醫學可視化方法、組合顯示/輸入裝置及電腦程式產品的製作方法

2023-07-20 08:46:41

專利名稱：醫學可視化方法、組合顯示/輸入裝置及電腦程式產品的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於選擇和顯示藉助成像方法拍攝的器官層析圖像的醫學可視化方法。本發明還涉及適用於執行該可視化方法的組合顯示/輸入裝置及相應的電腦程式產品。
背景技術：
在腫瘤學和心臟病學診斷中通常要引用一系列藉助圖像拍攝方法產生的器官層析圖像。在此例如採用計算機斷層造影或X射線斷層造影作為成像方法。但是還可以考慮採用核自旋斷層造影、正電子發射斷層造影以及應用超聲波來拍攝這樣的器官層析圖像。
此外，對於腫瘤學或心臟病學的設問還需要能夠觀察與血液循環或運動過程相關的器官在不同階段中的情況。例如心臟的某些情況只能在心臟跳動周期的某些時刻才能觀察到，而在其它時刻則不可見。在此為了藉助成像方法觀察器官可以向患者的血液循環內給入適當的造影劑以提高對比度。注入的造影劑顆粒通過血液循環在特定的時刻到達要觀察的器官，例如肝臟。因此在造影劑顆粒穿過器官的路徑上，可以相繼觀察到器官的各流經段或運動段。在此可以在一個流經階段看到肝腫瘤，而在另一個流經階段則看不到。
因此對於醫學診斷來說，要分別在不同時刻拍攝要檢查的器官的一系列器官層析圖像。為了對心臟進行檢查和診斷，通常結合心電圖信號來拍攝一系列器官層析圖像，並在對心臟進行了這樣的拍攝之後分別由所拍攝的系列對心臟跳動周期的特定階段進行再現。這些階段例如按照整個心臟跳動周期的比例來測量。在此通常以心臟跳動周期的5％或10％的間隔來測量這些系列。結果，對於心臟病學可以選擇10～20個器官層析圖像系列，其中每個系列表示心臟跳動周期的一個給定時刻。
另一方面，對於觀察肝臟通常採用不同的流經階段來標識所拍攝的器官層析圖像系列。因此一般將肝臟的流經特性劃分為三到五個階段，即本體(nativ)、動脈、靜脈以及附加的門靜脈和後靜脈(Spaetvenoese)。
用戶(例如放射學家)觀察要檢查的器官的各個階段，以及屬於此的所拍攝的器官層析圖像，以便根據其進行有針對性的診斷。為此他/她將不同階段的器官層析圖像進行相互比較，以例如能夠將腫瘤和偽損傷區分開來。
公知在用戶觀察已加載的器官層析圖像時，在後臺準備器官層析圖像或從圖像數據存儲器中加載器官層析圖像。為了實現可靠的診斷，用戶必須觀察所有器官層析圖像，而這需要非常多的時間。
此外，公知的有，從一個圖像數據存儲器中加載一個給定患者的所有拍攝的器官層析圖像並在一個菜單中進行選擇。

發明內容
因此本發明要解決的技術問題在於，提供一種本文開始所述類型的可視化方法，其是用戶友好的，並且就可靠診斷來說可以快速地在器官層析圖像系列之間導航。此外本發明要解決的技術問題還在於提出一種適於實施該方法的顯示/輸入裝置和相應的電腦程式產品。
按照本發明，上述第一個技術問題是通過一種醫學可視化的方法解決的，具中，藉助成像方法在不同的時刻拍攝器官層析圖像的系列；將所拍攝的器官層析圖像連同關於該系列和/或拍攝時刻的信息存儲到圖像數據存儲器中；建立輸入/輸出裝置和圖像數據存儲器之間的數據連接；確定可用系列；在顯示相應的可用性的情況下符號化地顯示特定於器官的、預先給定的系列，以及顯示與所選出的系列相對應的器官層析圖像。
在此本發明從這樣的思考出發，即用戶為了進行可靠的診斷必須在不同時刻或階段拍攝的系列之間來回進行切換。然後，從對不同系列的器官層析圖像的比較中可以提取出適當的圖像。為了實現這一點，將所拍攝的器官層析圖像與關於該系列和/或拍攝時刻的信息存儲到圖像數據存儲器中。通過這種方式可以將器官層析圖像與相應的系列相對應。為了能夠在各個系列之間進行切換，在同時給出相應的系列可用性的情況下符號化地顯示所有特定於器官的、預先給定的系列。通過將器官層析圖像與相應的系列相對應，可以確定，是否個別系列完全不可用。由此用戶可以一眼就看出哪些系列可用，並在可用的系列之間來回進行切換。由此用戶可以通過觀察較少的不同系列的器官層析圖像，迅速地到達適合於診斷的器官層析圖像，或從不同系列的器官層析圖像中迅速導出正確的診斷。
