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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Positionieren einer Lagervorrichtung einer Magnetresonanzapparatur,
insbesondere zum Positionieren einer Lagervorrichtung einer Magnetresonanzapparatur
in Kombination mit einer oder mehreren Lokalspulen der Magnetresonanzapparatur.
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Im
Rahmen einer bildgebenden Untersuchung mit Hilfe einer Magnetresonanzapparatur
ist zunächst
das zu untersuchende Objekt, zum Beispiel ein Patient, in Bezug
auf ein Messzentrum der Magnetresonanzapparatur zu positionieren.
Um unnötige und
kostspielige Fehlmessungen zu vermeiden, ist eine möglichst
genaue Positionierung wünschenswert.
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Bei
herkömmlichen
Magnetresonanzapparaturen befindet sich der Patient auf einer Patientenliege,
welche mit Hilfe einer Antriebsvorrichtung, die von einer Steuervorrichtung
der Magnetresonanzapparatur angesteuert wird, innerhalb der Magnetresonanzapparatur
positioniert werden kann. Mit Hilfe eines Lichtmarkers, der an der
Magnetresonanzapparatur in einem vorbestimmten Abstand von dem Magnetzentrum
der Magnetresonanzapparatur entfernt ortsfest angeordnet ist, wird
die zu untersuchende Stelle des Patienten der Steuervorrichtung
der Magnetresonanzapparatur mitgeteilt, indem eine Bedienperson
die Patientenliege mit dem darauf befindlichen Patienten manuell
derart positioniert, dass der zu untersuchende Bereich des Patienten
von dem Lichtmarker markiert wird. Sobald diese manuelle Positionierung
abgeschlossen ist, wird dies dem System beispielsweise über einen
Tastendruck mitgeteilt und der Patient wird mit Hilfe der Steuervorrichtung und
dem Antrieb der Patientenliege automatisch in der Magnetresonanzapparatur
derart positioniert, dass der zu untersuchende Bereich sich in dem
Magnetzentrum befindet.
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Häufig werden
zur genaueren Untersuchung bestimmter Abschnitte des Patienten so
genannte Lokal- oder Oberflächenspulen
verwendet. Dies können
beispielsweise spezielle Spulen für den Kopf, das Genick oder
das Rückgrat
sein. Diese Spulen werden an der Patientenliege befestigt und der
Patient wird auf der Patientenliege derart positioniert, dass die
zu untersuchenden Bereiche des Patienten zu den Spulen ausgerichtet
sind. Danach erfolgt wiederum eine Positionierung der Patientenliege
mit Hilfe des Lichtmarkers in Bezug auf das Magnetzentrum der Magnetresonanzapparatur.
Dazu weisen die Gehäuse
der Lokal- oder Oberflächenspulen
Kennzeichnungen auf, welche durch manuell gesteuertes Bewegen der
Patientenliege von einer Bedienperson zu dem Lichtmarker ausgerichtet
werden.
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Dieses
manuell gesteuerte Ausrichten mit Hilfe des Lichtmarkers kostet
eine nicht unerhebliche Menge an Zeit. Dadurch wird zum einen der
Patientendurchsatz der Magnetresonanzapparatur verringert und zum
anderen der Arbeitsaufwand für
die Bedienperson erhöht.
Beides führt
zu nicht unerheblichen Kosten im Betrieb der Magnetresonanzapparatur.
Außerdem
führt diese
nicht unerhebliche Positionierzeit zu Problemen bei bildgebenden
Verfahren, die besonders schnell durchgeführt werden müssen, beispielsweise
bei Positronenemissionstomographieverfahren (PET) bei denen die
Strahlung der dem Patienten zugeführten Substanzen rasch nachlässt und
somit die Bildgebungsergebnisse mit fortschreitender Zeit zunehmend
schlechter werden. Außerdem
sollte sich bei PET-Verfahren die Bedienperson so kurz wie möglich in
der Nähe
des Patienten aufhalten, um eine möglichst geringe Strahlendosis von
dem Patienten zu empfangen.
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Daher
ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine
Vorrichtung bereitzustellen, um eine Positionierung der Patientenliegenposition
einer Magnetresonanzapparatur automatisch und ohne manuelles Ansteuern
der Patientenliegensteuerung durch eine Bedienperson zu bestimmen. Dabei sollte
das Verfahren kostengünstig
sein und auch in bestehenden Apparaturen leicht nachzurüsten sein.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Verfahren gemäß Anspruch
1 und einer Magnetresonanzanlage mit einer Vorrichtung zur Positionierung
einer Lagervorrichtung einer Magnetresonanzapparatur gemäß Anspruch
7 gelöst.
