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In der medizinischen Bildgebung werden immer höhere zeitliche und räumliche Auflösungen erreicht. So ist es in der Magnetresonanztomographie sowie in der Computertomographie möglich, hoch aufgelöste, räumlich dreidimensionale Bilder eines bewegten Aufnahmebereiches wie beispielsweise dem schlagenden Herzen eines Patienten aufzunehmen. Damit die technisch mögliche Auflösung auch tatsächlich erreicht werden kann, muss der Patient entsprechend auf einer Patientenliege positioniert sein. Außerdem ist es für eine möglichst schnelle und strahlungsarme Aufnahme ebenfalls wünschenswert den Patienten entsprechend den Anforderungen eines bestimmten Protokolls oder einer bestimmten medizinischen Fragestellung zu positionieren.
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Die Positionierung eines Patienten kann mittels Laserlichts unterstützt werden, wobei ein Laser eine Linie auf die Patientenliege bzw. den Patienten projiziert. Beispielsweise stellen die Firmen LAP Laser und Laser Components entsprechende Laser her. Während sich die Positionierung mit Lasern hervorragend eignet um Einstichstellen für eine Intervention oder zu bestrahlendes Gewebe bei der Strahlentherapie anzugeben, bietet eine solche Positionierung für die Aufnahme eines tomographischen Bildes nur eine eingeschränkte Funktionalität. So berücksichtig die herkömmliche Positionierung mittels eines Lasers nicht die Orientierung und genaue Lagerung des Patienten. Weiterhin sollte eine Positionierung im klinischen Alltag schnell, möglichst genau und wenig fehleranfällig erfolgen.
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Weiterhin kann es vorkommen, dass der Patient zwar grundsätzlich richtig positioniert wurde, jedoch aufgrund verschiedener Einschränkungen des bildgebenden Gerätes keine Aufnahme mit dem gewählten Protokoll und der jeweiligen Positionierung möglich ist. Als Beispiel sei hier eine Aufnahme als „Flash-Spiral“ mit dem Computertomographen Somatom Definition Flash der Firma Siemens genannt, bei der die Patientenliege so stark beschleunigt, dass gewisse Anfahrtszeiten und Anfahrtswege benötigt werden. Dadurch wird der verfügbare Bereich der Patientenliege für eine Lagerung des aufzunehmenden Bereiches des Patienten eingeschränkt.
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Es kann eine Kontrolle der Position des Patienten mittels eines Topogramms erfolgen. Bei einem Topogramm handelt es sich um eine Übersichtsaufnahme zur Planung einer weiteren, qualitativ höherwertigeren Aufnahme. Eine solche Übersichtsaufnahme ist in der Regel nicht räumlich dreidimensional aufgelöst. Auch geht die Aufnahme eines Topogramms mit einer Strahlenbelastung für den Patienten einher. Daher sind unnötige und wiederholte Aufnahmen von Topogrammen zu vermeiden. Die Aufnahme eines Topogramms, welche bei der Computertomographie auch der Berechnung von Parametern für eine Dosismodulation bei einer weiteren, tomographischen Aufnahme dient, sollte daher schon in genau der Positionierung des Patienten erfolgen, in welcher die tomographische Aufnahme durchgeführt werden soll.
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Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine schnelle, genaue und wenig fehleranfällige Positionierung eines Patienten auf einer Patientenliege zu ermöglichen. Es ist weiterhin erstrebenswert, dass bei Positionierung gleichzeitig verschiedene Protokolle und Lagerungen des Patienten unterstützt werden.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Positionierungseinheit nach Anspruch 1, ein bildgebendes Gerät nach Anspruch 9 sowie durch ein Verfahren nach Anspruch 10.
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Nachstehend wird die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe in Bezug auf die beanspruchte Vorrichtung als auch in Bezug auf das beanspruchte Verfahren beschrieben. Hierbei erwähnte Merkmale, Vorteile oder alternative Ausführungsformen sind ebenso auch auf die anderen beanspruchten Gegenstände zu übertragen und umgekehrt. Mit anderen Worten können die gegenständlichen Ansprüche (die beispielsweise auf ein Röntgengerät gerichtet sind) auch mit den Merkmalen, die in Zusammenhang mit einem Verfahren beschrieben oder beansprucht sind, weitergebildet sein. Die entsprechenden funktionalen Merkmale des Verfahrens werden dabei durch entsprechende gegenständliche Module ausgebildet.
