DE102009051199A1

DE102009051199A1 - Vorrichtung zur Diagnoseunterstützung eines Arztes im Bereich von Bronchial- und Lungenparenchym-Erkrankungen

Info

Publication number: DE102009051199A1
Application number: DE102009051199A
Authority: DE
Inventors: Lutz Dr. Gündel
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2009-10-29
Filing date: 2009-10-29
Publication date: 2011-05-05
Anticipated expiration: 2029-10-30
Also published as: DE102009051199B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Diagnoseunterstützung eines Arztes im Bereich von Bronchial- und Lungenparenchymerkrankungen, wobei eine Recheneinheit (10) im Speicher mindestens ein Computerprogramm (Prg₁-Prg_n) aufweist, welches die folgenden Verfahrensschritte durchführt:
- Laden eines mindestens einen tomographischen Volumendatensatzes,
- Bestimmung erster charakteristischer Größen im Bronchialbereich durch:
-- Segmentierung des Bronchialbaums,
-- Segmentierung der Bronchialwand,
-- Verfolgung der Bronchienwege,
-- Bestimmung von Bronchienverzweigungen,
-- Bestimmung der Wanddicke,
-- Bestimmung der Bronchienquerschnitte,
-- Bestimmung des Verhältnisses von örtlichem Bronchienquerschnitt zu Bronchialwanddicke als erste charakteristische Größen entlang der Bronchienwege, zumindest in Bereichen außerhalb von Bronchialverzweigungen,
- Bestimmung zweiter charakteristischer Größen im Lungenbereich durch:
-- Segmentierung des Bereichs der Lunge,
-- Aufteilung der segmentierten Lunge in Teilbereiche,
-- Erzeugung mindestens eines Histogramms der Bildwerte in mindestens einem Teilbereich als zweite charakteristische Größen,
- Darstellung und/oder Speicherung mindestens eines Satzes der charakteristischen Größen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Diagnoseunterstützung eines Arztes im Bereich von Bronchial- und Lungenparenchym-Erkrankungen, auf der Basis mindestens eines tomographischen Volumendatensatzes eines Patienten zumindest im Bereich von Lunge und Bronchien, wobei der Volumendatensatz insbesondere aus einer Röntgen-CT-Untersuchung oder einer Magnetresonanzuntersuchung stammt und eine Vielzahl von räumlich angeordneten tomographischen Bildwerten aufweist, mit einer Recheneinheit aufweisend einen Speicher für Computerprogramme.
Erkrankungen der Bronchien und des Lungenparenchyms stehen neben dem Lungenkrebs an prominenter Stelle der weltweiten Krankheits- und Todesfallstatistiken. Aus diesem Grund ist es notwendig, diagnostische Maßnahmen mit denen solche Erkrankungen festgestellt werden können, so effizient wie möglich zu gestalten.
Die qualitative Analyse der Lungenfunktion erfolgt heute meist mit Hilfe der Spirometrie. Hierbei wird das eingeatmete oder ausgeatmete Luftvolumen bestimmt und mit Erfahrungswerten verglichen und aus Abweichungen von Standard- und Vergleichswerten symptomatisch auf Veränderungen im Bereich von Lunge und Bronchien geschlossen. Nachteilig ist hier, dass die Erkrankung bereits so fortgeschritten sein muss, dass entsprechende Symptome auftreten, die erkannt werden können.
Eine genauere Aussage gestattet die Durchleuchtung der Lunge mit Röntgenstrahlen. In den resultierenden Bildern deuten dunkle Schatten auf Bereiche von zerstörtem Lungenparenchym und helle Bereich auf die Existenz von Lungenknoten hin. Auch hier ist ein ausreichender Fortschritt der Erkrankung Voraussetzung für das Erkennen auf einem Röntgenbild.
Die Chance für einen Therapieerfolg der beschriebenen Lungenerkrankungen ist allerdings umso günstiger, je früher das Stadium ist, in dem sich die Erkrankung befindet. Weder die Spirometrie noch die Lungendurchleuchtung sind geeignet, eine möglichst frühe Erkennung zu gewährleisten.
Besser geeignet sind hierfür Schnittbildverfahren, wie die Computertomographie (= CT) oder die Magnetresonanztomographie (= NMR). Hierbei werden die vom Scanner erzeugten Bilddaten an eine Workstation oder einen PACS-Arbeitsplatz (PACS = Picture Archiving and Communication System) übertragen. Der Radiologe kann durch die Bildstapel der tomographischen Aufnahmen blättern und nach krankhaften Veränderungen der Lunge suchen. Moderne Tomographiesysteme arbeiten mit sehr dünnen Schichten, in der CT kleiner als 1 mm, so dass bei einer angenommenen Ausdehnung der Lunge von 45 cm mehr als 450 Bilder zu befunden sind. Dies ist sehr zeitaufwändig und damit sehr teuer. Darüber hinaus führt das Durchsuchen von größeren Bildermengen zu einer schnelleren Ermüdung des Untersuchers, so dass krankhafte Veränderungen leicht übersehen werden.
CAD-Systeme (Computer Aided Detection) haben sich bisher nur zur automatischen Suche nach Lungenrundherden durchgesetzt. Für Bronchial- und Parenchymerkrankungen existieren derartige Systeme derzeit noch nicht.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die einen Arzt bei der Befundung von tomographischen Darstellungen im Bereich der Bronchien und Lunge eines Patienten dahingehend unterstützt, dass aus einer großen zu sichtenden Datenmenge eine Vorauswahl bezüglich relevanter zu diagnostizierender Bereiche getroffen wird und statistische Basisdaten zur Verfügung gestellt werden, die eine diagnostische Beurteilung ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruches gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand abhängiger Ansprüche.
Der Erfinder hat erkannt, dass eine wesentliche Unterstützung für die diagnostische Tätigkeit des Arztes dadurch geleistet werden kann, wenn aus der großen Anzahl der zu sichtenden tomographischen Bilddaten automatisch und ohne zutun des Arztes Darstellungen erzeugt werden, in denen die für eine Diagnose notwendigen charakteristischen Größen aus zuvor gewonnenen tomographischen Datensätzen im Bereich von Bronchien und Lunge ermittelt und visuell dargestellt werden.
