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Die vorliegende Erfindung betrifft eine medizinischen Bildgebungsvorrichtung, insbesondere eine Magnetresonanzvorrichtung, mit einer Detektoreinheit, einer die Detektoreinheit umgebende Gehäuseeinheit, einem zylinderförmigen Aufnahmebereich zu einer Aufnahme eines Patienten, wobei der Aufnahmebereich von der die Detektoreinheit umgebenden Gehäuseeinheit zylinderförmig umgeben ist, und einer Projektionseinheit.
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Für medizinischen Bildgebungsuntersuchungen, insbesondere Magnetresonanzuntersuchungen, eines Patienten ist es erforderlich, dass der Patient für die Dauer der Magnetresonanzuntersuchung innerhalb eines zylinderförmigen Aufnahmebereichs der Magnetresonanzvorrichtung positioniert wird. Dieser zylinderförmige Aufnahmebereich weist einen Durchmesser von typischerweise 70 cm auf. In diesen Aufnahmebereich wird der Patient auf einer Patientenliege liegend gefahren, wobei um den Patienten noch lokale Magnetspulen angeordnet sein können, die einen für den Patienten zur Verfügung stehenden Raum innerhalb des Aufnahmebereichs weiter einschränken, so dass sich bei dem Patienten für die Dauer der Magnetresonanzuntersuchung klaustrophobische Angstzustände einstellen können. Eine weitere negative Beeinträchtigung des Patienten während der Dauer der Magnetresonanzuntersuchung ist zudem, dass ein Sichtfeld und/oder ein Blickwinkel des Patienten aufgrund der Positionierung des Patienten in dem zylinderförmigen Aufnahmebereich stark eingeschränkt ist.
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Um einen Komfort des Patienten während der medizinischen Bildgebungsuntersuchung zu erhöhen, wurde ein Durchmesser des Aufnahmebereichs auf bis zu 70 cm zu vergrößert. Zudem kann ein Sichtfeld des Patienten zumindest teilweise vergrößert werden, wenn eine Länge des Aufnahmebereichs und/oder der Magnetresonanzvorrichtung beschränkt wird, wie beispielsweise eine maximale Länge von ca. 1,50 m.
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Weiterhin ist es bekannt für beispielsweise Magnetresonanzuntersuchungen, bei denen eine Kopfspule verwendet wird, zumindest einen Spiegel an dieser Kopfspule anzuordnen um das Sichtfeld des Patienten auf zumindest teilweise außerhalb des Aufnahmebereichs zu erweitern.
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Der vorliegenden Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine medizinische Bildgebungsvorrichtung bereitzustellen, bei der ein Sichtbereich eines Patienten auf einen von der Detektoreinheit verdeckten Bereichs erweitert wird. Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Die Erfindung geht aus von einer medizinischen Bildgebungsvorrichtung, insbesondere einer Magnetresonanzvorrichtung, mit einer Detektoreinheit, einer die Detektoreinheit umgebenden Gehäuseeinheit, einem zylinderförmigen Aufnahmebereich zu einer Aufnahme eines Patienten, wobei der Aufnahmebereich von der die Detektoreinheit umgebenden Gehäuseeinheit zylinderförmig umgeben ist, und einer Projektionseinheit.
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Es wird vorgeschlagen, dass die Projektionseinheit zumindest eine Projektionsflächeeinheit aufweist, auf der Abbildungen von Gegenständen, die außerhalb der Detektoreinheit und der die Detektoreinheit umgebenden Gehäuseeinheit angeordnet sind, abgebildet werden um ein virtuelles Sichtfenster für einen Betrachter zu erzeugen. Es kann hierdurch ein Sichtbereich eines Betrachters, beispielsweise eines Patienten, auf einen von der Detektoreinheit verdeckten Bereich erweitert werden kann. Das virtuelle Sichtfenster ist vorzugsweise aufgrund der Projektion und/oder Abbildung von Bereichen und/oder Gegenständen, die insbesondere durch die Detektoreinheit verdeckt sind, auf die Projektionsflächeneinheit erzeugt werden kann. Hierbei kann vorteilhaft ein verdecktes Sichtfeld und/oder ein verdecktes Blickfeld eines Betrachters, wie beispielsweise eines Patienten, das durch die Detektoreinheit verdeckt ist, mittels der Projektionsflächeneinheit innerhalb eines unverdeckten Sichtfelds des Betrachters dargestellt werden. Die Projektionsflächeneinheit kann beispielsweise innerhalb des Aufnahmebereichs angeordnet sein, so dass bei einem innerhalb des Aufnahmebereichs angeordneten Patienten mittels der Projektionseinheit ein Eindruck einer Durchsichtigkeit der Detektoreinheit und der Gehäuseeinheit erweckt werden kann. Zudem kann für eine Person, wie beispielsweise ein Bediener der medizinischen Bildgebungsvorrichtung und/oder ein Betreuer des Patienten, die sich außerhalb des Aufnahmebereichs aufhält, ein Bereich innerhalb des Aufnahmebereichs, wie beispielsweise ein Patientenbereich innerhalb des Aufnahmebereichs, auf der Projektionsflächeneinheit außerhalb des Aufnahmebereichs dargestellt werden. Derart kann bei einem Betrachter ein optischer Eindruck einer zumindest teilweisen Durchsichtigkeit der medizinischen Bildgebungsvorrichtung erzeugt werden. Gegenstände und/oder Bereiche, die außerhalb der Detektoreinheit und außerhalb der die Detektoreinheit umgebenden Gehäuseeinheit angeordnet sind, können hierbei alle Gegenstände und/oder alle Bereiche umfassen, die außerhalb der Detektoreinheit und der die Detektoreinheit ungebenden Gehäuseeinheit angeordnet sind, wie insbesondere auch Gegenstände und/oder Bereiche, die innerhalb des Aufnahmebereichs der medizinischen Bildgebungsvorrichtung angeordnet sind.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Projektionsflächeneinheit zumindest ein Projektionsflächenelement aufweist, das zumindest teilweise von der die Detektoreinheit umgebenden Gehäuseeinheit umfasst ist. Es kann hierbei die Projektionsflächeneinheit besonders kostengünstig und insbesondere unter Einsparung von zusätzlichem Bauraum kompakt innerhalb der medizinischen Bildgebungsvorrichtung angeordnet werden. Die Projektionsflächeneinheit kann hierbei von zumindest einem Teilbereich einer Gehäusewandung der den Aufnahmebereich umgebenden Gehäuseeinheit gebildet sein und/oder von einer Gehäusewandung an einer Frontseite der die Detektoreinheit umgebenden Gehäuseeinheit und/oder einer Wandung der die Detektoreinheit in radialer Richtung nach außen umgebende Gehäuseeinheit gebildet sein.