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Die Erfinder haben erkannt, dass eine Positionierungseinheit mit einem Projektor sowie einer Steuerungseinheit dann eine besonders schnelle und gleichzeitig genaue Positionierung ermöglicht, wenn die Steuerungseinheit eine Steuerung des Projektors in Abhängigkeit eines Protokolls für eine Aufnahme eines Bildes des Patienten derart bewirkt, dass die Positionierungseinheit zur flächigen Projektion einer Figur als Positionierungshilfe auf die Patientenliege ausgelegt ist. Denn durch die flächig projizierte Figur wird ein unmittelbar ersichtlicher Bereich auf der Patientenliege angegeben, relativ zu dem der Patient positioniert werden kann. Die Steuerungseinheit kann sowohl der zeitlichen Steuerung des Projektionsvorgangs als auch der Steuerung der figürlichen Eigenschaften der Positionierungshilfe dienen. Die Verbindung der schnell erfassbaren flächigen Projektion einer Figur mit der Abhängigkeit der Steuerung der Projektion von dem Protokoll führt letztendlich zu einer in nur sehr geringem Maße fehleranfälligen Positionierung des Patienten.
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Die Erfindung stellt eine noch flexibler anpassbare Lösung bereit, wenn die Positionierungseinheit zur flächigen Projektion der Figur in Form einer schematischen Darstellung eines menschlichen Körpers in unterschiedlichen Lagerungen ausgelegt ist. Der projizierten Figur einer schematischen Darstellung eines menschlichen Körpers ist unmittelbar zu entnehmen, wie genau der Patient positioniert werden soll. Der Patient wird einfach entsprechend der projizierten Figur auf der Patientenliege positioniert. Es wird durch die Möglichkeit der schematischen Darstellung in unterschiedlichen Lagerungen dahingehend eine besonders flexible Positionierung bereit gestellt, dass die Erfindung eine Anpassung an eine Vielzahl von verschiedenen Benutzungsszenarien erlaubt. Eine Positionierung kann dahingehend besonders genau erfolgen, dass der Patient bei der Lagerung auf der Patientenliege mit der projizierten Figur in Deckung gebracht wird, so dass die Körperhaltung des Patienten an eine durch die Figur vorgegebenen Körperhaltung angepasst wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Positionierungseinheit zur flächigen Projektion der Figur in unterschiedlichen Größen, basierend auf einem skalierbaren Modell, ausgelegt. Die Positionierung wird durch eine Anpassung der Größe der Figur noch schneller und genauer.
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In einer weiteren Variante der Erfindung erfolgt die flächige Projektion in Abhängigkeit eines abrufbar gespeicherten Satzes von Patientendaten. Dann ist die Steuerungseinheit dazu ausgelegt Parameterwerte für das skalierbare Modell aus dem abrufbar gespeicherten Satz von Patientendaten zu beziehen. Damit wird eine möglichst schnelle und technisch zuverlässige Umsetzung der Anpassung des skalierbaren Modells an die Eigenschaften des zu positionierenden Patienten ermöglicht.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Positionierungseinheit zur flächigen Projektion eines ersten Symbols zur Anzeige einer Richtung der Aufnahme ausgelegt. Dadurch wird die Positionierung des Patienten vor allem mit einer geringen Fehleranfälligkeit ermöglicht.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Positionierungseinheit zur flächigen Projektion eines zweiten Symbols zur Anzeige des Aufnahmebereichs ausgelegt. Durch die zusätzliche Information des Aufnahmebereiches wird die Wahrscheinlichkeit einer Fehlpositionierung des Patienten weiter verringert.
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Weiterhin kann die Steuerungseinheit Mittel zur Berechnung eines Steuerungssignals aufweisen, so dass die Steuerungseinheit die Steuerung des Projektors mit dem Steuerungssignal bewirkt. Weiterhin können die Mittel zum Berechnen spezifisch so gestaltet sein, dass sie die Positionierungseinheit dazu auslegen, die Erfindung gemäß den zuvor genannten Aspekte und Varianten zu realisieren. Die Steuerungseinheit kann also zum Senden des Steuerungssignals ausgelegt sein. Weiterhin kann der Projektor zum Empfangen und Verarbeiten des Steuerungssignals ausgelegt sein. Dann ist die Steuerungseinheit auch zur Übertragung eines Steuerungssignals an den Projektor in Abhängigkeit eines Protokolls für die Aufnahme eines Bildes des Patienten ausgelegt, so dass eine Vielzahl von Parametern, welche das Protokoll definieren, bei der flächigen Projektion berücksichtigt werden kann.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Positionierungseinheit Mittel zum Steuern der Position der Patientenliege auf, so dass die Positionierungseinheit zur flächigen Projektion der Figur an einer bestimmten Position relativ zur Patientenliege ausgebildet ist. Dieser Aspekt der Erfindung ist besonders vorteilhaft, da so sicher gestellt wird, dass ausreichende Anfahrtswege für eine starke Beschleunigung der Patientenliege ermöglicht werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung befindet sich der Projektor zentral über der Patientenliege. Dadurch erfolgt die Projektion möglichst verzerrungsfrei.
