DE102014206005A1

DE102014206005A1 - Positionieren eines Untersuchungsobjekts in einer medizinischen Bildgebungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102014206005A1
Application number: DE102014206005.2A
Authority: DE
Inventors: Mathias Hörnig
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2014-03-31
Publication date: 2015-10-01

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Unterstützen einer Positionierung eines Untersuchungsobjekts in einer medizinischen Bildgebungsvorrichtung (1). Die medizinische Bildgebungsvorrichtung (1) weist einen Erfassungsbereich (4) auf, in welchem das mit der Bildgebungsvorrichtung (1) zu untersuchende Untersuchungsobjekt anzuordnen ist. Bei dem Verfahren wird eine Sollposition (42) für das Untersuchungsobjekt in Bezug auf den Erfassungsbereich (4) bestimmt und eine graphische Darstellung eines vorbestimmten Objekts in der Sollposition (42) in Bezug auf den Erfassungsbereich (4) automatisch angezeigt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Unterstützen einer Positionierung eines Untersuchungsobjekts in einer medizinischen Bildgebungsvorrichtung sowie eine entsprechende Positioniervorrichtung.
Bei medizinischen Bildgebungsvorrichtungen, wie z.B. Röntgengeräten mit Flachdetektoren (für z.B. Radiografie, Fluoroskopie, Mammografie usw.) werden sogenannte Qualitätskontrollüberprüfungen (Quality Control Checks) der Systeme gefordert. Die Qualitätsüberprüfungen umfassen typischerweise die Überprüfung der Komponenten von der Strahlenquelle bis zum Detektor. Die Überprüfungen können von regulativer Seite, beispielsweise Normen, als auch von Herstellern gefordert sein und können insbesondere die Überprüfung des Flachdetektors umfassen. Die Überprüfungen können beispielsweise wiederkehrende tägliche bis jährliche Messwiederholungen durch den Anwender fordern, um einen ordnungsgemäßen Betrieb des Systems, Detektoreigenschaften und Bildqualität sicherzustellen. Typischerweise gibt es zur Durchführung der Überprüfungen Messprozedur-Anweisungen, beispielsweise in Form von Handbüchern, in denen Messvorschriften beschrieben werden. Bei Messprozedur-Anweisungen kann jedoch das Problem bestehen, dass Beschreibungen unterschiedlich interpretiert werden können. Weiterhin können Skizzen in den Beschreibungen teilweise unvollständig oder ungenau sein. Dies kann zu falschen Bildaufnahmen führen oder es können beispielsweise sogenannte Messphantome falsch auf dem Detektor angeordnet werden. Dies kann gravierende Folgen haben. Beispielsweise kann ein System die Messtests fälschlicherweise nicht bestehen, wodurch das System stillgelegt werden muss oder kostenintensive Wartungen durchgeführt werden müssen.
Ein weiteres Problem bei Beschreibungen von Messanweisungen kann darin liegen, dass zwischen einer Beschreibung und einer realen Phantomobjektpositionierung stets Toleranzen bestehen, welche im Sinne von konstanten oder einheitlichen Messungen minimiert werden sollten.
Aber nicht nur bei Qualitätskontrollüberprüfungen, sondern auch bei klinischen Untersuchungen mit der Bildgebungsvorrichtung, wie beispielsweise Röntgenaufnahmen der Mamma oder der Lunge, und bei Therapieanwendungen oder Operationen ist es für einen Arzt oder einen medizinisch-technischen Assistenten wichtig, dass der Patient an oder in der Bildgebungsvorrichtung oder auf dem Untersuchungstisch geeignet positioniert ist, um eine gute Qualität der Untersuchung, beispielsweise der Röntgenaufnahme, sicherzustellen. Typischerweise erfolgt das Positionieren über Hinweise per Sprache durch den Arzt oder den medizinisch-technischen Assistenten. Alternativ kann der Patient direkt in die gewünschte Position oder Lage geführt oder positioniert werden. Damit kann ein erhöhter Zeitaufwand verbunden sein, welcher insbesondere im sogenannten Screening-Betrieb aus Zeit- und Kostengründen unerwünscht ist. Positionierhinweise über Sprache werden häufig missverstanden, beispielsweise bedingt durch unterschiedliche Ausgangslagen von Befehlsgeber und Patienten, wodurch Anweisungen falsch ausgeführt werden. Beispielsweise können relative Weisungen „rechts“ oder „links“ unterschiedlich aufgefasst werden. Eine direkte Positionshilfe durch das Führen, also manuelles Positionieren, kostet erheblich mehr Zeit, da typischerweise der Positionsgeber den Patienten in die gewünschte Position rückt, welche anschließend vom Patienten gehalten werden muss, und danach typischerweise zurück an ein Gerätepult geht, um beispielsweise die Strahlung auszulösen. Hinzu kommt eine gewisse Unsicherheit, da der Positionsgeber nicht oder nur schwer kontrollieren kann, ob sich der Patient in der Zeit bewegt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Positionierung eines Untersuchungsobjekts in einer medizinischen Bildgebungsvorrichtung zu unterstützen.
Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch ein Verfahren zum Unterstützen einer Positionierung eines Untersuchungsobjekts in einer medizinischen Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, eine Positioniervorrichtung für eine medizinische Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 12, ein Computerprogramm nach Anspruch 17 und einen elektronisch lesbaren Datenträger nach Anspruch 18 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Unterstützen einer Positionierung eines Untersuchungsobjekts in einer medizinischen Bildgebungsvorrichtung bereitgestellt. Die medizinische Bildgebungsvorrichtung umfasst beispielsweise eine Röntgenanlage, ist jedoch nicht darauf beschränkt, und kann daher auch beispielsweise eine Positronenemissionstomografieanlage oder eine Magnetresonanztomografieanlage umfassen. Die medizinische Bildgebungsvorrichtung hat einen Erfassungsbereich, beispielsweise einen Flachdetektor, in welchem das Untersuchungsobjekt anzuordnen ist, welches mit der Bildgebungsvorrichtung zu untersuchen ist. Bei dem Verfahren wird eine Sollposition für das Untersuchungsobjekt in Bezug auf den Erfassungsbereich bestimmt. Das Untersuchungsobjekt kann beispielsweise ein vorbestimmtes Phantomobjekt sein, welches für eine Qualitätskontrollüberprüfung der Bildgebungsvorrichtung mithilfe der Bildgebungsvorrichtung zu untersuchen ist. Die Sollposition kann für das vorbestimmte Phantomobjekt fest vorgegeben sein, beispielsweise in einer Datenbank. Ferner können mehrere verschiedene Phantomobjekte vorgesehen sein, deren Sollpositionen jeweils in beispielsweise einer Datenbank vorgegeben sind. Darüber hinaus kann die Sollposition auch beispielsweise aus einer Paarung von Phantomobjekt und Erfassungsbereich bestimmt werden, d.h. für jede Kombination aus Phantomobjekt und Art eines Erfassungsbereichs kann eine entsprechende Sollposition vorgegeben sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Untersuchungsobjekt einen Patienten umfassen, welcher mittels der Bildgebungsvorrichtung zu untersuchen ist. Die Sollposition kann beispielsweise in Abhängigkeit von einem zu untersuchenden Organ des Patienten vorgegeben sein, beispielsweise in einer Datenbank. Bei dem Verfahren wird eine graphische Darstellung eines vorbestimmten Objekts automatisch in der für das Untersuchungsobjekt bestimmten Sollposition in Bezug auf den Erfassungsbereich angezeigt. Das vorbestimmte Objekt, dessen graphische Darstellung automatisch angezeigt wird, kann beispielsweise eine abstrahierte Form des Phantomobjekts oder des Patienten oder zumindest eines Teilbereichs des Patienten umfassen. Indem die graphische Darstellung des vorbestimmten Objekts in der Sollposition in Bezug auf den Erfassungsbereich angezeigt wird, wird eine Vorlage geschaffen, an welcher eine Bedienperson beispielsweise auf einfache Art und Weise sehr genau das Phantomobjekt ausrichten kann oder an welcher ein Patient sich sehr genau selbst oder mithilfe eines Arztes oder eines medizinisch-technischen Assistenten ausrichten kann. Insbesondere kann das Verfahren in Echtzeit ausgeführt werden. Dadurch kann das Untersuchungsobjekt schneller und einfacher in die gewünschte Position gebracht werden und Anordnungsfehler können vermieden werden.
Gemäß einer Ausführungsform wird bei dem automatischen Anzeigen der graphischen Darstellung des vorbestimmten Objekts in der Sollposition die graphische Darstellung des Objekts in der Sollposition auf eine Fläche des Erfassungsbereichs projiziert. Dadurch kann ein falsches Positionieren von Phantomobjekten oder einem Patienten vermieden werden. Durch die graphische Darstellung können Missverständlichkeiten, welche in textuellen Beschreibungen zu Fehlern führen können, vermieden werden. Auch wiederholende Tests, welche beispielsweise in Verbindung mit Qualitätskontrollüberprüfungen, aber auch bei Wiederholungsuntersuchungen eines Patienten durchgeführt werden, können reproduzierbar durchgeführt werden. Durch die graphische Darstellung kann ferner eine Benutzung falscher Phantomobjekte vermieden werden und eine Bildgebungsuntersuchung schneller durchgeführt werden. Zusätzlich oder alternativ können Beschreibungen, welche eine Durchführung einer Qualitätskontrollüberprüfung oder einer Patientenuntersuchung beschreiben, in Verbindung mit der graphischen Darstellung des Objekts auf die Fläche des Erfassungsbereichs projiziert werden. Dadurch können derartige Beschreibungen direkt an beispielsweise einem Flachdetektor abgelesen werden und dadurch der Untersuchungsablauf beschleunigt werden. Die zusätzlichen Beschreibungen können textuell oder optisch und graphisch dargestellt werden. Dadurch kann dem Bedienpersonal eine Hilfestellung gegeben werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform wird beim automatischen Anzeigen der graphischen Darstellung des vorbestimmten Objekts in der Sollposition in Bezug auf den Erfassungsbereich eine dreidimensionale graphische Darstellung des Objekts in der Sollposition in dem Erfassungsbereich projiziert. Dadurch kann beispielsweise dem Patienten ein optisches Hilfsmittel zum Positionieren gegeben werden, was Erklärungen ergänzt und verständlicher macht. Somit kann die Sollposition in kürzerer Zeit gefunden werden und der gesamte Arbeitsablauf an der Bildgebungsvorrichtung effizienter werden. Ferner können Abweichung zwischen einer Istposition des Patienten und der gewünschten Sollposition während einer Untersuchung auf einfache Art und Weise festgestellt werden, wodurch Fehlaufnahmen durch Fehlpositionierungen vermieden werden können.
