DE3938699A1 - Verfahren und vorrichtung zur automatischen, mit computern durchgefuehrten analyse der herz- und lungengroessen in digitalen brustradiographien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen, mit Computern durchgeführten Analyse der Herz- und Lungengrößen in digitalen Brustradiographien.

Die Herzgröße ist eine wichtige in Brustradiographien enthaltene diagnostische Information. Eine anormale Vergrößerung des Herzes wird bei Überprüfungen dieser Bilder oft zu Beginn festgestellt. Das herkömmliche Verfahren zum Bewerten einer Herzvergrößerung ist eine Messung des Herz-Thorax-Verhältnisses (CTR) (siehe Sutton, "A Textbook of Radiology and Imaging", 4. Ausgabe, Band 1, Seiten 554 bis 556 (Churchill Livington, 1987) und Burgener et al., "Differential Diagnosis in Conventional Radiology", Seiten 259 bis 292 (Georg Thieme Verlag, Thieme-Stratton, 1985)), das das Verhältnis des transversalen Durchmessers des Herzschat­ tens zum transversalen Durchmesser des Brustkorbs (Thorax) bei der höchsten Lage des Zwerchfells ist (siehe Danzer, "The Cardiothoracic Ratio: An Index of Cardiac Enlargement", Am. J. Med. Sci. 157:513-524, 1919).

Fuster et al. (Am. J. Card. 47:525-531, 1981) untersuchten die Beziehung zwischen der Sterblichkeit und Prognosefaktoren wie dem CTR, indem sie Patienten mit idiopathischer erweiterter Herzmus­ kelerkrankung für 6 bis 20 Jahre verfolgten. Sie fanden, daß die Sterbewahrscheinlichkeit umso größer ist, je größer das CTR ist. Sie fanden auch heraus, daß bei Patienten mit einem CTR von 55% oder mehr die Sterblichkeit 86% betrug, im Vergleich zu 40% bei Patienten mit einem CTR unter 55%. Hutsebaut et al. (Respiration 41:25-32, 1981) studierten bei an chronischer obturierender Lungenerkrankung leidenden Patienten die Beziehung zwischen hämodynamischen Eigenschaften und der Herzgröße. Sie fanden, daß ein kleines Herz, das typischerweise mit übermäßiger Lun­ genblähung und Emphysem verknüpft ist, dazu neigt, mit einem niedrigen Herzminutenvolumen verbunden zu sein. Gomez et al. (Cancer Treat. Rep. 67:1099-1103, 1983) berichteten über die Beziehung zwischen der Herzgröße und -funktion nach einer Strahlentherapie des Mediastinums bei Patienten mit Hodgkin- Krankheit. Edwards et al. (AJR 136:907-913, 1981) und Kortman et al. (AJR 143:533-535, 1984) schufen verbesserte radiographische Techniken zum Messen der Herzgröße und des CTR bei Kindern, und sie studierten die Beziehung zwischen der Herzgröße bei neuge­ borenen Kindern und Geburtsasphyxie. Lauder et al. (Br. Heart J. 38:1286-1290, 1976) maßen über eine Periode von 5 Jahren den transversalen Herzdurchmesser und den transversalen Thorax­ durchmesser älterer Männer und Frauen und berichteten, daß das CTR dazu tendiert, wegen einer signifikanten Abnahme im transver­ salen Thoraxdurchmesser mit dem Alter nach 5 Jahren größer zu sein. In PA(hinter-vorder)-Brustradiographien wird ein CTR von 50% allgemein als eine obere Grenze für eine normale Herzgröße akzeptiert. Nickol et al. (Br. J. Radiol. 55:399-403, 1982), die die Beziehung zwischen der Herzgröße und dem CTR für eine große Population verschiedenen Alters und verschiedener Rasse unter­ suchten, schlossen, daß ein einzelner oberer Grenzwert für das CTR nicht befriedigend ist, und sie stellten ein geeignetes Verhältnis für jede Gruppe bereit. Kabala et al. (Br. J. Radiol. 60:981-986, 1987) maßen die Herzgröße in AP(vorder-hinter)-Brust­ radiographien und verglichen sie mit an PA-Brustradiographien durchgeführten Messungen. Sie schlossen, daß eine obere Grenze von 55% für das CTR und ein Herzdurchmesser von 165 mm bei Männern und 150 mm bei Frauen für AP-Brustradiographien nützliche Anzeigen zum Unterscheiden zwischen normaler und anormaler Herzgröße liefern.

Das Konzept einer automatisierten Computeranalyse von radio­ graphischen Bildern reicht bis in die 1960er Jahre zurück. Der erste Versuch zur automatisierten Bestimmung des CTR war wahrscheinlich der von Meyers et al. (Radiology 83:1029-1033, 1964). Sie benutzten die räumliche Signatur (signature) von digitalisierten Brustbildern und bestimmten die Ränder des Herzes und der Lunge aus der ersten Ableitung der Signatur. (Siehe auch Becker et al., IEEE Trans. Biomed. Eng. BME-11:67-72, 1964). Hall et al. (Radiology 101:497-509, 1971) und Kruger et al. (IEEE Trans. Biomed. Eng. BME-19:174-186, 1972) entwickelten einen Algorithmus zur automatisierten Diagnose von rheumatischer Herzerkrankung, mit dem sie das CTR und andere Herzparameter berechneten. Ihr Ansatz war es, aus der Analyse der Signaturen und deren Ableitungen ein Herz-Rechteck zu bestimmen und dann durch Verwenden eines Schwellwertes für das Bild, basierend auf einer Analyse des Histogramms, den Herzschatten abzuschätzen. Sezaki et al. (IEEE Trans. Biomed. Eng. BME-20:248-253, 1973) entwickelten einen Algorithmus, mit dem sie das CTR in etwa einer Sekunde berechnen konnten, um Radiologen mit einem praktischen Instrument zu versehen, mit dem Patienten mit anormalem Herz automatisch durch eine Analyse von bei Massenuntersuchungen aufgenommenen Brustradiographien ermittelt werden können. Paul et al. (IEEE Trans. Biomed. Eng. BME-21:441-451, 1974) berech­ neten das gesamte Lungenvolumen durch Analysieren von AP- und lateralen Brustbildern, in denen sie die Herzgrenze durch Verwenden der Randerfassungstechnik mit gaussisch gewichteter Ableitung bestimmten.

Da in der Vergangenheit digitale radiographische Bilder nicht ohne weiteres erhältlich waren, wurden diese automatisierten Verfahren nicht für den praktischen klinischen Gebrauch durchge­ führt, und bis vor kurzem wurde ihnen keine ernsthafte Auf­ merksamkeit geschenkt. Gegenwärtig können jedoch digitale Bilder relativ leicht mit einer Anzahl digitaler radiographischer Systeme wie den für Computer-Radiographie verwendeten (siehe Sonoda et al., Radiology 148:833-838, 1983) erhalten werden. Daher ist die vorliegende Erfindung auf ein neues automatisiertes Verfahren zum Berechnen der auf die Herzgröße bezogenen Para­ meter, einschließlich des CTR, gerichtet, um Radiologen mit neuen und nützlichen Werkzeugen zu versehen.

Demgemäß ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein neues und verbessertes Verfahren und eine neue und verbesserte Vorrichtung zum automatischen Bestimmen von Parametern zu schaffen, die auf die Größe und Form eines Herzmusters in einem Brustbild bezogen sind.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein neues und verbessertes Verfahren und eine neue und verbesserte Vorrichtung zum Bestimmen der Kontur des Herzes aus einem Herzmuster in einem radiographischen Brustbild zu schaffen, um einen projizierten Gesamtschatten des Herzes zu erhalten.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, die diagnostische Genauigkeit beim Identifizieren von Herzerkrankungen durch Schaffen eines neuen und verbesserten Verfahrens und einer neuen und verbesserten Vorrichtung zum Bestimmen der Herzgröße, um ein Herz-Thorax-Verhältnis zu berechnen, zu verbessern.

Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein neues Verfahren und eine neue Vorrichtung zum genauen und verläßlichen Abschätzen der Herzschattenkontur zu schaffen.

Diese und andere Aufgaben werden erfindungsgemäß durch Schaffen eines neuen und verbesserten Verfahrens und einer neuen und verbesserten Vorrichtung zum Bestimmen der Kontur eines Herzes aus einer digitalen Brustradiographie gelöst, wobei rechte und linke Grenzen des projizierten Herzes in den digitalen Brust­ radiographien erfaßt werden und die Kontur des projizierten Herzes durch Anpassen einer vorher bestimmten Modellfunktion an erfaßte Herzgrenzpunkte berechnet wird. Erfindungsgemäß kann dann die Gesamtkontur des Herzes dem digitalen Brustbild überlagert und auf einem Monitor angezeigt werden.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine verschiebungsvariante sinusförmige Funktion als die Modellfunk­ tion verwendet, die an die aus der digitalen Brustradiographie bestimmten rechten und linken Herzgrenzpunkte angepaßt wird. Die Eigenschaft "verschiebungsvariant" dieser Funktion hängt von dem Phasenterm ab, der mit dem Winkel variiert, und ihre allgemeine Form wird durch

f₁(R) = r₀ + r₁ cos {2 (R-Φ) - α g (R-Φ)}

beschrieben, wobei r₀ und r ₁ der mittlere radiale Abstand vom Zentrum bzw. die maximale Variation vom mittleren radialen Abstand sind, wenn die Kontur des projizierten Herzes in einem Polarkoordinatensystem ausgedrückt wird und R der in diesem System repräsentierte Winkel ist. Die in dieser Funktion enthaltenen Koeffizienten r ₀, r ₁, Φ und α werden über ein Verfahren der kleinsten Fehlerquadrate bestimmt.

Der Phasentermin dieser Kosinusfunktion wird in allgemeiner Form durch g( R) beschrieben. g( R) kann durch eine sinusförmige Funktion, Polynome und andere Funktionen dargestellt werden. Einige Beispiele für die praktische Form von g( R) sind:

g₁(R) = cos R
g₂(R) = sin R
g₃(R) = 1 - |R |/π
g₄(R) = |R |/π
g₅(R) = 1 - (R/π)²
g₆(R) = (R/π)²

In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die vorbestimmte Modellfunktion eine durch Aufsummieren einer begrenzten Zahl trigonometrischer Funktionen ausgedrückte Funktion, die äquivalent zur teilweisen Aufsummierung von Fourier-Reihen ist. Wenn zum Beispiel nur drei Terme verwendet werden, wird die Modellfunktion durch

f₂(R) = r₀ + r₂ cos 2 (R-Φ₂) + r₃ cos 3 (R-Φ₃)

ausgedrückt, wobei r ₀, r ₂, r ₃, Φ ₂ und Φ ₃ Konstanten sind, die durch Anpassen an die Grenzpunkte mittels des Verfahrens der kleinsten Fehlerquadrate bestimmt werden.

In einem Ausführungsbeispiel werden die rechten und linken Herzgrenzen auf der ersten Ableitung von horizontalen Profilen basierend bestimmt, die von den Daten des radiographischen Brustbildes genommen werden, und die Zwerchfellränder werden aus der ersten Ableitung von vertikalen Profilen dieser Daten bestimmt. In einem anderen Ausführungsbeispiel werden die rechten und linken Herzgrenzen und die Zwerchfellränder auf einer Analyse der Randgradienten (oder Steigungen) basierend bestimmt, die in zwei orthogonalen Richtungen erhalten werden, und zwar in vielfachen schmalen horizontalen Bandbereichen des Brustbildes.

Somit schafft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen Bestimmen einer Anzahl von Parametern aus einer digitalen Brustradiographie, welche auf die Herz- und die Lungengröße bezogen sind, und zwar des transversalen Herzdurch­ messers, des longitudinalen Herzdurchmessers, eines langen Durchmessers, eines breiten Durchmessers, einer projizierten Herzfläche, des Herz-Thorax-Verhältnisses (des Verhältnisses des transversalen Herzdurchmessers zum transversalen Thorax­ durchmesser) und des Verhältnisses der projizierten Herzfläche zur projizierten Lungenfläche. Diese Parameter können auf der berechneten Herzkontur und der berechneten Lungengröße basierend ausgerechnet werden.