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Eine besonders helle und gut sichtbare Abbildung und/oder Projektion von Bildern, wie beispielsweise einzelne statische Bilder und/oder eine Bilderfolge, kann erreicht werden, wenn die Projektionsflächeneinheit zumindest ein Projektionsflächenelement aufweist, das eine reflektierende Projektionsfläche umfasst. Vorzugsweise ist die reflektierende Projektionsfläche derart ausgestaltet, dass eine optimale Abstimmung zwischen einem hohen Reflexionsgrad, einer biokompatiblen Oberfläche, die aufgrund von klinischen Untersuchungen erforderlich ist, und einer kostengünstigen Ausgestaltung der reflektierenden Projektionsflächen erzielt werden kann. Die reflektierende Projektionsfläche kann beispielsweise von einer Lackschicht an der Gehäuseeinheit gebildet sein, wobei die Lackschicht einen vorteilhaften Reflexionskoeffizienten und derart eine genügend große Helligkeit während einer Projektion aufweisen kann. Vorzugsweise ist die reflektierende Projektionsfläche von einer einem Betrachter zugewandte Fläche der Projektionsflächeneinheit gebildet. Vorzugsweise ist der Reflexionskoeffizient der reflektierenden Projektionsfläche derart ausgebildet, dass eine Projektion ohne zusätzliche Beleuchtung innerhalb der Projektionsfläche erfolgen kann.
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Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass die Projektionsflächeneinheit zumindest ein Projektionsflächenelement aufweist, das konusförmig ausgebildet ist. Es kann hierdurch eine vorteilhafte Bildwiedergabe insbesondere innerhalb des Aufnahmebereichs erreicht werden, indem mittels der konusförmigen Projektionsfläche eine besonders kompakte und platzsparende Bildwiedergabe innerhalb des Aufnahmebereichs erzielt werden kann. Zudem kann ein Einstrahlwinkel zum Einstrahlen von Abbildungsstrahlen auf das Projektionsflächenelement besonders flach ausgebildet sein und derart eine Störung des Patienten und/oder eine Störung der Abbildungsstrahlung, beispielsweise durch den Patienten, verhindert werden. Ferner ist es denkbar, dass durch das konusförmig ausgebildete Projektionsflächenelement eine Strahlhöhe eines Bildübertragungselements, wie beispielsweise einem Projektor und/oder Beamer und/oder einen Laserprojektor, besonders klein gehalten werden und derart eine Fehleranfälligkeit aufgrund von Störgegenständen innerhalb des Strahlbereichs vorteilhaft vermindert werden kann. Besonders vorteilhaft ist hierbei das konusförmig ausgebildete Projektionsflächenelement innerhalb des Aufnahmebereichs angeordnet, wobei eine Öffnung des konusförmig ausgebildeten Projektionsflächenelements dem Patienten und/oder einem Isozentrum des Detektoreinheit zugewandt ist. Das konusförmig ausgebildete Projektionsflächenelement kann dabei eine dem Betrachter zugewandte, reflektierende Projektionsfläche umfassen, die mit Abbildungsstrahlen bestrahlt werden und diese Abbildungsstrahlen sichtbar für einen Betrachter, beispielsweise einen Patienten, reflektiert werden. Zudem kann konusförmig ausgebildete Projektionsflächenelement auch für eine Rückwandprojektion ausgebildet sein, bei der die Abbildungsstrahlen auf eine dem Betrachter abgewandte Seite des Projektionsflächenelements auftreffen und für den Betrachter sichtbar an der dem Betrachter zugewandten Seite des Projektionsflächenelements dargestellt werden können.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Projektionsflächeneinheit zumindest ein Projektionsflächenelement aufweist, das einen Flachbildschirm umfasst. Vorzugsweise umfasst der Flachbildschirm die Projektionsfläche, wobei der Flachbildschirm organische Leuchtdioden, insbesondere biegsame, organische Leuchtdioden, umfassen kann. Es kann eine besonders flexible Projektionsflächeneinheit erzielt werden, die vorteilhaft an eine Position des Patienten angepasst werden kann und/oder an eine Geometrie der Gehäuseeinheit, wie beispielsweise an eine Ausgestaltung des Aufnahmebereichs, angepasst werden kann. Zudem kann die Projektionsflächeneinheit einteilig mit einer Bildübertragungseinheit ausgebildet sein und derart zusätzliche Kosten und Bauraum vorteilhaft eingespart werden.
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Weist die Projektionsflächeneinheit zumindest teilweise eine Streifenlinsenbeschichtung auf, kann vorteilhaft eine stereoskopische Bildwiedergabe für einen Betrachter, beispielsweise einen Patienten und/oder einen Bediener der medizinischen Bildgebungsvorrichtung, erreicht werden. Mittels der stereoskopischen Bildwiedergabe kann in den Abbildungen eine Tiefenschärfe beim Betrachten erzeugt werden, so dass bei dem Betrachter während eines Betrachtens eines zweidimensionalen Abbilds der optische Eindruck erzeugt werden kann, eine dreidimensionale Abbildung zu betrachten.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Projektionseinheit eine Bildübertragungseinheit aufweist, der zu einer Projektion und/oder einem Übertragen von Bildern auf die Projektionsflächeneinheit ausgelegt ist. Die Bildübertragungseinheit kann beispielsweise von einem optischen Projektor und/oder einem Beamer und/oder einem Laserprojektor und/oder weiteren, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden, bildübertragenden Einheiten gebildet sein.
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Ist die Bildübertragungseinheit zumindest teilweise außerhalb des Aufnahmebereichs angeordnet für eine Darstellung von Abbildungen innerhalb des Aufnahmebereichs, kann insbesondere ein dem Patienten zur Verfügung stehender Platz innerhalb des Aufnahmebereichs besonders groß gestaltet werden und eine Einschränkung des Aufnahmebereichs durch die Bildübertragungseinheit vorteilhaft verhindert werden.