Die abhängigen
Ansprüche
definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
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Im
Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Positionieren
einer Lagervorrichtung einer Magnetresonanzapparatur bereitgestellt. Die
Magnetresonanzapparatur umfasst eine Spulenvorrichtung zum Erzeugen
eines magnetischen Wechselfeldes zur Kernresonanzanregung und/oder zum
Empfangen des vom Kernmoment ausgehenden Feldes, eine Lagervorrichtung
zum Lagern eines zu untersuchenden Objekts, wie zum Beispiel eines Patienten,
eine Antriebseinheit zum Bewegen der Lagervorrichtung und eine Steuervorrichtung
zum Ansteuern der Antriebseinheit und der Spulenvorrichtung. Die
Lagervorrichtung weist an einer vorbestimmten Position eine Halterung
zum Aufnehmen der Spulenvorrichtung auf. Das Verfahren umfasst folgende
Schritte: Zunächst
wird die Spulenvorrichtung in einer vorbestimmten Halterung der
Lagervorrichtung angeordnet. Dann wird eine Kommunikationsverbindung
zwischen der Spulenvorrichtung und der Steuervorrichtung hergestellt, über die
eine Spuleninformation von der Spulenvorrichtung zu der Steuervorrichtung übertragen
wird. Die Spuleninformation umfasst den Typ der Spulenvorrichtung,
wie zum Beispiel, dass es sich um eine Nackenspulenvorrichtung,
Kopfspulenvorrichtung, Brustspulenvorrichtung oder Rückgratspulenvorrichtung
handelt. Danach bestimmt die Steuervorrichtung nur aufgrund dieser
Spuleninformation eine Position der Spulenvorrichtung in der Magnetresonanzapparatur
und steuert die Antriebseinheit derart an, dass die Lagervorrichtung
innerhalb der Magnetresonanzapparatur gemäß dieser vorbestimmten Position
positioniert wird.
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Indem
die vorbestimmte Position der Halterung zum Aufnehmen der Spulenvorrichtung
verwendet wird, um die Lagervorrichtung in der Magnetresonanzapparatur
zu positionieren, ist kein manuelles Ansteuern der Lagervorrichtung
durch eine Bedienperson zum Ausrichten mit beispielsweise einem Lichtmarker
erforderlich. Dadurch können
Zeit und Kosten für
das manuelle Positionieren der Lagervorrichtung eingespart werden
und zusätzlich
die Zeit zwischen einem Positionieren eines Patienten auf der Lagervorrichtung
und dem bildgebenden Vorgang in der Magnetresonanzapparatur verkürzt werden,
wodurch insbesondere bei PET-Verfahren bessere Untersuchungsergebnisse
erzielt werden können.
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Darüber hinaus
kann bei einer Behandlung mittels HIFU (Hochintensivem fokussiertem
Ultraschall) in Verbindung mit einer Magnetresonanzapparatur eine
Fehlbedienung weitestgehend ausgeschlossen werden, indem eine spezielle
Spule mit HIFU-Funktionalität verwendet
wird, die ebenfalls an einer festen Tischposition angeordnet wird.
Aufgrund der automatischen Positionierung und aufgrund der Spuleninformation
ist eine Fehlpositionierung und somit fehlerhaft angewendeten HIFU-Behandlung ausgeschlossen.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform weist
die Lagervorrichtung mehrere Halterungen zum Aufnehmen mehrerer
Spulenvorrichtungen auf. Zum Bestimmen der Position der Spulenvorrichtungen
in der Magnetresonanzapparatur wird zusätzlich eine Priorisierungsinformation
verwendet. Diese Priorisierungsinformation gibt in Abhängigkeit
von der Kombination der mehreren Spulenvorrichtungen eine Position
der Spulenvorrichtungen in der Magnetresonanzapparatur für eine Magnetresonanzmessung vor.
Dadurch ist es möglich,
mehrere in dem System gesteckte Spulen zu verwenden, wobei aufgrund
der Priorisierung eine Spulenvorrichtung zum Bestimmen der Position
der Lagervorrichtung in der Magnetresonanzapparatur verwendet wird.
