Wie kommt das Bild aus dem PACS ins Internet?

Also jetzt habe ich ein spannendes Röntgenbild und habe mich entschieden, dass ich das bei Commons hochladen will. Wie geht das nun praktisch?

Scannen war gestern

In der Zeit der analogen Röntgenfilme musste immer eine Umwandlung in ein digitales Format vorgenommen werden. Wenn man Glück hatte, stand ein Scanner in mehr oder weniger guter Qualität zur Verfügung, der aber nicht nur in der Bedienung zeitaufwendig war,

Röntgenbildscanner
Typischer Scanner für Röntgenfilme

sondern natürlich nur ein Abbild eines Abbildes lieferte. Oder wenn es eine kopierte Folie im Sammlungsarchiv war, ein Abbild eines Abbilds eines Abbilds. Vielleicht gab es auch eine Dia-Sammlung, bei der noch eine Abbildung dazwischen (Film → Kopie → Dia → digitale Datei). Dass alle diese Abbildungen mit einem Qualitätsverlust verbunden waren, sah man dem digitalen Ergebnis oft sehr deutlich an. Dabei war die Ortsauflösung gar nicht mal das Entscheidende. Vielmehr hat oft die Umsetzung der Graustufen so gelitten, dass man schon mal resignieren konnte.

Wenn Sie also nicht gerade ein ganz, ganz, ganz seltenes Bild in Ihrer analogen Sammlung haben (ich erinnere ein Lithopädion in der Sammlung eines früheren Chefs von mir), vergessen Sie es! Investieren Sie Ihre Zeit und Energie lieber in die Fälle, die schon in guter Qualität digital in Ihrem PACS liegen oder die Ihnen neu unterkommen. Ich selbst habe beinahe jede Woche mehr lohnenswerte Bilder, die eigentlich nicht im PACS verstauben sollten, als ich dann tatsächlich aufbereiten und zeigen kann.

Der Weg aus dem PACS

Je nach den Möglichkeiten der PACS-Software ist der Weg eines Bildes in eine „normale“ Bilddatei auf der Festplatte nicht immer gleich. Insofern kann ich im Detail nur exemplarisch für das bei uns genutzte PACS von Sectra reden. (Vielleicht kann ich das später noch ergänzen.) Aber es gibt einige grundsätzliche Überlegungen, die für alle Systeme gelten. Dabei will ich erst mal nur auf den Export von einzelnen Bildern eingehen.

Derjenige, der sich mit dem DICOM-Format etwas näher beschäftigt hat, wird meine Ausführungen hierzu sicher als sträflich vereinfachend empfinden. Das ist mir bewusst, aber ehrlich gesagt egal. 😉

Wie gehe ich nun konkret vor? Das von mir genutzte PACS (siehe oben) bietet die einfache Funktion, ein Bild von dem aktiven Monitor (genauer aus dem Fenster des Hangings, in dem die Maus gerade steht) in die Zwischenablage von Windows zu kopieren. Standardmäßig geht das mit Strg-C. Also Bild anklicken und Strg-C. Jetzt habe ich ein pixelgetreues Abbild von dem, was in dem Fenster abgebildet war, in der Zwischenablage und kann das in einem Bildverarbeitungsprogramm mit Strg-V in ein Bild  einfügen (oder z. B. im GIMP mit Shift-Strg-V direkt ein neues Bild aus der Zwischenablage erzeugen). Und aus diesem kann ich dann in einem anderen Format (z. B. JPEG oder PNG) abspeichern.

Anonymisieren
GNU Image Manipulation Program (GIMP)
GIMP ist ein freies, leistungsfähiges Programm zur Bildbearbeitung, welches für Linux, OS X und Windows verfügbar ist. Weil es alles kann, was ich brauche und eben kostenlos ist, ist es für mich die erste Wahl.

War ja einfach. Ist auch tatsächlich so einfach; ich muss jedoch ein paar Punkte beachten. Als erstes sollte ich darauf achten, dass vor dem Kopieren (Strg-C) das Bild auf dem Monitor anonymisiert dargestellt ist, dass also kein Patientenname oder am besten gar nichts an Text angezeigt wird. Neben Sectra dürften auch die allermeisten anderen PACSe eine solche Funktion bieten. (Ich habe mir das auf die Taste A für anonymisieren gelegt.) Weil in die Zwischenablage nur das Bild kopiert wird und keine DICOM-Metadaten, ist damit der notwendige Schritt der Anonymisierung schon erledigt. Zumindest in den meisten Fällen. Es gibt aber Ausnahmen: bei Ultraschallbildern ist es üblich, dass der Patientenname nicht nur in den Metadaten des DICOM-Headers gespeichert wird, sondern auch noch in das Bild direkt „eingebrannt“ ist, also ein Teil des Bildes selbst wird. Man kann das in einem Bildbearbeitungsprogramm zwar auch schwärzen, aber in der Regel ist es hier einfacher, das Bild vorher so zu zoomen, das der Name (meist am oberen Rand) und andere Beschriftungen, die man weg haben möchte, nicht mehr zu sehen ist. Zumindest beim Sectra-PACS wird nur der tatsächlich angezeigte Ausschnitt, also dann ohne Namen kopiert. Für Rückmeldungen zu eventuell anderem Verhalten bei anderen PACSen bin ich dankbar! Ich mache es auch immer so, dass alle graphischen Annotationen (Pfeile, Messungen, Beschriftungen) vor dem Kopieren ausgeblendet werden, was ebenfalls mit einem Knopfdruck (G für Graphik) erledigt ist. Falls ich eine Annotation (Pfeil, Kreis …) haben möchte, mache ich die später im GIMP. Wird meist hübscher.

