherung mit einem beliebigen Grad an Permanenz gespeichert werden, insbesondere wenn das System dazu verwendet wird, Untersuchungen für eine große Anzahl von Patienten in einer Klinik, einem Krankenhaus oder einer anderen Institution auszuführen. Beispielsweise kann Datenraum, der von alten Bilddaten eingenommen wird, durch neue Bilddaten überschrieben werden. Das PACS 62 wird für die Langzeitspeicherung von medizinischen Bilddaten verwendet. In der illustrierten Ausführungsform empfängt PACS 62 Bilddaten vom CT-Bildgebungssystem 20 sowie von einigen anderen separaten Bildgebungssystemen, was durch die Referenzziffer 66 markiert wird. Wie auf diesem Gebiet fachkundigen Personen bewusst sein wird, kann es sich bei dem Bildgebungssystemen um verschiedene Typen und Modalitäten wie MRI-Systeme, PET-Systeme, Radiofluoroskopie(RF), Computertomographie(CT), Ultraschallsysteme, digitale Röntgensysteme, Röntgen-Tomosynthesesysteme, Ultraschallsysteme usw. handeln. Außerdem können die Systeme Verarbeitungsstationen oder Digitalisierungsstationen umfassen, wie beispielsweise Gerätschaften, die dazu dienen, digitalisierte Bilddaten auf der Grundlage von vorhandenen Film- oder Ausdruckbildern zu liefern. Es sei darauf hingewiesen, dass die Systeme, welche die Bilddaten an das PACS liefern, in Bezug auf das PACS lokal sein können, wie beispielsweise in derselben Institution oder Einrichtung, oder sich entfernt von dem PACS angeordnet sein können, wie beispielsweise in einer außerhalb liegenden Klinik oder einer angebundenen Institution. Im letzteren Fall können Bilddaten über eine beliebige ge eignete Netzwerkverbindung übertragen werden, wozu offene Netzwerke, betriebseigene Netzwerke, virtuelle private Netzwerke usw. zu zählen sind.
PACS 62 umfasst einen oder mehrere Dateiserver 68, die dazu dienen, Bilddaten zu empfangen und zu verarbeiten und die Bilddaten zur Dekomprimierung und Einsicht verfügbar zu machen. Dateiserver 68 empfängt die Bilddaten über eine Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 70. Die Bilddaten können in Programmen komprimiert werden, auf die über die Komprimierungs-/Dekomprimierungs-Schnittstelle 72 zugegriffen werden kann. Wie im Folgenden umfassender beschrieben wird, dient die Komprimierungs-/Dekomprimierungs-Schnittstelle 72 dazu, die eingehenden Bilddaten schnell und optimal zu komprimieren, während beschreibende Bilddaten zur Referenz für den Dateiserver 68 und andere Komponenten des PACS verfügbar gehalten werden. Falls dies gewünscht ist, kann die Komprimierungs-/Dekomprimierungs-Schnittstelle 72 auch dazu dienen, Bilddaten zu dekomprimieren, auf die über den Dateiserver 68 zugegriffen werden kann. Der Dateiserver 68 ist auch mit internen Clients verbunden, wie dies durch Referenzziffer 74 angezeigt wird, wobei jeder Client typischerweise einen Arbeitsplatz umfasst, an dem ein Radiologe, Arzt oder Klinker auf die Bilddaten von Server zugreifen, die Bilddaten dekomprimieren oder Bilddaten wie gewünscht einsehen oder ausgeben kann. Clients 74 können auch Informationen ausgeben, wie beispielsweise die Diktierung eines Radiologen nach der Durchsicht der Untersuchungssequenzen. Ebenso kann der Dateiserver 68 mit einer oder mehreren Schnittstellen wie einer Druckschnittstelle 76, verbunden sein, die dazu dienen, auf Bilddaten zuzugreifen oder sie zu dekomprimieren, und Ausdruckbilder über den Drucker 78 oder eine andere Peripherievorrichtung auszugeben.