Beispielsweise besteht eine charakteristische Größe, die einem tomographischen Volumendatensatz entnommen werden kann, aus dem Verhältnis von Bronchienquerschnitt und Dicke der Bronchialwand. Im Falle von Entzündungen der Bronchien zeigen sich in entzündeten Gebieten geschwollene Bronchialwände, wobei die lokale Dicke der Bronchialwände immer in Relation zum lokalen Bronchienquerschnitt zu beurteilen ist. Hierbei müssen ohne vorliegende Unterstützung aufwändig die Bronchien untersucht und die Dicke der Bronchialwand im Verhältnis zum Bronchienquerschnitt bestimmt werden.
Ein anderes Beispiel ist in der Häufigkeitsverteilung bestimmter Bildwertbereiche im tomographischen Volumendatensatz im Bereich der Lunge zu sehen. Aufgrund des bekannten Partialvolumeneffektes kommt es bei bestimmten Erkrankungen zu Anhäufungen bestimmter Bildwertebereiche. Betrachtet man CT-Volumendatensätze, so ergeben sich gehäuft Bildpixel oder Bildvoxel im Bereich kleiner –950 HU bei COPD (= Chronic Obstructiv Pulmonary Disease) oder Anhäufungen von Bildwerten im Bereich um –850 HU bei Asbestose oder Fibrose aufgrund der mitdetektierten Fremdstoffe wie Asbest oder Silizium.
Demgemäß schlägt der Erfinder die Verbesserung einer Vorrichtung zur Diagnoseunterstützung eines Arztes im Bereich von Bronchial- und Lungenparenchymerkrankungen auf der Basis mindestens eines tomographischen Volumendatensatzes eines Patienten zumindest im Bereich von Lunge und Bronchien vor, wobei der Volumendatensatz insbesondere aus einer Röntgen-CT-Untersuchung oder einer Magnetresonanzuntersuchung stammt und eine Vielzahl von räumlich angeordneten tomographischen Bildwerten aufweist, mit einer Recheneinheit aufweisend einen Speicher für Computerprogramme. Die erfindungsgemäße Verbesserung der Vorrichtung besteht darin, dass die Recheneinheit im Speicher mindestens ein Computerprogramm gespeichert hat, welches derart ausgestaltet ist, dass es im Betrieb die folgenden Verfahrensschritte durchführt:

– Laden des mindestens einen tomographischen Volumendatensatzes,
– Bestimmung erster charakteristischer Größen im Bronchialbereich durch:
– Segmentierung des Bronchialbaums im mindestens einen Volumendatensatz,
– Segmentierung der Bronchialwand,
– Verfolgung der Bronchienwege,
– Bestimmung von Bronchienverzweigungen auf den Bronchienwegen,
– Bestimmung der Wanddicke der Bronchie entlang der Bronchienwege,
– Bestimmung der Bronchienquerschnitte entlang der Bronchienwege, und
– Bestimmung des Verhältnisses von örtlichem Bronchienquerschnitt zu Bronchialwanddicke als erste charakteristische Größen entlang der Bronchienwege, zumindest in Bereichen außerhalb von Bronchialverzweigungen,
– Bestimmung zweiter charakteristischer Größen im Lungenbereich durch:
– Segmentierung des Bereichs der Lunge im mindestens einen Volumendatensatz,
– Aufteilung der segmentierten Lunge in Teilbereiche,
– Erzeugung mindestens eines Histogramms der Bildwerte in mindestens einem Teilbereich als zweite charakteristische Größe,
– Darstellung und/oder Speicherung mindestens eines Satzes von ersten und/oder zweiten charakteristischen Größen.

Durch diese erfindungsgemäße Vorrichtung werden also aus einer sehr großen und schwer zu überschauenden Menge an tomographischen Volumendatensätzen nun für eine spätere Diagnose relevante Datensätze herausgesucht und dem Nutzer in einer übersichtlichen Weise derart dargestellt, dass für eine Befundung wesentliche charakteristische Größen einfach erfassbar werden. Der Zeitaufwand für eine danach erfolgende Befundung reduziert sich damit maßgeblich und erlaubt einen entsprechend höheren Durchsatz, ohne die befundende Person zu ermüden.
Wurden bereits zuvor ähnliche Untersuchungen durchgeführt und deren Ergebnisse oder Basisdaten gespeichert, so kann der Speicher mindestens ein Computerprogramm aufweisen, welches derart ausgestaltet ist, dass es im Betrieb die ersten und/oder zweiten charakteristischen Größen mit zuvor gespeicherten Werten aus mindestens einer vorhergehenden Untersuchung verglichen werden und die Änderungen der ersten beziehungsweise zweiten charakteristischen Größen dargestellt werden.
Ein solcher Vergleich kann sich einerseits auf Werte aus mindestens einer vorhergehenden Untersuchung des gleichen Patienten beziehen. Hierdurch kann auf einfache Weise eine Verlaufskontrolle einer Krankheit betrieben und die Veränderung der charakteristischen Größen über den Zeitverlauf dargestellt werden.
Andererseits oder auch ergänzend besteht auch die Möglichkeit, ein gespeichertes Computerprogramm derart auszugestalten, dass es zum Vergleich Mittelwerte aus einer Vielzahl von vorhergehenden Untersuchungen eines Normalkollektivs an Patienten wählt. Entsprechend kann eine Datenbank oder Tabelle im Speicher vorliegen, die diese mittleren, zuvor an Normalpersonen bestimmten charakteristischen Größen gespeichert hat, so dass ein Vergleich mit diesen Daten ausgeführt werden kann. Entsprechend können aktuelle Daten mit Abweichungen hervorgehoben und/oder zur Befundung durch den Arzt vordringlich angeboten werden.
Zur Segmentierung des Bronchialbaumes genügt es, zumindest im Bereich größerer Durchmesser, in dem der Partialvolumeneffekt noch nicht relevant ist, ein Computerprogramm in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu verwenden, welches im Betrieb zumindest bis zu einem vorgegebenen Durchmesser der Bronchien, diese nach einem Schwellwertverfahren mit festem Schwellwert segmentiert.
Vorteilhaft wird mit einer solchen Segmentierung des Bronchialbaums kopfseitig beginnend – dort befinden sich die größten Durchmesser und der einzige und eindeutige Beginn der Bronchien, die Luftröhre – sukzessive den Bronchialwegen folgend segmentiert.
