DE102009004898A1 - Verfahren zur Darstellung zweier unterschiedlicher Bilder eines Fusionsbildes und Vorrichtung hierfür - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Darstellung zweier unterschiedlicher Bilder, ermittelt aus einem ersten und einem zweiten Bilddatensatz, wenigstens einer Bildgebungsmodalität, insbesondere einer medizinischen Bildgebungsmodalität, wobei die Bilder einer Anzeigeeinrichtung mit einer Darstellungsfläche gemeinsam als Fusionsbild oder als Einzelbilder dargestellt werden können, wobei ein der Anzeigeeinrichtung zugeordnetes Erfassungsmittel eine Bewegung wenigstens eines Fingers eines Anwenders an der oder in unmittelbarer Nähe der Darstellungsfläche oder eine Berührung der Darstellungsfläche erfasst und in Abhängigkeit der Erfassung eine Änderung der Darstellung des Fusionsbilds vorgenommen oder zwischen einer Einzel- und Fusionsbilddarstellung oder zwischen zwei Einzelbilddarstellungen gewechselt wird.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Darstellung zweier unterschiedlicher Bilder, ermittelt aus einem ersten und einem zweiten Bilddatensatz, wenigstens einer Bildgebungsmodalität, insbesondere einer medizinischen Bildgebungsmodalität, wobei die Bilder an einer Anzeigeeinrichtung mit einer Darstellungsfläche gemeinsam als Fusionsbild oder als Einzelbilder dargestellt werden können.
- Fusionsbilder werden durch Kombination zweier Bilddatensätze erreicht. Die Bilddatensätze stammen dabei entweder von unterschiedlichen und räumlich getrennten Bildgebungsmodalitäten wie Magnetresonanztomographie oder Positronenemissionstomographie, sie können aber auch von einer kombinierten Vorrichtung stammen. Es ist aber auch bekannt, bei Magnetresonanzaufnahmen Bilder, die mit unterschiedlichen Resonanzfrequenzen aufgenommen wurden, als Fusionsbilder übereinanderzulegen. Als Beispiel seien hier Bilder aus Messungen bei der Protonenresonanzfrequenz und der Phosphor- oder auch Natriumresonanzfrequenz genannt. Die Bilddatensätze können gleichzeitig oder auch zeitversetzt aufgenommen worden sein. Nach einer Registrierung der Bilddatensätze ist eine kombinierte Darstellung als Fusionsbild möglich.
- Die Kombination der verschiedenen Datensätze wird deshalb vorgenommen, weil jede Bildgebungsmodalität ihre eigenen Vor- und Nachteile aufweist oder die Messung bei unterschiedlichen Resonanzfrequenzen im Falle der Magnetresonanztomographie unterschiedliche Informationen liefert. Während Röntgen- und Computertomographiebilder eine gute Darstellung von Knochen erlauben, eignet sich die Magnetresonanztomographie hervorragend zur Darstellung von Weichteilgewebe. Mittels Positronenemissionstomographie lassen sich dagegen besonders gut Stoffwechselvorgänge darstellen.
- Bei der Darstellung von Fusionsbildern tritt dabei das Problem auf, dass es bei einer Überlagerung der Bilddaten zu einem Informationsverlust kommt, da sich die Bilddaten selbstverständlich nicht gleichzeitig an der gleichen Stelle darstellen lassen. Daher ist es bekannt, dass ein Benutzer durch Tastendruck oder das Anklicken einer Schaltfläche mit der Maus die Darstellungsart des Bildes verändern kann. Durch diese Interaktion kann entweder ein Bilddatensatz ausgeblendet werden oder der Kontrast eines oder beider Bilddatensätze kann variiert werden. Die Interaktion lenkt jedoch den Benutzer vom Fusionsbild ab und ein Teil der Information, der durch die Änderung der Darstellungsart gewonnen werden sollte, geht verloren.
- Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem eine informationsverlustfreie Interaktion des Benutzers zum Ändern der Darstellung eines Fusionsbildes oder seiner Einzelbilder möglich ist.
- Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem derartigen Verfahren vorgesehen, dass ein der Anzeigeeinrichtung zugeordnetes Erfassungsmittel eine Bewegung wenigstens eines Fingers eines Anwenders an der oder in unmittelbarer Nähe der Darstellungsfläche oder eine Berührung der Darstellungsfläche erfasst und in Abhängigkeit der Erfassung eine Änderung der Darstellung des Fusionsbilds vorgenommen oder zwischen einer Einzel- und Fusionsbilddarstellung oder zwischen zwei Einzelbilddarstellungen gewechselt wird.
- Der Benutzer beziehungsweise Anwender interagiert also nicht mehr über externe Eingabemittel mit der das Fusionsbild darstellenden Anzeigeeinrichtung, sondern die Änderungen werden direkt über die Anzeigeeinrichtung bzw. ihre Darstellungsfläche vorgenommen. Dadurch kann der Anwender auch bei einer Änderung der Darstellung des Fusionsbildes oder seiner Einzelbilder den Blick auf der Darstellungsfläche der Anzeigeein richtung ruhen lassen. Damit wird der Anwender nicht mehr vom Fusionsbild abgelenkt und er kann seine volle Konzentration auch bei Änderung der Darstellung des Fusionsbildes auf das Fusionsbild lenken. Alternativ zur Änderung der Darstellung des Fusionsbilds kann der Anwender auf diese Art und Weise auch zwischen einer Darstellung der Einzelbilder des Fusionsbilds als Einzelbild und als Fusionsbild wechseln. Durch eine erfasste Bewegung wird also ein Einzelbild des Fusionsbilds also angezeigt oder auch nicht. Als weitere Alternative ist vorgesehen, mittels einer erfassten Bewegung zwischen den Einzelbildern und des Fusionsbilds zu wechseln. In diesem Fall ist eine Darstellung des Fusionsbilds zumindest zeitweise nicht vorgesehen. Auch bei diesen alternativen Ausgestaltungen muss der Anwender den Blick nicht von der Darstellungsfläche abwenden, wodurch er sich besser auf das oder die dargestellten Bilder konzentrieren kann. Weiterhin kann der Anwender durch Überlagerung zweier Einzelbilder das Fusionsbild auch erzeugen.
- Mit besonderem Vorteil kann ein Wechsel vom ersten Bild zum zweiten Bild aufgrund einer im Wesentlichen parallel zur Darstellungsfläche erfolgenden Bewegung wenigstens eines Fingers vorgenommen werden. Der Anwender wischt sozusagen das erste Bild zur Seite, während das zweite Bild an der Anzeigeeinrichtung neu dargestellt wird. Bei der Bewegung können der oder die Finger die Darstellungsfläche berühren, die Bewegung kann allerdings auch in der Nähe der Darstellungsfläche ausgeführt werden. Die Bewegung findet dabei ebenfalls im Blickfeld der Augen statt, weshalb der Anwender nicht abgelenkt wird.
- Alternativ kann die Anzeige des ersten Bildes aufgrund einer im Wesentlichen parallel zur Darstellungsfläche erfolgenden Bewegung wenigstens eines Fingers vorgenommen oder entfernt werden, wobei die Anzeige des zweiten Bildes durch die Bewegung nicht verändert wird. Denkbar ist hierbei, das Bild mit morphologischen Informationen statisch anzuzeigen, während das Bild mit dynamischen Informationen zu- und abgeschaltet wird. Beispielsweise kann ein Magnetresonanzbild als zweites Bild statisch angezeigt werden. In diesem sind morphologische oder auch anatomische Informationen enthalten. Diese sind je nach vorliegendem Datensatz zwei- und auch dreidimensional darstellbar. Im Falle einer zweidimensionalen Darstellung wird dem Magnetresonanzbilddatensatz beispielsweise ein Bild, das mittels Positronenemissionstomographie gewonnen wurde, überlagert. Dieses, kürzer auch als PET-Bild bezeichnet, gibt Informationen über Stoffwechselvorgänge. Durch die Überlagerung über das Magnetresonanzbild werden dessen Informationen an den Überlagerungsstellen bedeckt. Um die Details des Magnetresonanzbildes wieder sichtbar zu machen, muss der Anwender nur noch mit einer Handbewegung das PET-Bild sozusagen zur Seite wischen. Alternativ kann in Abhängigkeit der Länge der Bewegung auch die Deckkraft des PET-Bildes variiert werden. Das heißt, dass die Transparenz des PET-Bildes linear oder stufenförmig variierbar ist. Das PET-Bild erscheint also durchscheinend, so dass das Magnetresonanzbild unter dem PET-Bild sichtbar wird. Die Deckkraft kann dabei von einer vollständigen Intransparenz bis zur vollständigen Transparenz variiert werden. In diesem Fall ist es notwendig, sowohl die Richtung als auch die Länge der Bewegung zu erfassen. Aufgrund der Richtungsabhängigkeit der Bewegung kann durch eine Bewegung in die Gegenrichtung die ursprüngliche Deckkraft wieder hergestellt werden.