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Die Erfindung kann sowohl als Positionierungsvorrichtung wie zuvor beschrieben als auch als bildgebendes Gerät mit einer solchen Positionierungsvorrichtung ausgebildet sein.
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Die Erfindung kann gemäß den genannten Varianten und Aspekten als Verfahren mit den jeweils genannten Vorteilen ausgeführt sein. Das erfindungsgemäße Verfahren beruht dabei auf der flächigen Projektion einer Figur als Positionierungshilfe derart, dass die Figur zur Positionierung eines Patienten für eine Aufnahme eines Bildes des Patienten geeignet ist. Weiterhin kann die Figur in Abhängigkeit eines Protokolls für eine Aufnahme flächig auf die Patientenliege projiziert wird.
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Die zuvor genannten Aspekte und Varianten können sich in Weiterbildungen der Erfindung auch auf die Aufnahme eines tomographischen Bildes des Patienten und damit auch auf ein Protokoll für eine Aufnahme eines tomographischen Bildes des Patienten beziehen.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert.
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Es zeigen:
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1 ein erfindungsgemäßes bildgebendes Gerät in Form eines Computertomographen,
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2 einen zentral angeordneten Projektor,
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3 eine beispielhafte Projektion einer Figur in Form einer schematischen Darstellung,
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4 eine beispielhafte Projektion einer Figur in Form einer schematischen Darstellung,
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5 eine beispielhafte Projektion einer Figur mit Angabe der Scanrichtung,
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6 eine beispielhafte Projektion einer Figur mit Angabe der Scanrichtung,
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7 eine beispielhafte Projektion einer Figur mit Angabe des Aufnahmebereichs,
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8 eine beispielhafte Projektion einer Figur mit Angabe des Aufnahmebereichs,
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9 beispielhaft und schematisch das Zusammenwirken verschiedener Elemente der Erfindung, und
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10 ein Flussdiagram eines Verfahrens zur optischen Erzeugen einer Positionierungshilfe.
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1 zeigt ein erfindungsgemäßes bildgebendes Gerät in Form eines Computertomographen. Bei einer tomographischen Aufnahme handelt es sich um die Aufnahme eines räumlich dreidimensionale Bildes, welche insbesondere die Erzeugung einzelner Schnittbilder des Patienten 5 erlaubt. Bei der Aufnahme eines tomographischen Bildes liegt der Patient 5 auf einer Patientenliege 6, die so mit einem Liegensockel 16 verbunden ist, dass er die Patientenliege 6 mit dem Patienten 5 trägt. Bei einer tomographischen Aufnahme erfolgt eine räumlich dreidimensionale Abtastung des auf der Patientenliege 6 gelagerten Patienten 5. Eine solche Abtastung kann insbesondere durch eine Relativbewegung von Patient 5 und einer Aufnahmeeinheit bewirkt werden. Je nach bildgebendem Gerät 7 kann sich dabei sowohl die Patientenliege 6 mit dem Patienten 5 oder die Aufnahmeeinheit bewegen.
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In dem hier gezeigten Beispiel wird die Patientenliege 6 während einer tomographischen Aufnahme entlang einer Systemachse 17 durch die Öffnung 18 der Gantry 19 des Computertomographen bewegt. Während dieser Bewegung wird eine Vielzahl von Röntgenprojektionen des aufzunehmenden Bereiches des Patienten 5 aufgenommen. Aus diesen Röntgenprojektionen lassen sich räumlich dreidimensionale Röntgenbilder, insbesondere Schnittbilder, rekonstruieren. Bei der tomographischen Aufnahme eines Röntgenbildes rotiert im hier gezeigten Fall die Aufnahmeeinheit mit einem Röntgendetektor 9 sowie mit einem Röntgenemitter 8, welcher mit dem Röntgendetektor 9 zusammenwirkt, um die Systemachse 17. Röntgenemitter 8 und Röntgendetektor 9 sind so in einer Gantry 19 angeordnet, dass sie sich gegenüber liegen und die Röntgenstrahlen 20 des Röntgenemitters 8 für den Röntgendetektor 9 detektierbar sind. In dem hier gezeigten Beispiel handelt es sich bei dem Röntgenemitter 8 um eine Röntgenröhre und bei dem Röntgendetektor 9 handelt es sich um einen Detektor mit mehreren Zeilen und Spalten.