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Weist die Bildübertragungseinheit zumindest ein Zylinderlinsenelement auf, kann besonders vorteilhaft eine Abbildung platzsparend auf die Projektionsflächeneinheit projiziert werden und dabei vorteilhaft entzerrt werden. Vorzugsweise kann das Zylinderlinsenelement einen Lichtstrahl entlang einer einzigen Achse fokussieren oder weiten, so dass eine vorteilhafte Einstellung einer Bildgröße entlang dieser Achse erreicht werden kann. Es kann die Bildgröße besonders vorteilhaft beispielsweise an eine Position und/oder ein Blickfeld des Patienten und/oder an eine Ausgestaltung der Projektionsflächeneinheit angepasst werden. Zudem kann das zumindest eine Zylinderlinsenelement eine Strahlteilerfunktion aufweisen, so dass vorzugsweise mittels einer einzigen Bildübertragungseinheit eine zeitgleiche Übertragung von mehreren, von einander getrennten Abbildungen erreicht werden kann. Das Zylinderlinsenelement ist vorzugsweise nach einer Austrittslinse und/oder Austrittsöffnung der Bildübertragungseinheit entlang einer Strahlrichtung angeordnet.
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Eine besonders reelle und/oder aktuelle Abbildung von Gegenständen und/oder Bereichen, die durch die Detektoreinheit verdeckt sind, auf die Projektionsflächeneinheit kann erreicht werden, wenn die Projektionseinheit zumindest eine Bildaufnahmeeinheit aufweist. Die Bildaufnahmeeinheit kann beispielsweise zumindest eine Videokamera umfassen, die vorzugsweise einen Bereich erfasst und/oder aufnimmt, der von der Detektoreinheit in dem Sichtfeld und/oder Blickfeld eines Betrachters, insbesondere des innerhalb des Aufnahmebereichs positionierten Patienten, verdeckt ist.
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Weist die Bildaufnahmeeinheit zumindest ein Bildaufnahmeelement auf, das ein optisches Weitwinkellinsenelement umfasst, kann eine Anzahl von Bildaufnahmeelementen vorteilhaft minimiert werden und dennoch ein großer Abbildungsbereich erzielt werden. Besonders vorteilhaft ist das optische Weitwinkellinsenelement von einer Hypergonlinse gebildet, wobei die Bildaufnahmeeinheit hierbei vorzugsweise drei Hypergonlinsen aufweist, die jeweils einen Winkelbereich und/oder einen Blickwinkel von ca. 135° abdecken, so dass ein Bildinformation über nahezu einen gesamten Raum erfasst werden kann. Vorzugsweise umfasst das Bildaufnahmeelement ein Kameraelement, wie beispielsweise eine Videokamera.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Bildaufnahmeeinheit zumindest teilweise an einer Außenseite der die Detektoreinheit umgebenden Gehäuseeinheit angeordnet ist, wodurch eine besonders kompakte Anordnung der Bildaufnahmeeinheit an der medizinischen Bildgebungsvorrichtung erreicht werden kann. Zudem kann hierbei ein die Detektoreinheit umgebender Bereich einem Sichtfeld und/oder einem Blickfeld des Patienten folgend erfasst und dargestellt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Bildaufnahmeeinheit zumindest teilweise auch innerhalb des Aufnahmebereichs angeordnet sein, so dass Aufnahmen von dem Patienten erfolgen können, die auf eine außerhalb des Aufnahmebereichs und außerhalb der Detektoreinheit angeordneten Projektionsflächeneinheit abgebildet werden können.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Bildaufnahmeeinheit zumindest eine Strahlteilereinheit aufweist, wodurch eine stereoskopische Bildaufnahme erreicht werden kann. Vorzugsweise wird die Bildaufnahmeeinheit mit der Strahlteilereinheit zusammen mit der eine Streifenlinsenbeschichtung aufweisenden Projektionseinheit eingesetzt, so dass neben der stereoskopischen Bildaufnahme auch eine stereoskopische Bildwiedergabe für einen Betrachter erzielt werden kann.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Projektionseinheit zumindest eine digitale Datenverarbeitungseinheit aufweist, die Aufnahmen von zumindest zwei Bildaufnahmeelementen zu einer gemeinsamen Projektionsabbildung verarbeitet. Es können hierdurch mehrere Ausschnitte eines großen Bereichs mittels mehrerer Bilderfassungselemente erfasst werden und diese mehreren Ausschnitte von der digitalen Datenverarbeitungseinheit zu einem einzigen Gesamtbild für den Betrachter zusammengefügt werden. Zudem kann mittels der digitalen Datenverarbeitungseinheit eine besonders schnelle und insbesondere verzögerungsfreie Wiedergabe der Abbildungen erreicht werden.
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Des Weiteren geht die Erfindung aus von einem Verfahren zu einer Projektion von Abbildungen von Gegenständen für eine medizinische Bildgebungsvorrichtung, wobei die Gegenstände entlang einer Blickrichtung eines Betrachters von einer Detektoreinheit der medizinischen Bildgebungsvorrichtung und einer die Detektoreinheit umgebenden Gehäuseeinheit verdeckt sind.
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Es wird vorgeschlagen, dass die Abbildung an einer dem Betrachter zugewandten Seite der Detektoreinheit und/oder an einer dem Betrachter zugewandten Seite der die Detektoreinheit umgebenden Gehäuseeinheit projiziert wird. Es kann hierbei ein Sichtbereich eines Betrachters, beispielsweise eines Patienten, auf einen von der Detektoreinheit verdeckten Bereich erweitert werden. Zudem kann die medizinische Bildgebungsvorrichtung hierdurch zumindest teilweise ein virtuelles Sichtfenster aufweisen, wobei das virtuelle Sichtfenster aufgrund der Projektion und/oder Abbildung von Bereichen und/oder Gegenständen, die insbesondere durch die Detektoreinheit verdeckt sind, auf die Projektionsflächeneinheit erzeugt werden kann. Derart kann bei dem Betrachter, beispielsweise dem Patienten und/oder einer weiteren Person, ein optischer Eindruck einer zumindest teilweisen Durchsichtigkeit der medizinischen Bildgebungsvorrichtung erzeugt werden.