Ein Datenbankserver 80 wird verwendet, um Bilddaten und andere Arbeitsflussinformationen innerhalb des PACS durch Bezug auf einen oder mehrere Dateiserver 68 miteinander in Verbindung zu bringen. In der zurzeit in Betracht gezogenen Ausführungsform kann der Datenbankserver 80 Querverweisinformationen zu spezifischen Bildsequenzen, Informationen zum überweisenden oder diagnostizierenden Arzt, Patienteninformationen, Hintergrundinformationen, Arbeitslisten-Querverweise usw. enthalten. Die Informationen innerhalb des Datenbankservers 80 dienen dazu, die Speicherung sowie die Verbindung der Bilddateien miteinander zu erleichtern und es den anfragenden Clients zu ermöglichen, schnell und präzise auf die in System gespeicherten Bilddateien zuzugreifen. Ebenso ist der Dateiserver 68 mit einem oder mehreren Archiven 82, wie beispielsweise einem optischen Speichersystem verbunden, die als Lager für große Bilddaten-Volumen für Backup- und Archivierungszwecke dienen. Techniken zur Übertragung von Bilddaten zwischen Dateiserver 68 und einem beliebigen mit dem Dateiserver 68 verbundenen Datenspeicher, der ein Kurzzeitspeichersystem bildet, und Archiv 82, kann unter Befolgung eines beliebigen Datenmanagementplanes erfolgen, um beispielsweise Bilddaten nach der Durchsicht und Diktierung durch einen Radiologen zu archivieren, wenn nach dem Empfang oder der Durchsicht der Bilddateien eine ausreichende Zeit vergangen ist.
In der illustrierten Ausführungsform können andere Komponenten des PACS-Systems oder der Institution innerhalb der vorangegangenen Komponenten integriert werden, um die Systemfunktionen zu verbessern. Beispielsweise ist eine Komprimierungs-/Dekomprimierungs-Bibliothek 84 mit der Komprimierungs-/Dekomprimierungs-Schnittstelle 72 verbunden und dient dazu, Komprimierungs-Programme, Algorithmen, Referenztabellen usw. zum Zugriff durch eine Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 70 (oder andere Systemkomponenten) bei der Ausführung von Komprimierungs- und Dekomprimierungsprogrammen zu speichern (d. h. verschiedene Programme, Softwareversionen, Codetabellen usw. zu speichern). In der Praxis kann die Komprimierungs-/Dekomprimierungs-Schnittstelle 72 ein Teil der Komprimierungs-/Dekomprimierungs-Bibliothek 84 sein. Die Bibliothek 84 kann auch mit anderen Komponenten des Systems verbunden sein, wie beispielsweise internen Clients 74 oder einer Druckerschnittstelle 76, wobei sie ebenso als Bibliothek wie auch als Speicher für Komprimierungs- und Dekomprimierungsprogramme und Algorithmen dient. Obwohl sie als separate Komponente illustriert wird, sei darauf hingewiesen, dass die Komprimierungs-/Dekomprimierungs-Bibliothek 84 in einer beliebigen geeigneten Server- oder Datenspeichervorrichtung, also auch innerhalb des Dateiservers 68, integriert werden kann. Außerdem kann ein Code, der den unten beschriebenen Komprimierungs- und Dekomprimierungs-Prozess definiert, direkt auf die Komprimierungs-/Dekomprimierungs-Schnittstelle 72 oder die Komprimierungs-/Dekomprimierungs-Bibliothek 84 geladen werden, oder kann über Netzwerkverbindungen hochgeladen oder aktualisiert werden, wozu Großraumnetzwerke, offene Netzwerke usw. gehören.
Es können zusätzliche Systeme mit PACS verbunden werden, beispielsweise direkt zu Server 80 oder über Schnittstellen wie die Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle 70. In der in 2 illustrierten Ausführungsform ist ein Radiologieabteilungs-Informationsystem oder RIS 86 an einen Dateiserver 68 verbunden, um den Datenaustausch zu ermöglichen, wobei typischerweise Daten innerhalb des Datenbank servers 80 und einem zentralen oder Abteilungs-Informationssystem bzw. einer Abteilungs-Datenbank miteinander in Verbindung gebracht werden. Ebenso kann ein Krankenhausinformationssystem oder KIS 88 mit dem Datenbankserver 80 verbunden werden, um auf die gleiche Weise Datenbankinformationen, Arbeitsflussinformationen usw. auszutauschen. Wenn erforderlich, können solche Systeme durch Datenaustauschsoftware verknüpft werden, oder sie können teilweise oder vollständig innerhalb des PACS-Systems integriert werden, um zwischen der PACS-Datenbank und der Radiologieabteilung oder Krankenhausdatenbanken Zugriff auf Daten zu ermöglichen oder um eine einzelne Querverweis-Datenbank zu liefern. Ebenso können externe Clients, wie sie durch Referenzziffer 90 gekennzeichnet werden, mit dem PACS verbunden werden, so dass die Betrachtung von Bildern an entfernten Standorten ermöglicht wird. Bei solchen externen Clients kann Dekomprimierungs-Software verwendet werden, oder sie können Bilddateien empfangen, die bereits von der Komprimierungs-/Dekomprimierungs-Schnittstelle 72 dekomprimiert worden sind. Auch hier können die Verbindungen zu solchen externen Clients über geeignete Verbindungen wie Großraumnetzwerke, virtuelle private Netzwerke usw. hergestellt werden.