- Vorzugsweise kann die erfolgte Änderung nach einer bestimmten Zeitspanne automatisch wieder rückgängig gemacht werden. Grundsätzlich möchte der Anwender die von ihm gewählte Darstellung betrachten. Nur ausnahmsweise soll die Art der Betrachtung geändert werden, beispielsweise um Details im zweiten Bild sichtbar zu machen oder um kurzfristig Stoffwechselvorgänge in Form des ersten Bildes einzublenden. Um den Anwender weiter zu entlasten ist daher ein automatisches Zurückstellen auf die Ausgangsdarstellung sinnvoll. Dadurch kann die Ablenkung des Anwenders vom eigentlichen Fusionsbild weiter herabgesetzt werden.
- Das erste Bild kann wenigstens einen ausgezeichneten Bereich aufweisen, der über den Finger positionserfasst angewählt werden kann, wobei die Darstellung des ersten Bildes in Abhängigkeit einer erfassten Bewegung verändert wird. Dies ist sozusagen eine Art Bildbearbeitung an der Anzeigeeinrichtung. Dies ist möglich, wenn die Bilddatensätze nicht-rigide miteinander registriert wurden. Dadurch ist es beispielsweise möglich, offensichtliche Darstellungsfehler direkt am Bildschirm beziehungsweise an der Darstellungsfläche auszubessern. Das erste Bild weist hierzu Bereiche auf, die durch Positionierung des Fingers auf oder über diesen mit anschließender Bewegung mitbewegt werden können. Hierdurch wird die Form des Bildes verändert, um eventuelle Registrierungsfehler auszugleichen. Insbesondere kann ein Bereich in der Mitte des ersten Bildes vorgesehen sein, der ein Bewegen des gesamten ersten Bildes ermöglicht und nicht nur die Bewegung eines Teilbereichs des Bildes.
- Mit besonderem Vorteil kann am Rand der Darstellungsfläche wenigstens ein Bereich vorgesehen werden, von dem ausgehend eine Bewegung wenigstens eines Fingers beginnt, wobei die Darstellung des Fusionsbildes in einer durch die Position des Fingers definierten Fläche in Abhängigkeit des ausgewählten Bereichs verändert wird. Außerhalb des Fusionsbildes werden also ein oder mehrere Buttons positioniert, durch deren Anwahl mit zusätzlicher Fingerbewegung im ersten und/oder zweiten Bild bereichsweise die Darstellung verändert werden kann. Zum Beispiel kann ein Button vorgesehen sein, bei dessen Auswahl das erste Bild über einen bestimmten Schwellwert bezogen auf die Signalintensität in einen Schwarzweiß-Bilddatensatz umgewandelt wird. Selbstverständlich sind auch andere Farbkombinationen als schwarz und weiß möglich. Beispielsweise kann ein PET-Bild, das ein Maß für den Stoffwechsel vorgibt, somit in einen bezüglich des Stoffwechsels aktiveren und passiveren Bereich aufgeteilt werden. Die Änderung der Darstellung erfolgt allerdings nur in dem Bereich, der durch die Bewegung des Fingers in horizontaler oder vertikaler Richtung erfasst wurde. Alternativ ist es auch möglich, das gesamte erste Bild durch Berührung des Buttons, also des die Darstellung des Fusionsbildes ändernden Bereichs am Rand der Darstellungsfläche, zu verändern. Durch nochmaliges Berühren desselben Buttons kann die Veränderung rückgängig gemacht werden.
