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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für einen
Rechner, wobei dem Rechner ein ein Gefäßsystem im Raum beschreibender Datensatz
vorgegeben wird.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Betriebsverfahren für eine bildgebende
medizintechnische Anlage.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ferner einen Datenträger mit
einem auf dem Datenträger
gespeicherten Computerprogramm zur Durchführung eines derartigen Betriebsverfahrens
und einen Rechner mit einem solchen Datenträger. Schließlich betrifft die vorliegende
Erfindung noch eine bildgebende medizintechnische Anlage, die eine
Aufnahmeanordnung und einen derartigen Rechner aufweist, so dass die
bildgebende medizintechnische Anlage gemäß einem solchen Betriebsverfahren
betreibbar ist.
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Es
ist bereits ein Betriebsverfahren für einen Rechner bekannt, bei
dem dem Rechner ein ein Gefäßsystem
im Raum beschreibender Datensatz vorgegeben wird. Bei diesem Betriebsverfahren
wird ein Abschnitt des Gefäßsystems
mit einem Anfang und einem Ende selektiert und der Rechner berechnet anhand
des das Gefäßsystem
im Raum beschreibenden Datensatzes eine Länge des selektierten Abschnitts.
Dieses Betriebsverfahren wird beispielsweise eingesetzt, um bei
Herzkranzgefäßen oder
bei Gehirngefäßen die
Länge von
Stenosen zu ermitteln.
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Die
Gegenstände
der vorliegenden Erfindung werden zumeist auf dem Gebiet der Medizintechnik
genutzt, insbesondere in der Angiographie. Dort wird einem Patienten
ein Kontrastmittel gespritzt. Anhand der Verteilung des Kontrastmittels werden dann
von einem Mediziner die Durchblutung der Herzkranzgefäße sowie
deren Durchmesser ermittelt. Die Herzkranzgefäße stellen in diesem Fall das
Gefäßsystem
im Sinne der vorliegenden Erfindung dar.
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In
der medizinischen Praxis hat sich herausgestellt, dass für die Diagnose
nicht nur die lichte Weite (= Lumen) der Herzkranzgefäße von Bedeutung
ist, sondern insbesondere auch die Fließgeschwindigkeit des Blutes
in den Herzkranzgefäßen.
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Um
die Fließgeschwindigkeit
berechnen zu können,
müssen
trivialerweise die zurückgelegte Wegstrecke
und die hierfür
benötigte
Zeitspanne bekannt sein. Um die Zeitspanne zu erfassen, die das Blut
benötigt,
um einen bestimmten Abschnitt der Herzkranzgefäße zu durchströmen, ist
bekannt, eine Sequenz von Bildern zu erfassen und auszuwerten, welche
den Eintrag des Kontrastmittels in die Herzkranzgefäße bzw.
dessen Auswaschung aus den Herzkranzgefäßen zeigen. Gemäß dem Fachaufsatz „Coronary
and Myocardial Angiography; Angiographic Assessment of Both Epicardial
and Myocardial Perfusion" von
C. M. Gibson et al., erschienen in Circulation 2004, Volume 109,
Issue 25; June 29, 2004, Seiten 3096 bis 3105, wird hierzu die Anzahl
der Bilder bestimmt, die das Kontrastmittel von einem Anfang des
bestimmten Abschnitts bis zu dessen Ende benötigt. Das erste und das letzte
Bild ergeben dann in Verbindung mit der Bildrate (= Anzahl der pro
Sekunde erfassten Bilder) die gesuchte Zeitspanne.
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Anhand
dieser erfassten Zeitspanne ist aber die Fließgeschwindigkeit des Blutes
noch nicht ermittelbar. Denn es muss auch die Länge des bestimmten Abschnitts
korrekt erfasst werden. Die Schaffung eines Betriebsverfahrens und
der korrespondierenden Gegenstände,
mittels derer diese Strecke exakt und korrekt ermittelbar ist, ist
Aufgabe der vorliegenden Erfindung.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Erfassung
der benötigten Zeitspanne
zu verbessern und das erfindungsgemäße Betriebsverfahren in den
klinischen Arbeitsablauf zu integrieren.
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Die
erste Aufgabe wird durch das Betriebsverfahren nach Anspruch 1 gelöst. Durch
die erfindungsgemäße Vorgehensweise
kann – im
Gegensatz zu einer Ermittlung anhand eines Bildes – die tatsächliche
Länge des
Abschnitts korrekt ermittelt werden. Bei einem Bild, welches stets
eine Projektion darstellt, ist dies hingegen prinzipiell unmöglich. Denn
sogar dann, wenn das Bild kalibriert worden ist, treten bei einem
Bild geometrische Verkürzungen durch
die Projektion vom dreidimensionalen Raum in das zweidimensionale
Bild auf.
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Vorzugsweise
wird dem Rechner zumindest der Anfang von einem Anwender vorgegeben.
Denn dann ist das erfindungsgemäße Betriebsverfahren besonders
flexibel handhabbar. Das Ende des selektierten Abschnitts kann hingegen
alternativ vom Rechner selbsttätig
bestimmt werden oder aber dem Rechner vom Anwender vorgegeben werden.
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Es
ist möglich,
dass der Rechner ein reiner Auswerterechner ist, der keinerlei Steuerfunktionen ausübt. Vorzugsweise
aber steht der Rechner mit einer Aufnahmeanordnung zum Erfassen
des Gefäßsystems
in Wirkverbindung. Denn dann ist es möglich, dass der Rechner die
Aufnahmeanordnung auf Grund der Selektion des Abschnitts oder eines
den Abschnitt enthaltenden Gefäßbereichs
selbsttätig
selektionsspezifisch ansteuert und/oder dem Anwender selektionsspezifische
Anweisungen zum Einstellen der Aufnahmeanordnung vorgibt.