Vorher fenstern

Ein weiterer entscheidender Punkt ist, dass wir auf dem Weg zu einem nicht-medizinischen Dateiformat Informationen verlieren. In einer DICOM-Datei sind nicht nur Metadaten zum Patienten (Name, Geburtsdatum), zur Modalität (Hersteller) und ggf. geometrische Informationen (Schichtdicke, Lage der Schicht im Koordinatensystem) enthalten. Ein Pixel ist in der Regel auch nicht als Farbwert bzw. Graustufe gespeichert, sondern als eine Zahl, die mehr Information enthält, beim CT zum Beispiel die Hounsfield-Werte. Erst durch das so genannte Fenstern wird daraus ein Bild mit Graustufen. Und das geht eben mit einer Nicht-DICOM-Datei wie zum Beispiel JPEG nicht mehr. Man kann zwar auch bei einer solchen Datei mit einem passenden Bildverarbeitungsprogramm (wie z. B. GIMP) noch Helligkeit und Kontrast ändern. Aber da spielt man dann nur noch mit Graustufen herum, während in einer DICOM-Datei die Hounsfields bzw. die Originalwerte von anderen Modalitäten mit bis zu 16 Bit (65536 verschiedene Werte) abgespeichert sind. Diese werden beim Fenstern auf die vom menschlichen Auge unterscheidbaren vielleicht 60 bis 100 Graustufen zusammengeschrumpft.

Graustufen
Wieviele von diesen 256 Graustufen können Sie unterscheiden (ist auch von Ihrem Monitor abhängig)? Fifty Shades?

Aus dem Gesagten ergibt sich, dass man die Darstellung des Bildes und insbesondere die Fensterung vor dem Schritt vom DICOM in ein anderes Format optimieren sollte.

Wieviele Pixel soll das Bild haben?

Die Auflösung (genauer die Ortsauflösung) eines Bildes ist etwas, was zwischen den verschiedenen Modalitäten (CT, MRT, CR, Mammo) sehr unterschiedlich ist. Dies scheint aber nicht immer bewusst zu sein, weil wir eine MRT der Mamma auf die gleiche Größe zoomen wie die zugehörige Mammographie.

Modalität Pixel-Matrix Anzahl Pixel
PET 128 x 128 16384
MRT 256 x 256 65536
CT 512 x 512 262144
CR 2048 x 2048 4194304
Mammo 4800 x 6000 28800000

Die obige Tabelle ist natürlich nicht vollständig. So liefern MRT-Sequenzen oft auch Bilder mit einer 512er Matrix, CT-Scanner können auch 768 oder 1024 und bei konventionellem Röntgen und der Mammographie hängt es natürlich auch von der Kassetten- bzw. Detektorgröße ab. Wenn ich multiplanare Rekonstruktionen koronar oder sagittal mache, bekomme ich auch andere Matrixgrößen.

Originalbild?

Macht es also Sinn, die Bilder in der ursprünglichen Matrixgröße abzuspeichern?

Es lohnt sich durchaus, mal im PACS die Zoom-Einstellung zu wählen, bei der ein Pixel im Bild einem Pixel auf dem Bildschirm entspricht (meist mit „1:1“ oder ähnlich bezeichnet). Da wird schnell deutlich, dass wir uns gerade bei den Schnittbildern in der Regel eben nicht mit den 256 oder 512 Pixeln begnügen. Ein 3K-Monitor hat 1536 x 2048 Pixel. Wenn bei einem Portrait-Monitor eine Vierer-Teilung gewählt ist, hat jedes Teilfenster immer noch eine Breite von 768 Pixeln. Bei einer Nutzung des ganzen Bildschirms sind die 512 Pixel im Bild auf 1536 Pixel hochgezogen. Das nehmen wir nicht wahr, weil die Interpolation nicht einfach als Pixelwiederholung gemacht wird. Aber das ist die letztlich genutzte Bildgröße, wie wir sie anschauen. Ein Bild im Internet kann natürlich auch von dem Benutzer in ein Graphikprogramm geladen werden und dort bikubisch interpoliert vergrößert werden. Aber der Internetbrowser macht das erst mal nicht. Daher empfehle ich bei Bildern mit einer originär kleinen Pixelmatrix die Zoom- und Interpolations-Möglichkeiten des PACS zu nutzen und eine quasi gebrauchsfertige Größe abzuspeichern. Je nach Befund zoome ich dabei so weit, dass Luft am Bildrand und ggf. der Weichteilmantel nicht mehr mit drauf sind. Der Ästhet kann in diesem Schritt bei nicht ganz gerade liegenden Patienten die Symmetrie wiederherstellen.

Bei konventionellen Röntgenaufnahmen haben wir im PACS (siehe Tabelle oben) schon eine Pixelmatrix, die auch als Größenordnung für das letztlich zu speichernde Bild geeignet ist. Dennoch lohnt es sich auch hier, das Bild im zu kopierenden Fenster so zu vergrößern, dass der Befund gut rauskommt. Es ist natürlich ein Unterschied, ob ich diese Kopie von einem 2K-Monitor mache oder von einem 3K-Monitor. Bei dezenten Befunden nehme ich gelegentlich sogar unseren 5K-Monitor, um eine möglichst gute Auflösung zu bekommen. Oft reicht es aber , den relevanten Ausschnitt so zu zoomen, dass man die Pathologie gut sehen kann. Natürlich nehme ich für die Kopie dann den ganzen Monitor und keine 4er-Teilung beim Hanging. Und natürlich kann man auch hier mit fenstern optimieren und natürlich darf man auch hier das Anonymisieren nicht vergessen.

Den Schritt vom Zwischenspeicher in eine Datei werde ich im nächsten Beitrag noch einmal genauer beschreiben. Dazu kann man sich schon mal etwas Gedanken über verschiedene Dateiformate machen.

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