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Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass die Abbildung verzögerungsarm auf der Projektionsflächeneinheit dargestellt wird. Es kann derart eine Live-Übertragung von Bildern auf der Projektionsflächeneinheit erreicht werden. Zudem kann ein Sichtkontakt und/oder eine optische Kommunikation zwischen dem Patienten und einer den Patienten betreuenden Person hergestellt werden. Alternativ oder zusätzlich zu dem Sichtkontakt bzw. der optischen Kommunikation kann auch eine akustische Kommunikation zwischen dem Patienten und der den Patienten betreuenden Person hergestellt werden. Weiterhin kann bei einem Patienten zumindest teilweise ein Gefühl eines Nichteingeschlossenseins innerhalb des Aufnahmebereichs erreicht werden.
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Zudem wird vorgeschlagen, dass eine Folge von mehreren Abbildungen mit Geschwindigkeit von mindestens 25 Abbildungen pro Sekunde auf einer Projektionsflächeneinheit dargestellt wird. Es können hierdurch die einzelnen Abbildungen für den Betrachter, insbesondere dem Patienten, in Form eines Films dargestellt werden und derart eine Transparenz der medizinischen Bildgebungsvorrichtung für den Betrachter suggeriert werden.
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Wird vor einer Abbildung auf eine Projektionsflächeneinheit eine Abbildungskalibrierung durchgeführt, können vorteilhaft Entzerrungsparameter für eine Abbildung auf eine innerhalb des Aufnahmebereichs angeordneten Projektionsflächeneinheit berechnet werden und derart eine Verzerrungsfreie Abbildung an einer zylinderförmigen Gehäusewand ermöglicht werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen.
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Es zeigen:
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1 eine erfindungsgemäße medizinische Bildgebungsvorrichtung in einer schematischen Darstellung,
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2 die medizinische Bildgebungsvorrichtung mit einer ersten Ausführung einer Projektionseinheit,
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3 eine Bildaufnahmeeinheit der Projektionseinheit aus 2,
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4 eine Projektionsfläche der Projektionseinheit aus 2,
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5 eine zweite Ausführung der Projektionseinheit mit einem Flachbildschirm,
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6 eine dritte Ausführung der Projektionseinheit mit einer konusförmig ausgebildeten Projektionsfläche und
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7 eine vierte Ausführung der Projektionseinheit mit einer einen Strahlteiler aufweisenden Bildübertragungseinheit.
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In 1 ist eine erfindungsgemäße medizinische Bildgebungsvorrichtung 10 dargestellt, die exemplarisch von einer Magnetresonanzvorrichtung gebildet ist. Alternativ hierzu kann die medizinische Bildgebungsvorrichtung 10 auch von einer Computertomographievorrichtung und/oder einer PET-Vorrichtung usw. gebildet sein.
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Die Magnetresonanzvorrichtung umfasst eine von einer Magneteinheit 11 gebildeten Detektoreinheit mit einem Hauptmagneten 12 zu einem Erzeugen eines starken und insbesondere konstanten Hauptmagnetfelds 13. Zudem weist die Magnetresonanzvorrichtung einen zylinderförmigen Aufnahmebereich 14 auf zu einer Aufnahme eines Patienten 15, wobei der Aufnahmebereich 14 in einer Umfangsrichtung von einer die Magneteinheit 11 umgebenden Gehäuseeinheit 24 der Magnetresonanzvorrichtung zylinderförmig umgeben ist. Der Patient 15 kann mittels einer Patientenliege 16 der Magnetresonanzvorrichtung in den Aufnahmebereich 14 geschoben werden. Die Patientenliege 16 ist hierzu bewegbar innerhalb der Magnetresonanzvorrichtung angeordnet.
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Die Magneteinheit 11 weist weiterhin eine Gradientenspule 17 zu einer Erzeugung von Magnetfeldgradienten auf, die für eine Ortskodierung während einer Bildgebung verwendet wird. Die Gradientenspule 17 wird mittels einer Gradientensteuereinheit 18 gesteuert. Die Magneteinheit 11 umfasst weiterhin eine Hochfrequenzantenneneinheit 25, die eine Hochfrequenzantenne 19 und eine Hochfrequenzantennensteuereinheit 20 aufweist, zu einer Anregung einer Polarisation, die sich in dem von dem Hauptmagneten 12 erzeugten Hauptmagnetfeld 13 einstellt. Die Hochfrequenzantenne 19 wird von der Hochfrequenzantennensteuereinheit 20 gesteuert und strahlt hochfrequente Magnetresonanzsequenzen in einen Untersuchungsraum, der im Wesentlichen von dem Aufnahmebereich 14 gebildet ist, ein. Hierdurch wird eine Magnetisierung aus ihrer Gleichgewichtslage ausgelenkt. Zudem werden mittels der Hochfrequenzantenneeinheit 25 Magnetresonanzsignale empfangen.
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Zu einer Steuerung des Hauptmagneten 12, der Gradientensteuereinheit 18 und zur Steuerung der Hochfrequenzantennensteuereinheit 20 weist die Magnetresonanzvorrichtung eine von einer Recheneinheit gebildete Steuereinheit 21 auf. Die Steuereinheit 21 steuert zentral die Magnetresonanzvorrichtung, wie beispielsweise das Durchführen einer vorbestimmten bildgebenden Gradientenechosequenz. Zudem umfasst die Steuereinheit 21 eine Auswerteeinheit zu einer Auswertung von Bilddaten. Steuerinformationen wie beispielsweise Bildgebungsparameter, sowie rekonstruierte Magnetresonanzbilder können auf einer Anzeigeeinheit 22, beispielsweise auf zumindest einem Monitor, der Magnetresonanzvorrichtung für einen Bediener der Magnetresonanzvorrichtung angezeigt werden. Zudem weist die Magnetresonanzvorrichtung eine Eingabeeinheit 23 auf, mittels der Informationen und/oder Parameter während eines Messvorgangs von einem Bediener eingegeben werden können.