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Beispielsweise
liegt ein Patient, dessen Herzkranzgefäße erfasst werden sollen, typischerweise
mit seinem Rücken
auf einer Patientenliege der Aufnahmeanordnung. Je nachdem, in welchem Hauptast
(RCA, LAD, LCX) der selektierte Abschnitt liegt bzw. welcher dieser
Hauptäste
selektiert wird, ist dann eine spezifische Einstellung der Aufnahmeanordnung
für den
jeweiligen Hauptast optimal. Diese Einstellungen können dann
vom Rechner selbsttätig vorgenommen
werden und/oder entspre chende Anweisungen an den Anwender ausgegeben
werden. Mit dieser Vorgehensweise wird insbesondere die zweite Aufgabe
gelöst,
nämlich
das erfindungsgemäße Betriebsverfahren
in den klinischen Arbeitsablauf zu integrieren.
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Durch
die Vorgehensweise gemäß Anspruch 16
ist die Integration in den klinischen Arbeitsablauf noch besser
zu erreichen.
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Wenn
der Rechner eine der ermittelten Geschwindigkeit zugeordnete Farbe
ermittelt und den selektierten Abschnitt in dieser Farbe auf einem Sichtgerät darstellt,
ist der Informationsgehalt der Darstellung vom Anwender intellektuell
besonders einfach und intuitiv erfassbar.
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Am
einfachsten ist es, wenn das Startbild und das Stoppbild vom Anwender
ausgewählt
werden. Beispielsweise kann der Rechner über ein Sichtgerät zunächst ein
Bild der Sequenz an den Anwender ausgeben und dem Anwender sodann
die Möglichkeit
geben, durch Vorwärts-Rückwärts-Eingaben das
zeitlich nachfolgende bzw. zeitlich vorhergehende Bild zur Ausgabe über das
Sichtgerät
anzuwählen sowie
durch eine Auswahleingabe das momentan ausgewählte Bild als Start- bzw. Stoppbild
auszuwählen.
Alternativ ist es aber auch möglich,
dass das Startbild und das Stoppbild vom Rechner selbsttätig ausgewählt werden.
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Sowohl
für das
Auswählen
von Start- und Stoppbild durch den Anwender als auch für das Auswählen von
Startbild und Stoppbild durch den Rechner ist es von Vorteil, wenn
der Rechner für
jedes Bild der Sequenz anhand des jeweiligen Bildes einen Anfangsquerschnitt
ermittelt, den das Kontrastmittel am Anfang des selektierten Abschnitts
einnimmt, und einen Endquerschnitt ermittelt, den das Kontrastmittel am
Ende des selektierten Abschnitts einnimmt, und den Bildern den Anfangsquerschnitt
und den Endquerschnitt zuordnet. Denn dann sind das Startbild anhand
der Anfangsquerschnitte und das Stoppbild anhand der Endquerschnitte
bestimmbar.
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Beispielsweise
kann als Startbild das Bild der Sequenz selektiert werden, bei dem
der Anfangsquerschnitt erstmals sein Maximum erreicht. In diesem
Fall wird also das Startbild anhand des Bildes bestimmt, ab dem
der Anfangsquerschnitt nicht weiter zunimmt. Alternativ kann als
Startbild auch das Bild der Sequenz selektiert werden, ab dem der
Anfangsquerschnitt wieder abnimmt. Auch kann der Mittelwert dieser
beiden Bilder herangezogen werden. Ferner sind auch andere Ermittlungsarten
möglich. Die
Ermittlung des Stoppbildes anhand der Endquerschnitte erfolgt auf
analoge Weise wie die Ermittlung des Startbildes anhand der Anfangsquerschnitte.
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Zur
Bestimmung des Anfangsquerschnitts und des Endquerschnitts bestimmt
der Rechner vorzugsweise in den Bildern Anfangs- und Endlinien.
Die Anfangslinien schneiden das Gefäßsystem am Anfang des selektierten
Abschnitts senkrecht, die Endlinien am Ende des selektierten Abschnitts.
Durch diese Vorgehensweise gestaltet sich die Ermittlung von Anfangsquerschnitt
und Endquerschnitt besonders einfach.
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Der
das Gefäßsystem
im Raum beschreibende Datensatz besteht im einfachsten Fall aus
einer Anzahl von Projektionen des Gefäßsystems, die bei der gleichen
Phase des Gefäßsystems
erfasst werden. Beim schlagenden Herzen kann dies beispielsweise
mittels einer EKG-Triggerung erreicht werden. Alternativ ist es
aber auch möglich,
dass der das Gefäßsystem
im Raum beschreibende Datensatz ein Volumendatensatz ist.
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Weitere
Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen und
der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung
mit den Zeichnungen. Dabei zeigen in Prinzipdarstellung:
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1 ein
Blockschaltbild einer bildgebenden medizintechnischen Anlage,
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2A und 2B ein
Ablaufdiagramm,
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3 einen
Gefäßbereich,
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4 bis 6 Ablaufdiagramme,
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7 Kurven
von Anfangsquerschnitten und Endquerschnitten und
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8A und 8B ein
weiteres Ablaufdiagramm.
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Gemäß 1 ist
eine bildgebende medizintechnische Anlage beispielsweise als Röntgenanlage ausgebildet.