Vorteilhafterweise umfasst die Spuleninformation die Priorisierungsinformation,
so dass die Steuervorrichtung die Priori sierungsinformation durch
Auslesen der Spuleninformation erhalten kann.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist die Priorisierungsinformation von einem Benutzer
der Magnetresonanzapparatur einstellbar. Dadurch ist es möglich, jede
Magnetresonanzapparatur gemäß den Wünschen und
Belangen der Benutzer individuell mit einer Priorisierungsinformation zu
versehen.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erfolgt das Bestimmen einer Position
der Lagervorrichtung bezogen auf die Magnetresonanzapparatur zusätzlich aufgrund
der Lichtmarkerpositionierung der Magnetresonanzapparatur. Durch
diese zusätzliche
Möglichkeit
der Positionierung mit Hilfe der Lichtmarkerpositionierung ist es möglich, bewusst
von der Positionierung, welche durch die Spulenvorrichtungen vorgegeben
ist, abzuweichen, oder Spulenvorrichtungen, welche keine Spuleninformation
bereitstellen, zu verwenden, oder die Magnetresonanzapparatur ohne
zusätzliche
Spulenvorrichtungen, sondern nur mit einer in der Magnetresonanzapparatur
fest eingebauten Spule zu betreiben.
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die
Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsformen erläutert.
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1 ist
eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Magnetresonanzapparatur mit
einer Vorrichtung zur Positionierung einer Lagervorrichtung der
Magnetresonanzapparatur.
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2 zeigt
eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Lagervorrichtung
für die
in 1 gezeigte Magnetresonanzapparatur.
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1 zeigt
eine schematische Darstellung einer beispielhaften Magnetresonanzapparatur 1. Schirmspulen 13 und
Feldspulen 12 der Magnetresonanzapparatur 1 erzeugen
ein zeitkonstantes Magnetfeld zur Polarisierung der Atomkerne im
zu untersuchenden Objekt 4. Die Feldspule 12 und
die Schirmspule 13 umgeben einen zylinderförmigen Hohlraum
in welchen das zu untersuchende Objekt 4 für eine Magnetresonanzmessung
einzuführen
ist. Eine zylinderförmige
Gradientenspule 14 ist konzentrisch in diesen Hohlraum
eingesetzt und besitzt drei Teilwicklungen, die ein dem jeweils
eingeprägten Strom
proportionales, räumlich
jeweils zueinander senkrechtes Gradientenfeld erzeugen. Innerhalb
der Gradientenspule 14 befindet sich die Hochfrequenzspule 15,
welche die Aufgabe hat, die von einem Leistungssender abgegebenen
HF-Impulse in ein magnetisches Wechselfeld zur Anregung der Atomkerne
umzusetzen und anschließend
das von dem präzidierenden
Kernmoment ausgehende Wechselfeld in eine dem Empfangszweig zugeführte Spannung
zu wandeln. Je nach dem zu untersuchenden Bereich des Objekts 4 werden
alternativ spezielle regional empfindliche Lokalspulen 2 zum
Signalempfang eingesetzt. Die Lagervorrichtung 3, welche
von einer Antriebseinheit 8 angetrieben wird, dient dazu, das
zu untersuchende Objekt 4, beispielsweise einen Patienten,
in den zylindrischen Hohlraum, welcher von den Feldspulen 12 und
den Schirmspulen 13 definiert wird, einzufahren. Die Ansteuerung
der Gradientenspule 14, der Hochfrequenzspule 15,
der Lokalspule 2 und der Antriebseinheit 8 der
Lagervorrichtung 3 erfolgt durch eine Steuervorrichtung 9,
welche, wie in 1 dargestellt, mit diesen Komponenten elektrisch
verbunden ist. In näherungsweise
einer Längsmitte
in axialer Richtung des zylindrischen Hohlraums, welcher durch die
Feldspulen 12 und Schirmspulen 13 definiert wird,
befindet sich das Messzentrum 16 der Magnetresonanzapparatur. Eine
möglichst
genaue Positionierung des zu untersuchenden Objekts 4 und
der Lokalspule 2 innerhalb des Messzentrums 16 ist
von entscheidender Wichtigkeit für
die Qualität
des Messergebnisses.