In der illustrierten Ausführungsform sorgt das PACS 62 für Multiauflösungs-(oder Mehrfachgrößen)-Bilddatenkomprimierung. Wo ein Benutzer nicht das ganze Bild mit der maximalen Auflösung sehen will, oder wo der Benutzeransichtsport eingeschränkt ist, ermöglicht solche eine Multiauflösungs-Bildkomprimierung die Übertragung eines Bildes mit reduzierter Größe zum Benutzer, so dass dieser es mit ausgezeichneter Bildqualität ansehen kann. Allerdings kann es die Multiauflösungs-Bildkomprimierung einem Benutzer er möglichen, ein Bild mit reduzierter Größe oder reduzierter Auflösung relativ schnell zu sehen und das Bild danach durch die Übertragung nur eines Teils der komprimierten Daten zu vergrößern, welche Komponenten des größeren Bildes entsprechen, das noch nicht übertragen wurde. Die zusätzlichen Daten werden dann verarbeitet und mit den Daten des Bildes mit reduzierter Größe kombiniert, um ein größeres Bild zu erhalten. Zusätzlich werden bei der im Folgenden beschriebenen Techniken zweckbetriebene Bilddatenspeicher verwendet, um die Menge der gespeicherten Bilddaten zu reduzieren, die zum im PACS 62 gespeicherten Bild gehören.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Verarbeitung und Speicherung der Bilddaten, wie unten beschrieben, durch das PACS 62 oder in einer beliebigen anderen geeigneten Systemkomponente bzw. Systemkomponenten ausgeführt werden kann. Die Verarbeitung ist typischerweise in einem Computercode enthalten, der auf einem beliebigen des einen oder der mehreren zur Erfassung dienenden Computer des PACS, einem Bedienerarbeitsplatz, Server usw. gespeichert und ausgeführt werden kann, solange das System in der Lage ist, die entsprechenden Berechnungen vorzunehmen.
Die Multiauflösungs-Implementierung kann teilweise auf verlustfreie integer Wavelet-Dekomprimierung beruhen. Insbesondere beinhaltet die Wavelet-Dekomprimierung eine dyadische Filterung und einen Subabtastungsprozess, wie auf diesem Gebiet fachkundigen Personen bekannt sein wird. Dadurch wird ein hierarchischer Satz von Subbändern erzeugt. Wie im Folgenden genauer besprochen werden wird, umfasst ein wavelet-transformierter Bilddatensatz Niederfrequenzkomponenten zusammen mit Hochfrequenzkomponenten, die als Rauschen oder Variationen der Niederfrequenzkompo nenten betrachtet werden können. Eine Wavelet-Zerlegung eines einzelnen Levels resultiert in einem zerlegten Datensatz, der einen Niederfrequenzsubband LL zusammen mit den drei hochfrequenten Subbändern LH, Hl und HH enthält. Die nachfolgende Zerlegung kann einen weiteren Datensatz erzeugen, in dem das Niederfrequenzsubband in einen weiteren Satz aus Subbändern aufgeteilt wird, zu dem ein Niederfrequenzband zusammen mit drei zusätzlichen Hochfrequenzsubbändern gehört. Die Wavelet-Transformations-Technik kann bei zweidimensionalen oder dreidimensionalen Datensätzen (oder bei Datensätzen mit mehr Dimensionen) ausgeführt werden.