Sie weist eine Aufnahmeanordnung 1 und einen Rechner 2 auf.
Der Rechner 2 steht mit der Aufnahmeanordnung 1 in
Wirkverbindung.
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Die
Aufnahmeanordnung 1 weist gemäß 1 mehrere
Teilanordnungen 3, 4 auf. Jede Teilanordnung 3, 4 weist
eine Röntgenquelle 5, 6 und
einen Röntgendetektor 7, 8 auf.
Mittels jeder Teilanordnung 3, 4 sind Bilder eines
Objekts 9 erfassbar und an den Rechner 2 übermittelbar.
Die Röntgendetektoren 7, 8 der
Teilanordnungen 3, 4 erfassen die Bilder des Objekts 9 dabei
aus voneinander verschiedenen Projektionsrichtungen.
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In
einer Vielzahl von Fällen
ist das Objekt 9 ein Mensch, und es wird mit den Teilanordnungen 3, 4 ein
Gefäßsystem
des Menschen 9 erfasst, z. B. die Blutgefäße im Gehirn
des Menschen 9 oder die Herzkranzgefäße des Menschen 9.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand der Herzkranzgefäße näher erläutert, ist
aber selbstverständlich
nicht auf die Anwendung bei Herzkranzgefäßen beschränkt.
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Ein
Computerprogramm 10 für
den Rechner 2 ist auf einem transportablen Datenträger 11 gespeichert.
Der transportable Datenträger 11 kann
beispielsweise eine CD-ROM sein. Der transportable Datenträger 11 mit
dem darauf gespeicherten Computerprogramm 10 wird in eine
Leseeinrichtung 12 eingeführt, welche Bestandteil des
Rechners 2 ist. Der Rechner 2 ist daher in der
Lage, das Computerprogramm 10 auszulesen und es in einem
weiteren Datenträger 13 abzuspeichern,
der eben falls Bestandteil des Rechners 2 ist. Der weitere
Datenträger 13 ist
z. B. eine Festplatte.
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Wenn
das Computerprogramm 10 aufgerufen wird, führt der
Rechner 2 auf Grund der Programmierung mit dem Computerprogramm 10 ein
Betriebsverfahren aus, das nachfolgend in Verbindung mit den 2 bis 7 näher beschrieben
wird.
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Wie
Fachleuten allgemein bekannt ist, weisen die Herzkranzgefäße des Menschen 9 drei Hauptäste auf,
die üblicherweise
mit den Abkürzungen
RCA, LAD und LCX bezeichnet werden. Gemäß 2 nimmt
der Rechner 2 daher in einem Schritt S1 zunächst eine
Anwahl des gewünschten
Hauptastes entgegen, z. B. des Hauptastes RCA.
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Je
nach selektiertem Hauptast sind unterschiedliche Positionierungen
der Aufnahmeanordnung 1 für die Erfassung der Bilder
durch die Teilanordnungen 3, 4 optimal. Diese
Positionierungen sind dabei vorbekannt und im Rechner 2 hinterlegt.
Auf Grund der Auswahl des Hauptastes steuert der Rechner 2 daher
die Aufnahmeanordnung 1 vorzugsweise in einem Schritt S2
selbsttätig
derart an, dass die Teilanordnungen 3, 4 an ihre
für die
Erfassung des ausgewählten
Hauptastes optimalen Positionierungen verfahren werden. Dies ist
in 1 durch Pfeile entsprechend angedeutet.
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Alternativ
zur selbstständigen
Ansteuerung könnte
der Rechner 2 auch entsprechende Anweisungen zum Einstellen
der Aufnahmeanordnung 1 an einen Anwender 14 ausgeben.
In diesem Fall müsste dann
der Anwender 14 die entsprechenden Positionierungen vornehmen.
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Sodann
wird in einem Schritt S3 der ausgewählte Hauptast auf einem Sichtgerät 15 dargestellt und
so an den Anwender 14 ausgegeben. 3 zeigt
ein Beispiel einer derartigen Darstellung. Der selektierte Hauptast
ist in 3 mit dem Bezugszeichen 16 versehen.
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Die
Darstellung des Hauptastes 16 kann beispielsweise anhand
eines aktuellen Durchleuchtungsbildes mindestens einer der Teilanordnungen 3, 4 ermittelt
werden. Auch ist es möglich,
dass – siehe 1 – dem Rechner 2 ein
Volumendatensatz 17 zugeführt wird, der das Gefäßsystem
beschreibt. In diesem Fall kann die Darstellung des Hauptastes 16 anhand
des Volumendatensatzes 17 generiert werden.
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Anhand
der Darstellung des selektierten Hauptastes 16 wird – siehe
ergänzend
wieder 3 – zunächst in
einem Schritt S4 ein Anfang 18 eines Abschnitts 19 des
selektierten Hauptastes 16 festgelegt. Dies geschieht in
der Regel durch eine entsprechende Vorgabe des Anwenders 14.
Sodann wird in einem Schritt S5 ein Ende 20 des Abschnitts 19 bestimmt.
Im einfachsten Fall erfolgt auch die Festlegung des Endes 20 durch
den Anwender 14. Alternativ ist es aber auch möglich, dass
das Ende 20 vom Rechner 2 selbsttätig bestimmt
wird. Beispielsweise kann der Rechner 2 den ausgewählten Hauptast 16 auf
Verzweigungen 21 absuchen und als Ende 20 z. B.
die in Blutflussrichtung gesehen erste oder letzte Verzweigung 21 selektieren.