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In einer weiteren Ausführungsform verfügt der Computertomograph über jeweils zwei miteinander zusammenwirkende Paare von Röntgenemitter 8 und Röntgendetektor 9, so dass der Computertomograph besonders geeignet ist für Mehrfachenergie-Aufnahmen. In einer alternativen, hier nicht gezeigten Ausführungsform handelt es sich bei dem bildgebenden Gerät 7 um ein C-Bogen Röntgengerät. Bei einem C-Bogen Röntgengerät können insbesondere andersartige Röntgenemitter 8 und Röntgendetektoren 9 zum Einsatz kommen. Beispielsweise kann ein Flachdetektor als Röntgendetektor 9 verwendet werden. In weiteren Ausführungsformen handelt es sich bei dem bildgebenden Gerät 7 um einen Magnetresonanztomographen, bei dem ein Magnet zur Erzeugung von Strahlung und eine Spule zur Detektion von Strahlung verwendet werden.
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Weiterhin kann das bildgebende Gerät 7 mit einem Computer 15 verbunden sein oder diesen umfassen. Der Computer 15 kann zur Steuerung des bildgebenden Geräts 7 ausgelegt sein, insbesondere zur Auswahl eines Protokolls für eine Aufnahme eines Bildes. In dem hier gezeigten Beispiel weist der Computer 15 eine Steuerungseinheit 22 zum Erzeugen eines Steuerungssignals 1 auf. Die Mittel zur Berechnung eines Steuerungssignals 1 können sowohl in Form von Hard- als auch von Software ausgebildet sein. Eine Schnittstelle ermöglicht es der Steuerungseinheit 22 mit dem Projektor 3 zu kommunizieren. Die Steuerungseinheit 22 bzw. der Computer 15 verfügt in der hier gezeigten Ausführungsform über weitere Schnittstellen, um mit der Eingabeeinheit 4 oder einer Ausgabeeinheit 13 kommunizieren zu können. Bei der Schnittstelle handelt es sich um allgemein bekannte Hard- oder Software-Schnittstellen, z.B. um die Hardware-Schnittstellen PCI-Bus, USB oder Firewire. Die Übertragung des Steuerungssignals 1 von der Steuerungseinheit 22 an den Projektor 3 kann sowohl kabelgebunden als auch kabellos erfolgen.
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Der Computer 15 ist dazu ausgelegt, ein Computerprogramm in seinen internen Speicher zu laden, wobei das Computerprogramm von dem Computer 15 lesbare Befehle umfasst. Die von dem Computer 15 lesbaren Befehle des Computerprogramms sind dazu ausgelegt, das erfindungsgemäße Verfahren zu steuern, wenn die Befehle auf dem Computer 15 ausgeführt werden. In weiteren Ausführungsformen der Erfindung sind sowohl das Computerprogramm als auch die Steuerungseinheit 22 dazu ausgelegt auf ein Protokoll 10 für eine Aufnahme eines Bildes auf ein skalierbares Modell 11 sowie Patientendaten 12 zuzugreifen und das Steuerungssignal 1 zu berechnen sowie den Projektor 3 und den Projektionsvorgang zu steuern. Weiterhin kann das Computerprogramm auf einem computerlesbaren Medium 21 gespeichert sein. Bei dem computerlesbaren Medium 21 kann es sich beispielsweise auch um eine DVD, einen USB-Stick, eine Festplatte oder eine Diskette handeln.
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Der Computer 15 ist mit einer Ausgabeeinheit 13, beispielsweise zur graphischen Ausgabe 23 tomographischer Bilder, verbunden. Bei der Ausgabeeinheit 13 handelt es sich beispielsweise um einen (oder mehrere) LCD-, Plasma- oder OLED-Bildschirm(e). Weiterhin ist der Computer 15 mit einer Eingabeeinheit 4 verbunden. Die Eingabeeinheit 4 dient beispielsweise dazu ein Protokoll 10 für die Aufnahme eines Bildes des Patienten 5 auszuwählen oder die Positionierung des Patienten 5 bzw. der Patientenliege 6 durch einen Mausklick zu bestätigen oder die Aufnahme des Bildes zu starten. Bei der Eingabeeinheit 4 handelt es sich beispielsweise um eine Tastatur, eine Maus, einen sogenannten Touchscreen oder auch um ein Mikrofon zur Spracheingabe.
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Die erfindungsgemäße Positionierungshilfe sowie das erfindungsgemäße bildgebende Gerät 7 sind so gestaltet, dass sie die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte ausführen und/oder die zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechenden Geräte ansteuern können. Insbesondere können Patientendaten 12 auf einem zweiten Computer gespeichert und in den internen Speicher des ersten Computers 15 über eine Netzwerkverbindung aufrufbar sein. Bei dem zweiten Computer handelt es sich beispielsweise um ein Radiologieinformationssystem, kurz RIS, auf dem eine Vielzahl von Patientendaten 12, insbesondere das Alter oder Geschlecht des Patienten 5, hinterlegt werden können.
