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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines medizinischen Gerätes einer Einrichtung, insbesondere zur möglichst bewegungsartefaktfreien Erzeugung von Bildern von einem durch die Herzaktivität und/oder die Atmung eines Patienten bewegten Gewebe des Patienten und/oder zur Strahlentherapie eines durch die Herzaktivität und/oder die Atmung eines Patienten bewegten Gewebes des Patienten. Die Erfindung betrifft außerdem die Einrichtung mit dem medizinischen Gerät und mit einer Recheneinrichtung zur Ausführung des Verfahrens sowie einen Datenträger, der ein das Verfahren umsetzendes Rechenprogramm aufweist.
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Bei der Untersuchung eines Gewebes eines Patienten mit einem bildgebenden Gerät, z.B. mit einem Röntgencomputertomographiegerät wird eine Vielzahl von 2D-Röntgenprojektionen aus unterschiedlichen Projektionsrichtungen von dem Gewebe zumeist unter Vorschub des Gewebes bzw. des Patienten relativ zum Röntgenaufnahmesystem des Röntgencomputertomographen aufgenommen. Ziel der Untersuchung ist die Erzeugung qualitativ hochwertiger und aussagekräftiger Bilder von dem Gewebe basierend auf den 2D-Röntgenprojektionen, welche Bilder häufig die Grundlage für eine medizinische Diagnose bilden.
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Wird ein Gewebe im Bereich des Torsos des Patienten untersucht, sollte bei der Erzeugung von Bildern von dem Gewebe auch die durch die Herzaktivität oder die Atmung des Patienten hervorgerufene Bewegung des Gewebes berücksichtigt werden, um hochwertige Bilder von dem Gewebe erhalten zu können, die frei von Bewegungsartefakten sind.
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So ist man beispielsweise bei der Bildgebung vom Herzen selbst als dem zu untersuchenden Gewebe stets bestrebt bei der Rekonstruktion von Schichtbildern und 3D-Bildern, welche auf Basis der aufgenommenen 2D-Röntgenprojektionen vom Herzen erfolgt, nur solche 2D-Röntgenprojektionen zu verwenden, welche in der Herzphase des Herzzyklus des Patienten aufgenommen wurden, in der das Herz praktisch keine Bewegung vollzogen hat, um die erwähnten Bewegungsartefakte in den rekonstruierten Schichtbildern und 3D-Bildern vom Herzen zu vermeiden. Zur Ermittlung des Herzzyklus des Herzens des Patienten ist es dabei üblich ein Elektrokardiogramm (EKG) vom Herzen des Patienten aufzuzeichnen.
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Für die Erzeugung von Schichtbildern und 3D-Bildern vom Herzen werden in der Regel über mehrere Herzzyklen hinweg 2D-Röntgenprojektionen vom Herzen unter paralleler Aufzeichnung des Elektrokardiogramms aufgenommen und basierend auf dem Elektrokardiogramm nachher nur die für die Rekonstruktion geeigneten 2D-Röntgenprojektionen ausgewählt, weshalb man auch von einem retrospektiven Verfahren spricht.
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Bei einem alternativen Vorgehen werden ebenfalls über mehrere Herzzyklen 2D-Röntgenprojektionen vom Herzen gewonnen, allerdings basierend auf einem parallel aufgezeichneten Elektrokardiogramm nur dann, wenn sich das Herz in einer Herzphase befindet, zu der es praktisch keine Bewegung vollzieht. Dieses Vorgehen hat den Vorteil, dass der Patient einer geringeren Dosis an Röntgenstrahlung ausgesetzt wird.
