DE102007035569A1 - Anordnung zur Bestimmung und/oder Einstellung der Patientenposition in Therapie- und/oder Diagnosegeräten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Bestimmung und/oder Einstellung der Patientenposition in Therapie- und/oder Diagnosegeräten, insbesondere Magnetresonanz-Tomographen. Die Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zur optimalen Bestimmung und/oder Einstellung der Patientenposition in Therapie- und/oder Diagnosegeräten, insbesondere Magnetresonanz-Tomographen, bereitzustellen, welche die Nachteile des Standes der Technik vermeidet und aufwandgering realisierbar ist, wird dadurch gelöst, dass die Anordnung aus einem Objektträger (2), der über oder unter ein Therapie- und/oder Diagnosegerät (1) bewegbar ist bzw. in ein Therapie- und/oder Diagnosegerät (1) hinein- und herausbewegbar ist, einem Antriebssystem (3), welches den Objektträger (2) bewegt, einem Positions-Messsystem (4), welches die Position des Objektträgers (2) relativ zum Therapie- und/oder Diagnosegerät (1) detektiert, und einem Steuersystem (5) zur Steuerung des Antriebssystems (3) besteht, wobei das Positions-Messsystem (4) aus einer optischen Abtasteinheit (42) und optisch detektierbaren Marken (41) besteht und das Positions-Messsystem (4) informationsleitend mit Steuersystem (5) in Verbindung steht.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Bestimmung und/oder Einstellung der Patientenposition in Therapie- und/oder Diagnosegeräten, insbesondere Magnetresonanz-Tomographen.
• Für ophthalmologische Operationen offenbart US 6,280,436 eine zusätzliche intraoperative Nachstellmöglichkeit des Patientenauges über eine angekoppelte zusätzliche Positionierung der Liege.
• Die Schrift WO 00/59402 offenbart eine Vorrichtung für die refraktive Chirurgie, bei der die OP-Liege mit einem bildverarbeitenden System gekoppelt ist, die den Patienten nach Eingabe der patientenspezifischen Behandlungsdaten automatisch in die richtige Position fährt, wobei der Arzt über ein System mit Display, dass die Daten der aktuellen Kopf- und Augenposition des Patienten und die erforderlichen Behandlungsdaten anzeigt, eine Möglichkeit zur Vorgabe der Verschiebung der zu behandelnden Augen hat.
• Aus DE 10 2005 004 642 A1 ist eine Anordnung zur vollständigen automatischen Patienten- und Augenpositionierung für die ophthalmologische Diagnose und/oder Therapie bestehend aus einer mobilen, navigationsgestützten Patiententransporteinheit mit einem Antriebssystem und einem Steuersystem, wobei das Antriebssystem durch das Steuersystem geregelt wird, zumindest einem Navigationsleitweg, mindestens einem, mit dem Steuersystem in Verbindung stehenden Eyetracking-System und zumindest einem Sensor zur Erfassung von Hindernissen, der mit dem Steuersystem in Verbindung steht, wobei die Patiententransporteinheit in x-y-z-Richtung vorgebbar im Raum positionierbar ist. Die Navigationsleitwege können dabei bspw. durch im Fußboden eingebrachte Leitungen oder Marken ausgebildet sein.
• Die Nachteile der bisher bekannten medizintechnischen Mess- und/oder Positioniersysteme bestehen in folgendem:
  Bei den bekannten Seilzugebern ist nachteilig, dass das Bauvolumen dieser groß ist, sie bei Magnetresonanz-Tomographen aufwändig HF-dicht zu kapseln sind und das Seil schwingfähig ist (längenabhängige Frequenz). Hinzu kommen die hohen Kosten für die komplizierte, aufwendige Realisierung in Therapie- oder Diagnosegeräten.
• Bei dem bekannten Laserwegmesssystem ist nachteilig, dass Sender/Empfänger-Einheit der Antriebsbaugruppe in einer Ebene liegen müssen, dass eine hohe Anforderung an die mechanische Ausrichtung der Antriebsbaugruppe besteht und dass sie eine freie Sicht erfordert. Bei dem Einsatz in Therapie- oder Diagnosegeräten kommt hinzu, dass Probleme bzgl. Augenschutzes der Patienten besteht und eine Realisierung aufwendig und kompliziert ist.
• Bei dem bekannten Reibrad mit rotatorischem Geber ist nachteilig, dass ein Schlupf bei der Bewegungsübertragung auftreten kann, hohe Anforderungen an die mechanischen Ablaufgenauigkeiten bestehen und bspw. bei Magnetresonanz-Tomographen eine zusätzliche HF-dichte Box mit weiterer optischer Signalübertragung in die Antriebsbaugruppe erforderlich ist.
• Bei der bekannten Bildauswertung über Kamerasysteme besteht der Nachteil, dass eine große Rechenleistung erforderlich ist und eine Zeitverzögerung zwischen Positionserfassung und Positionsausgabe besteht. Darüber hinaus ist mittels dieser technischen Lösung nur eine schlechte antriebstechnische Regelung möglich.
• Bei der Bestimmung der Patientenposition in Therapie- und Diagnosegeräten führt die Anwendung der Bildauswertung über Kamerasysteme zu enormen Kosten und bei der Verwendung bei bspw. Magnetresonanz-Tomographen zu einem stark eingeschränkten Kamerasichtfeld im Röhrensystem.
• Ein gespanntes Maßband mit Ausbrüchen, die über einen Gabelkoppler ausgelesen werden haben den Nachteil, dass das Maßband schwingfähig ist (längenabhängige Frequenz) und bei Magnetresonanz-Tomographen in eine HF-dichte Kammer geführt werden muss, was zu einem komplizierten mechanischen Aufbau und einer kritischen Justage führt. Die Messeinheit sowie Antriebsbaugruppe müssen in einer Ebene liegen und erfordern eine freie Sicht, was insbesondere bei dem Einsatz in Therapie- oder Diagnosegeräten nachteilig ist.