Bewegt sich die Verfolgung der Bronchialwege zu immer kleiner werdenden Durchmessern der Bronchien, so können durch Partialvolumeneffekte die Grenzen zwischen luftgefülltem Innenraum der Bronchien und Bronchialwand aufgrund der nicht mehr ausreichenden Auflösung des Tomographiesystems verschwimmen. Ein rekonstruiertes Voxel oder Pixel ist in diesem Fall in Relation zum betrachteten Hohlraum so groß, dass vermehrt oder nur noch Mischwerte aus Luft und Bronchialwand gefunden werden. Entsprechend liegt bei den Voxeln, die den Innenraum der Bronchie repräsentieren, nicht mehr der CT-Wert von Luft vor, sondern ein Mischwert aus Luft und Gewebe. Um auch hier noch eine zuverlässige Segmentierung zu erreichen, kann der Schwellwert, der als Segmentierungskriterium verwendet wird, adaptiv mit jedem Segmentierungsschritt beim Fortgang durch den Verlauf der Bronchien angepasst werden.
Demgemäß wird vom Erfinder vorgeschlagen, dass der Speicher mindestens ein Computerprogramm aufweist, welches derart ausgestaltet ist, dass es im Betrieb zumindest ab einem vorgegebenen Durchmesser der Bronchien, diese nach einem adaptiven Schwellwertverfahren segmentiert, bei dem der Schwellwert jeweils in Abhängigkeit einer, in einem vorausgegangenen Segmentierungsschritt ermittelten, Größe angepasst wird.
Beispielhaft kann als Größe hierzu der zuvor ermittelte Bronchiendurchmesser; ein zuvor ermittelter mittlerer, minimaler oder maximaler CT-Wert aus dem Querschnitt der Bronchie, gegebenenfalls korrigiert um bekannte Rauschwerte; die Entfernung von einem vorgegebenen eindeutigen Bronchiendurchmesser des aktuellen Pfades; oder ähnliche charakteristische Werte für den ansteigenden Partialvolumeneffekt bei der Betrachtung der Bronchien verwendet werden. Entsprechend wird vorgeschlagen, dass der Speicher mindestens ein Computerprogramm aufweist, welches derart ausgestaltet ist, dass es im Betrieb den Schwellwert in Abhängigkeit mindestens eines der Werte der nachfolgenden Liste anpasst:

– Querschnittsfläche eines zuvor segmentierten Bronchienabschnittes,
– minimaler Durchmesser eines zuvor segmentierten Bronchienabschnittes,
– minimaler Durchmesser eines zuvor segmentierten Bronchienabschnittes,
– Mittelwert zwischen minimalem und maximalem Durchmesser eines zuvor segmentierten Bronchienabschnittes.

Bezüglich der Wanddickenbestimmung können grundsätzlich unterschiedliche Messwerte verwendet werden, die mit der Wanddicke korrelieren. Da die Wanddicke von Bronchien jedoch typischer Weise nicht überall gleich sind und auch hier der Partialvolumeneffekt zu unterschiedlichen Messwerten führt, können maximale und/oder minimale und/oder mittlere Werte als charakteristische Größen hierfür verwendet werden. Sinnvoll ist es allerdings, dass immer dieselben Größen miteinander verglichen werden. Es wird demgemäß vorgeschlagen, dass als Wanddicke der Bronchie zumindest ein Wert aus der Liste der nachfolgenden Werte gewählt wird:

– minimale gemessene Wanddicke im aktuellen Segmentierungsschritt,
– maximale gemessene Wanddicke im aktuellen Segmentierungsschritt,
– Mittelwert aus der minimalen und maximalen gemessene Wanddicke im betrachteten Bereich.

Betrachtet man die statistische Verteilung der Bildwerte über die segmentierte Lunge, so lässt sich aus einer Häufung bestimmter Bildwerte eine Aussage bezüglich des Vorliegens gewebefremder Anteile in der Lunge tätigen. Daher wird auch vorgeschlagen, dass der Speicher mindestens ein Computerprogramm aufweist, welches derart ausgestaltet ist, dass es im Betrieb über mindestens einen Teilbereich der Lunge ein Histogramm der Bildwerte erstellt. Auf der Basis dieses zur Verfügung gestellten Histogrammes kann ein Arzt dann beurteilen, ob Anomalien vorliegen.
Eine weitere charakteristische Größe, die zur Befundung der Lunge herangezogen werden kann ist die räumliche Verteilung von bestimmten Bildwerten oder Bildwertbereichen in tomographischen Volumendatensätzen. Es wird daher auch vorgeschlagen, dass der Speicher mindestens ein Computerprogramm aufweist, welches derart ausgestaltet ist, dass im Betrieb eine Analyse der räumlichen Verteilung von ähnlichen Bildwerten im Bereich der segmentierten Lunge durchgeführt wird.
Soll beispielsweise das Vorliegen einer COPD (Chronic Obstructive Pulmonal Desease) beurteilt werden, so kann bei einer Röntgen-CT-Untersuchung als Basis hierzu ein Bildwertebereich von ca. –1000 HU (HU = Hounsfield Unit) bis –800 HU beobachtet werden. Demgemäß schlägt der Erfinder vor, dass der Speicher mindestens ein Computerprogramm aufweist, welches derart ausgestaltet ist, dass im Betrieb im Falle der Bearbeitung eines Volumendatensatzes aus einer Röntgen-CT-Untersuchung die Bildwerte CT-Werte sind und Anhäufungen (= Cluster), insbesondere statistisch signifikante Anhäufungen, von CT-Werten im Bereich von –1000 HU bis –800 HU gesucht und angezeigt werden.
Weiterhin kann es zur Beurteilung des Vorliegens einer Asbestose oder Fibrose günstig sein, einen Wertebereich von –900 HU bis –800 HU zu beobachten und die räumlichen Gebiete einer solchen Anhäufung zu definieren. Entsprechend kann der Speicher mindestens ein Computerprogramm aufweisen, welches derart ausgestaltet ist, dass im Betrieb im Falle der Bearbeitung eines Volumendatensatzes aus einer Röntgen-CT-Untersuchung die Bildwerte CT-Werte sind und Anhäufungen (= Cluster), insbesondere statistisch signifikante Anhäufungen, von CT-Werten im Bereich –900 HU bis –800 HU gesucht und angezeigt werden.