Im folgenden werden die Erfindung und viele ihrer Vorteile anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit Zeichnungen detailliert beschrieben. In den nachstehend aufgelisteten Zeichnungen sind in den verschiedenen Ansichten identische oder entsprechende Teile mit ähnlichen Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 ist eine Abbildung einer mit einem Umriß oder einer Kontur des Herzschattens versehenen Radiographie, wobei die vier dunklen Linien von vier Radiologen ausfindig gemachte Konturen sind und die weiße Linie die durchschnittliche von den Radiologen ausfindig gemachte Kontur repräsentiert;

Fig. 2 ist eine Abbildung eines Polarkoordinatensystems, das die Herzkontur mittels eines radialen Abstands und eines in bezug auf die durch den Schwerpunkt des Herzes gezogene vertikale Achse gemessenen Winkels ausdrückt, wobei der in der linken Lunge gemessene Winkel einen positiven Wert und der in der rechten Lunge einen negativen Wert hat;

Fig. 3 ist eine graphische Darstellung, die die Variation der Konturen des von vier Radiologen ausfindig gemachten Herzschattens zeigt, wobei der radiale Abstand in einem Polarkoordinatensystem ausgedrückt ist, wie in Fig. 2 gezeigt;

Fig. 4 ist eine graphische Darstellung in Polar­ koordinaten, die die Durchschnittskonturen der Herzschatten in fünf verschiedenen Brustradio­ graphien zeigt, wobei der durchschnittliche radiale Abstand entsprechend der angenäherten Herzgröße im Bereich von etwa 5 cm bis 8 cm liegt;

Fig. 5 ist eine graphische Darstellung, die die Amplitude normalisierter Fourier-Koeffizienten der radialen Abstandsverteilung für eine ausfindig gemachte Kontur eines Herzschattens zeigt;

Fig. 6 ist eine graphische Darstellung in Polar­ koordinaten, die einen Vergleich einer aus von Radiologen ausfindig gemachten Konturen erhaltenen Durchschnittskontur mit einer rekonstruierten Kontur zeigt, die mittels einer inversen Fourier- Transformierten berechnet wurde, in der nur die nullten, zweiten und dritten Koeffizienten verwendet wurden;

Fig. 7 ist eine graphische Darstellung in Polar­ koordinaten, die den Vergleich der von Radiologen erhaltenen Durchschnittskontur mit vorhergesagten Konturen zeigt, die aus einer kleinen Zahl von Herzgrenzpunkten unter Verwendung der Fourier- Analysemethode und der verschiebungsvarianten Kosinusfunktion berechnet wurden;

Fig. 8a, 8b, und 8c sind graphische Darstellungen, die eine zum Anfitten an Herzgrenzpunkte verwendete verschie­ bungsvariante Kosinusfunktion zeigen, einschließ­ lich Funktionen, die zeigen: (a) eine radiale Abstandsverteilung als eine Funktion des Winkels, Fig. 8a, (b) eine in einem kartesischen Koor­ dinatensystem dargestellte geschlossene Kurve, Fig. 8b, und (c) eine Drehung der geschlossenen Kurve infolge eines Phasenterms, Fig. 8c;

Fig. 9-12 sind Blockdiagramme, die funktional die Struktur anzeigen, durch die die erfindungsgemäße Analyse durchgeführt wird;

Fig. 13 ist eine graphische Darstellung, die eine aus einer Brustradiographie erhaltene geglättete horizontale Signatur zeigt, worin der rechte Rechteckparameter (RG), der linke Rechteckparameter (LG) und die Mittellinie (MDL) enthalten sind, die zur Bestim­ mung des Herzrechtecks verwendet werden;

Fig. 14 ist eine graphische Darstellung, die die in dem Bereich zwischen RG und LG erhaltene geglättete vertikale Signatur zeigt, worin der obere Rechteck­ paramter (TG) des Herzrechtecks aus dem Minimum dieser Signatur bestimmt wird;

Fig. 15 ist eine graphische Darstellung, die das entlang LG erhaltene geglättete vertikale Profil zeigt und die erläutert, daß sich der Pixelwert des geglät­ teten vertikalen Profils in der Nähe des Zwerch­ fellrandes deutlich ändert;

Fig. 16 ist eine graphische Darstellung, die die geglättete erste Ableitung des in Fig. 15 gezeigten ver­ tikalen Profils zeigt, worin der Zwerchfellrand aus der Maximumslage der ersten Ableitung des ver­ tikalen Profils bestimmt wird;

Fig. 17 ist eine Abbildung des durch TG, LG, RG und einen unteren Rechteckparameter (BG) bestimmten Herzrecht­ ecks, worin sich BG auf halbem Wege zwischen der Durchschnittshöhe des Zwerchfellrandes und dem unteren Ende des Brustbildes befindet;

Fig. 18 ist eine graphische Darstellung der Verwendung eines variablen Bereichs zur Bestimmung von Herzgrenzpunkten;

Fig. 19 ist eine graphische Darstellung eines erfin­ dungsgemäß durchgeführten Tests, um die Überlappung und Kreuzung von Herzgrenz- und Zwerchfellrand­ punkten zu bestimmen, wobei der Zwerchfellrand und die Herzgrenze als überlappt betrachtet werden, wenn die Differenz zwischen einem Zwerchfellrand­ punkt (X ^E, Y^E) und einem linerar interpolierten Punkt (X ^E, Y) kleiner ist als ein Abstand von 7 Pixeln, und sie sonst als nicht überlappt betrach­ tet werden;

Fig. 20 ist eine Abbildung von vier Fällen von Überlap­ pungs- (oder Kreuzungs-)Beziehungen zwischen Herzgrenzpunkten und Zwerchfellrandpunkten in der linken Lunge;

Fig. 21 ist eine graphische Darstellung der bei der Auswahl der Herzgrenzpunkte, die bei der Berechnung der Herzkontur verwendet werden sollen, durchgeführten Schritte;

Fig. 22 zeigt Abbildungen von vier Arten von Herzformen, die nach dem Muster der Herzgrenzen und Zwerchfell­ ränder klassifiziert sind;

Fig. 23 ist eine graphische Darstellung in Polar­ koordinaten, die einen Vergleich einer automatisch berechneten Kontur des Herzschattens mit von Radiologen ausfindig gemachten Konturen zeigt;

Fig. 24 ist eine Abbildung von Parametern für das proji­ zierte Bild des Herzes und der Lungen in einer Brustradiographie, wobei das Herz-Thorax-Verhältnis (CTR) als das Verhältnis des transversalen Herzdurchmessers zum transversalen Thorax­ durchmesser berechnet ist;

Fig. 25 ist eine Abbildung von Randpunkten (kleine runde Punkte) und der Orientierung des maximalen Randgradienten (Pfeile) zur Bestimmung von Rändern der Herzgrenze und des Zwerchfellrandes aus Brustradiographien gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 26 ist eine Abbildung der Bestimmung von Randpunkten (x) für den Zwerchfellrand durch Suchen des maximalen Randgradienten in den vertikalen Profilen;

Fig. 27 ist eine graphische Darstellung, die Variationen der Richtungs- und Gesamtrandgradienten zeigt, die aus einer horizontalen Profilsuche nach der Herzgrenze und den Zwerchfellrändern erhalten wurden;

Fig. 28 ist eine graphische Darstellung, die die Variation der Orientierung der maximalen Randgradienten zeigt, die aus einer horizontalen Profilsuche erhalten wurden; und

Fig. 29 ist eine graphische Darstellung, die die Verteilung zweier Randgradienten zeigt, die aus einer horizontalen (kleine runde Punkte) und einer vertikalen (x) Profilsuche erhalten wurden.

Das folgende ist eine Diskussion der bei der Herleitung der Erfindung verwendeten Methodologie, angewandt auf die Analyse von Herzschatten in ausgewählten Radiographien.

Elf Radiographien, in denen die projizierten Herze eine Vielfalt an Formen und Größen aufwiesen, wurden als Standards aus vielen PA-Brustradiographien ausgewählt. Jeder von vier Radiologen machte die Grenze des Herzschattens ausfindig und zeichnete den Umriß des projizierten Herzes auf jeder der Radiographien. Die vier dunklen Umrisse in Fig. 1 zeigen die Konturen des Herz­ schattens, wie von den Radiologen gezeichnet, und die weiße Linie zeigt den Durchschnitt der vier Kurven. Diese Konturen, so wie von den Radiologen abgeschätzt, werden hier als Standardmuster (oder "Goldstandard") der elf projizierten Herze angesehen, welche mit den vorhergesagten, erfindungsgemäß berechneten Mustern verglichen werden. Um diese Konturen auf eine quantita­ tive Weise zu analysieren, wurde ein Polarkoordinatensystem, wie in Fig. 2 erläutert, verwendet, in dem die Konturen durch ihren radialen Abstand vom Ursprung, gemessen vom Schwerpunkt (cen­ troid) der Kontur, dargestellt wurden. Die x-Koordinate des Schwerpunkts der Kontur wird durch Dividieren der Summe der x- Positionen (x-Koordinaten) aller Pixel innerhalb der Kontur des Herzes durch die Gesamtzahl der Pixel innerhalb der Kontur des Herzes bestimmt. Die y-Koordinate des Schwerpunkts wird unter Verwendung der y-Positionen aller Pixel innerhalb der Kontur des Herzes durch dasselbe Verfahren bestimmt. Der positive Winkel wird im Uhrzeigersinn von der vertikalen Achse aus gemessen und der negative Winkel im Gegenuhrzeigersinn, wie in Fig. 2 gezeigt. Fig. 3 ist eine Auftragung des radialen Abstands als Funktion des Winkels für die vier in Fig. 1 gezeigten Umrisse. Fünf Durchschnittskonturen von Herzschatten in fünf Brustradio­ graphien werden in Fig. 4 gezeigt, bei denen der durch­ schnittliche radiale Abstand im Bereich von etwa 5 cm bis 8 cm liegt.

Die Fig. 1 und 3 zeigen, daß die Herzgrenzen auf den rechten und linken Seiten (um ± 90° in Polarkoordinaten) relativ gut definiert sind und daß diese Teile der von den vier Radiologen ausfindig gemachten Konturen in guter Übereinstimmung sind. Die oberen und unteren Teile der Herzgrenzen sind jedoch schlecht definiert und unklar, weil das Herz mit anderen Organen über­ lappt, und folglich liegt eine große Variation unter den von den Radiologen ausfindig gemachten vier Konturen vor.

Die radiale Abstandsverteilung der Herzkontur wurde mittels der Fourier-Transformierten gemäß der Gleichung

analysiert, wobei R _k der Fourier-Koeffizient der k-ten Ordnung, r(R _m) der radiale Abstand beim Winkel R _m und N die Gesamtzahl (90) der Datenpunkte ist, die von der Kontur in Intervallen von 4° genommen werden. Fig. 5 zeigt die Amplituden der Fourier- Koeffizienten (normalisiert auf die Amplitude des Koeffizients der nullten Ordnung) für die Radialabstandsverteilung der Herzkontur. Die Ergebnisse zeigen, daß die Amplituden der Koeffizienten der zweiten und dritten Ordnung groß im Vergleich zu denen der ersten und höheren Ordnungen sind. Die große Amplitude des Koeffizienten der zweiten Ordnung zeigt an, daß die Radialabstandsverteilung zwei Berge (Breite maximal) und zwei Senken (Breite minimal) in einer Periode aufweist. Auf diesem Resultat basierend wurde versucht, die Radialabstands­ verteilung mittels der inversen Fourier-Transformierten mit einer begrenzten Zahl von Fourier-Koeffizienten der nullten, zweiten und dritten Ordnung zu rekonstruieren. Die in Fig. 6 gezeigten Ergebnisse lassen erkennen, daß die rekonstruierte Kontur innerhalb des Variationsbereichs der vier von den Radiologen ausfindig gemachten Umrisse gut mit dem Standardmuster überein­ stimmt. Somit kann die Kontur des projizierten Herzes in Brustradiographien durch die folgende Gleichung dargestellt werden:

r (R) = r₀ + r₂ cos 2 (R-Φ₂) + r₃ cos 3 (R-Φ₃) (2)

Diese Funktion enthält sechs Parameter, die die Gestalt des projizierten Herzes bestimmen. Es sind dies die Mittenposition (x ₀, y ₀), die zur Bestimmung des mittleren radialen Abstands r ₀ verwendet wird, und die Amplituden (r ₂, r ₃) und Phasen (Φ ₂, Φ ₃) der Fourier-Koeffizienten für die zweiten und dritten Ordnungen. Diese Parameter können durch Verfahren der kleinsten Fehler­ quadrate zum Fitten der Grenzpunkte des Herzes bestimmt werden. Da diese Funktion in bezug auf diese enthaltenen Parameter nicht linear ist, wurde das nichtlineare Verfahren der kleinsten Fehlerquadrate verwendet (siehe Draper et al.:. Applied Regression Analysis, 2nd Edition, pp. 458-505, John Wiley and Sons, 1981), das eine iterative Technik mit linearisierten Näherungsfunktionen einschließt, die aus Ausdrücken für die ersten Ableitungen in einer Taylor-Reihenentwicklung hergeleitet werden.

Wie oben erwähnt, werden die oberen und unteren Grenzen des projizierten Herzes üblicherweise in Brustradiographien nicht klar gesehen und können wahrscheinlich nicht mittels jeder Randauffindungstechnik erfaßt werden. Daher wird versucht, nur die rechten und linken Grenzen des Herzschattens zu erfassen, die gewöhnlich klar gesehen werden können. Die erfindungsgemäße Strategie ist somit, die gesamte Kontur durch Verwenden dieser beschränkten Grenzpunkte auszurechnen, an die eine relativ einfache Funktion (wie die in Gleichung 2) angepaßt wird, welche die gesamte Kontur ausdrücken kann. Wenn dieses Verfahren der Benutzung von Gleichung 2 auf die elf Brustradiographien angewendet wurde, wurde herausgefunden, daß die resultierenden berechneten Konturen im allgemeinen ähnlich zu den Linien der Radiologen waren, außer in einigen in Fig. 7 gezeigten Fällen.