• Bei einem möglichen Einsatz eines Positionsgebers direkt an einer Antriebswelle besteht der Nachteil, dass dieser über Losen, Elastizitäten, Reibung und Federn mit der Messebene gekoppelt sind, was zu einer ungenauen Positionierung führt.
• Die Messung mit magnetischen Messsystemen bzw. HF-Transpondern ist insbesondere bei Magnetresonanz-Tomographen umgebungsbedingt ausgeschlossen.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine Anordnung zur optimalen Bestimmung und/oder Einstellung der Patientenposition in Therapie- und/oder Diagnosegeräten, insbesondere Magnetresonanz-Tomographen, bereit zu stellen, welche die zuvor stehend genannten Nachteile des Standes der Technik vermeidet und aufwandgering realisierbar ist.
• Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen werden in den nachgeordneten Ansprüchen angegeben.
• Die erfindungsgemäße Anordnung umfasst einen Objektträger (bspw. Liegentisch), der über oder unter ein Therapie- und/oder Diagnosegerät bewegbar ist bzw. in ein Therapie- und/oder Diagnosegerät hinein und heraus bewegbar ist, ein Antriebssystem, welches den Objektträger bewegt, ein Steuersystem, ein Positions-Messsystem, welches die Position des Objektträgers relativ zum Therapie- und/oder Diagnosegerät detektiert, wobei das Positions-Messsystem aus einer optischen Abtasteinheit und optisch detektierbaren Marken besteht.
• Die Marken sind dabei gegenüber dem Objektträger optisch hervorgehoben, bspw. durch Striche, Punkte oder andere geometrische Körper, welche an, auf oder in dem Objektträger angebracht sind.
• Besonders vorteilhaft sind gleich große Abstände dieser Marken, wobei diese aber auch gemäß einer mathematischen Regelung vorgegeben sein können.
• Das Antriebssystem, bspw. ein Elektromotor, bewegt den Objektträger, bspw. ein Liegentisch, und ist über das Steuersystem bzgl. verschiedener Patienten und verschiedener Untersuchungs- und/oder Therapie-Positionen in den Bewegungsabläufen mittels des Positions-Messsystems, das mit der Empfangselektronik des Steuersystems Informations-leitend in Verbindung steht, steuerbar und ggf. vorprogrammierbar.
• Dabei erfolgt die Positionserfassung mittels des Positions-Messsystems und wird dadurch überwacht, dass ein Messstreifen an dem Objektträger angebracht bzw. in diesen eingebracht ist und die Marken dieses Messstreifens optisch ausgelesen werden.
• Das optische Auslesen der Marken des Positions-Messsystems kann durch Auflicht verschiedenster Wellenlängen (zur optischen Anregung) erfolgen.
• Im Rahmen der Erfindung liegt auch, dass die Marken des Positions-Messsystems durch durchgehende Ausnehmungen in dem Objektträger ausgebildet sind, so dass an Stelle des Auflichts ein Durchlicht verschiedenster Wellenlängen (zur optischen Anregung) generierbar ist, vermittels dessen das optische Auslesen der Marken erfolgt.
• Da insbesondere in Magnetresonanz-Tomographen keine direkte elektrische Auswertung aufgrund der bestehenden Umgebungsbedingungen eines Sensor möglich ist, können die optischen Positionssignale der Marken des Messstreifens besonders vorteilhaft über Lichtleiter (optische Abtasteinheit kombiniert mit der Funktion einer Lichtquelle) zur Empfangselektronik des Steuersystems übertragen werden.
• Durch die Lichtleiter wird ein Hilfslicht zur optischen Anregung der optischen Abtasteinheit des Positions-Messsystems zur Verfügung gestellt. Das über den Lichtleiter rückgeführte Messsignal wird anschließend nach der optisch/elektrischen Wandlung vermittels der Empfangselektronik aufbereitet und weiterverarbeitet.
• Im Rahmen der Erfindung liegt dabei auch die Erhöhung der Auflösung durch Interpolation.
• Vorteilhaft ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung zur optimalen Bestimmung/Einstellung der Patientenposition in Therapie- und/oder Diagnosegeräten, dass mess- und definierbare Verfahrwege durch das Antriebssystem an dem Objektträger (Positioniergenauigkeit ca. +/– 0,1 mm und höher) realisiert werden und damit hochpräzise Positionsmessungen/und -vorgaben insbesondere in Magnetresonanz-Tomographen möglich sind.
• Dabei ist die erfindungsgemäße Anordnung aufwandgering realisierbar.
• Die Erfindung soll nachfolgend an Hand der 1, die eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung zeigt, erläutert werden, ohne auf diese beschränkt zu werden.
• Wie aus 1 ersichtlich, besteht die erfindungsgemäße Anordnung aus einem Objektträger (2), der über oder unter ein Therapie- und/oder Diagnosegerät (1) bewegbar ist bzw. in ein Therapie- und/oder Diagnosegerät (1) hinein- und heraus bewegbar ist, einem Antriebssystem (3), welches den Objektträger (2) bewegt, einem Positions-Messsystem (4), welches die Position des Objektträgers (2) relativ zum Therapie- und/oder Diagnosegerät (1) detektiert, und einem Steuersystem (5) zur Steuerung des Antriebssystems (3), wobei das Positions-Messsystem (4) aus einer optischen Abtasteinheit (42) und optisch detektierbaren Marken (41) besteht und das Positions-Messsystem (4) Informations-leitend mit Steuersystem (5) in Verbindung steht.
• Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