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Die dargestellte Magnetresonanzvorrichtung kann selbstverständlich weitere Komponenten umfassen, die Magnetresonanzvorrichtungen gewöhnlich aufweisen. Eine allgemeine Funktionsweise einer Magnetresonanzvorrichtung ist zudem dem Fachmann bekannt, so dass auf eine detaillierte Beschreibung der allgemeinen Komponenten verzichtet wird.
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Die Magnetresonanzvorrichtung umfasst weiterhin eine Projektionseinheit 30, 100, 150, 200 die in den 2 bis 7 näher dargestellt ist. In den 2 bis 4 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der Projektionseinheit 30 dargestellt.
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Die Projektionseinheit 30 umfasst eine Projektionsflächeneinheit 31, eine digitale Datenverarbeitungseinheit 32 und eine Bildaufnahmeeinheit 33. Die Bildaufnahmeeinheit 33 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel drei Bildaufnahmeelemente 34 auf, die in eine Umfangsrichtung der Magneteinheit 11 um diese an einer in radialer Richtung nach außen gewandten Seite der die Magneteinheit 11 umgebende Gehäuseeinheit 24 angeordnet sind. Die einzelnen Bildaufnahmeelemente 34 sind hierbei von jeweils einer Videokamera gebildet, die jeweils ein optisches Weitwinkellinsenelement 35, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel von jeweils einer Hypergonlinse gebildet ist, umfasst. Jedes der Bildaufnahmeelemente 34 mit einer Hypergonlinsen deckt einen Winkelbereich und/oder einen Blickwinkel von ca. 120° ab (3), so dass aus einer Blickrichtung und/oder eine Betrachtungsrichtung eines auf der Patientenliege positionierten Patienten ein gesamter von der Magneteinheit 11 und der die Magneteinheit 11 umgebenden Gehäuseeinheit 24 verdeckter Sichtbereich des Patienten 14 mittels der drei Bildaufnahmeelemente 34 erfasst wird. Der von den Hypergonlinsen abgedeckte Winkelbereich erstreckt sich dabei von der Magneteinheit 11 weg. Die Bildaufnahmeelemente 34 weisen weiterhin eine nicht näher dargestellte Strahlteilereinheit auf, so dass stereoskopische Aufnahmen mittels der Bildaufnahmeelemente 34 erstellt werden können.
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Zudem weist die Bildaufnahmeeinheit 33 ein weiteres Bildaufnahmeelement 36 auf, das innerhalb des Aufnahmebereichs 14 an der die Magneteinheit 11 umgebende Gehäuseeinheit 24 angeordnet ist. Mittels dieses Bildaufnahmeelements 36 werden Aufnahmen innerhalb des Aufnahmebereichs 14 aufgenommen und für eine Person außerhalb der Magnetresonanzvorrichtung, wie beispielsweise ein die Magnetresonanzvorrichtung betreuendes Klinikpersonal und/oder ein Angehöriger des Patienten 15, dargestellt.
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Die von den einzelnen Videokameras aufgenommenen Einzelbilder werden über eine nicht näher dargestellte Datenleitung auf die digitale Datenverarbeitungseinheit 32 geleitet und dort weiterverarbeitet, wobei die digitale Datenverarbeitungseinheit 32 hierzu eine entsprechende Software und Computerprogramme aufweist. Aus den Einzelbildern der drei Videokameras, die zu einem gleichen Aufnahmezeitpunkt und/oder zu einem gleichen Aufnahmezeitraum mittels der drei Videokameras erfasst wurden, ermittelt bzw. errechnet die digitale Datenerfassungseinheit 32 ein gemeinsames Projektionsbild. Zudem erfolgt in der digitalen Datenverarbeitungseinheit 32 eine Umrechnung und/oder Transformation, insbesondere eine Koordinatentransformation, der Einzelbilder bzw. des Projektionsbilds auf Zylinderkoordinaten zur Darstellung des Projektionsbilds innerhalb des Aufnahmebereichs 14.
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Für die Umrechnung auf Zylinderkoordinaten greift die digitale Datenverarbeitungseinheit 32 auf Kalibrierungsdaten zurück, die in einer nicht näher dargestellten Speichereinheit der digitalen Datenverarbeitungseinheit 32 gespeichert sind. In die Kalibrierungsdaten geht eine Geometrie des Magnetresonanzgerätes, wie beispielsweise eine Abmessung der den Aufnahmebereich 14 umgebenden Gehäuseeinheit 24 und/oder eine Position der einzelnen Bildaufnahmeelemente 34 an der Gehäuseeinheit 24 usw., ein. Zudem wird für die Transformation der Koordinaten eine Position, wie beispielsweise ein Gesichtsfeld, des Patienten relativ zu einer Projektionsfläche 37 der Projektionseinheit 31 berücksichtigt. Mittels dieser Parameter erfolgt in der digitalen Datenverarbeitungseinheit 32 eine Umrechnung der Koordinaten, so dass für den Patienten 15, der sich innerhalb des Aufnahmebereichs 14 befindet, eine verzerrungsfreie Darstellung auf einer gewölbten, von einer Zylindermantelfläche gebildeten Projektionsfläche 37 ermöglicht wird. Zudem kann die Kalibrierung auch in eine umgekehrte Richtung erfolgen, wenn beispielsweise Aufnahmen von einem Bereich innerhalb des Aufnahmebereichs 14 aufgenommen werden und diese Aufnahmen auf einer Projektionsfläche 37 der Gehäuseeinheit 24 außerhalb des Aufnahmebereichs 14 abgebildet werden, insbesondere an einer Frontseite der Magneteinheit 11 und der die Magneteinheit 11 umgebenden Gehäuseeinheit 24.
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Alternativ hierzu kann die Kalibrierung auch apparativ erfolgen, indem beispielsweise ein Bildaufnahmeelement 34 an eine Patientenposition innerhalb des Aufnahmebereichs 14 positioniert wird und ein Blickfeld des Patienten 15 mit einer Projektionsfläche 37 erfasst wird. Anhand der erfassten Daten kann ermittelt werden, wie beispielsweise eine gerade Linie innerhalb einer gekrümmten Projektionsfläche 37 erfasst wird und daraus Umrechnungsfaktoren und/oder Transformationsfaktoren für eine Koordinatentransformation bestimmt werden.