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Nach
der so erfolgten Selektion des Abschnitts 19 ist es möglich, dass
der Rechner 2 die Aufnahmeanordnung 1 in einem
Schritt S6 ansteuert bzw. erneut ansteuert. Beispielsweise ist es
möglich, dass
eine Nachkorrektur der im Schritt S2 angefahrenen Positionierungen
der Teilanordnungen 3, 4 erfolgt. Auch hier ist
es alternativ natürlich
möglich, dass
der Rechner 2 die Aufnahmeanordnung 1 selbsttätig ansteuert
oder aber an den Anwender 14 entsprechende Anweisungen
zum Einstellen der Aufnahmeanordnung 1 ausgibt.
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Der
Schritt S6 ist nur optional und daher in 2 nur
gestrichelt dargestellt. Er könnte
also auch entfallen. Ebenso wäre
es aber auch möglich,
dass der Schritt S6 als Ersatz für
den Schritt S2 ausgeführt wird,
dass also der Schritt S2 entfällt.
Daher ist in 2 auch der Schritt S2
nur gestrichelt dargestellt. Dieser letztgenannte Fall, also das
Entfallen des Schrittes S2 nebst alternativem Ausführen des Schrittes
S6, kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn die Auswahl des Abschnitts 19 in
den Schritten S3 bis S5 anhand des Volumendatensatzes 17 erfolgt.
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In
einem Schritt S7 berechnet der Rechner 2 sodann eine Länge l des
selektierten Abschnitts 19. Wenn dem Rechner 2 der
Volumendatensatz 17 bekannt ist, erfolgt diese Berechnung
anhand des Volumendatensatzes 17. Es kann alternativ aber
auch ein anderer Datensatz herangezogen werden. Beispielsweise können mittels
der Teilanordnungen 3, 4 der Aufnahmeanordnung 1 gleichzeitig
Bilder (= Projektionen) des Gefäßsystems
erfasst und vom Rechner 2 ausgewertet werden. Wenn die
Aufnahmeanordnung 1 nur eine einzige Teilanordnung 3, 4 aufweist,
können
die einzelnen Bilder auch nacheinander erfasst werden. Die Gleichzeitigkeit
der Erfassung der Bilder kann in diesem Fall beispielsweise durch
eine entsprechende EKG-Triggerung gewährleistet werden. Entscheidend
ist, dass der Datensatz in seiner Gesamtheit das Gefäßsystem
im Raum beschreibt.
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In
Schritten S8 bis S14 wird sodann, gesteuert durch den Rechner 2,
von der Aufnahmeanordnung 1 eine Sequenz von Bildern Bi
(i = 1, 2, 3, ...) erfasst und dem Rechner 2 zugeführt. Das
Erfassen der Bilder Bi erfolgt dabei in der Regel mit einer hohen
Bildrate von z. B. 25 bis 30 Bildern pro Sekunde. Die Sequenz von
Bildern Bi zeigt vorzugsweise den Eintrag eines Kontrastmittels
in den selektierten Abschnitt 19 und/oder die Auswaschung
des Kontrastmittels aus dem selektierten Abschnitt 19.
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Zur
Durchführung
wird gemäß Schritt
S8 vom Rechner 2 zunächst
ein Startbefehl abgewartet. Wird dem Rechner 2 – vorzugsweise
vom Anwender 14 – der
Startbefehl zugeführt,
erfasst mindestens eine der Teilanordnungen 3, 4 im
Schritt S9 ein Bild Bi und führt
es dem Rechner 2 zu. Der Rechner 2 ordnet den
Bildern Bi im Schritt S10 den jeweiligen Erfassungszeitpunkt ti
(i = 1, 2, 3, ...) zu und speichert die Bilder Bi im Schritt S11
ab.
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Im
Schritt S12 prüft
der Rechner 2, ob das Kontrastmittel injiziert werden soll.
Wenn dies der Fall ist, wird das Kontrastmittel im Schritt S13 injiziert.
Im Schritt S14 prüft
der Rechner 2, ob das Kontrastmittel ausgewaschen ist.
Diese Prüfung
kann beispielsweise anhand eines Zeitablaufs oder einer entsprechenden
Eingabe des Anwenders 14 erfolgen. Ist das Kontrastmittel
noch nicht ausgewaschen, wird zum Schritt S9 zurückgegangen. Anderenfalls wird
das erfindungsgemäße Betriebsverfahren
mit Schritten S15 bis S21 fortgesetzt.
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In
den Schritten S15 bis S21 ermittelt der Rechner 2 für jedes
Bild Bi der Sequenz anhand des jeweiligen Bildes Bi einen Anfangsquerschnitt
A und einen Endquerschnitt E. Der Anfangsquerschnitt A ist dabei
der Querschnitt, den das Kontrastmittel am Anfang 18 des
Abschnitts 19 des jeweiligen Bildes Bi einnimmt. Der Endquerschnitt
E ist der Querschnitt, den das Kontrastmittel am Ende 20 des
Abschnitts 19 des jeweiligen Bildes Bi einnimmt. Die Ermittlung
der Querschnitte A, E geschieht wie folgt:
Im Schritt S15 wird
zunächst
das erste Bild B1 der Sequenz ausgewählt. Für dieses Bild B1 werden zunächst im
Schritt S16 die Lage des Anfangs 18 und des Endes 20 des
selektierten Abschnitts 19 bestimmt. Dies ist beim schlagenden
Herzen erforderlich, weil sich die Lage der Herzkranzgefäße mit dem Herzschlag ändert. Die
zur Bestimmung der Lage des Anfangs 18 und des Endes 20 erforderlichen
Verfahren (so genannte Tracking-Verfahren)
sind dabei als solche bekannt und brauchen nachfolgend daher nicht
näher erläutert zu
werden.