換言之，用戶通過符號化的顯示了解到，例如通常可將一個心臟跳動周期顯示為10個階段，但從這10個階段中對於選出的患者可能只有其中的5個可用，因為只對這些階段拍攝了器官層析圖像。對於比較相同身體部位但來自不同系列的器官層析圖像來說，用戶在切換系列時無需處理全部圖像資料以便達到可比較的體位，而是可以通過系列的直接選擇來直接達到該位置。
對於本發明來說，是否檢查與外部的或內部的圖像數據存儲器之間建立的數據連接的可用性並不重要。如果例如器官層析圖像存儲在醫學成像設備或其圖像數據存儲器中，則可以例如通過網絡來訪問這些器官層析圖像。另一方面還可以通過網絡或通過數據載體將涉及器官層析圖像的數據集合傳輸到輸入/輸出裝置的內部數據存儲器。同樣，還可以將器官層析圖像存儲在中央患者資料庫中，對於該資料庫也可以通過網絡或直接數據連接線來訪問。
在一種優選的擴展中，為了確定可用系列，檢查數據連接和一個系列是否存在器官層析圖像，在數據連接存在故障的情況下判斷為系列的瞬時不可用性，而在一個系列缺少器官層析圖像時判斷為該系列的一般不可用性，並符號化地顯示關於該瞬時或一般不可用性的信息。
用戶通過該過程可以了解，例如為選出的患者已拍攝和存儲了器官層析圖像系列，但例如由於網絡連接故障或傳輸故障而暫時不可用。該信息很重要，因為用戶由此可以得到提示，對於最終診斷其還可以引用其它圖像資料。如果對於一個系列沒有器官層析圖像可用，因為在圖像數據存儲器中沒有，則用戶在其診斷中不考慮該系列。
在另一優選實施方式中，將當前確認的對系列的選擇作為信息符號化一起顯示。由此用戶可以了解，哪些系列其已觀察過。由此使重複觀察降低到最必要的程度。
適當的是，對系列進行預選，並符號化地顯示該對系列的預選。在此該預選可以固定地預先設定，但也可以由用戶設置。對預選的顯示使得用戶可以在進行其診斷時首先觀察預選系列的器官層析圖像，從而可以在不可低估的時間節省下迅速找到適合於診斷的器官層析圖像。
對於所描述的信息的符號化顯示原則上可以選擇多個不同的符號或形式。例如可以使每個特定的信息對應於一個特定的符號。所選擇的符號例如可以是不同結構的簡單圖形元素。還可以採用具有圖像的元素作為符號，從這些符號中的構成中就已經可以推斷出所顯示信息的類型。但為了清楚起見優選採用顏色編碼、圖案和/或字母數字符號進行符號化顯示。對這樣的元素可以簡單的方式一同顯示，從而可以保證快速提供信息的功能。例如可以通過適當的顏色編碼以簡單的方式對系列的可用性或其觀察狀態進行編碼。同樣，這還可以通過不同選擇的圖案來實現。
適當的是，通過字母數字符號來符號化地顯示系列、通過顏色編碼來符號化地顯示可用性，以及通過不同顏色的顏色角、顏色點或顏色框來符號化地顯示觀察狀態和預選。尤其是可以將對所涉及的器官檢查的預先給定的系列相鄰地以矩形或正方形顯示，這些矩形或正方形分別設置有標識相應系列的字母數字符號。可用性或觀察狀態可以通過用相應的預定顏色填充各正方形或矩形來顯示。這種顯示方式還使得可以例如通過分別包圍一個系列的矩形或正方形的顏色框，以及在需要時通過在矩形或正方形中實現的顏色角或顏色點來顯示其它信息。通過這種方式，可以實現需要較少位置的顯示，這種顯示以方便的方式快速為用戶提供了其所需要的信息。換言之，用戶對相應的顯示可以一目了然地讀取其所需要的信息。
由於用戶通過相應輸入來進行選擇以可視化各系列的器官層析圖像，因而產生同樣適合於符號化顯示的信息。在此需要將在使用中產生的信息進行存儲。合適的是將這些信息作為屬於所存儲的器官層析圖像的信息存儲，或存儲在相應的器官層析圖像文件的文件頭中。在第一種情況下，採用輸入/輸出裝置的數據存儲器本身，而在另一種情況下，則將信息直接存儲到對於患者已存在的器官層析圖像中。最後提供了這樣的優點，將現有的用戶信息與拍攝信息一起分別與患者的具體器官層析圖像相對應。在第一種情況下這種對應須通過所存儲的關聯來實現，以便使它們在後面的使用中可以重新與相應的器官層析圖像或相應的系列相對應。