- Daneben betrifft die Erfindung auch eine Vorrichtung zur Bilddarstellung, aufweisend eine Anzeigeeinrichtung mit einer Darstellungsfläche, eine Erfassungseinrichtung und eine Steuerungseinrichtung, die zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens ausgebildet ist. Vorzugsweise kann die Erfassungseinrichtung wenigstens einen Infrarotsensor umfassen.
- Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
-
1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bilddarstellung, -
2 und3 die Veränderung der Darstellung in einer ersten Ausgestaltung, -
4 und5 die Veränderung der Darstellung in einer zweiten Ausgestaltung, -
6 und7 die Veränderung der Darstellung in einer dritten Ausgestaltung, -
8 und9 die Veränderung der Darstellung in einer vierten Ausgestaltung, und -
10 und11 die Veränderung der Darstellung in einer fünften Ausgestaltung. -
1 zeigt eine Vorrichtung zur Bilddarstellung1 , die eine Anzeigeeinrichtung2 , eine Steuerungseinrichtung6 und eine Tastatur7 umfasst. Die Anzeigeeinrichtung weist neben einer Darstellungsfläche3 auch eine Erfassungseinrichtung4 bestehend aus mehreren Infrarotsensoren5 auf. Die Infrarotsensoren sind dazu ausgebildet, die Bewegungen eines Fingers oder mehrerer Finger zu erfassen. Die Erfassungseinrichtung4 kann dabei zwischen den Bewegungsrichtungen, einem Drücken eines Bereichs der Darstellungsfläche und der Länge der Bewegung eines erfassten oder mehrerer erfasster Finger differenzieren. -
2 zeigt ein Magnetresonanz (MR)-Bild8 , das auf der Darstellungsfläche3 dargestellt wird. Zum Wechsel auf das zweite Bild des Fusionsbildes muss der Anwender mit der Hand9 lediglich eine Bewegung parallel zur Darstellungsfläche ausführen, beispielsweise in Richtung des Pfeils10 . Der Umfang der Bewegung sollte einen gewissen Schwellwert überschreiten, ansonsten ist die Länge nicht wesentlich. Nach Durchführung der Bewegung ist, wie in3 dargestellt ist, das PET-Bild11 dargestellt. Dies ist das zweite Bild des Fusionsbildes. Es befindet sich an der Stelle der Darstellungsfläche3 , an der es aufgrund der Registrierung mit dem MR-Bild8 dargestellt werden muss. Die Richtung des Pfeils10 und damit die zu erfassende Bewegung kann alternativ auch vertikal oder in Gegenrichtung erfolgen. - Alternativ zum Wechsel zwischen den Bildern des Fusionsbildes ist es auch möglich, beide Bilder überlagert darzustellen, siehe
4 . Durch Bewegung der Hand9 in Richtung des Pfeils12 wird das PET-Bild11 sozusagen aus der Darstellungsfläche3 gewischt. Dementsprechend ist in5 nur noch das MR-Bild8 zu sehen. Da die überlagerte Darstellung gemäß4 aber die eigentlich gewünschte Darstellungsform ist und das PET-Bild11 nur kurzfristig entfernt werden soll, um Details des MR-Bildes8 betrachten zu können, wird das PET-Bild11 nach einer frei wählbaren Zeitspanne automatisch wieder angezeigt. Dadurch muss der Anwender die sowieso vorzunehmende Anzeige des PET-Bildes11 nicht selbst bewirken. - Alternativ zu den beschriebenen Möglichkeiten des Darstellungswechsels ist es auch möglich, die Richtungsinformation der Bewegung der Hand
9 bzw. ihres Fingers zu nutzen. Ausgehend von der Darstellung eines Fusionsbilds wie in4 wird eine Bewegung, die im Wesentlichen der Richtung des Pfeils12 folgt, erfasst und dementsprechend das PET-Bild11 nicht mehr dargestellt. Eine erfasste Bewegung in Richtung des Pfeils10 bewirkt dann einen Wechsel der Darstellung zwischen dem MR-Bild8 und dem PET-Bild11 , wie in den2 und3 zu sehen. Wird eine (zweite) Bewegung entgegen der oder in Richtung des Pfeils12 durch die Infrarotsensoren5 erfasst, wird wieder das Fusionsbild wie in4 zu sehen dargestellt. - Das Fusionsbild, bestehend aus einem MR-Bild