Fig. 7 zeigt einen Vergleich der Durchschnittskontur mit aus einer kleinen Zahl von Herzgrenzpunkten (ausgefüllte Punkte) berechneten, vorhergesagten Konturen. Die große Diskrepanz zwischen der Durchschnittskontur und der mit dem Fourier- Analyseverfahren erhaltenen vorhergesagten Kontur (Kurve mit einzelnen Punkten und Strichen) ist nahe bei ± 180° (unterer Teil des Herzes) erkennbar. Die mit der verschiebungsvarianten Kosinusfunktion erhaltene vorhergesagte Kontur ist durch die Kurve mit doppelten Punkten und Strichen gezeigt. Obwohl die Grenzpunkte in diesem Fall manuell ausgewählt wurden und somit ziemlich genau waren, wurde die aus Gleichung 2 erhaltene, vorhergesagte Kontur für dieses besondere Beispiel als etwas von der von den Radiologen herausgefundenen Kontur abweichend angesehen. Es ist zu bemerken, daß die vom Computer ermittelten Grenzpunkte etwas fehlerschaft sein werden, wie später im Detail diskutiert wird, und daß einige ermittelte Grenzpunkte weit von der wahren Grenze entfernt sein können. Daher ist es wünschens­ wert, eine geeignetere Funktion zum Fitten der ermittelten Grenzpunkte anzuwenden, weil die durch Gleichung 2 ausgedrückte Funktion zu viel Freiheit enthält; d.h., diese Funktion ist zu flexibel, um umfassend geeignet zu sein. Daher wurde eine universell geeignetere Funktion untersucht und ausgewählt, um die Grenze des projizierten Herzschattens darzustellen, wie unten diskutiert.

Von einer sorgfältigen Prüfung der in den Fig. 4 und 5 gezeigten Muster her wurde entschieden, daß die Modellfunktion den folgenden Bedingungen zu genügen hat:

• (1) Die Kontur des projizierten Herzes wird als geschlossene Kurve abgebildet. Wenn diese Kurve durch Polarkoordinaten dargestellt wird, enthält die radiale Abstandsverteilung des projizierten Herzes in einer Periode zwei Berge und zwei Senken.
• (2) Die Höhen und Breiten der beiden Maxima unterscheiden sich etwas. Die relativen Höhen dieser Maxima können jedoch durch eine Änderung in der Mittenposition (oder Schwerpunktsposition) geändert werden, und sie können so angepaßt werden, daß sie vergleichbar sind.
• (3) Der Winkelabstand zwischen den beiden Maxima hängt von der Größe und Form des Herzschattens in einer Brustradiographie ab.
• (4) Für eine verläßliche Vorhersage der gesamten Herzkontur, sogar dann, wenn die Anzahl der Datenpunkte für die Herzgrenze relativ klein ist, ist es wünschenswert, eine Modellfunktion zu verwenden, die mit einer kleinen Zahl von Parametern verknüpft ist.

Als eine Funktion, die die obigen Erfordernisse erfüllen kann, wurde die folgende trigonometrische Funktion untersucht, deren Phasenterm mit dem Winkel variiert und die als "verschiebungs­ variante Kosinusfunktion" bezeichnet wird:

r (R) = r₀ + r₁ cos {2 (R-Φ) - α g (R-Φ)} (3)

Die Eigenschaft der "Verschiebungsvarianz" von r(R) hängt von der Funktion g(R) ab, die viele verschiedene Formen haben kann. Der Einfachheit halber wurden die folgenden Funktionen als potentiell praktische Formen für g(R) untersucht:

g₁(R) = cos R
g₂(R) = sin R
g₃(R) = 1 - |R |/π
g₄(R) = |R |/π
g₅(R) = 1 - (R/π)²
g₆(R) = (R/π)²

Die verschiebungsvarianten Konsinusfunktionen, die irgendeine dieser Funktionen als Phasenterm einschließen, wurden auf die Analyse von 11 Standardherzmustern angewendet, und es wurde herausgefunden, daß die Funktion g ₁(R) allgemein den besten Fit lieferte. Die zum Ausdrücken der Herzkontur ausgewählte Modellfunktion wird somit durch

r (R) = r₀ + r₁ cos {2 (R-Φ) - α cos (R-Φ)} (4)

beschrieben. Die Form der Kurven, die diese Funktion darstellen kann, ist in den Fig. 8a bis 8c illustriert.

Vorhergesagte Konturen wurden durch zwei Verfahren erhalten, nämlich das Fourier-Reihenverfahren und das Verfahren der verschiebungsvarianten Kosinusfunktion, wobei die Grenzpunkte manuell ausgewählt wurden. Die Parameter der beiden Funktionen wurden durch das Verfahren der kleinsten Fehlerquadrate bestimmt. Die als radialer Abstand aufgetragenen vorhergesagten Konturen sind in Fig. 7 gezeigt. Es ist offenbar, daß die verschie­ bungsvariante Funktion eine genauere Kontur des Herzes liefert als die Fourier-Reihe, sogar wenn die Zahl der Grenzpunkte relativ beschränkt war.

Als nächstes wird unter Bezug auf die Fig. 9 bis 12, in denen ähnliche Bezugszeichen identische oder entsprechende Teile in den verschiedenen Ansichten bezeichnen, das Vorgehen zum Bestimmen der Grenzpunkte des projizierten Herzes in einer Brustradio­ graphie beschrieben, welche als zum Bestimmen der Herzkontur mittels der verschiebungsvarianten Kosinusfunktion benötigte Basisdaten dienen.

Ein wahlweise vor der Bestimmung der Grenzpunkte durchgeführter Verarbeitungsschritt ist das Reduzieren der Rohbilddaten von einer Brustradiographie. In dieser Beziehung ist zu bemerken, daß Brustradiographien (35 cm×43 cm, 14′′×17′′) zuerst unter Verwenden eines Abtastabstandes von 0,1 mm digitalisiert wurden, um eine Matrixgröße von näherungsweise 3500×3500 bereitzu­ stellen. Bilder mit einer kleinen Matrixgröße (und somit einer großen Pixelgröße) wurden durch Mitteln von Pixelwerten aus digitalisierten Radiographien erhalten, so daß der Effekt der Bildmatrixgröße auf die Genauigkeit der Berechnungen untersucht werden konnte. Es wurde herausgefunden, daß eine Bildmatrixgröße von 128×128 im allgemeinen groß genug zur Erfassung der Grenzpunkte des projizierten Herzes ist. Die Verwendung einer kleinen Matrixgröße ist natürlich beim Berechnen effizient.

Sobald das digitale Brustbild 80, in reduzierter Form oder anders, erhalten und in einem Speicher 90 gespeichert ist, ist das erfindungsgemäße Vorgehen, wie in Fig. 9 gezeigt, das Herzrechteck (Block 100) zu bestimmen, was in Fig. 10 genauer gezeigt ist.

Sogar wenn ein Bild mit kleiner Matrix zur Analyse der Herz­ grenzen benutzt wird, ist es nicht effizient, Grenzpunkte des projizierten Herzes zu suchen, wenn das gesamte Brustbild einer Computeranalyse unterzogen wird. Daher ist die erste Aufgabe, den Bereich des Brustbildes, der den projizierten Herzschatten enthält, zu isolieren, um die genaue Bestimmung der Herzgrenze zu erleichtern und den Störeffekt durch die Lungenstrukturen auf die Berechnung zu minimieren. In dieser Technik werden räumliche Signaturen (signatures) sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung erhalten (Blöcke 102 bzw. 108, Fig. 10). Die horizontale Signatur stellt die Beziehung zwischen der Aufsummierung (oder dem Durchschnitt) der Pixelwerte in den Spalten der Bildanordnung gegen den horizontalen Abstand dar, während die vertikale Signatur eine ähnliche Beziehung für den vertikalen Abstand darstellt. Für den das projizierte Herz umschließenden rechteckigen Bereich, der gewöhnlich das Herz­ rechteck genannt wird, wird eine Abschätzung verwendet. Die in Fig. 10 gezeigte und unten beschriebene Technik ist grundsätz­ lich dieselbe wie die von Kruger et al (IEEE Trans. Biomed. Eng. BME-19:174-186, 1972) berichtete.

Die in Block 102 erhaltene horizontale Signatur für ein Brust­ bild ist in Fig. 13 gezeigt. Aus dieser Signatur werden die minimalen und maximalen Stellen bestimmt (Block 104), und in Block 106 werden drei wichtige Parameter, die das Herzrechteck bestimmen, definiert als die Mittellinie (MDL) entsprechend der Position des höchsten Maximums, der rechte Rechteckparameter (guard) (RG), der sich auf halbem Wege zwischen der Position des Minimalwertes (mit REH bezeichnet) links von MDL und dem linken Rand des Bildes befindet, und der linke Rechteckparameter (LG), der sich auf halbem Wege zwischen der Position des Minimalwertes (mit LEH bezeichnet) rechts von MDL und dem rechten Rand des Bildes befindet. Die vom vertikalen Signaturwähler 108 bestimmte geglättete vertikale Signatur ist für den Bereich zwischen RG und LG aus Fig. 13 in Fig. 14 gezeigt. Die Lage des Minimalwertes in dieser vertikalen Signatur, die von dem Minimumerfassungs- Schaltkreis 110 bestimmt wird, wird verwendet, um die Oberseite des Herzrechtecks abzuschätzen, die als oberer Rechteckparameter (TG) bezeichnet ist.

Fig. 15 zeigt ein Profil (d.h. eine Verteilung von Pixelwerten), das vom vertikalen Profilwähler 114 von den ursprünglichen (reduzierten) Bilddaten entlang LG (Fig. 13) hergeleitet ist, und die Kurve in Fig. 16 ist seine erste Ableitung, die durch den Differenzierschaltkreis und Maximumsdetektor 116 gewonnen wird. In Fig. 15 ist der Ort zu sehen, an dem der Pixelwert sich plötzlich entsprechend dem oberen Teil des Zwerchfells in der Brustradiographie ändert. Daher liefert das in Fig. 16 gezeigte scharfe Maximum in der Ableitung des vertikalen Profils den Ort des Zwerchfells in der linken Lunge. Da das Unterteil des Herzes nicht zu weit unterhalb des Oberteils des Zwerchfells ist, wird der untere Rechteckparameter (BG) als auf halbem Wege zwischen dem Durchschnittsort des Zwerchfells und dem unteren Rand des Brustbildes liegend bestimmt (Block 118). Das Herzrechteck wird von den Parametern TG, BG, RG und LG bestimmt (Block 120), wie in Fig. 17 gezeigt.

Als nächstes wird unter bezug auf Fig. 11 die Auffindung der Herzgrenzpunkte und die Auffindung des Zwerchfellrandes be­ schrieben (Block 200 in Fig. 9).

Die Suche nach der Herzgrenze wird innerhalb des Herzrechtecks durchgeführt. Die oberen und unteren Teile der Grenzen des projizierten Herzes sind wegen der Überlappung mit anderen anatomischen Strukturen nicht offensichtlich, während die rechten und linken Grenzen relativ klar sind. Daher werden die rechten und linken Grenzen des projizierten Herzes im Herzrechteck bestimmt. Die rechte Herzgrenze ist im Bereich zwischen MDL und RG, während die linke Herzgrenze im Bereich zwischen MDL und LG liegt. Die Grenzpunkte werden durch Auswählen horizontaler Profile (Block 202, Fig. 11) der ursprünglichen/reduzierten Bilddaten und durch Suchen nach Kanten in den horizontalen Profilen erhalten. Da die Pixelwerte in diesen horizontalen Profilen an der Grenze des Herzes stark variieren, wird die erste Ableitung des horizontalen Profils durch den Differenzier­ schaltkreis und Maximumsdetektor 204 berechnet, und jeder Grenzpunkt ist an der Lage des Maximums der jeweiligen ersten Ableitung definiert. Diese Tätigkeit wird von TG bis BG alle fünf Pixelzeilen wiederholt.

Da die Herzgrenze im Brustbild als stetig angesehen wird und da die lateralen (oder x-) Positionen zweier benachbarter Grenz­ punkte als ähnlich erwartet werden, wird nach einem Grenzpunkt nur in einem begrenzten Bereich gesucht, der von den beiden vorhergehenden Grenzpunkten bestimmt wird. Zu Beginn werden die ersten beiden Grenzpunkte in der linken Lunge im Bereich zwischen LG und MDL festgestellt. Für die übrigen Grenzpunkte wird nahe dem zuletzt erfaßten Punkt ein variabler Bereich eingerichtet. Die gewählte Breite des anfänglichen Bereiches enthält acht Pixel sowohl auf der rechten, als auch auf der linken Seite. Die x- Koordinaten der beiden zuletzt erfaßten Punkte werden jedoch verglichen, und die rechten und linken Seiten des Bereiches werden angepaßt. Wenn sich zum Beispiel der aufgefundene Punkt gegenüber seinem vorhergehenden Punkt nach rechts verschoben hat, wird die rechte Seite des Bereichs um den Betrag seiner Verschie­ bung erhöht, während die linke Seite des Bereichs unverändert bleibt, wie in Fig. 18 erläutert. Wenn der aufgefundene Punkt sich von seinem vorhergehenden Punkt nach links verschoben hat, wird in ähnlicher Weise der linke Bereich um den Betrag seiner Verschiebung erhöht, während der rechte Bereich derselbe bleibt.