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Im
Schritt S17 bestimmt der Rechner 2 sodann – siehe
auch 3 – eine
Anfangslinie 22, die den selektierten Hauptast 16 am
Anfang 18 des selektierten Abschnitts 19 senkrecht
schneidet. Zur Ermittlung der Anfangslinie 22 kann z. B.
in an sich bekannter Weise im momentan ausgewählten Bild Bi, hier dem Bild
B1, die Richtung des selektierten Hauptastes 16 am Anfang 18 des
selektierten Abschnitts 19 bestimmt werden und die hierzu
senkrechte Linie 22 herangezogen werden.
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In
analoger Weise wird im Schritt S18 eine Endlinie 23 bestimmt,
die den selektierten Hauptast 16 am Ende 20 des
selektierten Abschnitts 19 senkrecht schneidet.
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Im
Schritt S19 ermittelt der Rechner 2 für die Anfangslinie 22 und
die Endlinie 23 des momentan selektierten Bildes Bi, hier
des Bildes B1, Längen
a, e, innerhalb derer in dem momentan selektierten Bild Bi ein definierter
Schwellwert überschritten
wird. Diese Längen
a, e werden als mit Kontrastmittel gefüllt angesehen. Die Quadrate
der Längen
a, e korrespondieren dann mit dem Anfangsquerschnitt A bzw. dem
Endquerschnitt E, die der Rechner 2 dem jeweiligen Bild
Bi zuordnet.
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Der
Anfangsquerschnitt A des momentan ausgewählten Bildes Bi wird somit
unter Heranziehung der jeweiligen Anfangslinie 22 bestimmt,
der Endquerschnitt E unter Heranziehung der jeweiligen Endlinie 23.
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Der
Schwellwert, oberhalb dessen das jeweilige Gefäß als mit Kontrastmittel gefüllt angenommen wird,
ist prinzipiell frei wählbar.
Vorzugsweise wird der Schwellwert für die Anfangslinien 22 unabhängig vom
Schwellwert für
die Endlinien 23 bestimmt. Beispielsweise kann das Maximum
aller Grauwerte ermittelt werden, das über alle Bilder Bi der Sequenz betrachtet
auf der Anfangslinie 22 erreicht wird und ein fester Prozentsatz
dieses Maximalwerts als Schwellwert für die Anfangslinien 22 herangezogen werden.
Analoges gilt für
die Endlinien 23.
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Im
Schritt S20 prüft
der Rechner 2, ob er die Schritte S16 bis S19 bereits für alle Bilder
Bi der Sequenz durchgeführt
hat. Wenn dies noch nicht der Fall ist, selektiert der Rechner 2 im
Schritt S21 das nächste
Bild Bi und springt sodann zum Schritt S16 zurück.
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Wenn
hingegen die Ermittlung der Querschnitte A, E bereits für alle Bilder
Bi der Sequenz erfolgt ist, geht der Rechner 2 zu einem
Schritt S22 über.
Im Schritt S22 wird ein Bild Bi der Sequenz als Startbild definiert,
ein anderes Bild Bi der Sequenz als Stoppbild. Auf diesen Schritt
S22 wird später
in Verbindung mit den 4 bis 6 noch näher eingegangen
werden.
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Durch
die Definition des Startbildes und des Stoppbildes sind auch korrespondierende
Zeiten bestimmt. Der Rechner 2 ist daher in der Lage, in
einem Schritt S23 als Zeitspanne δt
die Differenz dieser Zeiten zu ermitteln und dem selektierten Abschnitt 19 zuzuordnen.
In einem Schritt S24 kann der Rechner 2 dann auch anhand
der im Schritt S7 ermittelten Länge
l des selektierten Abschnitts 19 und der im Schritt S23
ermittelten Zeitspanne δt
eine Geschwindigkeit v ermitteln, mit der das Blut in dem selektierten
Abschnitt 19 fließt.
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In
einem Schritt S25 ermittelt der Rechner 2 sodann anhand
einer Look-up-table 24 oder dergleichen eine Farbe, die
der ermittelten Geschwindigkeit v zugeordnet ist, und ordnet sie
dem selektierten Abschnitt 19 zu. Diese Zuordnung kann
alternativ in den zweidimensionalen Bildern Bi oder in einem dreidimensionalen
Volumendatensatz, z. B. dem Volumendatensatz 17, erfolgen.
Die Phasenlage des Herzens im Volumendatensatz und die Phasenlage
des Herzens in den zweidimensionalen Bildern Bi sollten hierbei
miteinander korrespondieren.
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In
einem Schritt S26 stellt der Rechner 2 schließlich das
Gefäßsystem
oder den selektierten Hauptast 16 dar. Der selektierte
Abschnitt 19 ist dabei in der Farbe dargestellt, die vom
Rechner 2 zuvor im Schritt S25 ermittelt wurde. Im Ergebnis
gibt der Rechner 2 daher den Abschnitt 19 und
die ermittelte Geschwindigkeit v zusammen an den Anwender 14 aus.
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Der
Sinn und Zweck der in Verbindung mit den Schritten S15 bis S21 beschriebenen
Zuordnung des Anfangsquerschnitts A und des Endquerschnitts E zu
den Bildern Bi besteht darin, das richtige Startbild und das richtige
Stoppbild bestimmen zu können. Das
Startbild sollte also anhand des Anfangsquerschnitts A bestimmt
werden, das Stoppbild anhand des Endquerschnitts E. Dies gilt unabhängig davon, ob
das Startbild und das Stoppbild vom Anwender 14 ausgewählt werden
oder vom Rechner 2 selbsttätig ausgewählt werden.