Ist ein Mittel zur Betrachtung der räumlichen Verteilung vorgesehen, so kann es weiterhin vorteilhaft sein, wenn bei der Analyse der räumlichen Verteilung von ähnlichen Bildwerten die Größe gefundener Bildwertanhäufungen vorbestimmter Bildwertbereiche gemessen wird. Hieraus lässt sich für den Arzt eine Aussage über den Fortschritt der Erkrankung ableiten.
Weiterhin kann nochmals speziell über den Bereich einer solchen Anhäufung ein Histogramm erstellt werden, welches nochmals Aufschluss über das Stadium und den Verlauf der Erkrankung zulässt. Demgemäß schlägt der Erfinder vor, dass der Speicher mindestens ein Computerprogramm aufweist, welches derart ausgestaltet ist, dass im Betrieb für mindestens eine gefundene Anhäufung von Bildwerten ein Histogramm der Bildwerte erstellt wird.
Vorteilhaft ist es weiterhin, neben den oben beschriebenen Analysen auch eine Analyse des mindestens einen Volumendatensatzes bezüglich des Vorliegens von Hinweisen auf Lungenrundherde durchzuführen.
Weiterhin kann der Speicher der Recheneinheit auch mindestens ein Computerprogramm aufweisen, welches derart ausgestaltet ist, dass es im Betrieb die gefundenen Ergebnisse in einem Speicher abspeichert.
Außerdem kann der Speicher mindestens ein Computerprogramm aufweisen, welches derart ausgestaltet ist, dass es im Betrieb die gefundenen Ergebnisse in Verbindung mit und unter Bezug auf eine Lungen- und/oder Bronchiendarstellung visualisiert.
Hierbei kann es besonders vorteilhaft sein, wenn gemäß der Auswahl eines Systemnutzers ausschließlich einzelne Ergebnisse oder Ergebnisgruppen in Verbindung mit und unter Bezug auf eine Lungen- und/oder Bronchiendarstellung visualisiert werden können.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren näher beschrieben, wobei nur die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Merkmale dargestellt sind. Hierbei werden die folgenden Bezugszeichen verwendet: 1: CT-System; 2: erste Röntgenröhre; 3: erster Detektor; 4: zweite Röntgenröhre (optional); 5: zweiter Detektor (optional); 6: Gantrygehäuse; 7: Patient; 8: Untersuchungsliege; 9: Systemachse; 10: Recheneinheit; 11: NMRT-System; 12: Magnetspulen; 13: Empfangsspulen; 14: Gradientenspulen; 16: Gehäuse; S0: Pre-Fetching = heuristisches Laden von Speicherinhalten, wie Volumendatensätzen oder Ergebnisse früherer Untersuchungen; S1: Volumendaten aus vorhergehenden und aktuellen Ergebnissen; S2: Lungen-Segmentierung; S3: Bronchialbaum-Segmentierung; S4: Lungen-Teilbereiche; S5: Lungenlappen-Segmentierung; S6: Bronchialwand-Segmentierung; S7: Histogramm-Analyse; S8: Bronchien-Verfolgung; S9: Cluster-Analyse; S10: Wanddicken-Analyse; S11: Vergleicher; S12: CAD-Lungenrundherde; S13: Visualisierung; S14: Archivierung.
Es zeigen im Einzelnen:
1: Schematische Darstellung eines Röntgen-CT-Systems mit einer erfindungsgemäßen Recheneinheit mit Programmspeicher;
2: Schematische Darstellung eines Magnetresonanz-Tomographie-System mit einer erfindungsgemäßen Recheneinheit mit Programmspeicher;
3: Schematische Darstellung der ausgeführten Verfahrensschritte eines Systems zur automatischen Detektion von Bronchial- und Lungenparenchymerkrankungen.
Die 1 zeigt beispielhaft ein CT-System 1 mit einer erfindungsgemäßen Recheneinheit 10, mit dem das hier beschriebene Verfahren durchgeführt werden kann. Das CT-System 1 weist ein erstes Röhren-/Detektor-System mit einer Röntgenröhre 2 und einem gegenüberliegenden Detektor 3 auf. Optional kann dieses CT-System 1 über weitere Strahler/Detektor-Systeme verfügen, beispielsweise wie dargestellt über eine zweite Röntgenröhre 4 mit einem gegenüberliegenden Detektor 5. Beide Röhren-/Detektor-Systeme befinden sich auf einer Gantry, die in einem Gantrygehäuse 6 angeordnet ist und sich während der Abtastung um eine Systemachse 9 dreht. Der Patient 7 befindet sich auf einer verschiebbaren Untersuchungsliege 8, die entweder kontinuierlich oder sequentiell entlang der Systemachse 9 durch das im Gantrygehäuse 6 befindliche Abtastfeld geschoben wird, wobei die Schwächung der von den Röntgenröhren ausgesandten Röntgenstrahlung durch die Detektoren gemessen wird.
Die Steuerung des CT-Systems erfolgt mit Hilfe einer Recheneinheit 10. Weiterhin können mit dieser Recheneinheit 10 aus den gewonnenen Absorptionsdaten Volumendatensätze rekonstruiert und gegebenenfalls gespeichert, weitergeleitet oder archiviert werden, die für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden. Hierzu befinden sich im Speicher der Recheneinheit 10 Computerprogramme Prg₁ bis Prg_n, die die beschriebenen Aufgaben durchführen. Zusätzlich kann über diese Steuer- und Recheneinheit 10 auch die Ausgabe von Bilddaten erfolgen.