Es ist zu bemerken, daß die Breite dieser Bereiche anwächst, während die Suche auf den unteren Teil des Bildes zu fort­ schreitet. Der Grund zum Annehmen eines Verfahrens mit einem variablen Bereich war, jede inkorrekte Erfassung der Herzgrenzen zu vermeiden. Es wurde herausgefunden, daß eine inkorrekte Erfassung zu vielen nachfolgenden inkorrekten Erfassungen führen kann, wenn der Bereich fest ist und auch wenn er zu klein ist, nämlich nicht groß genug, um den nächsten "wahren" Rand abzu­ decken. Wenn jedoch der Bereich zu groß ist, würden inkorrekte Erfassungen anderer relativ großer Lungenstrukturen auftreten, was in einer großen Variation der aufgefundenen Grenzen resul­ tieren würde.

In Block 200 werden Zwerchfellrandpunkte zum Abschätzen des unteren Grenzwerts für die vertikalen Lagen der Lungen verwendet und auch zum Bestätigen, daß die Grenzpunkte des Herzes, die nach dem oben beschriebenen Verfahren aufgefunden werden, "wahre" Ränder sind, die sich in dem für die Herzgrenzen geeigneten Bereich vertikaler Lagen befinden. Da Herzgrenzpunkte unterhalb des Zwerchfells keine verläßlichen Randpunkte sind, wird die Höhe des Zwerchfells benutzt, um unterhalb des Zwerchfellrandes auftretende Herzgrenzpunkte als unverläßlich zu entfernen.

Zwerchfellrandpunkte werden wie bei der Erfassung der Herz­ grenzpunkte mittels einer Profilsuche aufgefunden, außer daß eine vertikale Profilsuche durch ein Verfahren mit einem festen Bereich durchgeführt wird. Zu diesem Zweck wählt der vertikale Profilwähler 208 die vertikalen Profile in Abständen von jeweils fünf vertikalen Linien aus. Der Differenzierschaltkreis und Maximumsdetektor 210 berechnet erste Ableitungen jedes vertikalen Profils und den Maximumspunkt in jeder ersten Ableitung. Jeder Maximumspunkt wird dann als ein Zwerchfellrandpunkt bestimmt. Die Startpunkte für den Zwerchfellrand in der rechten und linken Lunge werden entlang RG und LG gesucht. Die vertikalen Profile in Abständen von jeweils fünf vertikalen Linien werden innerhalb eines festen Bereichs von sechs Pixeln oberhalb und sechs Pixeln unterhalb des vorhergehenden Randpunktes abgesucht. Die vertika­ len Profile und ihre ersten Ableitungen werden mittels eines Filters geglättet, das aus einer 3×3 Matrix bzw. einem über drei Punkte laufenden Durchschnitt besteht.

In Block 214 aus Fig. 11 werden Tests durchgeführt, um eine Überlappung der Herzgrenze und der Zwerchfellrandpunkte zu bestimmen. Insbesondere wird die Beziehung zwischen Herzgrenz­ punkten und Zwerchfellrandpunkten in der linken Lunge untersucht, um zu bestimmen, ob die aufgefundenen Herzgrenzpunkte zum Fitten der verschiebungsvarianten Kosinusfunktion geeignet sind. Dies wird in Block 300 aus Fig. 9 getan, weil Grenzpunkte des projizierten Herzes unterhalb des Zwerchfells nicht zuverlässig sind und daher aus dem Datensatz der Herzgrenzpunkte entfernt werden müssen.

Nun sei auf Fig. 19 verwiesen. Wenn sich die x-Koordinate X _n ^E eines n-ten Randpunktes (X _n ^E, Y_n ^E) des Zwerchfells zwischen den beiden x-Koordinaten des m-ten und des (m + 1)-ten Grenzpunktes des Herzes befindet, wird an der x-Koordinate X _n ^E der Wert Y der y-Koordinate einer Linie bestimmt, die die beiden Grenzpunkte verbindet, wie in Fig. 19 erläutert. Wenn die Differenz Dy zwischen Y und Y _n ^E eines Abstands von 7 Pixeln liegt, wird angenommen, daß der n-te Randpunkt des Zwerchfells mit Herzgrenzpunkten überlappt; andernfalls überlappt er nicht. Dieser Überlappungstest wird an drei Zwerchfellrandpunkten nahe LG und ebenso an den drei Randpunkten durchgeführt, die MDL am nächsten liegen. Wenn auf Grundlage des oben beschriebenen Kriteriums zumindest zwei der drei Randpunkte als überlappend angesehen werden, wird bestätigt, daß entweder der Zwerchfellrand nahe LG oder der nahe MDL tatsächlich überlappt.

Die Beziehungen zwischen den Herzgrenzen und den Zwerchfell­ rändern werden in vier verschiedene Fälle klassifiziert, wie in Fig. 20 erläutert. Dann werden, wie in Block 216 aus Fig. 11 angezeigt, aufgrund dieser die vier Fälle erläuternden Muster nützliche Herzgrenzen und Zwerchfellränder ausgewählt, was wie folgt beschrieben wird:

Fall 1: Der Randpunkt bei LG ist überlappt, aber der innere Punkt nahe MDL ist nicht überlappt. In diesem Fall werden alle Zwerchfellrandpunkte und Herzgrenzpunkte oberhalb all der Kreuzungspunkte als gültig beibehalten.

Fall 2: Der Endpunkt bei LG und der innere Punkt nahe MDL sind beide nicht überlappt. Es gibt zwei Möglichkeiten, nämlich, daß die Herzgrenzen die Zwerchfellränder schneiden (in Fig. 20 gezeigt) oder daß die Zwerchfellränder die Herzgrenzen nicht erreichen (hier nicht gezeigt). Hier werden für die weitere Analyse alle Zwerchfellrandpunkte und Herzgrenzpunkte oberhalb des Kreuzungspunkts benutzt, wenn die Herzgrenzen die Zwerchfell­ ränder schneiden, oder es werden alle Zwerchfellrandpunkte und Herzgrenzpunkte oberhalb des am weitesten innen liegenden Punktes der Zwerchfellränder verwendet, wenn die Zwerchfellränder die Herzgrenzen nicht erreichen.

Fall 3: Der Endpunkt bei LG und der innere Punkt nahe MDL sind beide überlappt. In diesem Fall werden alle Zwerchfellrandpunkte verworfen, und alle Herzgrenzpunkte oberhalb des Zwerchfellrandes auf LG werden benutzt.

Fall 4: Der Endpunkt bei LG ist nicht überlappt, aber der innere Punkt nahe MDL ist überlappt. In solch einem Fall werden alle Zwerchfellpunkte gehalten, außer denjenigen, die mit den Herzgrenzen überlappen. Die Abschneidehöhe für die Herzgrenz­ punkte ist der Randpunkt des inneren Zwerchfells.

Während die niedrigste Grenzposition des Herzes in der linken Lunge durch das oben beschriebene Verfahren bestimmt wird, wird der niedrigste Grenzwert der Herzgrenze in der rechten Lunge in Block 216 durch die y-Koordinate des Zwerchfellrandes bestimmt, der der Herzgrenze am nächsten gelegen ist.

Nach Abschluß des in Fig. 9 gezeigten Blocks 200 fährt das erfindungsgemäße Verarbeiten mit dem Fitten der Herzgrenzen durch die Modellfunktion fort (Block 300 in Fig. 9). Details von Block 300 sind in Fig. 12 gezeigt.

Die im oberen Bereich des Herzes erfaßten Grenzpunkte gehören häufig nicht zur "wahren" Herzgrenze, sondern zum oberen Mediastinum. Um diese oberen Grenzpunkte zu entfernen, wird die folgende Technik benutzt. Wie in Fig. 5 gezeigt, ist die Amplitude des Fourier-Koeffizienten von nullter Ordnung im Vergleich zu der der anderen Koeffizienten sehr groß. Dies impliziert, daß die Form des Herzes näherungsweise kreisförmig ist. Daher wird in Block 302 und wie in Fig. 21 gezeigt, ein Kreis 350 bestimmt, der an drei untere Punkte 352, 354, 356 (den zweit-, dritt- und viertniedrigsten) der linken Herzgrenze und den zweitniedrigsten Punkt 358 der rechten Herzgrenze angefittet wird. Dann werden zwei Kreise 360 und 362 mit Durchmessern, die 0,8 und 1,2 mal so groß sind wie der des anfänglichen Kreises, erhalten, die einen Bereich zum Auswählen der Herzgrenzpunkte anzeigen, wie in Fig. 21 gezeigt. Die innerhalb der konzen­ trischen Kreise 360 und 362 befindlichen Grenzpunkte werden bei der Bestimmung der Herzkontur einem Fit mit der Modellfunktion unterworfen (Block 304, Fig. 12). Wie in Fig. 21 gezeigt, schließen die gefitteten Grenzpunkte die Punkte 352, 354, 356 und 358 sowie die durch ein Quadrat umgebenen Punkte ein.

Das Fitten der Modellfunktion und Modifikationen der gefitteten Kontur (Block 304) werden durch Verwenden des Verfahrens der kleinsten Fehlerquadrate durchgeführt, um die Parameter der verschiebungsvarianten Kosinusfunktion in Gleichung 3 zu bestimmen, die an die ausgewählten, gemäß dem oben beschriebenen Verfahren erhaltenen Grenzpunkte des projizierten Herzes angepaßt werden sollen. Somit wird mit dieser Technik die gesamte Kontur des Herzes vorhergesagt, und es werden ebenso die auf die Größe des Herzes bezogenen Parameter bestimmt. Es wurde jedoch heraus­ gefunden, daß die untere Grenze des Herzes üblicherweise viel niedriger lag als die von den Radiologen ausfindig gemachte, wenn das projizierte Herz bei bestimmten Formen sehr groß war. Es wurde auch gefunden, daß vorhergesagte Herzkonturen für "große" Herze (siehe unten) dazu tendieren, viel kleiner zu sein als die tatsächlichen Konturen, weil die meisten der oberen Punkte der Herzgrenzen in diesem Verfahren für den Fit verworfen werden. Es wurde daher versucht, diese ungeeigneten Konturen zu modifi­ zieren, um sie mit den von den Radiologen ausfindig gemachten Konturen in Übereinstimmung zu bringen. Dies wurde durch Verwenden der als nächstes beschriebenen Techniken durchgeführt.

Als erstes wird in Block 306 die Herzform und -größe geprüft, um zu bestimmen, ob irgendeine Modifikation der unteren Herz­ grenze für ein großes oder ungewöhnlich geformtes Herz notwendig ist. Ist dies der Fall, wird die untere Herzgrenze korrigiert (Block 308), wie als nächstes diskutiert.

Die Formen der projizierten Herze werden in vier Gruppen klas­ sifiziert, wie in Fig. 22 erläutert, indem die Formen (oder Muster) der Herzgrenzen nahe ihres Schnittspunkts mit den Zwerchfellrändern berücksichtigt werden. Typ A ist eine Form, die oft in einem typischen normalen Herz erscheint; sie ist durch zwei Herzgrenzen gekennzeichnet, die sich nahe des Zwerchfellran­ des nach innen krümmen. Die nach innen gerichtete Krümmung wird durch Vergleichen der x-Koordinaten, d.h. der lateralen Koordina­ ten, von benachbarten Herzgrenzpunkten herausgefunden. Typ B hat eine Herzgrenze in der linken Lunge, die sich nach innen krümmt, aber die andere krümmt sich nach außen. Typ C enthält eine Herzgrenze in der linken Lunge, die sich nach außen krümmt, und die andere krümmt sich nach innen. Typ D schließt zwei Herzgren­ zen ein, die sich nach außen krümmen; dies ist typisch für ein großes Herz.

Es wurde herausgefunden, daß Modifikationen für die untere Herzgrenze notwendig sind, wenn der ungefähre Durchmesser eines Herzes größer ist als 12 cm und die Form vom Typ B, C oder D ist. Dies ist wahrscheinlich, weil bei vergrößertem Herz seine untere Grenze eingeschränkt ist und durch das Zwerchfell und andere Organe nach oben gedrückt wird, so daß die Form des Herzes möglicherweise nicht länger näherungsweise kreisförmig ist. Von der Analyse von 50 Brustbildern her wurde beschlossen, die Schritte des Blocks 308 durchzuführen, um den unteren Teil der Herzkontur zu modifizieren, wie als nächstes beschrieben.