本發明要解決的第二個技術問題通過一種用於實現上述可視化方法的組合顯示/輸入裝置來解決，其具有輸入裝置、顯示裝置、內部或外部數據存儲器、可與圖像數據存儲器連接的數據連接線，以及用於連接醫學圖像拍攝裝置和計算機的連接端。
在此，該組合顯示/輸入裝置既可以是分立的裝置，例如通過網絡與集中設置的圖像數據存儲器或圖像拍攝裝置連接的工作站或PC。但組合顯示/輸入裝置還同樣可以是圖像拍攝裝置本身的一部分，可以直接訪問所實現的圖像數據存儲器。為了實施該方法在此需要將所拍攝的器官層析圖像分別與關於系列和/或拍攝時刻的信息一起存儲。
本發明的最後一個技術問題通過一種電腦程式產品來解決，其在計算機上執行時實現上述可視化方法。在此該電腦程式產品使得可以程序控制可視化方法的流程，在此尤其是還可以包括器官層析圖像的拍攝。但還可以使該電腦程式產品利用相應的信息對存儲的器官層析圖像進行分析，並且使得可以符號化地顯示由用戶做出的選擇。


以下將結合附圖詳細描述本發明的實施方式。其中示出圖1示出用於可視化成系列地存儲的器官層析圖像的組合顯示/輸入裝置；圖2示出用於可視化肝臟的器官層析圖像的符號化顯示的例子。
具體實施例方式
圖1示意性示出用於可視化所拍攝的器官層析圖像的組合顯示/輸入裝置。在此顯示/輸入裝置1包括如計算機鍵盤的輸入裝置2，和實施為高解析度顯示器的顯示裝置3。為了控制該可視化方法顯示/輸入裝置1還包括計算機4，計算機4通過數據連接線5與圖像拍攝裝置10連接。數據連接線5既適用於對存儲在圖像拍攝裝置10中的器官層析圖像進行訪問，也適用於對圖像拍攝裝置10進行控制以拍攝相應的期望的器官層析圖像。為進行連接，設有一個構造為適當的接口的連接端7。
為了能夠對器官(例如肝臟或心臟)進行診斷，相對應地根據造影劑的供給而受控地利用圖像拍攝裝置10在不同的時刻拍攝器官層析圖像的系列。圖像拍攝裝置10例如是計算機斷層造影裝置。在此，分別與相應的階段或系列相對應的器官層析圖像與關於其時刻或系列的信息一起存儲在圖像拍攝裝置10的圖像數據存儲器中。
為了可視化器官層析圖像，在顯示/輸入裝置中通過數據連接線5對這些信息就系列的可用性進行分析。這例如發生在選擇了特定的患者之後，顯示/輸入裝置1由此查找相應的所存儲的器官層析圖像。為此可以通過關於時刻或系列類型的信息的對應關係來檢驗對於一個系列可用的器官層析圖像。
為了概觀可用的系列，在顯示裝置3上例如對於心臟圖像系列以心臟跳動周期的5％、10％、15％、20％等進行符號化的顯示，其中通過顏色編碼使對患者實際可用的系列能夠被識別。如果例如現在僅有在心臟跳動周期的10％、30％或80％的系列，則表示這些系列的符號將獲得與表示不可用系列的符號不同的顏色。
此外，作為信息還顯示對預期適合於診斷的系列的預選以及僅僅是暫時存在的不可用性。在使用中還對用於符號化顯示的其它信息分析。例如通過相應的顏色框或相應的顏色角或通過其它符號來使已觀察過的系列可識別。該顯示使用戶可以在用於相應患者的器官層析圖像中快速導航，從而可以迅速找到適合用於診斷的器官層析圖像。
圖2舉例示出用於診斷肝臟腫瘤的這樣的符號化顯示。為此在顯示裝置3上產生的符號化顯示15總共包括5個方塊16，其上分別標示了字母數字符號17。在此每個方塊16相應於其字母數字符號17地對應於肝臟診斷所需的一個流經階段。因此「N」表示肝本體流經階段、「A」表示動脈流經階段、「PV」表示門靜脈流經階段、「V」表示靜脈流經階段，以及「LV」表示後靜脈流經階段。相應於這些流經階段來標識存儲的器官層析圖像或與它們相對應。