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Weist der Patient eine niedrige und gleichmäßige Herzfrequenz bzw. einen gleichmäßigen Herzzyklus, z.B. unter 60 bpm (beats per minute) auf, kann durch die Analyse des RR-Intervalls im EKG ein verhältnismäßig kurzer zeitlicher Bereich um die ca. 60%-Position des RR-Intervalls identifiziert werden, in dem z.B. pro Herzzyklus 2D-Röntgenprojektionen aufgenommen werden. In diesem Zusammenhang spricht man auch von der Festlegung eines sogenannten „Pulsing-Windows“, also eines Zeitfensters, in dem Röntgenstrahlung appliziert wird. Hier ist zumeist die Ruhephase des Herzens am wahrscheinlichsten. Ist die Annahme richtig, so wird dem Patienten eine niedrige Dosis an Röntgenstrahlung für die Gewinnung von 2D-Röntgenprojektionen aus unterschiedlichen Projektionsrichtungen appliziert, die für die Rekonstruktion von Bildern vom Herzen erforderlich ist. Zugleich wird eine hohe Bildqualität erreicht.
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In vergleichbarer Weise arbeitet man bei der Bildgebung unter Berücksichtigung der Atembewegungen des Patienten. Hier wird häufig ein sogenannter Atemgürtel verwendet, der einen Bewegungssensor aufweist und dem Patienten im Brustbereich zur Erfassung der Atembewegungen angelegt wird. Der detektierte Atemzyklus wird schließlich bei der Bildgebung berücksichtigt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren, eine Einrichtung und einen Datenträger der eingangs genannten Art derart anzugeben, dass der Betrieb eines medizinischen Gerätes auf alternative Art und Weise gesteuert werden kann.
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Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Steuerung eines medizinischen Gerätes einer Einrichtung aufweisend eine Auflagevorrichtung für einen Patienten, in welche wenigstens ein elektromechanischer Sensor integriert ist, eine Signalauswertevorrichtung, welcher die mit dem wenigstens einen elektromechanischen Sensor erzeugten Messsignale zur Auswertung zugeführt werden, und das medizinische Gerät, welches mit der Signalauswertevorrichtung verbunden ist, bei dem bei Lagerung eines Patienten auf der Auflagevorrichtung mit dem wenigstens einen elektromechanischen Sensor Messsignale aufgenommen werden, welche die Atmung und/oder die Herzaktivität des Patienten betreffen, mit der Signalauswertevorrichtung basierend auf den Messsignalen Triggersignale erzeugt werden, welche den Atemzyklus und/oder den Herzzyklus des Patienten betreffen, und bei dem basierend auf den Triggersignalen der Betrieb des medizinischen Gerätes gesteuert wird.
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Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass die Verwendung von EKG-Elektroden oft umständlich und für den Patienten unangenehm ist. So muss der Brustbereich zumindest bei männlichen Patienten durch eine partielle Entfernung von Haaren zur Anbringung der EKG-Elektroden erst vorbereitet werden. Zur Anordnung der EKG-Elektroden auf der Haut ist zumeist die Verwendung eines Haftmittels erforderlich. Des Weiteren tritt bei der Verwendung von EKG-Elektroden eine gewisse Abhängigkeit der EKG-Signale in Bezug auf die individuelle Impedanz der Haut des Patienten auf. Auch bei Verwendung eines Atemgürtels muss dieser vor einer Untersuchung erst passend an einem Patienten befestigt werden, wodurch Zeit in Anspruch genommen wird.
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Es wird daher vorgeschlagen, auf die Anordnung von Messsignalaufnehmern am Patienten zu verzichten und stattdessen wenigstens einen elektromechanischen Sensor in einer Auflagevorrichtung anzuordnen, auf der der Patienten gelagert wird. Ist der elektromechanische Sensor derart in der Auflagevorrichtung angeordnet, dass er sich bei Lagerung des Patienten auf der Auflagevorrichtung im Brustbereich des Patienten befindet, können mit dem elektromechanischen Sensor durch Herz- und/oder Atemaktivität hervorgerufene Bewegungen des Brustkorbs des Patienten in Folge der Druckausübung auf den elektromechanischen Sensor registriert und entsprechende Messsignale erzeugt werden, die die Atmung und/oder die Herzaktivität des Patienten betreffen, charakterisieren bzw. kennzeichnen. Mit aus den Messsignalen abgeleiteten Triggersignalen kann schließlich der Betrieb eines medizinischen Gerätes gesteuert bzw. beeinflusst werden.