In Block 308 wird für Grenzpunkte unterhalb des Schwerpunkts des Herzes der vertikale Abstand der Herzgrenze vom Schwerpunkt durch Verwenden eines Korrekturfaktors reduziert. Wenn das Herz größer als 16 cm ist und eine Form anders als die vom Typ A hat, beträgt der Korrekturfaktor 0,5, d.h. eine y-Stelle der vorhergesagten Kontur im unteren Teil des Herzes wird um 1/2 reduziert. Wenn die Herzgröße zwischen 12 cm und 16 cm liegt und seine Form sich von der des Typs A unterscheidet, ändert sich der Korrekturfaktor linear zwischen 1,0 und 0,5; d.h., der Korrekturfaktor für ein Herz von 12 cm Größe beträgt 1,0. Wenn jedoch die Form des Herzes vom Typ A ist oder die Herzgröße weniger als 12 cm beträgt, ist eine Korrektur unnötig und Block 306 schreitet ohne irgendeine Modifikation der unteren Herzgrenze zu Block 310 fort. Beim Vergleich der korrigierten Herzkonturen mit von Radiologen ausfindig gemachten Konturen war es augenscheinlich, daß die in Block 308 erhaltenen korrigierten Herzkonturen ähnlich zu den von Radiologen ausfindig gemachten Konturen sind.

Wie in Fig. 12 gezeigt, geht das Verarbeiten, nachdem die Korrektur für die untere Herzgrenze in Block 308 durchgeführt ist, zu Block 310, um zu testen, ob das betrachtete Herz ein "großes" Herz ist.

Einige projizierte Herze haben eine Form, die durch eine vertikale Größe (oder Höhe) charakterisiert ist, die viel größer ist als der horizontale (oder transversale) Durchmesser; diese Herze werden hier als als "große" Herze bezeichnet. Es ist oft schwierig, die Form eines solchen großen Herzes durch einen Kreis anzunähern, der nur aus einigen wenigen Grenzpunkten in den unteren Teilen des Herzes bestimmt wird, wie früher beschrieben. Es wurde herausgefunden, daß einige zum Fitten benötigte obere Grenzpunkte aus dem Datensatz ausgeschieden werden und daß folglich die berechnete Kontur des Herzes kleiner wird als die von Radiologen ausfindig gemachte. Um diese Fehler zu kor­ rigieren, werden die Beziehungen der Positionen zwischen den zurückgewiesenen Grenzpunkten und der berechneten Kontur des Herzes in der rechten Lunge untersucht. In diesen Fällen (d.h. große Herze) befinden sich die zurückgewiesenen Grenzpunkte üblicherweise auf der linken Seite der Kontur, d.h. der Kontur des Herzes in der rechten Lunge. Daher werden diese zurückgewie­ senen Grenzpunkte nochmals geprüft, um zu bestimmen, ob jeder in dem Datensatz zum Fitten eingeschlossen werden sollte. Dieser Test (Block 312) beginnt am niedrigsten zurückgewiesenen Grenzpunkt auf der linken Kontur. Wenn der niedrigste zurückge­ wiesene Grenzpunkt sich auf der linken Kontur befindet, rechts von dem zuletzt akzeptierten Grenzpunkt liegt und innerhalb eines Abstandes von 5 Pixeln zu dem Punkt ist, der durch lineare Extrapolation von den beiden Punkten unmittelbar unterhalb des zurückgewiesenen vorhergesagt wird, dann wird dieser zurückgewie­ sene Punkt als ein neuer Datenpunkt genommen, und derselbe Test wird für den nächsten Punkt wiederholt. Die Bearbeitung von Block 312 wird beendet, wenn zwei aufeinanderfolgende Punkte aus­ geschlossen werden. Dann werden in Block 304 neue Parameter der Modellfunktion bestimmt, wobei die revidierten Grenzpunkte zum Fitten verwendet werden.

Auf Block 310 folgend und unter der Annahme, daß keine weitere Überarbeitung von Herzgrenzpunkten erforderlich ist, werden die Herzabmessungen und die projizierte Fläche bestimmt (Block 400) und auf einem Monitor angezeigt (Block 700), wie in Fig. 9 gezeigt.

Die Messung der absoluten Größe des Herzes ist wichtig zur klinischen diagnostischen Information. Möglicherweise ist jedoch der Vergrößerungsfaktor des Herzes nicht genau bekannt, und somit können die tatsächlichen Abmessungen eines Organs nicht durch die Analyse einer Radiographie genau gemessen werden. In solch einem Fall versieht das Verhältnis zweier Abmessungen, wie das Herz- Thorax-Verhältnis (Verhältnis der Herzgröße zur Lungengröße) den Radiologen mit einer nützlichen Information zum Einschätzen der Abnormität der Herzgröße. Daher wird, wie in Fig. 9 gezeigt, eine Verarbeitung (Blöcke 400, 500, 600) durchgeführt, um automatisch Herzabmessungsbeziehungen zu berechnen. Die Bear­ beitung in den Blöcken 400 und 500 wird durchgeführt, um in einer PA-Brustradiographie auf Lungen bezogene Abmessungen zu bestim­ men, wie hiernach beschrieben.

In Block 600 werden der aus der längsten horizontalen Länge der berechneten Herzkontur bestimmte transversale Herzdurchmesser, die aus der längsten vertikalen Länge der Herzkontur bestimmte Herzhöhe und die Durchmesser in Längs- und Breitenrichtung bestimmt, d.h., der maximale Durchmesser bzw. der Durchmesser in einer Richtung senkrecht zu der des maximalen Durchmessers, wie in Fig. 24 gezeigt. Ebenso wird das Herz-Thorax-Verhältnis (CTR) bestimmt.

In Block 400 wird zuerst die in dem Bereich zwischen RG und LG erhaltene vertikale Signatur vom oberen Rand des Brustbildes bis TG (der oberen Begrenzung des Herzrechtecks) berechnet. Es wurde herausgefunden, daß das erste breite Maximum dieser Signatur nahe dem oberen Rand des Brustbildes den Ort der oberen Grenze der Lungen bestimmen kann. Die Ränder des Brustkorbs werden aus dem Maximum in den ersten Ableitungen horizontaler Profile aufgefunden, die im Bereich vom oberen Teil der Lungen bis BG ausgewählt werden (siehe die verwandte US-Patentanmeldung Serien- Nr. 07/0 81 143 vom 3. August 1988 der gleichen Anmelderin für weitere Details über Techniken zum Bestimmen der Brustkorbrän­ der). Dieses Verfahren ist grundsätzlich dasselbe wie das bei der Auffindung der Herzgrenzpunkte benutzte. Im in Fig. 9 gezeigten Block 500 werden dann aufgefundene Punkte für die Brustkorbränder für jede Lunge separat mit einem Polynom 4ten Grades angefittet. Ein weiteres Polynom wird zum Fitten des oberen Teils des Brustkorbrandes nahe dem oberen Teil der Lungen verwendet und wird dann an beiden Seiten der Lungen glatt mit den Brustkorb­ rändern verbunden. Die untere Grenze der Lungen wird aus der mittleren Höhe des Zwerchfellrandes bestimmt. Der Thorax­ durchmesser wird aus dem Abstand zwischen dem rechten und linken Brustkorbrand an der höchsten Stelle des Zwerchfells erhalten. Die Fläche der Lungen in der Brustradiographie wird aus der von der angepaßten Kurve umgebenen Fläche und durch die untere Grenze der Lungen abgeschätzt.

Die Technik der Erfindung wurde auf die Analyse von 50 PA- Brustradiographien angewandt, um die Herzkonturen und auf das Herz und die Lungen bezogene Parameter zu erhalten. Die Ergeb­ nisse wurden von zwei Radiologen untersucht. Es wurde gefunden, daß die vorhergesagten Konturen mit den von den Radiologen abgeschätzten vergleichbar waren, und die Radiologen schlossen, daß diese Konturen für die Messung von auf die Herzgröße bezogenen Parametern benutzt werden können. Fig. 23 zeigt die Herzkontur in Polarkoordinaten hinsichtlich des radialen Abstandes.

Die Brustkorbränder wurden auch gut aufgefunden, außer in einigen Bildern, die wegen einer außergewöhnlich großen Lunge Teile der Brustkorbränder nicht enthielten. Die Herzkontur, die Lungenkon­ tur und andere auf Herz und Lungen bezogene Parameter (Fig. 24) werden auf dem CRT-Monitor angezeigt (Block 700, Fig. 9). Die angezeigten Parameter (Block 700) können alle die in Fig. 24 gezeigten Abmessungen einschließen, einschließlich des transver­ salen Herzdurchmessers, der Herzhöhe und der Herzdurchmesser in Längs- und Breitenrichtung, wie oben definiert, ebenso wie die aus dem Abstand zwischen der Durchschnittshöhe des Zwerchfells und dem Oberteil der Lungen bestimmte Thoraxhöhe, den als die Breite des Thorax an der höchsten Lage des Zwerchfells bestimmten transversalen Thoraxdurchmesser und das als das Verhältnis des transversalen Herzdurchmessers zum transversalen Thorax­ durchmesser bestimmte Herz-Thorax-Verhältnis (CTR).

Als nächstes wird ein alternatives Verfahren zur Bestimmung von Grenzpunkten auf einem projizierten Herz beschrieben. Diese Behandlung, die alternativ zu der oben in bezug auf Fig. 21 beschriebenen Methode ist, beruht auf einer Analyse von Rand­ gradienten, oder Steigungen, die in zwei aufeinander senkrecht stehenden Richtungen, nämlich der horizontalen und der vertikalen Richtung, in einem Brustbild erhalten werden. Der Vorteil dieses Verfahrens ist seine Genauigkeit beim Unterscheiden von Randpunk­ ten zwischen der Herzgrenze und dem Zwerchfellrand, wie als nächstes im Detail beschrieben.

Eine einzigartige Eigenschaft dieses alternativen Verfahrens wird in den Fig. 25 und 26 erläutert, wo zur Demonstration nur ein Teil der linken Lunge gezeigt ist. Eine Suche nach einem Randpunkt der Herzgrenze beginnt mit dem horizontalen Profil entlang TG in einem Bereich zwischen MDL und dem Brustkorbrand. (Die Brustkorbränder können, wie oben beschrieben, beim Bestimmen von auf die Lungengröße bezogenen Parametern ausgemacht werden.) Zuerst werden zwei Randgradienten in der horizontalen (x-) und der vertikalen (y-)Richtung aus Pixelwerten in einem schmalen horizontalen Bandbereich entlang TG bestimmt, zum Beispiel einem sich mit einer vertikalen Höhe von drei Pixeln von links nach rechts erstreckenden Band, wobei die erste Ableitung oder ein Randfilter wie ein Prewitt-Filter und ein Sobel-Filter (siehe A. Rosenfeld et al.; Digital Picture Processing, 2nd. Ed., Vol. 2, pp. 84-112, Academic Press, 1982) verwendet wird, und die beiden Randgradienten werden als Gx bzw. Gy bezeichnet. Der gesamte Randgradient G und die Orientierung (oder der Winkel) R des Randgradienten werden dann unter Verwendung der Gleichungen

R = arctan (Gy/Gx) (6)

berechnet. Der Randpunkt wird dann an einer Stelle auf einer Linie entlang TG bestimmt, die den Maximalwert für G liefert. In Fig. 25 ist dieser Randpunkt durch einen kleinen runden Punkt gekennzeichnet, und die Orientierung des maximalen Randgradienten an diesem Randpunkt ist durch einen kleinen Pfeil gezeigt, der eine Richtung für ansteigende Pixelwerte anzeigt und auch der Richtung entspricht, in der die maximale Steigung entlang TG auftritt. Die Richtung dieses Pfeiles ist allgemein senkrecht zu der Linie, die die Herzgrenze darstellt.

Ähnlich werden zusätzliche Randpunkte der Herzgrenze und Zwerchfellränder durch Erhalten der maximalen G-Werte auf horizontalen Profilen zwischen TG und BG bestimmt. Diese zusätzlichen Suchgänge werden nur in begrenzten horizontalen Bereichen durchgeführt (in Fig. 25 durch horizontale Balken gezeigt), da die Herzgrenze stetig ist und der Zwerchfellrand mit dem unteren Teil der Herzgrenze verbunden ist. Es ist wichtig, in Fig. 25 davon Kenntnis zu nehmen, daß sich die Richtung der Pfeile unterhalb des untersten Teils der Herzgrenze merklich - um etwa 90° - ändert. Dies ist der Fall, weil der Zwerchfellrand allgemein senkrecht zur Herzgrenze verläuft.

Um quantitativ die Effektivität dieses alternativen Verfahrens zu demonstrieren, sind in den Fig. 27 und 28 von einem Brustbild erhaltene Variationen der Randgradienten und ihrer Orientierung gezeigt. Der gesamte Randgradient G und Absolutwerte (oder Größen) von Gx und Gy sind entlang des Abstands in vertikaler Richtung in Fig. 27 aufgetragen. Im Bereich der Herzgrenze ist | Gx | näherungsweise gleich G und | Gy | ist im Vergleich sehr klein; dies entspricht dem Fall, daß die Herz­ grenze fast senkrecht zur x-Richtung verläuft. Im Bereich für den Zwerchfellrand wächst jedoch | Gy | beträchtlich und wird größer als | Gx |; dies entspricht dem Fall, daß die Richtung des Zwerchfellrandes ganz von der der Herzgrenze verschieden ist.

In Fig. 28 wird dieser Übergang von der Herzgrenze zum Zwerch­ fellrand durch einen merklichen Abfall in der Orientierung des maximalen Randgradienten angezeigt. Dieser Abfall kann in der Auftragung des Winkels gegen den vertikalen Abstand durch das Minimum oder die hohe Rate des Abfalls gefunden werden.