Was allgemein 3 anbelangt, wird eine Technik zur selektiven Speicherung von Bilddaten auf der Grundlage eines Atlas vorgestellt, der als Referenz für Bilddaten-Komprimierung dient, was allgemein mir Referenzziffer 92 bezeichnet wird. Durch diese Technik wird die Reduzierung der Menge an medizinischen Bilddaten ermöglicht, die in dem PACS 62 für jeden Satz von medizinischen Bilddaten gespeichert werden. Diejenigen Regionen des Bildes, die laut klinischem Zweck der Abtastung als am stärksten relevant definiert sind, werden in ihrer vollen Auflösung im PACS 94 gespeichert. Dagegen werden weniger relevante Regionen des medizinischen Bilddatensatzes mit einer niedrigeren Auflösung gespeichert, wodurch sie weniger Datenspeicherraum einnehmen. Weitere Regionen des medizinischen Bildes, die irrelevant sind, werden verworfen und daher gar nicht im PACS 62 gespeichert, wodurch die Menge des Datenspeicherraums, welcher für die Speicherung des Bilddatensatzes erforderlich ist, weiter reduziert wird. Das Bild kann weiter in lineare Auflösungsniveaus aufgeteilt werden.
Wie im Folgenden genauer beschrieben werden wird, wird ein anatomischer Atlas verwendet, um jeder Region des Bildes einen Qualitätsfaktor zuzuordnen. Der Qualitätsfaktor bestimmt die Menge der Datenkomprimierung, der eine bestimmte Region unterzogen wird, bevor die Region gespeichert wird. In dieser Ausführungsform würde ein Qualitätsfaktor von 100 in Bilddaten resultieren, die mittels verlustloser Komprimierung und daher in voller Auflösung komprimiert werden. Medizinische Bilddaten mit einem Qualitätsfaktor von 0 würden nicht komprimiert oder gespeichert werden. Stattdessen würden diese medizinischen Bilddaten vom PACS verworfen werden. Medizinische Bilddaten mit einem Qualitätsfaktor zwischen 100 und 0 würden mit einer Verlust-Komprimierung bei weniger als der vollen Auflösung komprimiert werden. Diese Technik kann durch das zuvor beschriebene CT-Bildgebungssystem 20 und das PACS 62 durchgeführt werden.
Die Technik erfordert die Identifizierung des klinischen Zweckes zur Erfassung der medizinischen Bilddaten, was allgemein durch Block 94 dargestellt wird. Bei dem klinischen Zweck der Abtastung kann es sich um eine Vielzahl von klinischen Zwecken wie einer Angiografie, ein Mammografie, einer Perfusion zur Lokalisierung eines Tumors, eines Aneurysmas, verstopften Blutgefäßen etc. handeln, die in einem beliebigen der verschiedenen Körperteile durchgeführt wird. Dadurch wird es einem Benutzer ermöglicht festzustellen, welcher Abschnitt des Körpers abgetastet werden soll. Zusätzlich bestimmt der klinische Zweck der Erfassung von Bilddaten die relative Bedeutung der anatomischen Merkmale oder Regionen, die in dem medizinische Bilddatensatz enthalten sein werden, und somit den zu verwendenden Atlas.
Es wird ein Bildgebungssystem wie das CT-Bildgebungssystem 20 verwendet, um den Patienten abzutasten, so dass die gewünschten medizinischen Bilddaten gewonnen werden, was allgemein durch Block 96 dargestellt wird. In dieser Ausführungsform wird das CT-Bildgebungssystem 20 nicht für die Langzeitspeicherung von medizinischen Bilddaten verwendet. Stattdessen findet die Langzeitspeicherung von medizinischen Bilddaten in PACS 62 statt. Allerdings kann ein Bildgebungssystem in anderen Ausführungsformen der vorliegenden Technik für die Langzeitspeicherung von medizinischen Bilddaten verwendet werden. Die medizinischen Bilddaten, die im Zuge der Abtastung des Patienten gewonnen werden, werden bei einer einzigen Auflösung, typischerweise der höchsten oder größten beim CT-Bildgebungssystem 20 verfügbaren Auflösung, gewonnen. Wie oben festgestellt, kann diese Technik bei der Verwendung mit solchen Bildgebungssystemen eingesetzt werden, bei denen es sich nicht um CT-Bildgebungssystem 20 handelt.
Auf die medizinischen Bilddaten mit der vollen Auflösung, die vom Bildgebungssystem erfasst wurden, wird zur Verarbeitung für die Langzeitspeicherung zugegriffen, was allgemein durch Block 98 dargestellt wird. In der illustrierten Ausführungsform wird auf die medizinischen Bilddaten beim CT-Bildgebungssystem 20 durch einen Bediener am Bedienerarbeitsplatz 56 zugegriffen.
