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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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Die
DE 10 2005 061 209 A1 offenbart ein Verfahren zur Planung und Durchführung einer Magnetresonanzuntersuchung, bei dem mindestens eine Spuleneinheit am Patienten angeordnet wird und mindestens zwei Bereiche untersucht werden. Die Spuleneinheit umfasst ein Eingabefeld und eventuell eine optische spulenspezifische Markierung. Eventuell kann eine derartige Spuleneinheit nur an einem festen Ort an der Patientenliege befestigt werden, so dass die spulenspezifische Markierung nur die Spuleneinheit selbst identifizierbar machen muss, da allein durch die Spulenart die Lage eines Empfangsprofils der Spule bezüglich der Patientenliege bekannt ist. Im automatisch ablaufenden Verfahren wird aufgrund von Aktivierungen mindestens eines Eingabefelds die Spuleneinheit und die damit zu untersuchenden Bereiche des Patienten zum Beispiel ins Isozentrum des Magnetresonanzgeräts gefahren.
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Die
US 5,551,430 offenbart eine RF-Spulenidentifikations- und Testschnittstelle für NMR-Systeme. Ein beweglicher Patientenhalteabschnitt einer Patientenliege weist einen Sockel zum Aufnehmen eines passenden Steckers an einer Lokalspule auf. Die Patientenliege führt wahlweise die Lokalspule und einen gehaltenen Patienten in eine Öffnung eines Tieftemperaturmagnetsystems ein. Die Lokalspule weist einen Widerstand auf, dessen Größe die Spule identifiziert. Einige der Lokalspulen sind durch flexible Kabel mit der Patientenhaltefläche verbunden und andere sind in einer ortsfesten Position mit der Patientenhaltefläche verbunden. Für diejenigen Lokalspulen, welche eine ortsfeste Position an der Haltefläche aufweisen, ruft ein EPROM eine Identifikation des Isozentrums der Lokalspule ab.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, 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 4 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 mehrere Spulenvorrichtungen 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 Spulenvorrichtungen. Die Lagervorrichtung weist an mehreren vorbestimmten Positionen Halterungen zum Aufnehmen der Spulenvorrichtungen auf. Die Halterungen sind derart ausgestaltet, dass jeweils nur eine bestimmte Art von Spulenvorrichtung in eine Halterung einsetzbar ist. Das Verfahren umfasst folgende Schritte: Zunächst werden die Spulenvorrichtungen in vorbestimmten Halterungen der Lagervorrichtung angeordnet. Dann werden Kommunikationsverbindungen zwischen den Spulenvorrichtungen und der Steuervorrichtung hergestellt, über die Spuleninformationen von den Spulenvorrichtungen zu der Steuervorrichtung übertragen werden. Die Spuleninformation umfasst den Typ der Spulenvorrichtung, wie zum Beispiel, dass es sich um eine Nackenspulenvorrichtung, Kopfspulenvorrichtung, Brustspulenvorrichtung oder Rückgratspulenvorrichtung handelt, und eine Priorisierungsinformation der Spulenvorrichtung. Danach bestimmt die Steuervorrichtung nur aufgrund dieser Spuleninformation, der vorbestimmten Positionen der Halterungen und einer Position der Lagervorrichtung zu einem Messzentrum der Magnetresonanzapparatur Positionen der Spulenvorrichtungen in der Magnetresonanzapparatur und steuert die Antriebseinheit derart an, dass die Lagervorrichtung innerhalb der Magnetresonanzapparatur gemäß dieser vorbestimmten Position derart positioniert wird, dass die Spulenvorrichtung mit der höchsten Priorisierungsinformation optimal für eine Messung zu dem Messzentrum ausgerichtet wird.
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Indem die vorbestimmten Positionen der Halterungen zum Aufnehmen der Spulenvorrichtung verwendet werden, 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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Die 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. Da die Spuleninformation die Priorisierungsinformation umfasst, erhält die Steuervorrichtung die Priorisierungsinformation durch Auslesen der Spuleninformation.
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Gemäß einer 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 Ausführungsform 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 Lagervorrichtung 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. 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.
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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 Spulenvorrichtungen 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.