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Nach einer Variante der Erfindung weist die Auflagevorrichtung eine Vielzahl von elektromechanischen Sensoren auf, welche in einer zweidimensionalen Matrix angeordnet sind und deren Messsignale der Signalauswertevorrichtung zugeführt werden. Die Verwendung einer Vielzahl von elektromechanischen Sensoren und insbesondere deren Anordnung in einem Array bzw. einer zweidimensionalen Matrix vereinfacht die Lagerung eines Patienten auf der Auflagevorrichtung, da nicht explizit darauf geachtet werden muss, dass sich der Brustbereich des Patienten über einem bestimmten elektromechanischen Sensor befinden muss. Des Weiteren steht nun eine Vielzahl von von verschiedenen elektromechanischen Sensoren stammenden Messsignalen zur Verfügung, so dass diejenigen Messsignale ausgewählt werden können, die am besten für die Erzeugung von Triggersignalen geeignet erscheinen bzw. sind.
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Nach einer weiteren Variante der Erfindung weist die Signalauswertevorrichtung eine Recheneinheit und einen Multiplexer auf, wobei die von den elektromechanischen Sensoren stammenden Messsignale von dem Multiplexer der Recheneinheit zugeführt werden. Die Messsignale werden demnach im Zeitmultiplex verarbeitet, wobei man sich auf diejenigen beschränken bzw. diejenigen auswählen kann, die für die Erzeugung von Triggersignalen relevant sind. Dies werden in der Regel die Messsignale mit den größten Amplitudenwerten sein, die von den elektromechanischen Sensoren stammen, die z.B. nahe am Herzen des Patienten sind.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung werden die Messsignale mittels einer Fourier- und/oder Wavelet-Analyse von der Signalauswertevorrichtung ausgewertet, um Triggersignale zu erzeugen, die den Atemzyklus und/oder den Herzzyklus des Patienten betreffen. Vorzugsweise werden die Messsignale eines jeden elektromechanischen Sensors einer Fourier- und/oder Wavelet-Analyse unterzogen, um die Messsignale bzw. die Signalanteile der Messsignale inklusive ihrer Signalenergie zu identifizieren, deren Frequenz beispielsweise innerhalb der Frequenzbandbreite liegt, die einem menschlichen Herzen zugeordnet ist (ca. 60 bis 140 Schläge pro Minute). In gleicher Weise können die Messsignale identifiziert werden, die der Atmung des Patienten zuzuordnen sind.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die Position des Herzens des Patienten in Bezug auf die Auflagevorrichtung beispielsweise basierend auf der Signalstärke bzw. der Signalamplitude der relevanten Messsignale bzw. der relevanten Signalanteile der Messsignale der elektromechanischen Sensoren ermittelt. Vorzugsweise wird die Position des Herzens des Patienten in Bezug auf die Auflagevorrichtung basierend auf einer Kreuzkorrelations-Analyse von Messsignalen bzw. Signalanteilen von Messsignalen ermittelt, welche von einander benachbarten elektromechanischen Sensoren stammen. Die Ermittlung der Position des Herzens ermöglicht es noch genauer diejenigen elektromechanischen Sensoren bzw. die von diesen elektromechanischen Sensoren stammenden Messsignale zu identifizieren, mit denen die Herzaktivität am besten detektiert bzw. registriert werden kann. Ziel ist eine qualitativ hochwertige Erfassung des Herzzyklus des Patienten inklusive des QRS-Komplexes, um geeignete Triggersignale zur Steuerung des medizinischen Gerätes ableiten zu können.