Der Benutzer wählt aus einer Vielzahl von Atlanten einen Atlas auf der Grundlage des klinischen Zweckes der Abtastung aus, wie durch Block 100 dargestellt. Die Vielzahl von Atlanten kann im CT-Bildgebungssystem 20 oder dem PACS 62 gespeichert werden. In der illustrierten Ausführungsform wählt ein Benutzer am Bedienerarbeitsplatz 56 des CT-Bildgebungssystems 20 den Atlas aus einem Menü von Atlanten aus. Der Atlas wird dann aus einem Datenspeicher entweder aus dem CT-Bildgebungssystem 20 oder dem PACS abgerufen. Alternativ kann ein Systembediener den Zweck der Erfassung von Bilddaten aus einem Menü oder einer Liste [von] Zwecken auswählen, wodurch er dem System die Anweisung gibt, einen geeigneten Atlas zu identifizieren und die Schritte der Technik auszuführen. In der illustrierten Ausführungsform umfasst der Atlas Bilddaten von mindesten drei Dimensionen von Bilddaten.
Jeder der Atlanten ist mit Informationen versehen, die auf das medizinische Bild übertragen werden können. In dieser Ausführungsform umfassen die Kennzeichnungsinformationen im Atlas die Qualitätsfaktoren für verschiedene anatomische Merkmale. Das anatomische Merkmal oder die anatomischen Merkmale, die das Ziel der Abtastung darstellen, bestimmen den zu verwendenden Atlas. Je nach klinischem Zweck der Abtastung kann ein anatomisches Merkmal in einem medizinischen Bild von großem Interesse und in einem anderen medizinischen Bild von geringem oder gar keinem Interesse sein. Wenn der Zweck einer Abtastung darin besteht, es einem Radiologen zu ermöglichen, nach Tumoren im Hirn zu suchen, würden Hirngewebe die relevantesten anatomischen Merkmale sein, und andere anatomische Merkmale wie Knochen würden weniger relevant sein. Daher könnte in diesem Beispiel ein Atlas ausgesucht werden, der einer Abtastung des Hirngewebes entspricht. In diesem Beispiel wurden die Hirngewebe in diesem Atlas mit einem Qualitätsfaktor von 100 versehen und gekennzeichnet werden, während andere anatomische Merkmale wie Knochen mit geringeren Qualitätsfaktoren gekennzeichnet werden würden. Wenn der Zweck der Abtastung allerdings darin besteht, mögliche Schädelfrakturen zu lo kalisieren, könnte ein Atlas ausgewählt werden, der einer Abtastung des Schädels entspricht. In diesem Beispiel würde der Schädel in diesem Atlas mit Qualitätsfaktoren von 100 gekennzeichnet werden, während andere anatomische Merkmale wie das Hirn mit geringeren Qualitätsfaktoren gekennzeichnet werden würden. Zusätzlich kann der Atlas aus zweidimensionalen oder dreidimensionalen Bilddaten bestehen.
Der Atlas wird auf die Bilddaten registriert, um die anatomischen Merkmale im Atlas an den entsprechenden anatomischen Merkmalen in den medizinischen Bilddaten auszurichten, was allgemein durch Block 102 dargestellt wird. Die Größe und Form der anatomischen Merkmale im medizinischen Bild kann sich von denen im Atlas unterscheiden. Daher wird der Atlas so umgeformt, dass die anatomischen Merkmale im Atlas auf die entsprechenden anatomischen Formen im medizinischen Bild angepasst werden. In einigen Fällen ist die Anpassung des Atlas auf das Bild nicht erforderlich, beispielsweise wenn die Bilddaten unter Verwendung des Atlas erfasst werden.
Sobald sie angepasst sind, werden die Kennzeichnungsinformationen im Atlas auf die medizinischen Bilddaten übertragen, was allgemein durch Block 104 dargestellt wird. Die Registrierung wird mittels eines Registrierungsalgorithmus durchgeführt. Der Algorithmus kann auf dem CT-Bildgebungssystem 20 oder dem PACS 62 gespeichert werden. Bei der illustrierten Ausführungsform initiiert ein Bediener am Bedienerarbeitsplatz 56 die Ausführung des Registrierungsalgorithmus.