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Wenn
das Startbild und das Stoppbild vom Anwender 14 ausgewählt werden,
geschieht dies gemäß 4 vorzugsweise
wie folgt:
Zunächst
setzt der Rechner 2 in einem Schritt S27 eine logische
Variable ready auf den Wert „falsch". Sodann greift der
Rechner 2 in einem Schritt S28 ein beliebiges Bild Bi der
Sequenz heraus und zeigt dieses Bild Bi sowie dessen Anfangsquerschnitt
A und dessen Endquerschnitt E über
das Sichtgerät 15 an. Beispielsweise
kann das erste Bild B1 der Sequenz an den Anwender 14 ausgegeben
werden. Sodann wartet der Rechner 2 in einem Schritt S29
eine Eingabe des Anwenders 14 ab.
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Wenn
die Eingabe des Anwenders 14 erfolgt ist, prüft der Rechner 2 in
einem Schritt S30, ob die Eingabe ein Selektionsbefehl war. Wenn
dies nicht der Fall ist, prüft
der Rechner 2 in einem Schritt S31, ob die Eingabe ein
Befehl zum Vorwärtsblättern in der
Sequenz von Bildern Bi war. Wenn dies der Fall ist, wählt der
Rechner 2 in einem Schritt S32 das zeitlich nächste Bild
Bi aus und gibt dieses Bild Bi zusammen mit den zugeordneten Querschnitten
A, E über
das Sichtgerät 15 an
den Anwender 14 aus. Anderenfalls wählt der Rechner 2 in
einem Schritt S33 das zeitlich vorhergehende Bild Bi aus und gibt
es zusammen mit den zugeordneten Querschnitten A, E über das
Sichtgerät 15 an
den Anwender 14 aus. Unabhängig davon, welcher der beiden
Schritte S32 und S33 ausgeführt
wurde, geht der Rechner 2 sodann zum Schritt S29 zurück.
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Wenn
die Eingabe des Anwenders 14 im Schritt S29 hingegen ein
Auswahlbefehl war, verzweigt der Rechner 2 vom Schritt
S30 aus zu einem Schritt S34. Dort prüft der Rechner 2,
ob die logische Variable ready den Wert „wahr" hat. Wenn dies nicht der Fall ist,
wird vom Rechner 2 in einem Schritt S35 das momentan dargestellte
Bild Bi mit einem Merker versehen und die logische Variable ready
auf den Wert „wahr" gesetzt. Danach
wird wieder zum Schritt S29 zurückgegangen.
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Wenn
die Prüfung
im Schritt S34 hingegen ergeben hat, dass die logische Variable
ready bereits den Wert „wahr" hat, ist die nunmehrige
Auswahl eines Bildes Bi bereits die zweite „endgültige" Auswahl, die der Anwender 14 vorgenommen
hat. Der Rechner 2 verzweigt daher zu einem Schritt S36.
Im Schritt S36 prüft
der Rechner 2, ob das mit dem Merker versehene Bild Bi
oder das jetzt vom Anwender 14 ausgewählte Bild Bi das früher erfasste
Bild Bi ist. Das früher
erfasste Bild Bi bestimmt er zum Startbild, das andere Bild Bi zum
Stoppbild.
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Wenn
der Rechner 2 selbsttätig
das Startbild und das Stoppbild bestimmt, kann dies so erfolgen, wie
es nachstehend in Verbindung mit 5 näher erläutert wird.
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Gemäß 5 selektiert
der Rechner 2 in einem Schritt S37 zunächst das erste Bild B1 der
Sequenz. Sodann zieht er in einem Schritt S38 die nächsten m
(m = 1, 2, ...) Bilder Bi hinzu.
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In
einem Schritt S39 ermittelt der Rechner 2 zwei Hilfsvariable
x, y. Die Hilfsvariable x wird gleich dem Anfangsquerschnitt A des
momentan selektierten Bildes Bi gesetzt. Die Hilfsvariable y wird
gleich dem Maximum der Anfangsquerschnitte A der m hinzugezogenen
Bilder Bi gesetzt.
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In
einem Schritt S40 prüft
der Rechner 2, ob die Hilfsvariable x größer als
oder gleich der Hilfsvariable y ist. Wenn dies nicht der Fall ist,
selektiert der Rechner 2 in einem Schritt S41 das nächste Bild
Bi und geht zum Schritt S38 zurück.
Anderenfalls hat der Rechner 2 das Startbild gefunden,
weshalb er in einem Schritt S42 als Startbild das momentan selektierte
Bild Bi definiert.
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In
Schritten S43 bis S48 erfolgt eine analoge Vorgehensweise bezüglich der
Endquerschnitte E. Mittels dieser Vorgehensweise wird als Ergebnis
das Stoppbild ermittelt. Im Ergebnis wird somit mittels der Vorgehensweise
von 5 das Startbild anhand des Bildes Bi bestimmt,
ab dem der Anfangsquerschnitt A nicht weiter zunimmt. Als Stoppbild
wird das Bild Bi bestimmt, ab dem der Endquerschnitt E nicht weiter zunimmt.