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Die erfindungsgemäße Positionierungseinheit zur Positionierung eines Patienten 5 umfasst weiterhin einen Projektor 3. Die Positionierungseinheit ist mittels des Projektors 3 sowie mittels der Steuerungseinheit 22 zur flächigen Projektion einer Figur als Positionierungshilfe auf die Patientenliege 6 ausgelegt. Bei einer Projektion handelt es sich um eine Projektion des von dem Projektor 3 erzeugten Lichts. Ein Projektor 3 ist zur Erzeugung von Licht, also von elektromagnetischer Strahlung im sichtbaren Spektralbereich, ausgelegt. Beispielsweise kann der Projektor 3 Licht mittels einer Glühbirne, einer Halogenleuchte, einer Diode oder eines Lasers erzeugen. Dabei kann der Projektor 3 als Scanner ausgebildet sein, welcher eine flächige Projektion durch schnelles Abtasten („Scannen“) der Projektionsfläche mit einem Lichtpunkt oder einer Lichtlinie erzeugt. Schnell bedeutet hier, dass der Abtastprozess nicht für das menschliche Auge wahrnehmbar ist. Der Projektor 3 kann aber auch eine statische Projektion ohne Abtastprozess erzeugen. Weiterhin weist ein Projektor 3 typischerweise optische Elemente wie Linsen zur Erzeugung der Projektion auf. Weiterhin weist ein Projektor 3 eine Signalverarbeitungseinheit zur Erzeugung einer Projektion entsprechend dem Steuerungssignal 1 auf. Die Signalverarbeitungseinheit kann sowohl in Form von Hard- als auch von Software ausgebildet sein.
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Eine Projektion ist im Sinne der vorliegenden Anmeldung flächig, wenn sie dem menschlichen Auge flächig erscheint. So ist beispielsweise eine einzelne, gerade Linie wie sie herkömmliche zur Positionierung eines Patienten 5 in der Computertomographie verwendet wird, nicht als flächig zu betrachten. Hingegen kann eine geschwungene Linie, welche eine Fläche einschließt, als flächig betrachtet werden, da die eingeschlossene Fläche zweidimensional erscheint. Insbesondere ist eine flächige Projektion gegeben, wenn das Aspektverhältnis, also das Verhältnis zwischen Länge und Breite der Projektion oder der durch die Projektion eingeschlossenen Fläche, kleiner als 1:10 ist, also beispielsweise 1:2, 1:3 oder 1:4. Eine flächige Projektion ist auch dann gegeben, wenn die Projektion auf einer im dreidimensionalen Raum gewölbten Oberfläche erfolgt. So ist eine Patientenliege 6 und/oder die Oberfläche des Patienten 5 in der Regel nicht eben, sondern gewölbt und strukturiert.
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Bei einer Figur handelt es sich im Sinne der vorliegenden Anmeldung um eine klar abgegrenzte Fläche, also eine Fläche mit einer klar erkennbaren Kontur. Insbesondere kann es sich bei einer Figur um eine geometrische Form oder um ein Symbol 24 wie einen Pfeil oder um die schematische Darstellung eines menschlichen Körpers handeln. Eine solche Figur wird erfindungsgemäß auf die Patientenliege 6 projiziert. Dies umfasst auch den Fall, in dem der Patient 5 auf der Patientenliege 6 gelagert bzw. positioniert wird, so dass die Figur, zumindest teilweise, auf den Patienten 5 projiziert wird. Die Projektion erfolgt derart, dass die Projektion nicht nur bestimmte Eigenschaften wie Form, Helligkeit, Kontrast oder Farbe aufweist, sondern auch eine bestimmte Position relativ zur Patientenliege 6 aufweist. Die Position relativ zur Patientenliege 6 wird beispielsweise durch den Winkel der Projektion oder die Position der Patientenliege 6 beeinflusst. Das Steuerungssignal 1 betrifft also sowohl die Erzeugung der Projektion mit Hinblick auf Eigenschaften wie Form, Helligkeit, Kontrast oder Farbe als auch die Position der Projektion relativ zur Patientenliege 6. Beispielsweise kann die Steuerungseinheit 22 die Position und damit die Anteile des Steuerungssignals 1, welche die Position der Projektion betreffen, anhand von Patientendaten 12, einem Protokoll 10, der aktuellen oder einer vorgegebenen Position der Patientenliege 6 berechnen.