Die notwendigen Volumendatensätze können auch durch ein Magnetresonanztomographie-System (NMRT-System) 11 erzeugt werden, wie es in der 2 schematisch dargestellt ist. Bei diesem NMRT-System 11 befinden sich in einem Gehäuse 16 Magnetspulen 12 zur Erzeugung eines starken magnetischen Hauptfeldes, wodurch sich die Wasserstoffkerne im Körper des Patienten entsprechend ihrem Spin parallel oder anti-parallel zu den Magnetfeldlinien ausrichten. Durch Anregung der Atomkerne mit einem elektromagnetischen Wechselfeld in der Resonanzfrequenz der Atomkerne werden diese zur Schwingung veranlasst. Nach dem Ausschalten der Anregungsfrequenz kehren die Atomkerne wieder in ihre Lage zurück und geben ihre Schwingungsenergie in Form von elektromagnetischer Schwingungsenergie ab, die mit Hilfe von Empfangsspulen 13 gemessen wird. Durch zusätzliche Magnetspulen 14 wird ein schwaches Magnetfeld mit einem definierten Feldgradienten erzeugt, wodurch die von den Kernen abgegebenen Signale Ortsinformationen erhalten, durch die die Position des abgegebenen Signals definierbar ist. Die Steuerung dieses Systems 11 und die Auswertung der Mess-Signale erfolgt durch die Recheneinheit 10, welche in ihrem Speicher Programme Prg₁ bis Prg_n aufweist, die das hier beschriebene Verfahren im Betrieb ausführen.
Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung, also Recheneinheit mit entsprechenden Computerprogrammen, nicht unbedingt direkt mit einem Tomographiesystem verbunden sein muss. Es kann sich auch um vernetzte oder nicht vernetzte Workstations handeln, denen durch eine beliebige Art des Datentransfers die notwendigen Volumendatensätze zur Verfügung gestellt werden. Hierunter kann auch eine Zurverfügungstellung von Rohdaten zur Aufbereitung durch die Recheneinheit zu Volumendaten verstanden werden.
Die 3 zeigt eine schematische Darstellung der ausgeführten Verfahrensschritte einer beispielhaften Vorrichtung zur automatischen Detektion von Bronchial- und Lungenparenchymerkrankungen, die mit den erfindungsgemäß gestalteten Programmen ausgestattet ist.
Demgemäß erfolgt ausgehend von den in einer Datenbank S1 abgespeicherten Volumendaten zunächst eine BronchialbaumSegmentierung S3. Hierbei wird vom kopfseitigen Ende des Datensatzes die Luftröhre gesucht und anschließend der gesamte Bronchialbaum durch den Brustraum verfolgt. Aufgrund des hohen Kontrastunterschiedes zwischen der Luft in den Bronchien und dem umgebenden Gewebe können hier zunächst einfache Schwellwertverfahren zur Segmentierung verwendet werden. Bei der Verfolgung bis in kleine Bronchien hinein versagen auf Grund des Teilvolumeneffektes solch einfache schwellwertbasierte Algorithmen häufig. Hierfür können dann verbesserte Algorithmen, z. B. mit einer adaptiven Schwelle, eingesetzt werden. Hierbei kann die Vermessung des Bronchienquerschnitts als Querschnittsfläche, als minimaler bzw. maximaler Durchmesser oder als Mittelwert zwischen minimalem und maximalem Durchmesser erfolgen.
In der folgenden Bronchialwand-Segmentierung S6 wird ihre Dicke gemessen und als Verhältnis zum Bronchienquerschnitt bestimmt. Hierbei können minimale beziehungsweise maximale Wanddicken oder der Mittelwert aus beiden in die Berechnung eingehen.
Diese Werte werden in der Bronchien-Verfolgung S8 über alle Äste des Bronchialbaums verfolgt. Hierbei sollten die Verzweigungspunkte der Bronchien ausgeschlossen werden, an denen die einfache Verhältnisbildung nicht zur Feststellung krankhafter Prozesse geeignet ist.
Mit der Wanddicken-Analyse S10 kann überprüft werden, ob mit abnehmendem Bronchienquerschnitt auch die Wanddicke abnimmt. Ist das nicht der Fall, so können die Positionen und die dort bestimmten Werte für Bronchienquerschnitt beziehungsweise Dicke der Bronchialwand an den Vergleicher S11 weitergeleitet werden.
Die Lungen-Segmentierung S2 bestimmt alle zur Lunge gehörenden Bildvoxel aus dem Volumendatensatz. Hierin können zunächst noch die Bronchien enthalten sein, die aufgrund der Daten aus der Bronchialbaum-Segmentierung S3 eliminiert werden können.
Die Lungenlappen-Segmentierung S5 basiert dann auf den Ergebnissen der Bronchialbaum-Segmentierung S3 und/oder auf einer Analyse der Lungenfisuren. Parallel dazu können Lungen-Teilbereiche bestimmt werden. Diese sind linker und rechter Lungenflügel, oberes, mittleres und unteres Lungendrittel oder Lungenflügeldrittel, und innerer Lungenflügelteil beziehungsweise Lungenflügelrand. Dies sind historische Aufteilungen der Lunge, die für die Fragestellung, ob es sich um eine lokale Erkrankung handelt oder ob die Erkrankung über die gesamte Lunge verteilt ist, interessant sind.
Die Bildvoxel aus einer CT-Untersuchung einer gesunden Lunge enthalten Luft und Lungengewebe. Aufgrund des Teilvolumeneffektes wird der CT-Wert zwischen –1000 HU bei einem großen Luftanteil und –800 HU mit einem höheren Gewebeanteil liegen. Die Histogramm-Analyse wertet alle Lungenteilbereiche und/oder die Lungenlappen aus. Bei COPD-Erkrankungen (= Chronic Obstructive Pulmonal Disease) wird das Lungengewebe zerstört, es wird demnach am Ort der Erkrankung mehr Bildvoxel mit niedrigen CT-Werten, insbesondere mit Werten kleiner –950 HU geben. Auf der anderen Seite führen Erkrankungen wie Asbestose oder Fibrose zur Einlagerung von Fremdstoffen im Lungenparenchym und damit am Ort der Erkrankungen zu einem vermehrten Auftreten von Bildvoxeln mit höheren CT-Werten. Der Vergleich mit Histogrammen von gesunden Personen sowie der Vergleich der Lungenareale untereinander werden zur automatischen Detektion der Erkrankungen benutzt.
Für die Therapie ist es weiterhin von Interesse, ob die gefundenen Bildvoxel einzeln über die Lunge verteilt sind, oder ob sie miteinander verbunden sind. In der Cluster-Analyse S9 werden die Bildvoxel mit gleichen Eigenschaften (z. B. mit Werten kleiner –950 HU) zusammengefasst. Hier wird die Größe des entstandenen Clusters gemessen und eine Histogramm-Analyse der Cluster durchgeführt. So kann z. B. festgestellt werden, ob der betroffene COPD-Patient besonders viele große ”Löcher” in der Lunge hat.