8 und einem PET-Bild11 , kann neben den oben bereits beschriebenen Möglichkeiten bezüglich eines Wechsels der Anzeige auch in der Darstellung der Einzelbilder selbst verändert werden. Hierzu sind Buttons13 ,14 ,15 ,16 ,17 und18 am Rand der Darstellungsfläche3 angeordnet. Die Buttons13 –18 stellen dabei Bereiche der Darstellungsfläche3 dar, durch deren Berührung oder Überstreichen bzw. Annäherung eines Fingers eines Anwenders in die Nähe eines derartigen Buttons eine Bewegung der Hand9 des Anwenders mit einer zusätzlichen Funktionalität versehen werden soll. Die Buttons13 –15 beziehen sich dabei auf das MR-Bild8 und die Buttons16 –18 auf das PET-Bild11 . - Die Buttons
13 und16 bewirken eine Darstellung des entsprechenden Bildes in lediglich zwei Farben, beispielsweise schwarz und weiß. Diese Unterscheidung wird anhand eines Schwellwerts der Signalintensität getroffen. Bezogen auf das PET-Bild11 erfolgt die Darstellung dann aufgeteilt in einen Bereich höherer und niedriger Stoffwechselaktivität und hinsichtlich des MR-Bildes8 ist das Bild in einen Bereich höherer und niedriger Signalintensität und damit im Wesentlichen höherer und niedrigerer Spindichte aufgeteilt. - Die Buttons
14 und17 bewirken eine Darstellung des jeweiligen Bildes analog zu den Buttons13 und16 , wobei die Werte unterhalb des Schwellwerts jedoch transparent und somit unsichtbar dargestellt werden. - Die Buttons
15 und18 schließlich bewirken eine vollständige Transparenz des auf sie bezogenen und durch eine Bewegung der Hand9 eingegrenzten Bereichs des jeweiligen Bildes.7 zeigt, wie die Auswahl des Buttons18 mit anschließender Bewegung des Fingers der Hand9 in Richtung des Pfeils22 die Darstellung des PET-Bildes11 verändert. Durch die Bewegung der Hand9 und des dabei erfassten Fingers wird die Darstellungsfläche3 in einen von der Bewegung des Fingers erfassten Bereich19 und einen davon nicht erfassten Bereich aufgeteilt. Innerhalb des von der Bewegung des Fingers erfassten Bereichs19 wird die Darstellung des PET-Bildes verändert. Der Bereich20 wird gemäß der mit dem Button18 verknüpften Funktionalität transparent dargestellt, während der Bereich21 in der ursprünglichen Darstellung verbleibt. Durch Weiterbewegung der Hand9 könnte das gesamte PET-Bild transparent dargestellt werden. Durch eine Aufwärtsbewegung der Hand9 ausgehend vom Button18 könnte der PET-Bilddatensatz11 auch in vertikaler Richtung in einen transparenten Bereich20 und einen nicht transparenten Bereich21 aufgeteilt werden. Die Aufteilung des PET-Bilddatensatzes kann durch Rückbewegung der Hand Richtung des Button18 oder auch durch Verlassen der Darstellungsfläche3 wieder hergestellt werden. -
8 zeigt ein Fusionsbild, wo bei der Registrierung seiner Einzelbilder ein Fehler aufgetreten ist. Um diesen korrigieren zu können, weist das PET-Bild11 Bereiche23 auf, die über einen Finger positionserfasst angewählt werden können, wobei die Darstellung des PET-Bildes in Abhängigkeit einer erfassten Bewegung verändert wird. Wird durch einen Finger beispielsweise der in der Mitte des PET-Bildes11 befindliche ausgezeichnete Bereich23 angewählt und hierauf die Hand9 bewegt, so folgt das gesamte PET-Bild der Bewegung in Richtung des Pfeils25 , um dann als registrierungskorrigiertes PET-Bild24 dargestellt zu werden. Die Anwahl des in der Mitte des PET-Bildes11 befindlichen Bereichs23 bewirkt also eine Verschiebung des PET-Bildes11 , siehe9 . -