為了快速在器官層析圖像中導航，還在每個方塊16下設置了顏色/圖案編碼20、21、22。由此流經階段N、A、V具有與流經階段PV和LV不同的顏色/圖案編碼20。所示的顏色/圖案編碼20、21、22可以有意義地在彩色顯示器上以不同的顏色來表示。在此，選出的顏色/圖案編碼20表示流經階段N、A、V可用。流經階段PV儘管按照顏色/圖案編碼22原則上可用，但暫時不可選，因為例如存在數據傳輸故障。流經階段LV的顏色/圖案編碼21將對於這些系列對選出的患者沒有器官層析圖像可用這一事實符號化。
此外通過還可以附加地具有顏色編碼的方框25顯示這樣的信息，即當前可視化的是流經階段A的器官層析圖像。通過顏色角27還顯示了觀察狀態信息。在此在流經階段的方塊16中設置顏色角27表示相應標識的系列尚未被觀察。通過另一例如在方塊16右下邊的黑色顏色角29還顯示了流經階段的該系列被設置為預選。
權利要求
1.一種醫學可視化方法，具有以下步驟-藉助成像方法在不同的時刻拍攝器官層析圖像的系列；-將所拍攝的器官層析圖像與關於該系列和/或拍攝時刻的信息存儲到圖像數據存儲器中；-建立輸入/輸出裝置(1)和圖像數據存儲器之間的數據連接；-確定可用系列；-在顯示相應的可用性的情況下符號化地顯示特定於器官的、預先給定的系列，以及-顯示與所選出的系列相對應的器官層析圖像。
2.根據權利要求1所述的可視化方法，其中，-為了確定可用系列檢查數據連接和系列是否存在器官層析圖像；-在數據連接存在故障的情況下判斷為系列的瞬時不可用性，而在系列缺少器官層析圖像時判斷為系列的一般不可用性，以及-符號化地顯示關於該瞬時或一般不可用性的信息。
3.根據權利要求1或2所述的可視化方法，其中，將當前確認的對系列的選擇作為信息進行符號化的顯示。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的可視化方法，其中，將已確認的對系列的選擇進行存儲，並將所存儲的關於已確認的選擇的信息進行符號化的顯示。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的可視化方法，其中，對系列進行預選，並符號化地顯示該對系列的預選。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的可視化方法，其中，在進行符號化顯示時，採用顏色編碼(20，21，22)、圖案和/或字母數字符號(17)。
7.根據權利要求6所述的可視化方法，其中，通過字母數字符號(17)符號化地顯示系列、通過顏色編碼(20，21，22)符號化地顯示可用性，以及通過不同顏色的顏色角(27，29)、顏色點或顏色框(25)來符號化地顯示觀察狀態和預選。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的可視化方法，其中，將為了進行符號化地顯示所設置的信息作為屬於所存儲的器官層析圖像的信息存儲，或存儲在相應的器官層析圖像的文件的文件頭中。
9.一種組合顯示/輸入裝置(1)，具有輸入裝置(2)、顯示裝置(3)、內部或外部數據存儲器、可與圖像數據存儲器連接的數據連接線(5)，以及用於連接醫學圖像拍攝裝置(10)和計算機(4)的連接端(7)，該裝置用於實現根據權利要求1至8中任一項所述的可視化方法。
10.一種電腦程式產品，其在計算機上執行時實現根據權利要求1至8中任一項所述的可視化方法。
全文摘要
本發明涉及一種醫學可視化方法，其中，藉助成像方法在不同的時刻拍攝器官層析圖像的系列；將所拍攝的器官層析圖像與關於該系列和/或拍攝時刻的信息存儲到圖像數據存儲器中；建立輸入/輸出裝置(1)和圖像數據存儲器之間的數據連接；確定可用系列；在顯示相應的可用性的情況下符號化地顯示特定於器官的、預先給定的系列，以及顯示與所選出的系列相對應的器官層析圖像。為此還提出一種合適的顯示/輸入裝置(1)以及一種電腦程式產品。
文檔編號G06F19/00GK101023889SQ20071008496
公開日2007年8月29日 申請日期2007年2月17日 優先權日2006年2月23日
發明者馬賽厄斯·索恩 申請人:西門子公司