Handelt es sich bei der Untersuchung um eine Verlaufskontrolle, so werden die Ergebnisse von Voruntersuchungen über das Pre-Fetching S0 automatisch aus einem Archiv, z. B. dem PACS geladen und in der Datenbank abgespeichert.
Im Vergleicher S11 kann dann eine Aussage über den Krankheitsverlauf von mindestens 2 Untersuchungszeitpunkten hinsichtlich Schwere der Erkrankung und lokalem Auftreten der Erkrankung gemacht werden. So kann eine Erkrankung die zunächst nur auf einen kleinen Bereich der Lunge begrenzt ist im Verlauf auch weiterhin dort begrenzt sein oder sich auch auf weitere Bereiche ausdehnen. Bei dem Vergleich sollte berücksichtigt werden, wenn die zu vergleichenden Lungendaten ganz oder teilweise unterschiedlich sind, wie es nach einer Lungentransplantation oder einer teilweisen Resektion der Lunge der Fall ist.
Die Ergebnisse der automatischen Detektion können in einer internen Datenbank abgespeichert werden und/oder in einer Visualisierung S13 dem Untersucher zur Verfügung gestellt werden. Hier erfolgt die eigentliche Diagnose durch den Arzt, entweder an dem Arbeitsplatz an dem die Detektion erfolgte oder die Ergebnisse werden einschließlich resultierender Bilddaten über die Archivierung im PACS zur Befundung zur Verfügung gestellt.
Nachdem Bronchial- und Parenchymerkrankungen häufig gemeinsam mit Lungenrundherden auftreten, ist die Kombination mit einem CAD-System für Lungenrundherde und eine gemeinsame Visualisierung vorteilhaft.
Insgesamt wird mit der Erfindung also ein System vorgeschlagen, mit dem die charakteristischen Größen zur Befundung von Bronchial- und Lungenparenchymerkrankungen automatisch, d. h. ohne Benutzinteraktionen, detektiert und bestimmt werden können. Die automatisch generierten charakteristischen Größen können einschließlich der resultierenden Ergebnisbilder dem Untersucher zur Diagnose zur Verfügung gestellt werden. Das vorgeschlagene System kann mit einem CAD-System für Lungenrundherde kombiniert werden, so dass das Gesamtsystem zur automatischen Unterstützung der Erkennung der häufigsten Lungenerkrankungen eingesetzt werden kann. Die damit verbundene Zeitersparnis ist aufgrund der hohen Patientenzahlen für den klinischen Betrieb von größter Bedeutung.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten Merkmale der Erfindung nicht nur in der vorstehend jeweils angegebenen Kombination verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Insbesondere erscheinen die nachfolgend beschriebenen Merkmalskombinationen besonders günstig zu sein:

I. Vorrichtung zur Diagnoseunterstützung eines Arztes im Bereich von Bronchial- und Lungenparenchymerkrankungen, auf der Basis mindestens eines tomographischen Volumendatensatzes eines Patienten zumindest im Bereich von Lunge und Bronchien, wobei der Volumendatensatz insbesondere aus einer Röntgen-CT-Untersuchung oder einer Magnetresonanzuntersuchung stammt und eine Vielzahl von räumlich angeordneten tomographischen Bildwerten aufweist, mit einer Recheneinheit aufweisend einen Speicher für Computerprogramme, wobei die Recheneinheit im Speicher mindestens ein Computerprogramm gespeichert hat, welches derart ausgestaltet ist, dass es im Betrieb die folgenden Verfahrensschritte durchführt:
a) laden des mindestens einen tomographischen Volumendatensatzes,
b) Bestimmung erster charakteristischer Größen im Bronchialbereich durch:
i) Segmentierung des Bronchialbaums im mindestens einen Volumendatensatz,
ii) Segmentierung der Bronchialwand,
iii) Verfolgung der Bronchienwege,
iv) Bestimmung von Bronchienverzweigungen auf den Bronchienwegen,
v) Bestimmung der Wanddicke der Bronchie entlang der Bronchienwege,
vi) Bestimmung der Bronchienquerschnitte entlang der Bronchienwege,
vii) Bestimmung des Verhältnisses von örtlichem Bronchienquerschnitt zu Bronchialwanddicke als erste charakteristische Größen entlang der Bronchienwege, zumindest in Bereichen außerhalb von Bronchialverzweigungen,
c) Bestimmung zweiter charakteristischer Größen im Lungenbereich durch:
i) Segmentierung des Bereichs der Lunge im mindestens einen Volumendatensatz,
ii) Aufteilung der segmentierten Lunge in Teilbereiche,
iii) Erzeugung mindestens eines Histogramms der Bildwerte in mindestens einem Teilbereichen als zweite charakteristische Größen,
d) Darstellung und/oder Speicherung mindestens eines Satzes von ersten und/oder zweiten charakteristischen Größen.
II. Vorrichtung gemäß der voranstehenden Merkmalskombination I, wobei der Speicher mindestens ein Computerprogramm aufweist, welches derart ausgestaltet ist, dass es im Betrieb:
a) die ersten und/oder zweiten charakteristischen Größen mit zuvor gespeicherten Werten aus mindestens einer vorhergehenden Untersuchung vergleicht und
b) die Änderungen der ersten beziehungsweise zweiten charakteristischen Größen darstellt.
III. Vorrichtung gemäß der voranstehenden Merkmalskombination II, wobei der Speicher mindestens ein Computerprogramm aufweist, welches derart ausgestaltet ist, dass es im Betrieb zum Vergleich Werte aus mindestens einer vorhergehenden Untersuchung des gleichen Patienten wählt.
IV. Vorrichtung gemäß der voranstehenden Merkmalskombination II, wobei der Speicher mindestens ein Computerprogramm aufweist, welches derart ausgestaltet ist, dass es im Betrieb zum Vergleich Mittelwerte aus einer Vielzahl von vorhergehenden Untersuchungen eines Normalkollektivs an Patienten wählt.