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Die
Vorgehensweise von 6 mit ihren Schritten S49 bis
S60 ist invers zur Vorgehensweise von 5. Denn
im Gegensatz zu 5 wird bei 6 das
Startbild anhand des Bildes Bi bestimmt, ab dem der Anfangsquerschnitt
A wieder abnimmt. Ebenso wird das Stoppbild anhand des Bildes Bi
bestimmt, ab dem der Endquerschnitt E wieder abnimmt. Im Übrigen ist
die Darstellung von 6 selbsterklärend, so dass nachfolgend von
Detailerläuterungen
der Schritte S49 bis S60 abgesehen wird.
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Es
sind auch andere Vorgehensweisen möglich. Beispielsweise können die
Vorgehensweisen der 5 und 6 miteinander
kombiniert werden und als Endergebnis für das Startbild bzw. für das Stoppbild
die jeweiligen Mittelwerte herangezogen werden.
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Es
ist weiterhin auch möglich – siehe 7 –, Kurven
der Anfangsquerschnitte A und der Endquerschnitte E über der
Zeit zu erstellen und anzuzeigen. Dies ist insbesondere dann sinnvoll,
wenn der Anwender 14 das Startbild und das Stoppbild selbst bestimmt.
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Die
Zuverlässigkeit
der Auswertung der Sequenz von Bildern Bi, also die Genauigkeit
bei der Bestimmung des Startbildes und des Stoppbildes, kann weiter
verbessert werden, wenn vor der Vorgehensweise gemäß den 5 bis 7 eine
Glättung der
Querschnitte A, E erfolgt. Beispielsweise kann eine gewichtete Mittelwertbildung
vorgenommen werden.
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Die
Erfassung der Sequenz von Bildern Bi und die Verarbeitung der Sequenz
von Bildern Bi sind voneinander entkoppelbar. Der Rechner 2,
der mit der Aufnahmeanordnung 1 zusammen wirkt und die Bilder
Bi erfasst, muss also nicht mit dem Rechner 2 identisch
sein, der die erfassten Bilder Bi und den das Gefäßsystem
im Raum beschreibenden Datensatz, z. B. den Volumendatensatz 17,
auswertet. In der Regel wird dies aber der Fall sein. Ferner ist
das erfindungsgemäße Betriebsverfahren
auch nicht auf die Auswertung eines einzigen selektierten Abschnitts 19 beschränkt. Gegebenenfalls
kann es vielmehr sinnvoll sein, mehrere derartige Abschnitte 19 zu
definieren. Die Abschnitte 19 können dabei aneinander angrenzen
oder voneinander getrennt sein.
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Für die Erfassung
der Sequenz von Bildern Bi ist es sogar möglich, den Betrieb der bildgebenden medizintechnischen
Anlage weitestgehend automatisch an das erfindungsgemäße Bildauswertungsverfahren
anzupassen. Dies wird nachstehend in Verbindung mit 8 näher erläutert. Die
Ausführungen zu 8 sind dabei selbstverständlich nur
dann möglich,
wenn der Rechner 2 als Steuereinrichtung 2 der
bildgebenden medizintechnischen Anlage ausgebildet ist. Die Auswertung
der erfassten Bilder Bi hingegen muss hingegen nicht durch diesen
Rechner 2 erfolgen, auch wenn dies natürlich möglich ist. Soweit nachfolgend
in Verbindung mit 8 auch die Auswertung
der erfassten Bilder Bi behandelt wird, ist diese Auswertung daher
nur optional.
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Gemäß 8 nimmt die Steuereinrichtung 2 in
einem Schritt S61 zunächst
vom Anwender 14 eine Anwahl eines Bildauswertungsverfahrens
entgegen. In einem Schritt S62 prüft die Steuereinrichtung 2 sodann,
ob das erfindungsgemäße, oben
stehend in Verbindung mit den 1 bis 7 beschriebene Verfahren
ausgeführt
werden soll. Wenn dies nicht der Fall ist, führt die Steuereinrichtung 2 in
einem Schritt S63 eine andere Aktivität aus, z. B. eine Live-Durchleuchtung
oder eine Bildakquisition für
eine spätere
3D-Rekonstruktion eines – prinzipiell
beliebigen – Objekts.
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Wenn
hingegen im Schritt S61 das erfindungsgemäße Verfahren ausgewählt wurde,
ruft die Steuereinrichtung 2 in einem Schritt S64 aus einem ihr
zugeordnetem Speicher Betriebsparameter ab und stellt die Aufnahmeanordnung 1 selbsttätig entsprechend
den abgerufenen Betriebsparametern ein. Die Betriebsparameter sind
dabei unabhängig
von der Positionierung der Aufnahmeanordnung 1.
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Beispielsweise
können
die Betriebsparameter Stromstärken
und/oder Spannungen umfassen, mit denen die Röntgenquellen 5, 6 betrieben
werden sollen, und/oder Bildraten, mit denen die Röntgendetektoren 7, 8 Bilder
erfassen sollen. Auch kann beispielsweise bei automatisierter Kontrastmittelinjektion
die Gesamtkontrastmittelmenge und/oder die Kontrastmittelmenge pro
Sekunde eingestellt werden. Die Werte der einzustellenden Betriebsparameter
können
alternativ vom Hersteller der bildgebenden medizintechnischen Anlage
bzw. der Steuereinrichtung 2 festgelegt sein oder aber
vom Anwender 14.