1

Therapie- und/oder Diagnosegerät

2

Objektträger

3

Antriebssystem

4

Positions-Messsystem

41

detektierbare Marken

42

optische Abtasteinheit

5

Steuersystem

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• - US 6280436 [0002]
• - WO 00/59402 [0003]
• - DE 102005004642 A1 [0004]

Claims (9)

1. Anordnung zur Bestimmung und/oder Einstellung der Patientenposition in Therapie- und/oder Diagnosegeräten (1) umfassend – einen Objektträger (2), der über oder unter ein Therapie- und/oder Diagnosegerät (1) bewegbar ist bzw. in ein Therapie- und/oder Diagnosegerät (1) hinein- und heraus bewegbar ist, – ein Antriebssystem (3), welches den Objektträger (2) bewegt, – ein Positions-Messsystem (4), welches die Position des Objektträgers (2) relativ zum Therapie- und/oder Diagnosegerät (1) detektiert, und – ein Steuersystem (5) zur Steuerung des Antriebssystems (3), wobei das Positions-Messsystem (4) aus einer optischen Abtasteinheit (42) sowie optisch detektierbaren Marken (41) besteht und Informations-leitend mit dem Steuersystem (5) in Verbindung steht.
2. Anordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Objektträger (3) eine Liege ist.
3. Anordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Marken (41) gegenüber dem Objektträger optisch hervorgehoben sind.
4. Anordnung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Marken (41) Striche oder Punkte sind.
5. Anordnung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Marken (41) einen Messstreifen ausbilden.
6. Anordnung gemäß einem oder mehrerer der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Marken (41) an, auf oder in dem Objektträger (2) angebracht sind.
7. Anordnung gemäß Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände dieser Marken gleich groß sind.
8. Anordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Marken (41) durchgehende Ausnehmungen in dem Objektträger (2) sind.
9. Anordnung gemäß einem oder mehrerer der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtasteinheit (42) ein Lichtleiter ist.