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Die Ermittlung der Lage des Herzens in Bezug auf die Auflagevorrichtung hat zudem den Vorteil, dass diejenigen elektromechanischen Sensoren besser identifiziert bzw. lokalisiert werden können, deren Messsignale zur Ermittlung des Atemzyklus des Patienten am besten geeignet sind. Dabei können zusätzlich diejenigen elektromechanischen Sensoren identifiziert bzw. lokalisiert werden, deren Messsignale die Brustatmung betreffen, und diejenigen elektromechanischen Sensoren, deren Messsignale die Abdominalatmung betreffen. Auf diese Weise sind je nach Region des Torsos des Patienten Variationen im Atemzyklus zur Erzeugung von geeigneten Triggersignalen ermittelbar und berücksichtigbar.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das medizinische Gerät ein bildgebendes medizinisches Gerät ist, wobei basierend auf den Triggersignalen mit dem bildgebenden medizinischen Gerät Bildinformationen von dem Patienten, insbesondere im Bereich der Brust oder im Bereich des Abdomens des Patienten aufgenommen werden.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das medizinische Gerät ein Strahlentherapiegerät, wobei die Strahlenbehandlung eines Gewebes des Patienten basierend auf den Triggersignalen gesteuert wird.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auch gelöst durch eine Einrichtung aufweisend eine Auflagevorrichtung für einen Patienten, in welche wenigstens ein elektromechanischer Sensor integriert ist, eine Signalauswertevorrichtung, welcher die mit dem wenigstens einen elektromechanischen Sensor erzeugten Messsignale zur Auswertung zuführbar sind, ein medizinisches Gerät, welches mit der Signalauswertevorrichtung verbunden ist, und eine Recheneinrichtung, welche ein Rechenprogramm umfasst, welches eines der vorstehend beschriebenen Verfahren umsetzt.
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Nach einer Variante der Erfindung kann es sich bei dem wenigstens einen elektromechanischen Sensor oder im Falle von in einer zweidimensionalen Matrix angeordneten elektromechanischen Sensoren der Auflagevorrichtung um einen piezoelektrischen Sensor bzw. piezoelektrische Sensoren oder um einen EMFi-Sensor bzw. EMFi-Sensoren (Elektromechanischer Film-Sensor) handeln.
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Nach Ausgestaltungen der Erfindung kann es sich bei der Auflagevorrichtung um eine Patientenlagerungsplatte eines Patientenlagerungstisches oder um eine Auflagematte handeln, welche auf einer Patientenlagerungsplatte eines Patientenlagerungstisches angeordnet werden kann.
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Das medizinische Gerät kann ein Computertomographiegerät, ein C-Bogen-Röntgengerät, ein PET-Gerät, ein SPECT-Gerät, ein Magnetresonanzgerät oder ein Strahlentherapiegerät sein.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird außerdem gelöst durch einen Datenträger, der ein Rechenprogramm aufweist, welches eines der vorstehend beschriebenen Verfahren umsetzt.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
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1 ein medizinisches Gerät in Form eines Computertomographiegeräts,
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2 eine Auflagevorrichtung mit einer Vielzahl von integrierten, in einer zweidimensionalen Matrix angeordneten elektromechanischen Sensoren,
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3 ein medizinisches Gerät in Form eines Strahlentherapiegerätes und
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4 eine Auflagevorrichtung mit nur einem integrierten elektromechanischen Sensor.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente durchwegs mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht zwingend maßstabsgetreu. Bei den medizinischen Geräten handelt es sich im Falle der vorliegenden Ausführungsbeispiele der Erfindung um ein Computertomographiegerät und ein Strahlentherapiegerät, auf die im Folgenden und ohne Einschränkung der Allgemeinheit nur insoweit eingegangen wird, als es zum Verständnis der Erfindung für erforderlich erachtet wird.
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Das in 1 gezeigte Computertomographiegerät 1 umfasst eine Gantry 2 mit einem stationären Teil 3 und mit einem schematisch angedeuteten, um eine Systemachse 5 rotierbaren Teil 4, der mittels eines in 1 nicht dargestellten Lagers drehbar gegen das stationäre Teil 3 gelagert ist. Der rotierbare Teil 4 weist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung ein Röntgensystem auf, welches eine Röntgenstrahlenquelle 6 und einen Röntgenstrahlendetektor 7 umfasst, die an dem rotierbaren Teil 4 einander gegenüberliegend angeordnet sind. Im Betrieb des Computertomographiegerätes 1 geht von der Röntgenstrahlenquelle 6 Röntgenstrahlung 8 in Richtung des Röntgenstrahlendetektors 7 aus, durchdringt ein Messobjekt und wird vom Röntgenstrahlendetektor 7 in Form von Detektormessdaten bzw. Detektormesssignalen erfasst.