10 zeigt eine andere Situation, das PET-Bild11 befindet sich an und für sich an der richtigen Stelle, allerdings ist durch die Registrierung eine Deformierung des PET-Bildes11 vorgekommen. Deshalb befinden sich am Rand des PET-Bildes11 ebenfalls ausgezeichnete Bereiche23 , wobei durch deren Auswahl die Form des PET-Bildes11 verändert werden kann. In11 ist etwas Derartiges dargestellt. Ein Finger der Hand9 wählt einen Bereich23 am Rand des PET-Bildes11 aus und der Anwender bewegt den Finger in Richtung des Pfeils26 . Aufgrund der Bewegung des Fingers wird der ausgezeichnete Bereich23 mitbewegt und dementsprechend die Form des PET-Bildes angepasst. - Aufgrund der Interaktion des Anwenders mit der Darstellungsfläche
3 ist somit ein Ändern der Darstellung des Fusionsbildes möglich, ohne den Anwender vom Fusionsbild abzulenken.
Claims (8)
- Verfahren zur Darstellung zweier unterschiedlicher Bilder, ermittelt aus einem ersten und einem zweiten Bilddatensatz, wenigstens einer Bildgebungsmodalität, insbesondere einer medizinischen Bildgebungsmodalität, wobei die Bilder einer Anzeigeeinrichtung mit einer Darstellungsfläche gemeinsam als Fusionsbild oder als Einzelbilder dargestellt werden können, dadurch gekennzeichnet, dass ein der Anzeigeeinrichtung zugeordnetes Erfassungsmittel eine Bewegung wenigstens eines Fingers eines Anwenders an der oder in unmittelbarer Nähe der Darstellungsfläche oder eine Berührung der Darstellungsfläche erfasst und in Abhängigkeit der Erfassung eine Änderung der Darstellung des Fusionsbilds vorgenommen oder zwischen einer Einzel- und Fusionsbilddarstellung oder zwischen zwei Einzelbilddarstellungen gewechselt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wechsel vom ersten Bild zum zweiten Bild aufgrund einer im Wesentlichen parallel zur Darstellungsfläche erfolgenden Bewegung wenigstens eines Fingers vorgenommen wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeige des ersten Bildes aufgrund einer im Wesentlichen parallel zur Darstellungsfläche erfolgenden Bewegung wenigstens eines Fingers vorgenommen oder entfernt wird, wobei die Anzeige des zweiten Bildes durch die Bewegung nicht verändert wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erfolgte Änderung nach einer bestimmten Zeitspanne automatisch wieder rückgängig gemacht wird.
- Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bild wenigstens einen ausgezeichneten Bereich aufweist, der über den Finger positionserfasst angewählt werden kann, wobei die Darstellung des ersten Bildes in Abhängigkeit einer erfassten Bewegung verändert wird.
- Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Rand der Darstellungsfläche wenigstens ein Bereich vorgesehen wird, von dem ausgehend eine Bewegung wenigstens eines Fingers beginnt, wobei die Darstellung des Fusionsbildes in einer durch die Position des Fingers definierten Fläche in Abhängigkeit des ausgewählten Bereichs verändert wird.
- Vorrichtung zur Bilddarstellung (
1 ), aufweisend eine Anzeigeeinrichtung (2 ) mit einer Darstellungsfläche (3 ), eine Erfassungseinrichtung (4 ) und eine Steuerungseinrichtung (6 ), ausgebildet zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche. - Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung (
4 ) wenigstens einen Infrarotsensor (5 ) umfasst.
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