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Sodann
nimmt die Steuereinrichtung 2 in einem Schritt S65 eine
Anwahl des Auswahlverfahrens für
die Bestimmung von Startbild und Stoppbild entgegen und überprüft diese
Anwahl in einem Schritt S66. Wurde im Schritt S65 eine interaktive
Bestimmung durch den Anwender 14 selektiert, bleiben Bildaufbereitungsalgorithmen,
welche üblicherweise ausgeführt werden,
gemäß einem
Schritt S67 beibehalten. Wurde hingegen eine automatische Bestimmung
von Startbild und Stoppbild durch die Steuereinrichtung 2 gewählt, werden
in einem Schritt S68 die Bildaufbereitungsalgorithmen abgeschaltet.
Gegebenenfalls könnten
sie im Rahmen des Schrittes S68 aber auch teilweise beibehalten
werden. Im Rahmen der Anwahl des Bildauswertungsverfahrens legt der
Anmelder 14 daher auch fest, ob die Selektion des Startbildes
und des Stoppbildes vom Anwender 14 oder von der Steuereinrichtung 2 durchgeführt wird.
Die Steuereinrichtung 2 variiert dann die positionierungsunabhängigen Bildparameter
der Aufnahmeanordnung 1 entsprechend dieser Anwahl.
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Sodann
nimmt die Steuereinrichtung 2 in einem Schritt S69 vom
Anwender 14 eine Auswahl eines Hauptastes 16 entgegen.
In einem Schritt S70 positioniert sie dann selbsttätig die
Aufnahmeanordnung 1 und/oder gibt selbsttätig entsprechende
Einstellanweisungen an den Anwender 14 aus. In einem Schritt
S71 steuert die Steuereinrichtung 2 die Aufnahmeanordnung 1 an,
so dass diese ein Live-Bild des Gefäßsystems erfasst. Dieses Bild
gibt die Steuereinrichtung 2 – noch im Schritt S71 – über das Sichtgerät 15 an
den Anwender 14 aus.
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In
einem Schritt S72 wartet die Steuereinrichtung 2 eine Bestätigung des
Anwenders 14 ab. Erhält
die Steuereinrichtung 2 diese Bestätigung nicht, wird die Positionierung
der Aufnahmeanordnung 1 in einem Schritt S73 – manuell
vom Anwender 14 oder durch die Steuereinrichtung 2 – korrigiert,
bis der Anwender 14 die Bestätigung eingibt.
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Nach
Eingabe der Bestätigung
wird in einem Schritt S74 – automatisch
von der Steuereinrichtung 2 oder manuell durch den Anwender 14 – das Kontrastmittel
in das Gefäßsystem
injiziert. Sodann wartet die Steuereinrichtung 2 in einem
Schritt S75 die Eingabe der Wertzahl (TIMI-Grade) ab und überprüft diese
Eingabe in einem Schritt S76.
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Wenn
die eingegebene Wertzahl in einem vorbestimmten Wertebereich liegt
(z. B. TIMI-Grade 1 und darunter), archiviert die Steuereinrichtung 2 die eingegebene
Wertzahl sowie das zuletzt erfasste Vorabbild in einem Schritt S77.
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Wenn
die eingegebene Wertzahl hingegen außerhalb dieses Wertebereichs
liegt (z. B. TIMI-Grade 2 und darüber), nimmt die Steuereinrichtung 2 in
einem Schritt S78 zunächst
eine Auswahl des Abschnittes 19 entgegen. Diese Auswahl
wurde vorstehend in Verbindung mit 2 bereits
ausführlich
beschrieben und muss daher an dieser Stelle nicht wiederholt werden.
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In
einem optionalen Schritt S79 bestimmt die Steuereinrichtung 2 sodann
die Länge
l des selektierten Abschnitts 19.
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Diese
Längenbestimmung
kann z. B. so erfolgen, wie dies oben stehend in Verbindung mit 2 ebenfalls bereits beschrieben wurde.
Es sind aber auch andere Verfahren zur Längenbestimmung möglich.
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Als
nächstes
wird in einem Schritt S80 die Erfassung der Sequenz von Bildern
Bi und deren Erfassungszeitpunkten ti gestartet. Danach wird in
einem Schritt S81 das Kontrastmittel injiziert und in einem Schritt
S82 die Erfassung der Sequenz von Bildern Bi und deren Erfassungszeitpunkten
ti beendet. Die Schritte S80 bis S82 werden dabei selbstverständlich – analog
zu den Schritten S8 bis S14 von 2 – mit hinreichendem
zeitlichem Abstand voneinander ausgeführt.
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Sodann
werden – analog
zu den Schritten S15 bis S22 von 2 – in einem
Schritt S83 das Startbild und das Stoppbild bestimmt und daraus – gegebenenfalls
in Verbindung mit der Länge
l des selektierten Abschnitts 19 – eine Aussage über die Fließgeschwindigkeit
v des Blutes in dem selektierten Abschnitt 19 getroffen.
Anhand dieser Aussage bestimmt die Steuereinrichtung 2 dann
in einem Schritt S84 eine neue Wertzahl (TIMI-Grade) und ordnet
diese Wertzahl dem selektierten Abschnitt 19 zu. In einem
Schritt S85 archiviert sie dann die erfasste Sequenz von Bildern
Bi sowie die von der Steuereinrichtung 2 neu ermittelte
Wertzahl.
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Die
erfindungsgemäße Vorgehensweise
ist insbesondere dann von Vorteil, wenn sie wiederholt ausgeführt wird
und die Ergebnisse jeder Ausführung – einzeln oder zusammen – archiviert werden. Beispielsweise
kann die erfindungsgemäße Vorgehensweise
je einmal vor und nach einer am Objekt 9 durchgeführten Therapie
ausgeführt
werden. Auf diese Weise ist insbesondere ein etwaiges Therapieergebnis
mit objektiven Maßstäben dokumentierbar.