Daher wird dieses Minimum in der Orientierung des Randgradienten angewandt, um den untersten Randpunkt der Herzgrenze und auch den Startpunkt für eine genaue Suche nach den Zwerchfellrändern, die auf einer Analyse von vertikalen Profilen beruht, zu bestimmen. Wie in Fig. 26 gezeigt, wird diese Suche über einen festen Bereich auf jedem vertikalen Profil sowohl für die Seite rechts als auch die 03505 00070 552 001000280000000200012000285910339400040 0002003938699 00004 03386 Seite links vom Startpunkt durchgeführt. Die Randgradienten und ihre Orientierungen werden entlang vertikaler Profile auf dieselbe Weise berechnet, wie vorher für die horizontalen Profile beschrieben. Die die maximalen G-Werte liefernden Stellen in jedem vertikalen Profil werden dann durch eine Kurve in Form eines Polynoms dritten Grades verbunden, um den Zwerchfellrand zu erhalten.

Die Nützlichkeit des zwei Randgradienten anwendenden Verfahrens zur genauen Bestimmung der Herzgrenze und des Zwerchfellrandes wird weiter demonstriert, indem Gx und Gy auf kartesischen Koordinaten aufgetragen werden, wie in Fig. 29 gezeigt. Randgradientenwerte (runde Punkte), die aus einer Analyse von horizontalen Profilen für die Herzgrenze erhalten wurden, sind im unteren linken Bereich verteilt, d.h. nahe der negativen Gx- Achse. Sobald jedoch der Zwerchfellrand in den horizontalen Profilen unterhalb der tiefsten Punkte der Herzgrenze ein­ geschlossen wird, werden die Randgradienten (runde Punkte) nach oben zum oberen linken Bereich des Diagramms in Fig. 29 verschoben. Es ist jedoch festzustellen, daß diese Randgradienten (runde Punkte) im selben Bereich liegen, wie der, in dem sich andere aus vertikalen Profilen für den Zwerchfellrand erhaltene Randgradienten (mit x gekennzeichnet) befinden. Daher zeigt dieses Ergebnis an, daß diese beiden Gruppen von Randgradienten für die Herzgrenze und den Zwerchfellrand klar unterschieden werden, daß nämlich Punkte im unteren linken Bereich zur Herzgrenze gehören und daß Punkte im oberen linken Bereich zum Zwerchfellrand gehören, unabhängig von der Suchrichtung des Profils.

Zusammenfassend läßt sich zur erfindungsgemäßen alternativen Technik zum Bestimmen der Herzgrenzen sagen, daß Randpunkte auf der Herzgrenze und dem Zwerchfellrand genau bestimmt werden, indem zwei Randgradienten in zwei zueinander orthogonalen Richtungen (horizontal und vertikal) auf einer Brustradiographie erhalten werden und indem die Herzgrenze und der Zwerchfellrand aufgrund merklicher Änderungen in den Randgradienten und/oder der Orientierung des maximalen Randgradienten unterschieden werden, während nach den maximalen Gesamtrandgradienten entlang horizon­ taler und/oder vertikaler Profile auf dem Brustbild gesucht wird.

Offensichtlich sind im Licht der obigen Lehren zahlreiche Modifikationen und Änderungen der Erfindung möglich. Zum Beispiel kann eine manuelle Technik verwendet werden, um die rechten und linken Herzkonturpunkte zu bestimmen, an die erfindungsgemäß die Modellfunktion angepaßt werden soll. In solch einer Ausführungs­ form könnte das digitale Herzbild auf einem Berührungsschirm­ monitor (touch screen monitor) angezeigt werden, wobei der Radiologe relativ leicht verschiedene sichtbare Herzgrenz- und/oder Zwerchfellrandpunkte lediglich durch Berühren der entsprechenden Stellen auf den Berührungsschirmen identifizieren könnte. Alternativ könnte eine über eine Maus angetriebene Lichtmarke benutzt werden, um Herzgrenzpunkte von einem auf einem Monitor angezeigten radiographischen Bild auszuwählen. Dann könnten erfindungsgemäß das Modellanpassen und das Anwenden der Korrekturfunktionen, wie oben beschrieben, durchgeführt werden, um die Herzkontur zu vervollständigen.

Claims (53)

1. Verfahren zum Bestimmen einer Herzkontur eines Patienten aus einer Brustradiographie des Patienten, gekennzeichnet durch:
Erfassen mehrfacher rechter und linker Herzgrenzpunkte in der Herzkontur; und
Fitten einer vorherbestimmten Modellfunktion an die erfaßten Herzgrenzpunkte, um basierend auf der gefitteten Modell­ funktion eine vollständige Herzkontur zu gewinnen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch:
Verwenden einer verschiebungsvarianten sinusförmigen Funktion als vorherbestimmte Modellfunktion.

3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch:
Auswählen der durch die folgende Beziehung definierten verschiebungsvarianten sinusförmigen Funktion f ₁(R) f₁(R) = r₀ + r₁ cos {2 (R-Φ) - α g (R-Φ)}wobei r ₀ und r ₁ Koeffizienten entsprechend dem mittleren radialen Abstand vom Zentrum bzw. der maximalen Variation vom mittleren radialen Abstand sind, wenn die Herzkontur in einem Polarkoordinatensystem ausgedrückt ist und R der in dem Polarkoordinatensystem dargestellte Winkel ist, und α und Φ berechnete Koeffizienten sind, wobei die Koeffizienten r ₀, r ₁, Φ und a mittels eines Verfahrens der kleinsten Fehler­ quadrate bestimmt werden und wobei g( R) ein Phasenterm ist, der eine vorherbestimmte Funktion des Winkels R ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch:
Auswählen des Phasenterms g( R) aus der folgenden Gruppe, bestehend aus: g₁(R) = cos R,
g₂(R) = sin R,
g₃(R) = 1 - |R |/π,
g₄(R) = |R |/π,
g₅(R) = 1 - (R/π)² und
g₆(R) = (R/π)²

5. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch:
Verwenden einer durch Summierung einer begrenzten Zahl trigonometrischer Funktionen ausgedrückten Funktion als die Modellfunktion, was zu einer Teilsummierung einer Fourier- Reihe äquivalent ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch:
Auswählen einer Funktion f ₂(R), gegeben durch f₂(R) = r₀ + r₂ cos 2 (R-Φ₂) + r₃ cos 3 (R-Φ₃)als die Modellfunktion, wobei r ₀, r ₂, r ₃, Φ ₂ und Φ ₃ durch Fitten der Herzgrenzpunkte mittels des Verfahrens der kleinsten Fehlerquadrate bestimmte Konstanten sind.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zum Erfassen mehrfacher rechter und linker Herz­ grenzpunkte aufweist:
Bestimmen eines Herzrechtecks in der Brustradiographie, das Daten vom Herz, den Lungen und den Zwerchfellrändern einschließt;
Auswählen mehrfacher horizontaler Profile der Daten in dem Herzrechteck, Bestimmen der ersten Ableitung ausgewählter Teile jedes horizontalen Profils, Erfassen eines Maxi­ malwertes der ersten Ableitung in den ausgewählten Teilen jedes horizontalen Profils und Bestimmen, daß der Ort jedes Maximalwertes der ersten Ableitung ein möglicher Herzgrenz­ punkt ist;
Auswählen mehrfacher vertikaler Profile der Daten in dem Herzrechteck, Bestimmen der ersten Ableitung ausgewählter Teile jedes vertikalen Profils, Erfassen eines Maximalwertes der ersten Ableitung in den ausgewählten Teilen jedes vertikalen Profiles und Bestimmen des Ortes jedes aus den ausgewählten Teilen der vertikalen Profile erhaltenen Maximalwertes der ersten Ableitung als Zwerchfellrandpunkte; und
Bestimmen, ob irgendwelche der möglichen Herzgrenzpunkte mit den Zwerchfellpunkten überlappen, und in diesem Falle Zurückweisen derjenigen möglichen Herzgrenzpunkte, die mit den Zwerchfellrandpunkten überlappen, so daß sie nicht als Herzgrenzpunkte betrachtet werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch:
Auswählen mehrfacher möglicher Herzgrenzpunkte, die nicht von den Zwerchfellrandpunkten überlappt werden und die an die Zwerchfellrandpunkte angrenzen, als Herzgrenzpunkte;
Fitten der ausgewählten Herzgrenzpunkte an eine vorherbestimmte Modellfunktion in Form eines Kreises unter Verwendung eines Verfahrens der kleinsten Fehlerquadrate, um einen ersten an die ausgewählten Grenzpunkte gefitteten Kreis herzuleiten;
Auswählen zweiter und dritter Kreise, die zu dem ersten Kreis konzentrisch sind und einen um einen vorherbestimmten Betrag größeren bzw. kleineren Durchmesser haben als der Durchmesser des ersten Kreises;
Erfassen, welche der nicht überlappten möglichen Herz­ grenzpunkte sich in einem Bereich zwischen dem zweiten und dem dritten Kreis befinden; und
Auswählen derjenigen nicht überlappten möglichen Herz­ grenzpunkte, die als in dem Bereich zwischen dem zweiten und dem dritten Kreis befindlich erfaßt wurden, als Herzgrenz­ punkte.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zum Erfassen mehrfacher rechter und linker Herz­ grenzpunkte aufweist:
Erhalten von Randgradienten (G _hx, G_hy) in zwei orthogonalen Richtungen aus Pixelwerten, die sich in mehrfachen schmalen horizontalen Bändern von Pixeln in der Brustradiographie befinden; und
Auswählen von Herzgrenzpunkten basierend auf den erhaltenen Randgradienten.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zum Auswählen von Herzgrenzpunkten aufweist:
Bestimmen einer Herzmittellinie (MDL), die den Herzbereich der Brustradiographie in rechte und linke Teile unterteilt; Bestimmen eines Gesamtrandgradienten G _h und eines Orien­ tierungswinkels R _h für den Randgradienten, basierend auf den erhaltenen Randgradienten (G _hx , G _hy ), wobei für zumindest ausgewählte Teile jedes schmalen horizontalen Bandes von Pixeln;
Auswählen des Punktes in jedem schmalen horizontalen Band von Pixeln, bei dem G _h maximal ist, als mögliche Herzgrenz­ punkte auf entgegengesetzten Seiten der Herzmittellinie (MDL);
Auswählen des Punktes der möglichen Herzgrenzpunkte aus den im vorhergehenden Schritt ausgewählten möglichen Herzgrenz­ punkten, der ein Minimum im Orientierungswinkel R _h zeigt, als tiefsten Herzgrenzpunkt; und
Zurückweisen derjenigen möglichen Herzgrenzpunkte, die sich unterhalb des tiefsten Grenzpunktes erstrecken, so daß sie nicht als Herzgrenzpunkte aufgefaßt werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch:
Erfassen von Zwerchfellrandpunkten, einschließlich der folgenden Schritte,
Erhalten von Randgradienten (G _vx , G _vy ) in zwei orthogonalen Richtungen aus Pixelwerten, die sich in mehrfachen schmalen vertikalen Bändern von Pixeln in der Brustradiographie befinden, und
Auswählen von Zwerchfellrandpunkten, basierend auf den im vorhergehenden Schritt erhaltenen Randgradienten.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zum Auswählen von Zwerchfellrandpunkten aufweist:
Bestimmen eines Gesamtrandgradienten (G _v ), basierend auf den Randgradienten (G _vx, G_vy), wobei für zumindest ausgewählte Teile jedes schmalen vertikalen Bandes von Pixeln;
Auswählen desjenigen Punktes in jedem schmalen vertikalen Band von Pixeln, bei dem G _v maximal ist, als einen voraus­ sichtlichen Zwerchfellrandpunkt; und
Verbinden der voraussichtlichen Zwerchfellrandpunkte mit einer Kurve in Form eines Polynoms dritten Grades, welche einen Zwerchfellrand definiert.

13. Verfahren nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch:
Auswählen mehrfacher aus denjenigen möglichen Herzgrenz­ punkten, die benachbart zu den Zwerchfellrandpunkten sind, als Herzgrenzpunkte;
Fitten der ausgewählten Herzgrenzpunkte an eine vorherbestimmte Modellfunktion in Form eines Kreises unter Verwendung eines Verfahrens der kleinsten Fehlerquadrate, um einen ersten an die ausgewählten Grenzpunkte angefitteten Kreis zu gewinnen;
Auswählen zweiter und dritter Kreise, die zu dem ersten Kreis konzentrisch sind und einen um einen vorher bestimmten Betrag größeren bzw. kleineren Durchmesser haben, als der Durchmes­ ser des ersten Kreises ist;
Erfassen, welche der möglichen Herzgrenzpunkte sich in einem Bereich zwischen dem zweiten und dem dritten Kreis befinden; und
Auswählen derjenigen möglichen Herzgrenzpunkte, die als im Bereich zwischen dem zweiten und dem dritten Kreis liegend erfaßt wurden, als Herzgrenzpunkte.

14. Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch:
Messen der Größe der an die Herzgrenzpunkte angefitteten Herzkontur; und
Bestimmen, ob die im vorhergehenden Schritt gemessene Größe größer ist als ein vorherbestimmter Wert, und, falls dies der Fall ist, Reduzieren des vertikalen Abstandes vom Schwerpunkt der von der Herzkontur umgebenen Fläche zu zumindest einem Teil des Teils der Herzkontur unterhalb des Schwerpunkts um einen vorherbestimmten Korrekturfaktor.

15. Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch:
Vorhersagen durch lineare Extrapolation aus den beiden höchsten Grenzpunkten auf einer ausgewählten Seite der Herzkontur, wo ein nächster vorhergesagter Herzgrenzpunkt sein würde;
Bestimmen, ob der erste zurückgewiesene mögliche Herz­ grenzpunkt außerhalb des zweiten Kreises und benachbart zur ausgewählten Seite der Herzkontur innerhalb eines vorherbe­ stimmten Abstandes zu dem nächsten vorhergesagten Herzgrenz­ punkt liegt, und, falls dies der Fall ist, Definieren des ersten zurückgewiesenen möglichen Herzgrenzpunktes als einen Herzgrenzpunkt; und
Wiederholen des Schritts zum Fitten der Modellfunktion, so daß die Modellfunktion an die erfaßten Herzgrenzpunkte einschließlich des zuvor zuerst zurückgewiesenen Grenzpunktes angefittet wird.

16. Verfahren nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch:
Vorhersagen durch lineare Extrapolation von den beiden höchsten Grenzpunkten auf einer ausgewählten Seite der Herzkontur, wo ein nächster vorhergesagter Herzgrenzpunkt sein würde;
Bestimmen, ob der erste zurückgewiesene mögliche Herzgrenzpunkt außerhalb des zweiten Kreises und benachbart zu der ausgewählten Seite der Herzkontur innerhalb eines vorherbestimmten Abstandes zu dem nächsten vorhergesagten Herzgrenzpunkt liegt, und, falls dies der Fall ist, Definie­ ren des ersten zurückgewiesenen möglichen Herzgrenzpunktes als einen Herzgrenzpunkt; und
Wiederholen des Schrittes zum Fitten der Modellfunktion, so daß die Modellfunktion an die erfaßten Herzgrenzpunkte einschließlich des zuvor zuerst zurückgewiesenen Grenzpunktes angefittet wird.

17. Verfahren nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch:
Messen der Größe der an die Herzgrenzpunkte angefitteten Herzkontur; und
Bestimmen, ob die im vorhergehenden Schritt gemessene Größe größer ist als ein vorherbestimmter Wert, und, falls dies der Fall ist, Reduzieren des vertikalen Abstands vom Schwerpunkt der von der Herzkontur umgebenen Fläche zu wenigstens einem Teil des Teils der Herzkontur unterhalb des Schwerpunkts um einen vorherbestimmten Korrekturfaktor.

18. Verfahren nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch:
Vorhersagen durch lineare Extrapolation von den beiden höchsten Grenzpunkten auf einer ausgewählten Seite der Herzkontur, wo ein nächster vorhergesagter Herzgrenzpunkt sein würde;
Bestimmen, ob der erste zurückgewiesene mögliche Herz­ grenzpunkt außerhalb des zweiten Kreises und benachbart zur ausgewählten Seite der Herzkontur innerhalb eines vorherbe­ stimmten Abstands zu dem nächsten vorhergesagten Herzgrenz­ punkt ist, und, falls dies der Fall ist, Definieren des ersten zurückgewiesenen möglichen Herzgrenzpunktes als einen Herzgrenzpunkt; und
Wiederholen des Schritts zum Fitten der Modellfunktion, so daß die Modellfunktion an die erfaßten Herzgrenzpunkte einschließlich des zuvor zuerst zurückgewiesenen Herz­ grenzpunktes gefittet wird.

19. Verfahren nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch:
Vorhersagen durch lineare Extrapolation von den beiden höchsten Grenzpunkten auf einer ausgewählten Seite der Herzkontur, wo ein nächster vorhergesagter Herzgrenzpunkt sein würde;
Bestimmen, ob der erste zurückgewiesene mögliche Herz­ grenzpunkt außerhalb des zweiten Kreises und benachbart zur ausgewählten Seite der Herzkontur innerhalb eines vorherbe­ stimmten Abstandes zu dem nächsten vorhergesagten Herz­ grenzpunkt ist, und, falls dies der Fall ist, Definieren des ersten zurückgewiesenen möglichen Herzgrenzpunktes als einen Herzgrenzpunkt; und
Wiederholen des Schritts zum Fitten der Modellfunktion, so daß die Modellfunktion an die erfaßten Herzgrenzpunkte einschließlich des vorher zuerst zurückgewiesenen Herz­ grenzpunkts gefittet wird.

20. Verfahren nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch:
Verwenden einer verschiebungsvarianten sinusförmigen Funktion als vorherbestimmte Modellfunktion.

21. Verfahren nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch:
Auswählen der durch die folgende Beziehung definierten verschiebungsvarianten sinusförmigen Funktion f ₁(R) f₁(R) = r₀ + r₁ cos {2 (R-Φ) - α g (R-Φ)}wobei r ₀ und r ₁ Koeffizienten entsprechend dem mittleren radialen Abstand vom Zentrum bzw. der maximalen Variation vom mittleren radialen Abstand sind, wenn die Herzkontur in einem Polarkoordinatensystem ausgedrückt wird und R der in dem Polarkoordinatensystem dargestellte Winkel ist, und α und Φ berechnete Koeffizienten sind, wobei die Koeffizienten r ₀, r ₁, Φ und α mittels eines Verfahrens der kleinsten Fehler­ quadrate bestimmt werden, und wobei g( R) ein Phasenterm ist, der eine voherbestimmte Funktion des Winkels R ist.

22. Verfahren nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch:
Verwenden einer verschiebungsvarianten sinusförmigen Funktion als vorher bestimmte Modellfunktion.

23. Verfahren nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch:
Auswählen der durch die folgende Beziehung definierten verschiebungsvarianten sinusförmigen Funktion f ₁(R) f₁(R) = r₀ + r₁ cos {2 (R-Φ) - α g (R-Φ)}wobei r ₀ und r ₁ Koeffizienten entsprechend dem mittleren radialen Abstand vom Zentrum bzw. der maxialen Variation vom mittleren radialen Abstand sind, wenn die Herzkontur in einem Polarkoordinatensystem ausgedrückt wird und R der in dem Polarkoordinatensystem dargestellte Winkel ist, und α und Φ berechnete Koeffizienten sind, wobei die Koeffizienten r ₀, r ₁, Φ und α mittels eines Verfahrens der kleinsten Fehler­ quadrate bestimmt werden, und wobei g(R) ein Phasenterm ist, der eine vorherbestimmte Funktion des Winkels R ist.

24. Verfahren nach Anspruch 1, weiter gekennzeichnet durch:
Anzeigen der einem aus der Brustradiographie gewonnenen Brustbild überlagerten fertiggestellten Herzkontur.

25. Verfahren nach Anspruch 1, weiter gekennzeichnet durch:
Herleiten zumindest eines vorherbestimmten Herz-Dimen­ sionsparameters aus der fertiggestellten Herzkontur;
Herleiten zumindest eines auf eine Abmessung der Lungen bezogenen vorherbestimmten Thorax-Dimensionsparameters aus der Brustradiographie; und
Bestimmen eines Verhältnisses des zumindest einen vorherbe­ stimmten Herz-Dimensionsparameters relativ zu dem zumindest einen vorherbestimmten Thorax-Dimensionsparameter.

26. Verfahren nach Anspruch 24, weiter gekennzeichnet durch:
Herleiten zumindest eines vorherbestimmten Herz-Dimen­ sionsparameters aus der fertiggestellten Herzkontur;
Herleiten zumindest eines auf eine Abmessung der Lungen bezogenen vorherbestimmten Thorax-Dimensionsparameters aus der Brustradiographie; und
Bestimmen eines Verhältnisses des zumindest einen vorherbe­ stimmten Herz-Dimensionsparameters relativ zu dem zumindest einen vorherbestimmten Thorax-Dimensionsparameter.

27. Verfahren nach Anspruch 26, gekennzeichnet durch:
Anzeigen zumindest einer der folgenden Größen: des zumindest einen vorherbestimmten Herz-Dimensionsparameters, des zumindest einen vorherbestimmten Thorax-Dimensionsparameters und des Verhältnisses des zumindest einen vorherbestimmten Herz-Dimensionsparameters relativ zu dem zumindest einen vorherbestimmten Thorax-Dimensionsparameter.

28. System zum Bestimmen einer Herzkontur eines Patienten aus einer Brustradiographie des Patienten, gekennzeichnet durch:
Einrichtungen zum Erzeugen digitaler Daten entsprechend der Brustradiographie;
Einrichtungen zum Verarbeiten der digitalen Daten, um mehrfache rechte und linke Herzgrenzpunkte in der Herzkontur zu erfassen; und
Einrichtungen zum Fitten einer vorherbestimmten Modell­ funktion an die erfaßten Herzgrenzpunkte, um basierend auf der angefitteten Modellfunktion eine vollständige Herzkontur zu gewinnen.

29. System nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Fitten eine verschiebungsvariante sinus­ förmige Funktion an die erfaßten Herzgrenzpunkte anfitten.

30. System nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiebungsvariante sinusförmige Funktion f ₁(R) durch folgende Beziehung definiert ist: f₁(R) = r₀ + r₁ cos {2 (R-Φ) - α g (R-Φ)}wobei r ₀ und r ₁ Koeffizienten entsprechend dem mittleren radialen Abstand vom Zentrum bzw. der maximalen Variation vom mittleren radialen Abstand sind, wenn die Herzkontur in einem Polarkoordinatensystem ausgedrückt ist und R der in dem Polarkoordinatensystem dargestellte Winkel ist, und α und Φ berechnete Koeffizienten sind, wobei die Koeffizienten r ₀, r ₁, Φ und α mittels eines Verfahrens der kleinsten Fehlerqua­ drate bestimmt sind und wobei g( R) ein Phasenterm ist, der eine vorherbestimmte Funktion des Winkels R ist.

31. System nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenterm g( R) der verschiebungsvarianten sinusförmigen Funktion aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus: g₁(R) = cos R,
g₂(R) = sin R,
g₃(R) = 1 - |R |/π,
g₄(R) = |R |/π,
g₅(R) = 1 - (R/π)² und
g₆(R) = (R/π)²

32. System nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Fitten an die erfaßten Herzgrenzpunkte eine durch die Summierung einer begrenzten Zahl von trigo­ nometrischen Funktionen ausgedrückte Funktion anfitten, was äquivalent zu einer Teilsummierung einer Fourier-Reihe ist.

33. System nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Modellfunktion eine Funktion f ₂(R) ist, gegeben durch f₂(R) = r₀ + r₂ cos 2 (R-Φ₂) + r₃ cos 3 (R-Φ₃)wobei r ₀, r ₂, r ₃, Φ ₂ und Φ ₃ durch Fitten der Herzgrenzpunkte mittels des Verfahrens der kleinsten Fehlerquadrate bestimmte Konstanten sind.

34. System nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Erfassen mehrfacher rechter und linker Herzrandpunkte aufweisen:
Einrichtungen zum Bestimmen eines Herzrechtecks, das Daten vom Herz, den Lungen und den Zwerchfellrändern einschließt, aus den digitalen Daten;
Einrichtungen zum Auswählen mehrfacher horizontaler Profile der Daten in dem Herzrechteck, zum Bestimmen der ersten Ableitung ausgewählter Teile jedes horizontalen Profils, zum Erfassen eines Maximalwerts der ersten Ableitung in den ausgewählten Teilen jedes horizontalen Profils und zum Bestimmen, daß der Ort jedes Maximalwerts der ersten Ablei­ tung ein möglicher Herzgrenzpunkt ist;
Einrichtungen zum Auswählen mehrfacher vertikaler Profile der Daten in dem Herzrechteck, zum Bestimmen der ersten Ableitung ausgewählter Teile jedes vertikalen Profils, zum Erfassen eines Maximalwerts der ersten Ableitung in den ausgewählten Teilen jedes vertikalen Profils und zum Bestimmen des aus den ausgewählten Teilen der vertikalen Profile erhaltenen Orts jedes Maximalwerts der ersten Ableitung als Zwerchfellrandpunkte; und
Einrichtungen zum Bestimmen, ob irgendwelche der möglichen Herzgrenzpunkte mit den Zwerchfellpunkten überlappen, und, falls dies der Fall ist, Zurückweisen derjenigen möglichen Herzgrenzpunkte, die mit den Zwerchfellrandpunkten über­ lappen, so daß sie nicht als Herzgrenzpunkte aufgefaßt werden.