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Die Projektionsflächeneinheit 31 der Projektionseinheit 30 ist für eine Darstellung von Abbildungen ausgelegt. In 2 bis 4 weist die Projektionsflächeneinheit 31 ein Projektionsflächenelement 38 auf, das von der die Magneteinheit 11 umgebende Gehäuseeinheit 24 umfasst ist bzw. von einem Teilbereich einer Wandung der Gehäuseeinheit 24 gebildet ist. Hierzu ist das Projektionsflächenelement 38 innerhalb der den Aufnahmebereich 14 umgebenden Gehäuseeinheit 24, insbesondere in eine dem Aufnahmebereich 14 zugewandte Seite der zylindermantelförmigen Gehäuseeinheit 24, integriert bzw. laminiert, wobei die Projektionsflächeneinheit 31 eine reflektierende Projektionsfläche 37 aufweist. Die reflektierende Projektionsfläche 37 ist dabei derart ausgestaltet, dass für die Darstellung von Abbildungen eine genügend große Helligkeit an der Projektionsfläche 37 vorhanden ist. Zudem weist die Projektionsfläche 37 eine Streifenlinsenbeschichtung auf, so dass während einer Darstellung von Abbildungen eine Wirkung von dreidimensionalen Abbildungen bei einer Betrachtung von zweidimensionalen Abbildungen bei dem Betrachter hervorgerufen wird. Alternativ hierzu kann es auch vorgesehen sein, dass der Betrachter, wie beispielsweise der Patient 15, eine Sehhilfe, beispielsweise eine Brille, verwendet, die bei dem Betrachter den Eindruck eines dreidimensionalen Abbilds bei einem Betrachten eines zweidimensionalen Abbilds erweckt.
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Zudem weist die Projektionsflächeneinheit 31 ein weiteres Projektionsflächenelement 39 auf, das an einer Stirnseite 40, insbesondere eine Frontseite, der die Magneteinheit 11 umgebenden Gehäuseeinheit 24 angeordnet ist. Dieses weitere Projektionsflächenelement 39 ist innerhalb der Gehäuseeinheit 24 integriert bzw. laminiert und für Abbildungen, die innerhalb des Aufnahmebereichs 14 mittels des Bildaufnahmeelements 36 aufgenommen werden, vorgesehen.
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Weiterhin weist die Projektionseinheit 30 eine erste Bildübertragungseinheit 41 auf, die einen optischen Projektor und/oder einen Beamer und/oder einen Laserprojektor umfasst.
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Mittels der ersten Bildübertragungseinheit 41 werden Abbildungen, die mittels der Bildaufnahmeelemente 34 erfasst wurden, auf das Projektionsflächenelement 38 übertragen. Die erste Bildübertragungseinheit 41 ist außerhalb des Aufnahmebereichs 14 angeordnet, wobei die erste Bildübertragungseinheit 41 derart angeordnet ist, dass ein Abbildungsstrahl 42 entlang einer Strahlrichtung von der ersten Bildübertragungseinheit 41 auf das Projektionsflächenelement 38 innerhalb des Aufnahmebereichs 14 einen möglichst kleinen Randbereich einnimmt, so dass eine ungewollte Störung der Bildübertragung aufgrund von weiteren Gegenständen, die in den Abbildungsstrahl 42 ragen können, verhindert ist. Die erste Bildübertragungseinheit 41 weist zudem ein Zylinderlinsenelement 43 auf. Mittels des Zylinderlinsenelements kann eine Strahlhöhe des Abbildungsstrahls 42 eingestellt werden, so dass dieser exakt an eine Abmessung des Projektionsflächenelements 38 innerhalb des Aufnahmebereichs 14 angepasst werden kann. Für eine Abbildung auf dem weiteren Projektionsflächenelement weist die Projektionseinheit 30 eine, nicht näher dargestelltes Bildübertragungseinheit auf, das ebenfalls von einem Beamer und/oder optischen Projektor und/oder einem Laserprojektor gebildet ist.
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Mittels der Projektionseinheit 30 werden Abbildungen von Gegenständen und/oder Bereichen, die entlang einer Blickrichtung eines Betrachters durch die Magneteinheit 11 und die die Magneteinheit 11 umgebende Gehäuseeinheit 24 verdeckt sind, auf die Projektionsflächeelemente 38, 39, die an der dem Betrachter zugewandten Seite der Gehäuseeinheit 24 angeordnet sind, dargestellt. Hierdurch wird ein virtuelles Sichtfenster 44 für den Betrachter an der die Magneteinheit 11 umgebenden Gehäuseeinheit 24 mittels der Projektionsflächenelemente 38, 39 erzeugt. Die Abbildung der Gegenstände und/oder Bereiche, die durch die Magneteinheit 11 und die die Magneteinheit 11 umgebenden Gehäuseeinheit 24 verdeckt sind, erfolgt dabei verzögerungsarm, so dass eine im Wesentlichen Direktübertragung und/oder Live-Übertragung von den Gegenständen und/oder Bereichen, die durch die Magneteinheit 11 und die die Magneteinheit 11 umgebenden Gehäuseeinheit 24 verdeckt sind, auf die Projektionsflächeneinheit 31 erfolgen kann. Zudem erfolgt eine Bildwiedergabe mit einer Frequenz von mindestens 25 Abbildungen pro Sekunde, so dass für den Betrachter ein fortlaufender Film erzeugt wird, der Ereignisse, die in dem von der Magneteinheit 11 und der die Magneteinheit 11 umgebende Gehäuseeinheit 24 verdeckten Bereichen, wiedergibt. Besonders bevorzugt erfolgt die Bildwiedergabe jedoch mit einer Frequenz von ca. 50 Abbildungen pro Sekunde bis ca. 100 Abbildungen pro Sekunde.
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In den 5 bis 7 sind alternative Ausführungsbeispiele der Projektionseinheit 30, 100, 150, 200 dargestellt. Im Wesentlichen gleich bleibende Bauteile, Merkmale und Funktionen sind grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen beziffert. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel in den 2 bis 4, wobei bezüglich gleich bleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels in den 2 bis 4 verwiesen wird.