V. Vorrichtung gemäß einer der voranstehenden Merkmalskombinationen I bis IV, wobei der Speicher mindestens ein Computerprogramm aufweist, welches derart ausgestaltet ist, dass es im Betrieb zumindest bis zu einem vorgegebenen Durchmesser der Bronchien, diese nach einem Schwellwertverfahren mit festem Schwellwert segmentiert.
VI. Vorrichtung gemäß einer der voranstehenden Merkmalskombination I bis V, wobei der Speicher mindestens ein Computerprogramm aufweist, welches derart ausgestaltet ist, dass es im Betrieb den Bronchialbaum kopfseitig beginnend sukzessive segmentiert.
VII. Vorrichtung gemäß einer der voranstehenden Merkmalskombinationen I bis VI, wobei der Speicher mindestens ein Computerprogramm aufweist, welches derart ausgestaltet ist, dass es im Betrieb zumindest ab einem vorgegebenen Durchmesser der Bronchien, diese nach einem adaptiven Schwellwertverfahren segmentiert, bei dem der Schwellwert jeweils in Abhängigkeit einer, in einem vorausgegangenen Segmentierungsschritt ermittelten, Größe angepasst wird.
VIII. Vorrichtung gemäß der voranstehenden Merkmalskombination VII, wobei der Speicher mindestens ein Computerprogramm aufweist, welches derart ausgestaltet ist, dass es im Betrieb den Schwellwert in Abhängigkeit mindestens eines der Werte der nachfolgenden Liste anpasst:
– Querschnittsfläche eines zuvor segmentierten Bronchienabschnittes,
– minimaler Durchmesser eines zuvor segmentierten Bronchienabschnittes,
– minimaler Durchmesser eines zuvor segmentierten Bronchienabschnittes,
– Mittelwert zwischen minimalem und maximalem Durchmesser eines zuvor segmentierten Bronchienabschnittes.
IX. Vorrichtung gemäß einer der voranstehenden Merkmalskombination I bis VIII, wobei der Speicher mindestens ein Computerprogramm aufweist, welches derart ausgestaltet ist, dass im Betrieb als Wanddicke der Bronchie ein Wert aus der Liste der nachfolgenden Werte gewählt wird:
– minimale gemessene Wanddicke im aktuellen Segmentierungsschritt,
– maximale gemessene Wanddicke im aktuellen Segmentierungsschritt,
– Mittelwert aus der minimalen und maximalen gemessene Wanddicke im betrachteten Bereich.
X. Vorrichtung gemäß einer der voranstehenden Merkmalskombinationen I bis IX, wobei der Speicher mindestens ein Computerprogramm aufweist, welches derart ausgestaltet ist, dass es im Betrieb über mindestens einen Teilbereich der Lunge ein Histogramm der Bildwerte erstellt.
XI. Vorrichtung gemäß einer der voranstehenden Merkmalskombinationen I bis X, wobei der Speicher mindestens ein Computerprogramm aufweist, welches derart ausgestaltet ist, dass es im Betrieb eine Analyse der räumlichen Verteilung von ähnlichen Bildwerten im Bereich der segmentierten Lunge durchführt.
XII. Vorrichtung gemäß der voranstehenden Merkmalskombination XI, wobei der Speicher mindestens ein Computerprogramm aufweist, welches derart ausgestaltet ist, dass im Betrieb im Falle der Bearbeitung eines Volumendatensatzes aus einer Röntgen-CT-Untersuchung die Bildwerte CT-Werte sind und Anhäufungen (= Cluster), insbesondere statistisch signifikante Anhäufungen, von CT-Werten im Bereich von –1000 HU bis –800 HU gesucht und angezeigt werden. (welche einen Hinweis auf COPD darstellen)
XIII. Vorrichtung gemäß der voranstehenden Merkmalskombination XI, wobei der Speicher mindestens ein Computerprogramm aufweist, welches derart ausgestaltet ist, dass im Betrieb im Falle der Bearbeitung eines Volumendatensatzes aus einer Röntgen-CT-Untersuchung die Bildwerte CT-Werte sind und Anhäufungen (= Cluster), insbesondere statistisch signifikante Anhäufungen, von CT-Werten im Bereich –900 HU bis –800 HU gesucht und angezeigt werden, welche einen Hinweis auf Asbestose oder Fibrose darstellen.
XIV. Vorrichtung gemäß einer der voranstehenden Merkmalskombination XI bis XIII, wobei der Speicher mindestens ein Computerprogramm aufweist, welches derart ausgestaltet ist, dass im Betrieb bei der Analyse der räumlichen Verteilung von ähnlichen Bildwerten die Größe gefundener Bildwertanhäufungen vorbestimmter Bildwertbereiche gemessen wird.
XV. Vorrichtung gemäß der voranstehenden Merkmalskombination XIV, wobei der Speicher mindestens ein Computerprogramm aufweist, welches derart ausgestaltet ist, dass im Betrieb für mindestens eine gefundene Anhäufung von Bildwerten ein Histogramm der Bildwerte erstellt wird.
XVI. Vorrichtung gemäß einer der voranstehenden Merkmalskombinationen I bis XV, wobei der Speicher mindestens ein Computerprogramm aufweist, welches derart ausgestaltet ist, dass es im Betrieb eine Analyse des mindestens einen Volumendatensatzes bezüglich des Vorliegens von Hinweisen auf Lungenrundherde durchführt.
XVII. Vorrichtung gemäß einer der voranstehenden Merkmalskombinationen I bis XVI, wobei der Speicher mindestens ein Computerprogramm aufweist, welches derart ausgestaltet ist, dass es im Betrieb die gefundenen Ergebnisse in einem Speicher abspeichert.
XVIII. Vorrichtung gemäß einer der voranstehenden Merkmalskombinationen I bis XVII, wobei der Speicher mindestens ein Computerprogramm aufweist, welches derart ausgestaltet ist, dass es im Betrieb die gefundenen Ergebnisse in Verbindung mit und unter Bezug auf eine Lungen- und/oder Bronchiendarstellung visualisiert.
XIX. Vorrichtung gemäß einer der voranstehenden Merkmalskombinationen I bis XVIII, wobei der Speicher mindestens ein Computerprogramm aufweist, welches derart ausgestaltet ist, dass es im Betrieb gemäß einer Auswahl eines Systemnutzers ausschließlich einzelne Ergebnisse oder Ergebnisgruppen in Verbindung mit und unter Bezug auf eine Lungen- und/oder Bronchiendarstellung visualisiert.