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Das Computertomographiegerät 1 weist des Weiteren eine Patientenliege 9 zur Lagerung eines zu untersuchenden Patienten P auf. Die Patientenliege 9 umfasst einen Liegensockel 10, an dem eine zur eigentlichen Lagerung des Patienten P vorgesehene Patientenlagerungsplatte 11 angeordnet ist. Die Patientenlagerungsplatte 11 ist derart relativ zu dem Liegensockel 10 in Richtung der Systemachse 5 motorisch verstellbar, dass sie zusammen mit dem Patienten P in die Öffnung 12 der Gantry 2 zur Aufnahme von 2D-Röntgenprojektionen von dem Patienten P, z. B. in einem Spiralscan, eingeführt werden kann.
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Die rechnerische Verarbeitung der mit dem Röntgensystem aufgenommenen 2D-Röntgenprojektionen bzw. die Rekonstruktion von Schichtbildern, 3D-Bildern oder eines 3D-Datensatzes basierend auf den Detektormessdaten bzw. den Detektormesssignalen der 2D-Röntgenprojektionen erfolgt mit einem schematisch dargestellten Bildrechner 13 des Computertomographiegerätes 1.
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Das Computertomographiegerät 1 weist außerdem eine Rechenvorrichtung 14 auf, mit der Rechenprogramme zur Bedienung und Steuerung des Computertomographiegerätes 1 ausführbar sind und ausgeführt werden. Die Rechenvorrichtung 14 muss dabei nicht als separate Rechenvorrichtung 14 ausgebildet, sondern kann auch in das Computertomographiegerät 1 integriert sein.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung ist in die Rechenvorrichtung 14 ein Rechenprogramm 15 geladen, welches das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung des Computertomographiegerätes 1 umsetzt. Das Rechenprogramm 15 stellt einen speziellen Betriebsmodus unter anderem für das Computertomographiegerät 1 dar und kann von einem tragbaren Datenträger, z.B. von einer CD 16 oder von einem Memory Stick, oder auch von einem Server 17 über ein Netzwerk 18, welches ein öffentliches als auch ein klinik- bzw. krankenhausinternes Netzwerk sein kann, in die Recheneinrichtung 14 geladen worden sein.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung ist in die Patientenlagerungsplatte 11 als Auflagevorrichtung für den Patienten P eine Vielzahl von elektromechanischen Sensoren in Form von piezoelektrischen Sensoren 20 integriert, die in einer zweidimensionalen Matrix angeordnet sind. 2 zeigt in einer schematischen Ansicht die Anordnung der piezoelektrischen Sensoren 20 in das Innere der Patientenlagerungsplatte 11. Die Anordnung der piezoelektrischen Sensoren 20 im Inneren der Patientenlagerungsplatte 11 ist dabei derart, dass bei Auflage des Patienten P auf der Patientenlagerungsplatte 11 Druck auf die piezoelektrischen Sensoren 20 ausgeübt werden kann und wird, so dass diese Messsignale erzeugen. Für die vorliegende Erfindung ist dabei vor allem die dynamische Druckausübung auf die piezoelektrischen Sensoren 20 durch die Herzaktivität des Patienten P sowie durch das Heben und Senken des Brustkorbes in Folge der Atmung des Patienten P relevant.
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Die piezoelektrischen Sensoren 20 sind mit einer Signalauswertevorrichtung verbunden, die einen Multiplexer 21 und eine Recheneinheit zur Auswertung der Messsignale aufweist. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung bildet die Rechenvorrichtung 14 die Recheneinheit der Signalauswertevorrichtung. Die Messsignale der piezoelektrischen Sensoren 20 werden über den Multiplexer 21 der Rechenvorrichtung 14 zugeführt.
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Die Rechenvorrichtung 14 wertet die von dem Multiplexer 21 erhaltenen Messsignale aus, wobei sie im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung die Messsignale eines jeden piezoelektrischen Sensors 20 einer Fourier- und/oder einer Wavelet-Analyse unterzieht, um insbesondere zunächst diejenigen piezoelektrischen Sensoren 20 der Matrix zu identifizieren, deren Messsignale bzw. Signalanteile der Messsignale eine für eine Herzaktivität typische Signalenergie und eine Frequenz aufweisen, die innerhalb der Frequenzbandbreite liegt, die einem menschlichen Herzen zugeordnet ist (ca. 60 bis 140 Schläge pro Minute).