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Diese
Positionierung kann auf zweierlei Arten erfolgen. Zum einen ist
eine Positionierung mit Hilfe eines Lichtmarkers 10 möglich. Bei
dieser Art der Positionierung wird die Lagervor richtung 3 mit dem
darauf angeordneten zu untersuchenden Objekt 4 und einer
Lokalspule 2 von einer Bedienperson derart über eine
Bedienvorrichtung der Steuervorrichtung 9 angesteuert,
dass der zu untersuchende Bereich zu einem Lichtstrahl 17 des
Lichtmarkers 10 möglichst
genau ausgerichtet wird. Nach dieser manuellen Ausrichtung durch
die Bedienperson wird der Abschluss der Ausrichtung der Steuervorrichtung 9 über ein
weiteres Bedienmittel mitgeteilt. Der Lichtmarker 10 strahlt
einen Ausrichtungslichtstrahl 17 senkrecht zu der Längsachse
des zylindrischen Hohlraums, welcher durch die Feldspulen 12 und Schirmspulen 13 definiert
wird, aus. Da der Lichtmarker 10 ortsfest mit der Magnetresonanzapparatur 1 verbunden
ist, ist ein fester Abstand zwischen dem Markierungsstrahl 17 des
Lichtmarkers 10 und dem Messzentrum 16 vorgegeben.
Dieser Abstand ist der Steuervorrichtung 9 bekannt und
somit kann das zu untersuchende Objekt 4 zusammen mit der
Lokalspule 2 und der Lagervorrichtung 3, angetrieben durch
die Antriebseinheit 8, von der Steuervorrichtung 9 genau
in dem Messzentrum 16 positioniert werden.
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Alternativ
ist eine Positionierung über
die Art der verwendeten Lokalspulen 2 wie folgt möglich. Neben
der eigentlichen Feldspule umfasst eine Lokalspule 2, welche
im Folgenden auch Spulenvorrichtung 2 genannt werden wird,
eine Spuleninformation, welche beispielsweise die Art der Spule,
d.h. ob es sich um eine Kopfspule, Nackenspule, Rückgratspule
usw. handelt, umfasst. Ferner umfasst die Spulenvorrichtung Mittel,
welche geeignet sind, diese Spuleninformation zu der Steuervorrichtung 9 zu übertragen,
sobald die Spulenvorrichtung 2 mit der Steuervorrichtung 9 verbunden
wird. Ferner weist die Spulenvorrichtung 2 ein Gehäuse auf,
welches in geeignete Halterungen 5–7 zum Aufnehmen der
Spulenvorrichtung der Lagervorrichtung 3 eingesetzt werden
kann, wie in 2 dargestellt. Indem die Halterungen 5–7 der
Lagervorrichtung 3 derartig ausgestaltet sind, dass nur
bestimmte Arten von Spulenvorrichtungen 2 in die jeweiligen
Haltevorrichtungen 5–7 eingesetzt
werden können,
ist eine Positionierung der Spulenvorrichtungen 2 in Bezug
auf die Lagervorrichtung 3 vorgegeben.
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Bezug
nehmend auf 2 sind beispielsweise die Halterungen 5 zur
Aufnahme einer Kopfspule, die Halterungen 6 zur Aufnahme
einer Nackenspule und die Halterung 7 zur Aufnahme einer
Rückgratspule
ausgestaltet.
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Wird
eine Spulenvorrichtung 2 in eine der Halterungen 5–7 passend
eingesetzt und elektrisch mit der Steuervorrichtung 9 verbunden,
ist die Steuervorrichtung 9 mit Hilfe einer Detektoreinheit 11 zum Auslesen
der Spuleninformation aus der Spulenvorrichtung 2 und zum
Erkennen der Art der Spulenvorrichtung 2 in der Lage, die
Lagervorrichtung 3 derart zu dem Messzentrum 16 auszurichten,
dass die entsprechende Spulenvorrichtung 2 optimal für eine Messung
zu dem Messzentrum 16 ausgerichtet ist. Somit kann der
Vorgang des manuellen Ausrichtens der Lagervorrichtung 3 relativ
zu dem Lichtmarker entfallen und somit Zeit und Arbeitskraft eingespart werden.
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Für den Fall,
dass mehrere Spulenvorrichtungen 2 gleichzeitig an der
Lagervorrichtung 3 angebracht werden und diese mehreren
Spulenvorrichtungen gleichzeitig mit der Steuervorrichtung 9 in Verbindung
stehen, umfasst die Spuleninformation ferner eine Priorisierungsinformation,
aus welcher die Steuervorrichtung 9 diejenige Spulenvorrichtung 2 ermitteln
kann, welche für
die Positionierung der Lagervorrichtung 3 maßgeblich
ist.
