Medizinische Bildverarbeitung

Der rasante Qualitätsanstieg in der medizinischen Bildgebung ist nicht nur der verbesserten Hardware, sondern im Wesentlichen auch den komplexen Algorithmen der medizinischen Bildverarbeitung zu verdanken. Qualität ist in diesem Zusammenhang essenziell und oft kontextabhängig zu betrachten.

Die medizinische Bildverarbeitung umfasst alle Aufgaben von der Erzeugung und Bearbeitung über die Darstellung und Auswertung bis hin zur Speicherung und Übertragung von Bilddaten. infoteam entwickelt Software für die Messung und Auswertung. Darüber hinaus tragen unsere Simulationstools bereits im Entwicklungsstadium zur Qualitätsverbesserung bei.

Medizinische Bildverarbeitung

Präzise Diagnostik mit infoteam

Magnetresonanztomografie (MRT) und Computertomografie (CT) sind diagnostische Verfahren, die mit oder ohne den Einsatz von Röntgenstrahlen detaillierte Schnittbilder des menschlichen Körpers erzeugen. Seit vielen Jahren schon entwickelt infoteam Applikationen, Testverfahren und Software-Tools für die Qualitätssicherung in diesen beiden Anwendungsgebieten.

Man unterscheidet mehrere Phasen der medizinischen Bildverarbeitung. In der ersten Phase steht die Bilderzeugung, die alle Schritte von der Bildaufnahme bis hin zum fertigen Bild beinhaltet und sich im Wesentlichen auf dem jeweiligen bildgebenden Gerät vollzieht. Hierbei müssen oft große Rohdatenmengen in möglichst kurzer Zeit verarbeitet werden, um eine nahtlose Einbindung in den klinischen Alltag zu gewährleisten. Optimierte Datenakquise ist deshalb von entscheidender Bedeutung.

Einige der eingesetzten Bilderzeugungstechniken sind High Performance Computing, GPU-Computing, Pipelining sowie hardwarenahe Programmierung – Disziplinen, in denen infoteam viele Jahre Know-how aufgebaut hat.

Die Bildbearbeitung als zweite Phase umfasst alle Methoden zur Vor- und Nachverarbeitung der bei der Erzeugung anfallenden Bilddaten. Ziel ist eine Verbesserung der Bildqualität im Hinblick auf die spätere Auswertung. Dafür stehen vom Inhalt der Bilder und der nachfolgenden Befundung unabhängige Bearbeitungsfunktionen zur Verfügung; immer häufiger kommen auch kontextspezifische Bildverbesserungen (z. B. Metallartefaktkorrektur) zum Einsatz.

Die immensen Datenmengen stellen höchste Anforderungen an moderne Hardware und erfordern optimierte Algorithmen. Die Softwareteams bei infoteam kennen sich bestens aus mit verschiedensten Filterungen, geometrischen Transformationen, Faltungen und ähnlichen Operationen, die bei der Bildbearbeitung angewendet werden.


Optimierte Bilddarstellung und -auswertung

Während in der Vergangenheit medizinische Aufnahmen auf Film gebannt wurden und für die Befundung eigens entwickelt werden mussten, sinkt heute dank moderner Visualisierungstechniken die Bedeutung klassischer Schichtaufnahmen. Die Digitalisierung eröffnet vielfältigste Möglichkeiten für die dritte Phase der medizinischen Bildverarbeitung – der Bilddarstellung.

Wenn auch reine 3D-Ansichten in der Befundung eher die Ausnahme darstellen, ist es inzwischen möglich, sich von der Aufnahmeebene zu lösen und einfach zwischen axialen, koronalen, sagitalen oder obliquen Ansichten zu wechseln. Bei infoteam sind hierfür Grafikbibliotheken und Tools wie OpenGL, Open Inventor, VTK oder Level-Window-Technik erfolgreich im Einsatz.

Auch wenn die Bildauswertung immer noch in der Verantwortung des medizinisch ausgebildeten Personals liegt, bietet diese vierte Phase der modernen medizinischen Bildverarbeitung eine Vielzahl von Hilfsmitteln für die Befundung. Zu den einfachsten gehören Vermessungsmöglichkeiten wie Winkel-, Distanz-, Flächen- und Volumenmessungen.

Zudem unterstützen vielfältigste Segmentierungs- und Klassifikationsmethoden den Arzt in seiner täglichen Arbeit. So werden automatisch Knochen entfernt, Tumore und Läsionen segmentiert, Stenosen und Organe erkannt u. v. m. Neben einfachen geometrischen Formeln werden folglich zunehmend auch Methoden der Mustererkennung angewandt. Welche Algorithmen dabei zweckmäßig sind, hängt stark vom eingesetzten Gerät, der Auflösung, dem Rauschen und dem Anwendungsfall ab. Die sinnvollen Algorithmen sind dann bezüglich Speicherverbrauch und Geschwindigkeit zu optimieren.

Unsere Teams behalten den stetig wachsenden Funktionsumfang und die Komplexität im Griff. Gleichzeitig gewährleisten sie die Steigerung von Performance und Qualität Ihrer medizinischen Geräte.


Nicht trivial: Bildspeicherung und -übertragung

Die Einführung von Informationssystemen wie PACS, RIS und KIS in den Kliniken wäre nicht möglich gewesen ohne die Entwicklung einheitlicher, offener Standards für die fünfte und sechste Phase der medizinischen Bildverarbeitung – die Speicherung und die Übertragung von medizinischen Daten. Die Heterogenität der Geräte verhinderte bis dahin einen Datenaustausch, und das nicht nur zwischen den unterschiedlichen Systemen, sondern auch innerhalb desselben Systems.

Der DICOM-Standard (Digital Imaging and Communications in Medicine) behandelt sowohl die Speicherung als auch die Übertragung über Netzwerke und deckt somit alle Anforderungen bezüglich Ihrer Bilddaten ab. Auch wenn der Standard nicht immer die topaktuellen Entwicklungen beinhaltet und die Hersteller deswegen teilweise gezwungen sind, proprietäre Informationen abzulegen, so geschieht dies zumindest innerhalb des Standards. Dies erlaubt es Drittanbietern, geräteunabhängige Software zu entwickeln.

Der in den Krankenhausinformationssystemen (KIS) verwendete HL7-Standard (Health Level 7) zur Patientenadministration, Auftragserstellung, Abrechnung und Befundung ermöglicht eine Anbindung an DICOM-Bildarchivierungssysteme (PACS) und stellt somit die Ergebnisse der medizinischen Bildverarbeitung der Verwaltung zur Verfügung.

Wir kennen die besonderen Anforderungen aus dem Bereich der Medizintechnik und verfügen über das erforderliche Expertenwissen – profitieren Sie von unserer Erfahrung.

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