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Über die derart identifizierten piezoelektrischen Sensoren 20 wird die Position des Herzens des Patienten P in Bezug auf die Patientenlagerungsplatte 11 ermittelt. Zusätzlich erfolgt im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung eine Kreuzkorrelations-Analyse der Messsignale, welche von identifizierten benachbarten elektromechanischen Sensoren stammen, um die genaue Position des Herzens des Patienten in Bezug auf die Patientenlagerungsplatte 11 zu ermitteln.
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Basierend auf der Analyse der Messsignale der identifizierten, nahe des Herzens des Patienten P angeordneten piezoelektrischen Sensoren 20 wird die Aktivität des Herzens des Patienten ermittelt. Idealerweise wird der Herzzyklus des Patienten ermittelt, so dass basierend auf dem ermittelten Herzzyklus Triggerimpulse zur Festlegung eines eingangs erwähnt „Pulsing-Windows“ erzeugt werden können. Auf diese Weise kann z.B. die Aufnahme von Röntgenprojektionen von Brustbereich, insbesondere vom Herzen des Patienten P gesteuert werden, d.h. dass nur während des durch die Triggerimpulse festgelegten „Pulsing-Windows“ Röntgenprojektionen aufgenommen werden, in dem das Herz des Patienten P praktisch keine Bewegung vollzieht.
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Ist die Lage des Herzens in Bezug auf die Auflagevorrichtung ermittelt, können außerdem diejenigen piezoelektrischen Sensoren 20 besser identifiziert bzw. lokalisiert werden, deren Messsignale zur Ermittlung des Atemzyklus des Patienten P am besten geeignet sind. Insbesondere können diejenigen piezoelektrischen Sensoren 20 identifiziert bzw. lokalisiert werden, deren Messsignale die Brustatmung betreffen, und diejenigen elektromechanischen Sensoren, deren Messsignale die Abdominalatmung betreffen.
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Insofern kann basierend auf den identifizierten piezoelektrischen Sensoren 20, deren Messsignale die Brustatmung betreffen, der die Brustatmung betreffende Atemzyklus ermittelt werden. Anhand des die Brustatmung betreffende Atemzyklus können schließlich Triggersignale erzeugt werden, mit denen wenigstens ein Zeitraum des Atemzyklus zur Aufnahme von Röntgenprojektionen von dem Brustbereich des Patienten P, insbesondere von der Lunge des Patienten festgelegt wird.
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In vergleichbarer Weise kann basierend auf den identifizierten piezoelektrischen Sensoren 20, deren Messsignale die Abdominalatmung betreffen, der die Abdominalatmung betreffende Atemzyklus ermittelt werden. Anhand des die Abdominalatmung betreffende Atemzyklus können schließlich Triggersignale erzeugt werden, mit denen wenigstens ein Zeitraum des Atemzyklus zur Aufnahme von Röntgenprojektionen von dem Bereich des Abdomens des Patienten P festgelegt wird.
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Die jeweils ermittelten bzw. festgelegten Triggersignale können im Hinblick auf das Computertomographiegerät 1 sowohl für das bereits beschriebene prospektive Bilderzeugungsverfahren verwendet werden, bei dem nur dann Röntgenprojektionen aufgenommen werden, wenn möglichst keine Bewegung des Torsos des Patienten P erfolgt, die an sich durch die Herz- und/oder Atmungsaktivität hervorgerufen wird, als auch für ein retrospektives Bilderzeugungsverfahren, bei dem nach der Aufnahme der Röntgenprojektionen basierend auf den Triggersignalen diejenigen Röntgenprojektionen für eine Bildrekonstruktion ausgewählt werden, die zu einer Phase aufgenommen wurden, bei der möglichst keine an sich durch die Herz- und/oder Atmungsaktivität hervorgerufene Bewegung des Torsos des Patienten P vorlag.