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In 5 ist eine zu den 2 bis 4 alternative Projektionseinheit 100 dargestellt. Die Projektionseinheit 100 umfasst eine Bildaufnahmeeinheit 101, die ein Bildaufnahmeelement 102 aufweist. Alternativ hierzu kann die Bildaufnahmeeinheit 101 analog zur Beschreibung zu den 2 bis 4 auch mehrere Bildaufnahmeelemente 102 umfassen. Das Bildaufnahmeelement 102 ist von einer Videokamera gebildet, die an einer die Magneteinheit 11 umgebende Gehäuseeinheit 24 angeordnet ist, wobei die Gehäuseeinheit 24 eine dem Aufnahmebereich 14 abgewandten Seite der Magneteinheit 11 umschließt. Das Bildaufnahmeelement 102 ist analog zu den Bildaufnahmeelementen in 2 bis 4 ausgebildet.
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Des Weiteren weist die Projektionseinheit 100 eine Projektionsflächeneinheit 103 mit einem Projektionsflächenelement 104 auf, das einem Flachbildschirm umfasst. Der Flachbildschirm ist vorteilhafterweise von einem biegsamen Flachbildschirm gebildet, der zumindest teilweise organische Leuchtdioden (OLED) umfasst. Aufgrund der Ausbildung des Flachbildschirms als biegsamen Flachbildschirm ist dieser besonders platzsparend innerhalb des Aufnahmebereichs 14 an einer Wandung der Gehäuseeinheit 24 angeordnet. Zudem kann es auch vorgesehen sein, dass die Projektionsflächeneinheit 103 mehrere Projektionsflächenelemente 104 aufweist, die jeweils von einem biegsamen Flachbildschirm gebildet sein können. Der Flachbildschirm ist mit der Gehäuseeinheit 24 verklebt. Grundsätzlich sind weitere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Befestigungsarten des Flachbildschirms mit der Gehäuseeinheit 24 jederzeit möglich.
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Die Projektionseinheit 100 umfasst weiterhin eine Bildübertragungseinheit, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel zumindest teilweise einteilig mit einer digitalen Datenverarbeitungseinheit 105 der Projektionseinheit 100 ausgebildet ist. Die digitale Datenverarbeitungseinheit 105 wertet hierbei von dem Bildaufnahmeelement 102 aufgenommene und/oder erfasste Bilddaten aus und/oder verarbeitet diese Bilddaten weiter, wobei hierbei auch eine Koordinatentransformation analog der Beschreibung zu den 2 bis 4 erfolgen kann. Die ausgewerteten und/oder weiterverarbeiteten Bilddaten werden anschließend an den Flachbildschirm geleitet und dort für den Patienten 15 sichtbar dargestellt, so dass für den Patienten 15 ein virtuelles Sichtfenster 106 erzeugt wird.
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Eine weitere Ausgestaltung und/oder Funktionsweise der Projektionseinheit 100 ist analog zu der Beschreibung zu dem Ausführungsbeispiel in den 2 bis 4 ausgebildet.
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In 6 ist eine zu den 2 bis 5 alternative Projektionseinheit 150 dargestellt. Die Projektionseinheit 150 umfasst eine Bildaufnahmeeinheit 151, die ein Bildaufnahmeelement 152 aufweist. Alternativ hierzu kann die Bildaufnahmeeinheit 151 auch analog zur Beschreibung zu den 2 bis 4 mehrere Bildaufnahmeelemente 152 umfassen. Das Bildaufnahmeelement 152 ist von einer Videokamera gebildet, die an einer die Magneteinheit 11 umgebenden Gehäuseeinheit 24 angeordnet ist, wobei die Gehäuseeinheit 24 eine dem Aufnahmebereich 14 abgewandte Seite der Magneteinheit 11 umschließt. Das Bildaufnahmeelement 152 ist analog zu den Bildaufnahmeelementen in 2 bis 4 ausgebildet.
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Die Projektionseinheit 150 weist umfasst weiterhin eine Bildübertragungseinheit 153 analog zu den Ausführungen des Ausführungsbeispiels der 2 bis 4. Die Bildübertragungseinheit 153 ist von einem Projektor und/oder einem Beamer und/oder einem Laserprojektor gebildet und ist mit einem Zylinderlinsenelement 154 versehen, wobei das Zylinderlinsenelement 154 beispielsweise zu einer Einstellung einer Bildgröße vorgesehen ist.
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Eine Projektionsflächeneinheit 155 der Projektionseinheit 150 weist ein Projektionsflächenelement 156 auf, das von einem konusförmig ausgebildeten Projektionsflächenelement 156 gebildet ist. Eine Öffnung des konusförmig ausgebildeten Projektionsflächenelements 156 ist dabei an einer einem Liegebereich für den Patienten 15 und/oder an einer der Patientenliege 16 bzw. einem Isozentrum zugewandten Seite des konusförmig ausgebildeten Projektionsflächenelements 156 angeordnet. Zudem ist das konusförmig ausgebildete Projektionsflächenelement 156 derart innerhalb des Aufnahmebereichs 14 an der Gehäuseeinheit 24 angeordnet, dass ein Teilbereich 157 des konusförmig ausgebildeten Projektionsflächenelements 156 mit einem ersten Radius an einer der Bildübertragungseinheit 153 zugewandten Seite des konusförmig ausgebildeten Projektionsflächenelements 156 angeordnet ist. Der erste Radius entspricht im Wesentlichen einem Radius des Aufnahmebereichs 14. Ein zweiter Teilbereich 158 des konusförmig ausgebildet Projektionsflächenelements 156 weist einen zweiten Radius auf, der größer ist als der erste Radius und der größer ist als der Radius des Aufnahmebereichs 14, wobei der zweite Teilbereich 158 an einer der Bildübertragungseinheit 153 abgewandten Seite des konusförmig ausgebildeten Projektionsflächenelements 156 angeordnet ist. Ein Übergang zwischen dem ersten Teilbereich 157 mit dem ersten, kleinen Radius und dem zweiten Teilbereich 158 mit dem zweiten, großen Radius ist dabei kontinuierlich ausgebildet.