Nach der Registrierung wird jedem Bildblock oder jeder Bildregion des medizinischen Bildes ein Quali tätsfaktor zugeordnet, was allgemein durch Block 106 dargestellt wird. Die Bildblöcke enthalten medizinische Bilddaten, und es kann sich dabei um einzelne Voxels oder Voxelgruppen handeln, die anatomische Merkmale oder Regionen des medizinischen Bildes darstellen.
Jeder Bildblock wird dann auf der Grundlage des zugeordneten Qualitätsfaktors komprimiert, was allgemein durch Block 108 dargestellt wird. Auf der Grundlage dieses Qualitätsfaktors kann jeder Bildblock mit verlustfreier Komprimierung oder Verlust-Komprimierung komprimiert oder einfach verworfen werden. Die Datenkomprimierung wird durch einen Komprimierungsalgorithmus durchgeführt. Die Datenkomprimierung kann die Multiauflösungs-Zerlegung der Bilddaten umfassen. In der illustrierten Ausführungsform wird die Datenkomprimierung in dem PACS 62 durchgeführt. Zusätzlich können vor der Komprimierung die gekennzeichneten medizinischen Bilddaten unter Verwendung der Wavelet-Zerlegung in eine Vielzahl von Auflösungsstufen zerlegt werden.
Die komprimierten Bilddaten werden dann im Langzeitspeicher, wie beispielsweise in dem PACS 62, gespeichert, was allgemein durch Block 110 dargestellt wird. Die medizinischen Bilddaten können dann wieder abgerufen und zu einem späteren Zeitpunkt vom einem Radiologen oder einem anderen Mitglied des medizinischen Personals betrachtet werden.
Was allgemein 4 anbelangt, so wird eine medizinische Bildschicht des Hirns eines Patienten dargestellt, das entlang einer Querebene aufgenommen wurde und das allgemein durch die Referenzziffer 112 bezeichnet wird. Die Hirnbildschicht 112 umfasst weiße Substanz 114 und graue Substanz 116. Der Schädel 118 umgibt und schützt die weiße Substanz 114 und die graue Substanz 116. Innerhalb des Hirns gibt es Räume, in welchen die zerebrospinale Flüssigkeit 120 enthalten ist. Mit Hinblick auf die Kürze der Darlegung werden andere im Hirn vorhandene anatomische Merkmale nicht besprochen.
Was allgemein 5 anbelangt, wird ein Atlas des Gehirns dargestellt, der allgemein mit Referenzziffer 122 bezeichnet wird. Der Atlas 122 umfasst auch Regionen, die jeweils weißer Substanz 124, grauer Substanz 126, einem Schädel 128 und zerebrospinaler Flüssigkeit 130 entsprechen. Die Bildblöcke des Atlas 122 sind mit Qualitätsfaktoren gekennzeichnet. In dieser Ausführungsform wurde der Atlas auf der Grundlage des klinischen Zweckes zur Untersuchung des Hirngewebes ausgewählt. Die Bildblöcke, die weißer Substanz 124 und grauer Substanz 126 entsprechen, sind jeweils mit einem Qualitätsfaktor gekennzeichnet, um anzuzeigen, dass es sich dabei um die am stärksten relevanten Gewebe handelt. Die Bildblöcke, die den Schädel 128 umfassen, sind mit einem Qualitätsfaktor gekennzeichnet, der anzeigen soll, dass der Schädel im Vergleich zum Hirngewebe weniger relevant ist. Schließlich sind die Bildblöcke, die der zerebrospinalen Flüssigkeit 130 entsprechen, mit einem Qualitätsfaktor gekennzeichnet, der anzeigt, dass diese irrelevant sind.
Was allgemein 6 und 7 angeht, wird gezeigt, wie die Hirnbildschicht 112 und der Atlas 122 aufeinander abgestimmt werden. In 6 wird gezeigt, wie die Hirnbildschicht 112 und der Atlas 122 vor der Anpassung übereinander gelegt werden. In 7 wurde der Atlas 122 umgeformt, um ihn auf die Hirnbildschicht 112 anzupassen.
Die Qualitätsfaktoren werden dann auf die medizinischen Bilddaten in der Hirnbildschicht 112 übertragen. Sobald die medizinischen Bilddaten gekennzeichnet sind, können sie auf der Grundlage der Qualitätsfaktoren komprimiert und im Langzeitdatenspeicher gespeichert werden.