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Die Positionierungseinheit kann dazu ausgelegt sein die Position der Patientenliege 6 zu erfassen, beispielsweise durch Erfassen eines entsprechenden Positionssignals. In einer Variante der Erfindung ist die Steuerungseinheit 22 zum Erfassen und Verarbeiten eines solchen Positionssignals ausgelegt. Dann kann die Steuerungseinheit 22 die Projektion der Figur und insbesondere die Position der Figur in Abhängigkeit der Position der Patientenliege 6 bestimmen. Weiterhin kann die Positionierungseinheit Mittel zum Steuern der Position der Patientenliege 6 aufweisen, so dass die Figur an einer bestimmten Position relativ zur Patientenliege 6 projiziert wird, insbesondere relativ zu einem Randbereich oder einer Kante der Auflagefläche der Patientenliege 6. Beispielsweise kann es sich bei den Mitteln zum Steuern um die bereits beschriebene Steuerungseinheit 22 oder eine weitere Signalverarbeitungseinheit handeln. Eine entsprechende Steuerungseinheit 22 oder Signaleinheit ist zur Berechnung eines Liegensignals ausgelegt, wobei das Liegensignal zur Steuerung der Position der Patientenliege 6 dient. So weist eine Steuerungseinheit 22 oder Signaleinheit Mittel zur Berechnung in Form von Hard- oder Software auf. Weiterhin weist eine entsprechende Steuerungseinheit 22 oder Signaleinheit eine Schnittstelle zur Kommunikation mit der Patientenliege 6 auf, insbesondere, um das Liegensignal an die Patientenliege 6 zu senden und damit eine Steuerung der Position der Patientenliege 6 zu bewirken.
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Ein Protokoll 10 für eine Aufnahme eines Bildes umfasst Aufnahmeparameter wie beispielsweise den Aufnahmebereich, die Liegengeschwindigkeit, oder Parameter zu Ansteuerung der Röntgenquelle wie die Stärke oder Dauer der Bestrahlung. Das Protokoll 10 kann auch die zeitlichen Abstände einzelner Aufnahmen oder den Zeitpunkt der Aufnahme relativ zu einem bestimmten Zeitpunkt, beispielsweise der Anflutung eines Kontrastmittels, umfassen. Ein Protokoll 10 und die entsprechenden Aufnahmeparameter können für eine bestimmte Art von Aufnahmen wie beispielsweise dem bereits genannten „Flash-Scan“ vordefiniert sein. Ein Protokoll 10 und die entsprechenden Aufnahmeparameter können in Varianten der Erfindung aber auch individuell modifiziert werden. Für ein bestimmtes Protokoll 10 ergeben sich, insbesondere im Zusammenhang mit individuellen Patientendaten 12, bestimmte Anforderungen an die Positionierung des Patienten 4. Die Erfindung ermöglicht eine individuelle und präzise Anpassung einer Positionierungshilfe an diese Anforderungen, so dass die Positionierung schnell und sicher erfolgt.
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Insbesondere kann die Projektion der Figur und deren Position sowie die Positionierung der Patientenliege 6 von der geplanten Bewegung einzelner Komponenten des bildgebenden Gerätes 7 abhängig gemacht werden. Beispielsweise kann eine Positionierung derart gewünscht sein, dass eine Kollision des Patienten 5 mit einem Roboterarm oder einem C-Bogen vermieden wird. Weiterhin kann die Erfindung die Projektion eines Symbols 24 umfassen, welches Gefahrenbereiche angibt. Dadurch ermöglicht die Erfindung eine besonders sichere Positionierung des Patienten 5.
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Eine projizierte Figur ist als Positionierungshilfe geeignet, wenn sie angibt, in welcher Position der Patient 5 für die Aufnahme eines Bildes auf der Patientenliege 6 gelagert werden soll. Die Positionierungshilfe kann also sowohl die Orientierung des Patienten 5 im Sinne von Bauch-, Rücken- oder Seitenlage als auch die absolute Position des Patienten 5 betreffen. Weiterhin kann die Projektion die Position des aufzunehmenden Bereiches markieren, beispielsweise indem eine Fläche, an welcher der aufzunehmende Bereich platziert werden soll, angibt. Weiterhin kann die Projektion auch Informationen über den aufzunehmenden Bereich selbst betreffen. Beispielsweise kann die Projektion die Form eines bestimmten aufzunehmenden Organs oder Körperteils des Patienten 5 haben. Weiterhin kann die Projektion auch einer menschlichen Darstellung 25 entsprechen, mit welcher der Patient 5 zur Deckung gebracht werden soll. Dabei kann das Steuerungssignal 1 insbesondere Informationen über die Position einzelner zu projizierender Körperteile betreffen.