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Das konusförmig ausgebildete Projektionsflächenelement 156 liegt aufgrund seiner geometrischen Ausbildung an der der Bildübertragungseinheit 153 zugewandten Seite entlang seines gesamten Umfangs mit der der Gehäuseeinheit 24 zugewandten Seite an der den Aufnahmebereich 14 zylinderförmig umgebenden Gehäuseeinheit 24 an. An der der Bildübertragungseinheit 153 abgewandten Seite liegt das konusförmig ausgebildete Projektionsflächenelement 156 aufgrund des größeren Radius, nur mit Randbereichen an der Gehäuseeinheit 24 an. Daher weist der der Bildübertragungseinheit 153 abgewandte Teilbereich 158 des konusförmig ausgebildeten Projektionsflächenelements 156 an einer Mitte einen Abstand zu der Gehäuseeinheit 24 auf. Das konusförmig ausgebildete Projektionsflächenelement 156 ist an Kontaktflächen mit der Gehäuseeinheit 24 mit dieser verklebt.
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Ein Abbildungsstrahl der Bildübertragungseinheit 153 ist derart ausgerichtet, dass ein unterer Randbereich eines Abbildungsbereichs 159 der Bildübertragungseinheit 153 auf den der Bildübertragungseinheit 153 abgewandten Teilbereich 158 des konusförmig ausgebildeten Projektionsflächenelements 156 trifft und ein oberer Randbereich des Abbildungsbereichs 159 auf den der Bildübertragungseinheit 153 zugewandten Teilbereich 157 des konusförmig ausgebildeten Projektionsflächenelements 156 trifft. Der Abbildungsstrahl trifft dabei das konusförmig ausgebildete Projektionsflächenelement 156 auf einer dem Aufnahmebereich 14 bzw. der Patientenliege 16 zugewandten Projektionsfläche 160, wobei die Abbildungsstrahlen hierzu an der Projektionsfläche 160 des konusförmig ausgebildeten Projektionsflächenelements 156 reflektiert werden. Eine Strahlhöhe der Bildübertragungseinheit 153 ist hierbei einstellbar für einen Bediener der Projektionseinheit 150 ausgebildet, so dass die Strahlhöhe jederzeit an unterschiedliche Bedingungen angepasst werden kann. Die Einstellung der Strahlhöhe erfolgt mittels des Zylinderlinsenelements 154. Mittels der Bildübertragungseinheit 153 und des Projektionsflächenelements 156 wird für einen Betrachter, insbesondere dem Patienten 15, ein virtuelles Sichtfenster 161 erzeugt.
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Eine weitere Ausgestaltung und/oder Funktionsweise der Projektionseinheit 150 ist analog zu der Beschreibung zu dem Ausführungsbeispiel in den 2 bis 4 ausgebildet.
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In 7 ist eine zu den 2 bis 6 alternative Projektionseinheit 200 dargestellt. Die Projektionseinheit 200 unterscheidet sich von der Projektionseinheit 150 aus 6 hinsichtlich einer Ausgestaltung einer Projektionsflächeneinheit 201. Die Projektionsflächeneinheit 201 weist zwei konusförmig ausgebildete Projektionsflächenelemente 202, 203 auf, die jeweils analog zu der Beschreibung zu 6 ausgebildet sind. Zudem kann die Projektionsflächeneinheit 201 mehr als zwei oder nur ein Projektionsflächenelement 202, 203 aufweisen.
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Eine Bildübertragungseinheit 204 der Projektionseinheit 150 ist an einer einer Öffnung des Aufnahmebereichs 14 abgewandten Seite der Magnetresonanzvorrichtung angeordnet, so dass jeweils ein Teilbereich 205 der konusförmig ausgebildeten Projektionsflächenelemente 202, 203 mit dem größten Radius an einer der Bildübertragungseinheit 204 zugewandten Seite der konusförmig ausgebildeten Projektionsflächenelemente 202, 203 angeordnet ist. Eine Bestrahlung der konusförmig ausgebildeten Projektionsflächenelemente 202, 203 mittels der Bildübertragungseinheit 204 erfolgt hierbei auf einer der Gehäuseeinheit 24 zugewandten Fläche bzw. einer dem Patientenbereich abgewandten Fläche der konusförmig ausgebildeten Projektionsflächenelemente 202, 203. Hierzu sind die konusförmig ausgebildeten Projektionsflächenelemente 202, 203 derart ausgebildet, dass an den konusförmig ausgebildeten Projektionsflächenelementen 202, 203 eine Rückwandprojektion erfolgt und eine Abbildung und/oder eine Projektion auf einer an einer Vorderseite der konusförmig ausgebildeten Projektionsflächenelemente 202, 203 angeordneten Projektionsfläche 206 für den Patienten 15 sichtbar ist. Mittels der Bildübertragungseinheit 204 und der Projektionsflächeneinheit 201 wird für einen Betrachter, insbesondere dem Patienten 15, ein virtuelles Sichtfenster 211 erzeugt.
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Die Bildübertragungseinheit 204 weist eine Strahlteilereinheit 208 auf. Derart können Abbildungen von unterschiedlichen Teilbereichen, die beispielsweise mittels unterschiedlicher Bildaufnahmeelemente 210 einer Bildaufnahmeeinheit 209 erfasst werden, gezielt auf die zwei unterschiedlichen, konusförmig ausgebildeten Projektionsflächenelemente 202, 203 übertragen und dort sichtbar abgebildet werden.
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Eine weitere Ausgestaltung und/oder Funktionsweise der Projektionseinheit 200 ist analog zu der Beschreibung zu dem Ausführungsbeispiel in den 2 bis 4 ausgebildet.
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Alternativ zu den vorgestellten Ausführungsbeispielen kann die Projektionsflächeneinheit 31, 103, 155, 201 auch zumindest eine Beleuchtungseinheit und zumindest ein Projektionsflächenelement 38, 156, 202, 203 aufweisen. Die Beleuchtungseinheit kann beispielsweise Leuchtdioden (LEDs) umfassen, die zumindest teilweise um das Projektionsflächenelement 38, 156, 202, 203, wie beispielsweise an Stirnseiten des Projektionsflächenelements 38, 156, 202, 203 angeordnet sind. Zudem kann die Bildübertragungseinheit 41, 153, 204 Lichtleiter umfassen, die eine Abbildungsstrahlung auf ein Projektionsflächenelement 38, 156, 202, 203 übertragen.