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Das Computertomographiegerät 1 kann dabei nicht nur zur Bildgebung, sondern auch zur Planung von Eingriffen oder auch zur Planung einer Strahlentherapie eingesetzt werden, um die Bewegung eines zu therapierenden Gewebes eines Patienten beispielsweise mit den Atemphasen des Patienten zu korrelieren.
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Bei dem bildgebenden medizinischen Gerät kann es sich im Übrigen auch um ein C-Bogen-Röntgengerät, ein PET-Gerät, ein SPECT-Gerät oder um ein Magnetresonanzgerät handeln.
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Darüber hinaus kann das medizinische Gerät auch ein Strahlentherapiegerät sein. 3 zeigt in stark schematisierter Darstellung ein derartiges Strahlentherapiegerät 31, das eine Gantry 32 mit einem stationären Teil 33 und mit einem schematisch angedeuteten, um eine Systemachse 35 rotierbaren Teil 34 umfasst, der mittels eines in 3 nicht dargestellten Lagers drehbar gegen das stationäre Teil 33 gelagert ist. Der rotierbare Teil 34 weist eine therapeutische Röntgenstrahlenquelle 36 sowie einen dieser gegenüberliegend angeordneten Röntgenstrahlendetektor 37 zur MeV-Bildgebung auf. Die übrigen Komponenten des Strahlentherapiegerätes 31, wie die Patientenliege 9 etc., entsprechen im Wesentlichen den Komponenten des Computertomographiegerätes 1, weshalb diese mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Die therapeutische Röntgenstrahlenquelle 36 dient zur Beaufschlagung eines zu therapierenden Gewebes des Patienten P mit therapeutischen Röntgenstrahlen, die eine Photonenenergie im MeV-Bereich aufweisen.
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Im Falle eines Strahlentherapiegerätes werden die aus den Messsignalen der piezoelektrischen Sensoren 20 der Patientenlagerungsplatte 11 erzeugten Triggersignale dazu verwendet, das zu therapierende Gewebe des Patienten P nur dann mit der therapeutischen Röntgenstrahlung zu beaufschlagen, wenn möglichst keine durch die Herz- oder die Atmungsaktivität des Patienten P verursachte Bewegung des zu therapierenden Gewebes vorliegt und/oder wenn sich das zu therapierende Gewebe in einer bestimmten Therapieposition befindet, so dass nicht zu therapierendes Gewebe auch nicht mit Röntgenstrahlung beaufschlagt wird.
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Im Unterschied zu dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung müssen die piezoelektrischen Sensoren nicht notwendigerweise in die Patientenlagerungsplatte integriert sein. Es besteht auch die Möglichkeit die piezoelektrischen Sensoren in einer Auflagematte anzuordnen, die auf die Patientenlagerungsplatte aufgelegt werden kann bzw. wird. Dies ist besonders Vorteilhaft für bereits bestehende medizinische Geräte, die auf diese Weise einfach nachrüstbar sind.
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Es muss auch nicht notwendigerweise eine Matrix von piezoelektrischen Sensoren vorliegen. Sofern zweckmäßig kann auch nur ein piezoelektrischer Sensor in einer Auflagevorrichtung vorhanden sein. 4 veranschaulicht anhand der Patientenlagerungsplatte 11 diesen vereinfachten Aufbau, bei nur ein piezoelektrischer Sensor 20 vorhanden ist. In diesem Fall ist kein Multiplexer erforderlich.
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Bei den elektromechanischen Sensoren muss es sich nicht notwendigerweise um piezoelektrische Sensoren handeln. Vielmehr können auch andere elektromechanische Sensoren zum Einsatz kommen, mit denen „mechanische“ Einwirkungen auf die Sensoren in Folge von Bewegungen eines Patienten in elektrische Signale umgesetzt werden können.
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Die Messsignale der elektromechanischen Sensoren können des Weiteren dazu verwendet werden, die Position des Patienten auf der Auflagevorrichtung und die Abmessungen des auf der Auflagevorrichtung gelagerten Patienten zu ermitteln.