Claims

Vorrichtung zur Diagnoseunterstützung eines Arztes im Bereich von Bronchial- und Lungenparenchymerkrankungen, auf der Basis mindestens eines tomographischen Volumendatensatzes eines Patienten zumindest im Bereich von Lunge und Bronchien, wobei der Volumendatensatz insbesondere aus einer Röntgen-CT-Untersuchung oder einer Magnetresonanzuntersuchung stammt und eine Vielzahl von räumlich angeordneten tomographischen Bildwerten aufweist, mit einer Recheneinheit (10), aufweisend einen Speicher für Computerprogramme, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (10) im Speicher mindestens ein Computerprogramm (Prg₁–Prg_n) gespeichert hat, welches derart ausgestaltet ist, dass es im Betrieb die folgenden Verfahrensschritte durchführt: 1.1. Laden des mindestens einen tomographischen Volumendatensatzes, 1.2. Bestimmung erster charakteristischer Größen im Bronchialbereich durch: 1.2.1. Segmentierung des Bronchialbaums im mindestens einen Volumendatensatz, 1.2.2. Segmentierung der Bronchialwand, 1.2.3. Verfolgung der Bronchienwege, 1.2.4. Bestimmung von Bronchienverzweigungen auf den Bronchienwegen, 1.2.5. Bestimmung der Wanddicke der Bronchie entlang der Bronchienwege, 1.2.6. Bestimmung der Bronchienquerschnitte entlang der Bronchienwege, 1.2.7. Bestimmung des Verhältnisses von örtlichem Bronchienquerschnitt zu Bronchialwanddicke als erste charakteristische Größen entlang der Bronchienwege, zumindest in Bereichen außerhalb von Bronchialverzweigungen, 1.3. Bestimmung zweiter charakteristischer Größen im Lungenbereich durch: 1.3.1. Segmentierung des Bereichs der Lunge im mindestens einen Volumendatensatz, 1.3.2. Aufteilung der segmentierten Lunge in Teilbereiche, 1.3.3. Erzeugung mindestens eines Histogramms der Bildwerte in mindestens einem Teilbereich als zweite charakteristische Größe, 1.4. Darstellung und/oder Speicherung mindestens eines Satzes von ersten und/oder zweiten charakteristischen Größen.
Vorrichtung gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher mindestens ein Computerprogramm (Prg₁–Prg_n) aufweist, welches derart ausgestaltet ist, dass es im Betrieb: 2.1. die ersten und/oder zweiten charakteristischen Größen mit zuvor gespeicherten Werten aus mindestens einer vorhergehenden Untersuchung vergleicht und 2.2. die Änderungen der ersten beziehungsweise zweiten charakteristischen Größen darstellt.
Vorrichtung gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher mindestens ein Computerprogramm (Prg₁–Prg_n) aufweist, welches derart ausgestaltet ist, dass es im Betrieb zum Vergleich Werte aus mindestens einer vorhergehenden Untersuchung des gleichen Patienten wählt.
Vorrichtung gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher mindestens ein Computerprogramm (Prg₁–Prg_n) aufweist, welches derart ausgestaltet ist, dass es im Betrieb zum Vergleich Mittelwerte aus einer Vielzahl von vorhergehenden Untersuchungen eines Normalkollektivs an Patienten wählt.
Vorrichtung gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher mindestens ein Computerprogramm (Prg₁–Prg_n) aufweist, welches derart ausgestaltet ist, dass es im Betrieb zumindest bis zu einem vorgegebenen Durchmesser der Bronchien, diese nach einem Schwellwertverfahren mit festem Schwellwert segmentiert.
Vorrichtung gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher mindestens ein Computerprogramm (Prg₁–Prg_n) aufweist, welches derart ausgestaltet ist, dass es im Betrieb den Bronchialbaum kopfseitig beginnend sukzessive segmentiert.
Vorrichtung gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher mindestens ein Computerprogramm (Prg₁–Prg_n) aufweist, welches derart ausgestaltet ist, dass es im Betrieb zumindest ab einem vorgegebenen Durchmesser der Bronchien, diese nach einem adaptiven Schwellwertverfahren segmentiert, bei dem der Schwellwert jeweils in Abhängigkeit einer, in einem vorausgegangenen Segmentierungsschritt ermittelten, Größe angepasst wird.
Vorrichtung gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher mindestens ein Computerprogramm (Prg₁–Prg_n) aufweist, welches derart ausgestaltet ist, dass es im Betrieb den Schwellwert in Abhängigkeit mindestens eines der Werte der nachfolgenden Liste anpasst: – Querschnittsfläche eines zuvor segmentierten Bronchienabschnittes, – minimaler Durchmesser eines zuvor segmentierten Bronchienabschnittes, – minimaler Durchmesser eines zuvor segmentierten Bronchienabschnittes, – Mittelwert zwischen minimalem und maximalem Durchmesser eines zuvor segmentierten Bronchienabschnittes.
Vorrichtung gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher mindestens ein Computerprogramm (Prg₁–Prg_n) aufweist, welches derart ausgestaltet ist, dass im Betrieb als Wanddicke der Bronchie ein Wert aus der Liste der nachfolgenden Werte gewählt wird: – minimale gemessene Wanddicke im aktuellen Segmentierungsschritt, – maximale gemessene Wanddicke im aktuellen Segmentierungsschritt, – Mittelwert aus der minimalen und maximalen gemessene Wanddicke im betrachteten Bereich.
Vorrichtung gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher mindestens ein Computerprogramm (Prg₁–Prg_n) aufweist, welches derart ausgestaltet ist, dass es im Betrieb: – eine Analyse der räumlichen Verteilung von ähnlichen Bildwerten im Bereich der segmentierten Lunge durchführt, wobei – im Falle der Bearbeitung eines Volumendatensatzes aus einer Röntgen-CT-Untersuchung die Bildwerte CT-Werte sind und Anhäufungen, insbesondere statistisch signifikante Anhäufungen, von CT-Werten im Bereich von –1000 HU bis –800 HU gesucht und angezeigt werden, und/oder – Anhäufungen, insbesondere statistisch signifikante Anhäufungen, von CT-Werten im Bereich –900 HU bis –800 HU gesucht und angezeigt werden.