35. System nach Anspruch 34, gekennzeichnet durch:
Einrichtungen zum Auswählen mehrfacher aus denjenigen möglichen Herzgrenzpunkten, die nicht von den Zwerchfell­ randpunkten überlappt werden und die benachbart zu den Zwerchfellrandpunkten sind, als Herzgrenzpunkte;
Einrichtungen zum Fitten der ausgewählten Herzgrenzpunkte an eine vorherbestimmte Modellfunktion in Form eines Kreises unter Verwendung eines Verfahrens der kleinsten Fehler­ quadrate, um einen an die ausgewählten Grenzpunkte gefitteten ersten Kreis zu gewinnen;
Einrichtungen zum Auswählen eines zweiten und eines dritten Kreises, die mit dem ersten Kreis konzentrisch sind und einen um einen vorherbestimmten Betrag größeren bzw. kleineren Durchmesser haben, als der Durchmesser des ersten Kreises ist;
Einrichtungen zum Erfassen, welche der nicht überlappten möglichen Herzgrenzpunkte sich in einem Bereich zwischen dem zweiten und dem dritten Kreis befinden; und
Einrichtungen zum Auswählen derjenigen nicht überlappten möglichen Herzgrenzpunkte, die als in dem Bereich zwischen dem zweiten und dem dritten Kreis liegend erfaßt sind, als Herzgrenzpunkte.

36. System nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Erfassen mehrfacher rechter und linker Herzgrenzpunkte aufweisen:
Einrichtungen zum Erhalten von Randgradienten (G _hx, G_hy) in zwei orthogonalen Richtungen aus Pixelwerten, die sich in der Brustradiographie in mehrfachen schmalen horizontalen Bändern von Pixeln befinden; und
Einrichtungen zum Auswählen von Herzgrenzpunkten, basierend auf den erhaltenen Randgradienten.

37. System nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Auswählen von Herzgrenzpunkten aufweisen:
Einrichtungen zum Bestimmen einer den Herzbereich der Brustradiographie in rechte und linke Teile teilenden Herzmittellinie (MDL);
Einrichtungen zum Bestimmen eines Gesamtrandgradienten G _h und eines Orientierungswinkels R _h für den Randgradienten, basierend auf den erhaltenen Randgradienten (G _hx, G_hy), wobei für zumindest ausgewählte Teile jedes schmalen horizontalen Bandes von Pixeln;
Einrichtungen zum Auswählen des Punktes in jedem schmalen horizontalen Band von Pixeln, bei dem G _h maximal ist, als mögliche Herzgrenzpunkte auf entgegengesetzten Seiten der Herzmittellinie MDL;
Einrichtungen um Auswählen desjenigen Punktes der möglichen Herzgrenzpunkte, der ein Minimum im Orientierungswinkel R _h zeigt, als einen tiefsten Herzgrenzpunkt; und
Einrichtungen zum Zurückweisen derjenigen möglichen Herz­ grenzpunkte, die sich unterhalb des tiefsten Grenzpunktes befinden, so daß sie nicht als Herzgrenzpunkte aufgefaßt werden.

8. System nach Anspruch 37, gekennzeichnet durch:
Einrichtungen zum Erfassen von Zwerchfellrandpunkten, einschließlich;
Einrichtungen zum Erhalten von Randgradienten (G _vx, G_vy) in zwei orthogonalen Richtungen aus Pixelwerten, die sich in mehrfachen schmalen vertikalen Bändern von Pixeln in der Brustradiographie befinden; und
Einrichtungen zum Auswählen von Zwerchfellrandpunkten, basierend auf den im vorhergehenden Schritt erhaltenen Randgradienten.

39. System nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Auswählen von Zwerchfellrandpunkten aufweisen:
Einrichtungen zum Bestimmen eines Gesamtrandgradienten (G _v ) , basierend auf den Randgradienten (G _vx, G_vy), wobei für zumindest ausgewählte Teile jedes schmalen vertikalen Bandes von Pixeln;
Einrichtungen zum Auswählen desjenigen Punktes in jedem schmalen vertikalen Band von Pixeln, in dem G _v maximal ist, als einen voraussichtlichen Zwerchfellrandpunkt; und
Einrichtungen zum Verbinden der voraussichtlichen Zwerch­ fellrandpunkte mit einer Kurve in Form eines Polynoms dritten Grades, was einen Zwerchfellrand definiert.

40. System nach Anspruch 39, gekennzeichnet durch:
Einrichtungen zum Auswählen mehrfacher aus denjenigen möglichen Herzgrenzpunkten, die benachbart zu den Zwerch­ fellrandpunkten sind, als Herzgrenzpunkte;
Einrichtungen zum Fitten der ausgewählten Herzgrenzpunkte an eine vorherbestimmte Modellfunktion in Form eines Kreises unter Verwendung eines Verfahrens der kleinsten Fehler­ quadrate, um einen an die ausgewählten Grenzpunkte gefitteten ersten Kreis zu gewinnen;
Einrichtungen zum Auswählen eines zweiten und eines dritten Kreises, die zu dem ersten Kreis konzentrisch sind und einen um einen vorherbestimmten Betrag größeren bzw. kleineren Durchmesser haben, als der Durchmesser des ersten Kreises ist;
Einrichtungen zum Erfassen, welche der möglichen Herz­ grenzpunkte sich in einem Bereich zwischen dem zweiten und dem dritten Kreis befinden; und
Einrichtungen zum Auswählen derjenigen möglichen Herz­ grenzpunkte, die als in dem Bereich zwischen dem zweiten und dem dritten Kreis liegend erfaßt sind, als Herzgrenzpunkte.

41. System nach Anspruch 35, gekennzeichnet durch:
Einrichtungen zum Messen der Größe der an die Herzgrenzpunkte angefitteten Herzkontur; und
Einrichtungen zum Bestimmen, ob die gemessene Herzgröße größer ist als ein vorherbestimmter Wert, und, falls dies der Fall ist, Reduzieren des vertikalen Abstands vom Schwerpunkt der von der Herzkontur umgebenen Fläche zu zumindest einem Teil des Teils der Herzkontur unterhalb des Schwerpunkts um einen vorherbestimmten Korrekturfaktor.

42. System nach Anspruch 35, gekennzeichnet durch:
Einrichtungen zum Vorhersagen durch lineare Extrapolation aus den beiden höchsten Grenzpunkten auf einer ausgewählten Seite der Herzkontur, wo ein nächster vorhergesagter Herzgrenzpunkt sein würde;
Einrichtungen zum Bestimmen, ob der erste zurückgewiesene mögliche Herzgrenzpunkt außerhalb des zweiten Kreises und benachbart zu der ausgewählten Seite der Herzkontur inner­ halb eines vorherbestimmten Abstandes zu dem nächsten vorher­ gesagten Herzgrenzpunkt ist, und, falls dies der Fall ist, Definieren des ersten zurückgewiesenen möglichen Herz­ grenzpunktes als einen Herzgrenzpunkt; und
Einrichtungen zum Wiederholen des Anfittens der Modell­ funktion, so daß die Modellfunktion an die erfaßten Herz­ grenzpunkte einschließlich des zuvor zuerst zurückgewiesenen Grenzpunktes gefittet wird.

43. System nach Anspruch 41, gekennzeichnet durch:
Einrichtungen zum Vorhersagen durch lineare Extrapolation aus den beiden höchsten Grenzpunkten auf einer ausgewählten Seite der Herzkontur, wo ein nächster vorhergesagter Herzgrenzpunkt sein würde;
Einrichtungen zum Bestimmen, ob der erste zurückgewiesene mögliche Herzgrenzpunkt außerhalb des zweiten Kreises und benachbart zur ausgewählten Seite der Herzkontur innerhalb eines vorherbestimmten Abstands zu dem nächsten vorhergesag­ ten Herzgrenzpunkt ist, und, falls dies der Fall ist, Definieren des ersten zurückgewiesenen möglichen Herz­ grenzpunktes als einen Herzgrenzpunkt; und
Einrichtungen zum Wiederholen des Anfittens der Modell­ funktion, so daß die Modellfunktion an die erfaßten Herzgrenzpunkte einschließlich des zuvor zuerst zurück­ gewiesenen Grenzpunktes angefittet wird.

44. System nach Anspruch 40, gekennzeichnet durch:
Einrichtungen zum Messen der Größe der an die Herzgrenzpunkte gefitteten Herzkontur; und
Einrichtungen zum Bestimmen, ob die im vorhergehenden Schritt gemessene Größe größer als ein vorherbestimmter Wert ist, und, falls dies der Fall ist, Reduzieren des vertikalen Abstands vom Schwerpunkt der von der Herzkontur umgebenen Fläche zu zumindest einem Teil des Teils der Herzkontur unterhalb des Schwerpunkt um einen vorherbestimmten Korrek­ turfaktor.

45. System nach Anspruch 40, gekennzeichnet durch:
Einrichtungen zum Vorhersagen durch lineare Extrapolation aus den beiden höchsten Grenzpunkten auf einer ausgewählten Seite der Herzkontur, wo ein nächster vorhergesagter Herzgrenzpunkt sein würde;
Einrichtungen zum Bestimmen, ob der erste zurückgewiesene mögliche Herzgrenzpunkt außerhalb des zweiten Kreises und benachbart zur ausgewählten Seite der Herzkontur innerhalb eines vorherbestimmten Abstandes zu dem nächsten vorhergesag­ ten Herzgrenzpunkt ist, und, falls dies der Fall ist, Definieren des ersten zurückgewiesenen möglichen Herz­ grenzpunktes als einen Herzgrenzpunkt; und
Einrichtungen zum Wiederholen des Anfittens der Modell­ funktion, so daß die Modellfunktion an die erfaßten Herz­ grenzpunkte einschließlich des zuvor zuerst zurückgewiesenen Grenzpunktes gefittet wird.

46. System nach Anspruch 44, gekennzeichnet durch:
Einrichtungen zum Vorhersagen durch lineare Extrapolation aus den beiden höchsten Grenzpunkten auf einer ausgewählten Seite der Herzkontur, wo ein nächster vorhergesagter Herzgrenzpunkt sein würde;
Einrichtungen zum Bestimmen, ob der erste zurückgewiesene mögliche Herzgrenzpunkt außerhalb des zweiten Kreises und benachbart zur ausgewählten Seite der Herzkontur innerhalb eines vorherbestimmten Abstandes zu dem nächsten vorhergesag­ ten Herzgrenzpunkt ist, und, falls dies der Fall ist, Definieren des ersten zurückgewiesenen möglichen Herz­ grenzpunktes als einen Herzgrenzpunkt; und
Einrichtungen zum Wiederholen des Anfittens der Modell­ funktion, so daß die Modellfunktion an die ermittelten Herzgrenzpunkte einschließlich des zuvor zuerst zurück­ gewiesenen Grenzpunktes gefittet wird.

47. System nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß eine verschiebungsvariante sinusförmige Funktion als die vor­ herbestimmte Modellfunktion verwendet wird.

48. System nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß eine verschiebungsvariante sinusförmige Funktion als die vorher­ bestimmte Modellfunktion verwendet wird.

49. System nach Anspruch 28, weiter gekennzeichnet durch:
Einrichtungen zum Anzeigen der einem aus der Brustradio­ graphie gewonnenen Brustbild überlagerten fertiggestellten Herzkontur.

50. System nach Anspruch 28, weiter gekennzeichnet durch:
Einrichtungen zum Herleiten zumindest eines vorherbestimmten Herz-Dimensionsparameters aus der fertiggestellten Herzkon­ tur;
Einrichtungen zum Herleiten zumindest eines auf eine Abmessung der Lungen bezogenen vorherbestimmten Thorax- Dimensionsparameters aus den digitalen Daten; und
Einrichtungen zum Bestimmen eines Verhältnisses des zumindest einen vorherbestimmten Herz-Dimensionsparameters, bezogen auf den zumindest einen vorherbestimmten Thorax-Dimensionspara­ meter.

51. System nach Anspruch 49, weiter gekennzeichnet durch:
Einrichtungen zum Herleiten zumindest eines vorherbestimmten Herz-Dimensionsparameters aus der fertiggestellten Herzkon­ tur;
Einrichtungen zum Herleiten zumindest eines auf eine Abmessung der Lungen bezogenen vorherbestimmten Thorax- Dimensionsparameters aus der Brustradiographie; und
Einrichtungen zum Bestimmen eines Verhältnisses des zumin­ dest einen vorherbestimmten Herzdimensionsparameters, bezogen auf den zumindest einen vorherbestimmten Thorax-Dimen­ sionsparameter.

52. System nach Anspruch 51, gekennzeichnet durch:
Einrichtungen zum Anzeigen zumindest einer der folgenden Größen: des zumindest einen vorherbestimmten Herz-Dimen­ sionsparameters, des zumindest einen vorherbestimmten Thorax- Dimensionsparameters und des Verhältnisses des zumindest einen vorherbestimmten Herz-Dimensionsparameters, bezogen auf den zumindest einen vorherbestimmten Thorax-Dimen­ sionsparameter.

53. System zum Bestimmen einer Herzkontur eines Patienten aus einer Brustradiographie des Patienten, gekennzeichnet durch:
Einrichtungen zum Anzeigen eines aus der Brustradiographie gewonnenen Bildes;
Einrichtungen zum Auswählen mehrfacher rechter und linker Herzgrenzpunkte in der Herzkontur aus dem angezeigten Bild; und
Einrichtungen zum Fitten einer vorherbestimmten Modell­ funktion an die ausgewählten Herzgrenzpunkte, um basierend auf der angefitteten Modellfunktion eine vollständige Herzkontur zu erlangen.