Was allgemein 8 anbelangt, wird eine Hirnbildschicht dargestellt, die aus den medizinischen Bilddaten erzeugt wurde und die allgemein mit der Referenzziffer 134 bezeichnet wird. Die weiße Substanz 114 und die graue Substanz 115 werden mit derselben Auflösung erzeugt wie in den originalen medizinischen Bilddaten, die vom CT-Bildgebungssystem 20 erfasst wurden. Allerdings werden die Regionen der Hirnbildschicht 134, die dem Schädel 136 entsprechen, mit geringerer Auflösung reproduziert. Zusätzlich wird die Region 138 der Hirnbildschicht 134, die der zerebrospinalen Flüssigkeit entspricht, nicht reproduziert. Stattdessen ist dieser Abschnitt der Hirnbildschicht leer. Folglich war weniger Datenspeicherraum zur Speicherung des Bildes notwendig, als wenn alle Regionen des Bildes mit voller Auflösung gespeichert worden wären. Wie auch immer, diejenigen Regionen des Bildes, die für den angestrebten klinischen Zweck bei der Betrachtung am wichtigsten sind, werden bei voller Auflösung angezeigt.
Obwohl hier nur bestimmte Merkmale der Erfindung illustriert und beschrieben worden sind, werden auf diesem Gebiet fachkundigen Personen viele Modifikationen und Veränderungen einfallen. Es sei daher darauf hingewiesen, dass die angehängten Patentansprüche alle solchen Modifikationen und Veränderungen einschließen sollen, die der Wesensart der Erfindung entsprechen.
Eine Technik 92 zur Auswahl von Abschnitten eines Satzes von medizinischen Bilddaten, die gespeichert werden sollen, und Abschnitten eines Satzes von medizinischen Bilddaten, die verworfen werden sollen, um die Gesamtmenge der Bilddaten zu reduzieren, die für jeden Bilddatensatz gespeichert wird. Die Auswahl beruht auf dem klinischen Zweck zur Erfassung der medizinischen Bilddaten. Der klinische Zweck zur Erfassung des medizinischen Bildes wird verwendet, um einen Atlas 122 auszuwählen. Der Atlas 122 ist mit Informationen gekennzeichnet, welche die relative Relevanz von verschiedenen Regionen des Atlas 122 bestimmen. Der Atlas 122 wird an dem Bild 112 ausgerichtet und die Kennzeichnungsinformationen werden vom Atlas 122 auf das medizinische Bild 112 übertragen. Jede Region des medizinischen Bildes 112 wird dann auf der Grundlage der vom Atlas 122 empfangenen Kennzeichnungsinformationen verarbeitet. Die Regionen mit der größten Relevanz werden mit voller Auflösung gespeichert. Regionen mit geringerer Relevanz werden mit weniger als der vollen Auflösung gespeichert. Schließlich werden Regionen, die keinerlei Relevanz haben, verworfen und überhaupt nicht gespeichert.

20: CT-Bildgebungssystem
22: Frame
24: Gantry
26: Öffnung
28: Patiententisch
30: Patient
32: Röntgenquelle
34: Kollimator
36: Röntgenstrahl
38: Detektoranordnung
40: Systemregler
42: Gantrymotorregler
44: Tischmotorregler
46: Röntgenregler
48: Datenerfassungssystem
50: Bildrekonstruierer
52: Computer
54: Datenspeicher
56: Bedienerarbeitsplatz
58: Display
60: Drucker
62: Bilderfassungs- und Kommunikationssystem (PACS)
64: entferntes System
66: andere separate Bildgebungssysteme
68: Dateiserver
70: Eingabe-/Ausgabe-Vorrichtung
72: Komprimierungs-/Dekomprimierungs-Schnittstelle
74: interne Clients
76: Druckerschnittstelle
78: Drucker
80: Datenbankserver
82: Archiv
84: Komprimierungs-/Dekomprimierungs-Bibliothek
86: Radiologieabteilungs-Infformationssystem
88: Krankenhausinformationssystem
90: externe Clients
92: Technik zur selektiven Speicherung von Bilddaten auf der Grundlage des Atlas
94: Identifizierung des klinischen Zweckes der Erfassung von medizinischen Bilddaten
96: Bildgebungssystem wird zur Abtastung eines Patienten verwendet
98: Zugriff auf die medizinischen Bilddaten mit voller Auflösung, die vom Bildgebungssystem gewonnen wurden
100: Benutzer wählt Atlas aus einer Vielzahl von Atlanten auf der Grundlage des klinischen Zweckes der Abtastung aus