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Für den Fall,
dass die Lagervorrichtung zur Aufnahme einer Kopfspule, einer Nackenspule
und einer Rückgratspule
geeignet ist, ist beispielweise eine Priorisierung derart möglich, dass
die Nackenspule die höchste
Priorität
bekommt, die Kopfspule die zweihöchste
Priorität
bekommt und die Rückgratspule
die niedrigste Priorität
bekommt. Demzufolge würde
bei Vorhandensein aller drei Spulenvorrichtungen 2 die
Lagervorrichtung 3 bezüglich
der Nackenspule optimal positioniert werden. Bei Vorhandensein von
nur der Rückgratspule
und der Kopfspule würde
hingegen die Lagervorrichtung 3 optimal bezüglich der
Kopfspule positioniert werden.
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Darüber hinaus
ist eine programmierbare Priorisierung möglich, indem die Priorität beispielsweise
als ein Zahlenwert als Teil der Spuleninformation in der Spulenvorrichtung
gespeichert wird, und dieser Zahlenwert von einem Benutzer der Magnetresonanzapparatur
einstellbar ist. Je höher
der Zahlenwert, umso höher
ist die Priorität
der Spulenvorrichtung. Dadurch ist es möglich, in Abhängigkeit von
dem Hauptanwendungsgebiet der Magnetresonanzanlage in der jeweiligen
Installation eine unterschiedliche, gemäß den Wünschen des Benutzers ausgestaltete,
Prioritätenreihenfolge
festzulegen. Falls mehrere Spulenvorrichtung 2, die gleichzeitig
in der Lagervorrichtung 3 eingesetzt sind und mit der Steuervorrichtung 4 in
Verbindung stehen, die gleiche höchste
Priorität
aufweisen, wird beispielsweise die Lagervorrichtung bezüglich der
Spulenvorrichtung 2 optimal positioniert, welche dem Messzentrum 16 bei
herausgefahrener Lagervorrichtung am nächsten ist. Dies kann die Steuervorrichtung 9 anhand
von vorher einprogrammiertem Vorwissen über die Art der Spulenvorrichtung 2 und
ihrer allgemeinen Position auf der Lagervorrichtung 3 ermitteln.
Bei dem in 1 gezeigten Beispiel wäre beispielsweise eine
Kopfspule bei vollständig
herausgefahrener Lagervorrichtung näher zu dem Messzentrum 16 als eine
Nackenspule, welche wiederum näher
als eine Rückgratspule
zu dem Messzentrum 16 wäre.
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Obwohl
die Magnetresonanzapparatur 1 mit einem wie zuvor beschriebenen
Mechanismus zum Positionieren der Lagervorrichtung 3 anhand
der verwendeten Spulenvorrichtung 2 ausgestaltet ist, ist eine
Verwendung des weiter vorne beschriebenen Verfahrens zur Positionierung
der Lagervorrichtung 3 mit Hilfe des Lichtmarkers 10 trotzdem
jederzeit möglich,
um gegebenenfalls eine von der für
die verwendete Spulenvorrichtung 2 optimale Positionierung
abzuweichen.
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Neben
der vereinfachten und somit verkürzten
Positionierung des zu untersuchenden Objekts 4 in der Magnetresonanzapparatur 1 und
der damit verkürzten
Lagerungszeit des Patienten auf der Lagervorrichtung und dem damit
verbundenen höheren Patientendurchsatz,
bietet diese Art der Positionierung insbesondere bei einer Untersuchung
in Kombination mit einer Positronenemissionstomographie weitere
Vorteile. Da die dem Patienten verabreichte strahlende Substanz
rasch an Strahlungsintensität verliert,
ist eine möglichst
kurze Vorbereitungszeit, welche die Positionierung des Patienten
in dem Messzentrum beinhaltet, wünschenswert,
was durch das zuvor dargelegte Verfahren erreicht werden kann. Ferner
ist es wünschenswert,
dass sich das Bedienpersonal der Magnetresonanzapparatur im Falle
einer kombinierten Messung mit einer Positronenemissionstomographie
nur möglichst
kurz in der Nähe
des Patienten aufhält,
um eine möglichst
geringe Strahlendosis von dem Patienten zu empfangen. Indem das
zuvor dargestellte Positionierungsverfahren ohne manuelle Ausrichtung
mit Hilfe eines Lichtmarkers 10 den Patienten 4 bei
Verwendung von Spulenvorrichtungen 2 optimal in dem Messzentrum 16 positioniert,
kann eine Strahlenbelastung für
das Bedienpersonal reduziert werden.