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Zur Erzeugung einer solchen Projektion muss der Projektor 3 entsprechend positioniert sein. In dem in 1 gezeigten Beispiel ist der Projektor 3 mittels einer Halterung 2 an der Decke 4 eines Raumes befestigt. In weiteren Ausführungsformen kann der Projektor aber auch an der Wand eines Raumes oder auf einem eigenen Gestell oder an dem bildgebenden Gerät 7 selbst befestigt sein. Vorteilhafter Weise wird der Projektor 3 so positioniert und befestigt, dass die geometrischen Verzerrungen der Projektion möglichst gering sind. Insbesondere kann der Projektor wie in 2 gezeigt zentral über der Patientenliege 6 befestigt sein. Dabei geben die gestrichelten Linien den Projektionsbereich des Projektors 3 an. Zentral bedeutet hier, dass sich der Projektor 3 sowohl bezüglich der Längs- als auch der Querachse mittig über der Patientenliege 6 befindet.
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3 und 4 zeigen jeweils beispielhaft eine Projektion einer Figur in Form einer schematischen Darstellung eines menschlichen Körpers, wobei sich jeweils die Lagerung der Figur unterscheidet. In 3 dient die Figur dahingehend als Positionierungshilfe, dass sie angibt, dass der Patient 5 in Rückenlage gelagert werden soll. In 4 ist eine Positionierungshilfe dargestellt, welche eine Lagerung in Seitenlage angibt. Weiterhin ist in beiden Varianten ersichtlich, dass die Kontur der Figur klar zu erkennen ist und daher der Patient 5 entsprechend der dargestellten Figur positioniert werden kann. In weiteren Ausführungsformen der Erfindung kann die projizierte Figur, insbesondere in Form einer schematischen Darstellung 25 eines menschlichen Körpers, auf einem skalierbaren Modell 11 beruhen. Ein solches skalierbares Modell 11 ist beispielsweise abrufbar auf einem Computer 15 oder direkt in der Steuerungseinheit 22 gespeichert. Bei einem skalierbaren Modell 11 sind bestimmte Eigenschaften der Figur fest vorgegeben, während andere Eigenschaften skaliert werden können, indem bestimmte Parameterwerte berücksichtigt werden. Beispielsweise kann es sich bei dem skalierbaren Modell 11 um die Kontur einer menschlichen Darstellung 25 oder um die Kontur einzelner Körperteile eines Menschen handeln. Dann können Eigenschaften wie die Größe, der Durchmesser des Brustkorbs oder die Schulterbreite angepasst werden. Eine solche Anpassung erfolgt in einer Ausführungsform gemäß abrufbar gespeicherten Patientendaten 12. Die Patientendaten 12 betreffen beispielsweise die Größe, das Gewicht, kardiologische Werte oder das Geschlecht des Patienten 5. Die Patientendaten 12 können auch unmittelbar vor oder sogar während der Projektion gemessen werden.
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5 und 6 zeigen jeweils eine beispielhafte Projektion einer Figur mit Angabe der Scanrichtung. In den hier gezeigten Beispielen wird zusätzlich zur Figur gemäß einer menschlichen Darstellung 25 ein Symbol 24 in Form eines Pfeils auf die Patientenliege 6 projiziert, wobei der Pfeil jeweils die Scanrichtung einer Aufnahme anzeigt. Insbesondere kann die Scanrichtung einer Aufnahme eines tomographischen Bildes angezeigt werden. Die in 5 angezeigte Scanrichtung wird auch als craniocaudal bezeichnet, während die in 6 gezeigte Scanrichtung auch als caudocranial bezeichnet wird. Eine solche Anzeige verhindert, dass die Aufnahme des Bildes des Patienten 5 in der falschen Richtung erfolgt, was eine Wiederholung der Aufnahme zur Folge hätte. Es können natürlich auch andere Symbole 24 als Pfeile zur Anzeige der Aufnahmerichtung zum Einsatz kommen. Weiterhin kann ein entsprechendes Symbol 24 sowohl mit einer Figur entsprechend einer schematischen Darstellung 25 eines menschlichen Körpers zusammen als auch als einzelne Figur auf die Patientenliege 6 projiziert werden. Weiterhin können verschiedene Figuren und Symbole 24 sowohl überlappend als auch getrennt nebeneinander auf die Patientenliege 6 projiziert werden.
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7 und 8 zeigen jeweils eine beispielhafte Projektion einer Figur mit Angabe des Aufnahmebereichs. Während in dem in 7 gezeigten Beispiel der Aufnahmebereich als rechteckige Fläche projiziert wird, ist in dem in 8 gezeigten Beispiel der Aufnahmebereich durch vier Pfeile eingegrenzt. Es können auch mehrere Aufnahmebereiche für einen Patienten 6 projiziert werden. Dies kann beispielsweise sinnvoll sein, wenn sowohl eine Aufnahme der Kniegelenke als auch des Schulterbereiches notwendig ist.