102: Atlas wird auf die Bilddaten registriert, um die anatomischen Merkmale im Atlas auf die entsprechenden anatomischen Merkmale in dem medizinischen Bild anzupassen
104: nach der Anpassung werden die Kennzeichnungsinformationen im Atlas auf die medizinischen Bilddaten übertragen
106: nach der Registrierung werden jedem Bildblock oder jeder Region des medizinischen Bildes Qualitätsfaktoren zugeordnet
108: jeder Bildblock wird dann auf der Grundlage des zugeordneten Qualitätsfaktors komprimiert
110: komprimierte Bilddaten werden im Langzeitspeicher gespeichert
112: medizinische Bildschicht des Hirns eines Patienten entlang Querebene aufgenommen
114: weiße Substanz im Bild
116: graue Substanz im Bild
118: Schädel im Bild
120: zerebrospinale Flüssigkeit im Bild
122: Atlas
124: Region im Atlas, die weißer Substanz entspricht
126: Region im Atlas, die grauer Substanz entspricht
128: Region im Atlas, die Schädel entspricht
130: Region im Atlas, die zerebrospinaler Flüssigkeit entspricht
132: umgeformter Atlas
134: Hirnbildschicht, die anhand der komprimierten medizinischen Bilddaten erzeugt wurde
136: Region der Hirnbildschicht, die dem Schädel entspricht
138: Region der Hirnbildschicht, die der zerebrospinalen Flüssigkeit entspricht

Claims

Computerimplementiertes Verfahren zur Verarbeitung von Bilddaten, umfassend: Zugriff auf Bilddaten, die von einem Bildgebungssystem erfasst wurden (98); Zugriff auf einen Atlas, der mit Bilddaten-Komprimierungsinformationen versehen ist (100); Abstimmung des Atlas auf die Bilddaten (102); und Komprimierung der Bilddaten auf der Grundlage der Bilddaten-Komprimierungsinformationen (108).
Computerimplementiertes Verfahren zur Verarbeitung von Bilddaten gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Abschnitt (114) der Bilddaten (112) auf der Grundlage der Bilddaten-Komprimierungsinformationen mit verlustfreier Komprimierung komprimiert wird.
Computerimplementiertes Verfahren zur Verarbeitung von Bilddaten gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Abschnitt (118) der Bilddaten (112) auf der Grundlage der Bilddaten-Komprimierungsinformationen mit Verlust-Komprimierung komprimiert wird.
Computerimplementiertes Verfahren zur Verarbeitung von Bilddaten gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein dritter Abschnitt (120) der Bilddaten (112) auf der Grundlage der Bilddaten-Komprimierungsinformationen verworfen wird.
Computerimplementiertes Verfahren zur Verarbeitung von Bilddaten gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Abschnitt (120) der Bilddaten (112) auf der Grundlage der Bilddaten-Komprimierungsinformationen verworfen wird.
Computerimplementiertes Verfahren zur Verarbeitung von Bilddaten gemäß Anspruch 1, umfassend: Speicherung der komprimierten Bilddaten in einem Langzeitspeicher (110).
Computerimplementiertes Verfahren zur Verarbeitung von Bilddaten gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilddaten-Komprimierungsinformationen aus einer Vielzahl von Komprimierungs-Qualitätsfaktoren bestehen, wobei jeder Komprimierungs-Qualitätsfaktor einer Region im Atlas (122) und ihrer Relevanz in Bezug auf andere Regionen im Atlas entspricht.
Computerimplementiertes Verfahren zur Verarbeitung von Bilddaten gemäß Anspruch 1, umfassend: Auswahl eines Atlas aus einer Vielzahl von Atlanten auf der Grundlage des Zweckes der Erfassung der Bilddaten (100).
Computerimplementiertes Verfahren zur Verarbeitung von Bilddaten gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Atlas (122) Bilddaten von mindestens drei Dimensionen von Bilddaten umfasst.
Computerimplementiertes Verfahren zur Verarbeitung von Bilddaten gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Atlas (122) Regionen (124, 126, 128) umfasst, die mit Bilddaten-Komprimierungsinformationen gekennzeichnet sind, die im Wesentlichen spezifischen anatomischen Merkmalen innerhalb der Bilddaten (112) entsprechen.