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Weiterhin können alle der hier gezeigten Ausführungsformen mit einer automatischen Kontrolle der Helligkeit des projizierten Bereiches verbunden werden. Insbesondere ist es zu vermeiden, die Augen des Patienten 5 einer so hellen Projektion auszusetzen, dass diese vom Patienten 5 als unangenehm wahrgenommen wird oder sogar Schäden an den Augen des Patienten 5 hervorrufen kann. In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Positionierungseinheit so gestaltet, dass der Bereich der Projektion, an dem die Augen des Patienten 5 positioniert werden sollen, weniger hell ausgeleuchtet wird als benachbarte Bereiche der Projektion. Insbesondere kann der Bereich der Projektion, an dem die Augen des Patienten 5 positioniert werden sollen, weniger hell als alle anderen Bereiche der Projektion ausgeleuchtet oder gar nicht beleuchtet werden. Die Information über die Positionierung der Augen des Patienten 5 kann die Steuerungseinheit 22 entweder direkt aus den Patientendaten 12 beziehen oder anhand des Protokolls 10 und/oder der Patientendaten 12 berechnen.
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In weiteren Ausführungsformen der Erfindung weist die Positionierungseinheit eine Kamera zur Aufnahme von Bildern des Patienten 5 im sichtbaren Spektralbereich auf. Bei einer solchen Kamera handelt es sich beispielsweise um eine übliche Videokamera. Die Kamera ist derart mit der Steuerungseinheit 22 verbunden, dass es der Steuerungseinheit 22 möglich ist aus den von der Kamera aufgenommenen Bildern die aktuelle Position der Augen des Patienten 5 zu berechnen und dementsprechend eine weniger helle Beleuchtung des Bereiches zu bewirken, an dem sich die Augen des Patienten 5 aktuell befinden. So kann die Steuerungseinheit 22 oder ein separates mit der Steuerungseinheit 22 zusammenwirkendes Programm zur automatischen Erkennung der Augen eines Patienten 5 in den Bildern der Kamera ausgelegt sein, insbesondere durch Methoden der Bildverarbeitung wie Filtern, Segmentierung und Mustererkennung.
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9 zeigt beispielhaft und schematisch das Zusammenwirken verschiedener Elemente der Erfindung auf. Der technische Effekt der Erfindung betrifft einerseits die Verbesserung bei der Positionierung eines Patienten 5 für die Aufnahme eines Bildes, insbesondere eines tomographischen Bildes. Durch das Projizieren der Positionierungshilfe gemäß der Erfindung wird eine Positionierung derart ermöglicht, dass eine Aufnahme besonders effizient durchgeführt werden kann. Wie bereits diskutiert wird der Gesamtprozess der Aufnahme beschleunigt und die Fehleranfälligkeit erniedrigt. Der technische Effekt betrifft weiterhin die Verbesserung bei der Positionierung eines Patienten 5 in Abhängigkeit eines Protokolls 10, insbesondere erfolgt eine Positionierung mit der erfindungsgemäßen Positionierungseinheit genauer. Denn es wird ein funktionaler Zusammenhang zwischen den im Protokoll 10 hinterlegten Aufnahmeparametern und der Projektion einer Positionierungshilfe hergestellt. Dieser funktionale Zusammenhang wird in den weiteren Varianten der Erfindung vertieft; beispielsweise, wenn ein Symbol 24 zur Anzeige der Richtung der Aufnahme projiziert wird. Weitere funktionale Zusammenhänge entstehen auch, wenn die projizierte Figur auf einem skalierbaren Modell 11 beruht. Dabei können Eigenschaften des Patienten 5 so mit Aufnahmeparametern des Protokolls 10 in Beziehung gesetzt werden, dass eine noch schnellere und weniger fehleranfällige Positionierung des Patienten 5 ermöglicht wird. In diesem Sinne werden auch die Positionierungseinheit mit der Steuerungseinheit 22 sowie das bildgebende Gerät 7 mit einer solchen Positionierungseinheit selbst schneller und weniger fehleranfällig.
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10 zeigt ein Flussdiagram eines Verfahrens zum optischen Erzeugen einer Positionierungshilfe. In 10 wird dargestellt, wie die einzelnen Schritte zum optischen Erzeugen einer Positionierungshilfe mittels einer erfindungsgemäßen Positionierungseinheit durchgeführt werden können. Die zuvor erläuterten technischen Effekte und funktionalen Zusammenhänge erstrecken sich gemäß der jeweiligen Ausführungsform auch auf das hier dargestellte Verfahren. Dabei kann das Verfahren variiert werden, damit es der gegenständlichen Ausformung der Erfindung entspricht. So umfasst die hier gezeigte Ausführungsform der Erfindung die Schritte des Skalierens S eines Modells 11 sowie des Berechnens B eines Steuerungssignals 1 und schließlich des Projizierens P einer Figur als Positionierungshilfe. In dem hier dargestellten Fall basiert die Figur auf dem skalierbaren Modell 11.