Bei einer weiteren Ausführungsform wird automatisch ein Abbild des Erfassungsbereichs erfasst. Der Erfassungsbereich kann beispielsweise mit einer oder mehreren Kameras elektronisch erfasst werden. Auf der Grundlage des Abbilds des Erfassungsbereichs und der graphischen Darstellung des Objekts wird ein kombiniertes Bild derart erzeugt, dass in dem kombinierten Bild die graphische Darstellung des Objekts in der Sollposition in Bezug auf das Abbild des Erfassungsbereichs gezeigt wird. Anders ausgedrückt zeigt das erzeugte Bild eine Abbildung des Erfassungsbereichs und zusätzlich eine darin hinein gerechnete graphische Darstellung des Objekts in der gewünschten Sollposition. Das kombinierte Bild wird auf einer Bildwiedergabevorrichtung angezeigt. Die Bildwiedergabevorrichtung kann beispielsweise einen Monitor umfassen. Durch die Darstellung des realen Erfassungsbereichs in Kombination mit der graphischen Darstellung des Objekts in der Sollposition kann einem Benutzer auf einfache und intuitive Art und Weise vermittelt werden, wie beispielsweise ein Phantomobjekt in dem Erfassungsbereich anzuordnen ist. Wenn ein Benutzer der Bildgebungsvorrichtung dann beispielsweise das Phantomobjekt in dem Erfassungsbereich angeordnet hat, kann über das kombinierte Bild, in welchem nunmehr das in dem Erfassungsbereich angeordnete Phantomobjekt und die graphische Darstellung des Objekts in der Sollposition dargestellt sind, die richtige Anordnung des Phantomobjekts überprüfen. Die Bildwiedergabevorrichtung kann beispielsweise in der Nähe des Erfassungsbereichs angeordnet sein. In diesem Fall kann beispielsweise ein Patient, welcher zumindest teilweise in dem Erfassungsbereich angeordnet ist, mithilfe des kombinierten Bildes auf der Bildwiedergabevorrichtung seine eigene Position in Bezug auf die Position der graphischen Darstellung des Objekts in der Sollposition kontrollieren und gegebenenfalls korrigieren. Dadurch kann eine eigenständige Anordnung des Patienten in der Sollposition vereinfacht werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren ein automatisches Erfassen eines Abbilds eines Erfassungsbereichs mit dem darin angeordneten Untersuchungsobjekt sowie ein automatisches Bestimmen einer aktuellen Position des Untersuchungsobjekts in Bezug auf den Erfassungsbereich auf der Grundlage des erfassten Abbilds. Das Abbild des Erfassungsbereichs mit dem darin angeordneten Untersuchungsobjekt kann beispielsweise mithilfe einer Digitalkamera erfasst werden. Mithilfe einer Bildverarbeitung kann die aktuelle Position des Untersuchungsobjekts in dem so erfassten Abbild des Erfassungsbereichs bestimmt werden. Darauf aufbauend kann automatisch ein Übereinstimmungswert bestimmt werden, welcher einen Grad einer Übereinstimmung zwischen der aktuellen Position des Untersuchungsobjekts und der Sollposition anzeigt. Beispielsweise kann der Übereinstimmungswert einen Überdeckungswert umfassen, welcher beispielsweise angibt, wie viel Prozent der graphischen Darstellung des Objekts von der aktuellen Position des Untersuchungsobjekts überdeckt werden. Insbesondere kann der Übereinstimmungswert in Echtzeit bestimmt werden und somit eine direkte Rückmeldung zur aktuellen Anordnung der Position des Objekts liefern. Der Übereinstimmungswert gibt somit eine Güte der Anordnung des Untersuchungsobjekts in der Bildgebungsvorrichtung an. Auf der Grundlage des Übereinstimmungswertes kann beispielsweise ein Freigabesignal für die Bildgebungsvorrichtung erzeugt werden, welches ein Durchführen einer Bildgebung mittels der Bildgebungsvorrichtung freigibt. Dadurch können Fehlaufnahmen durch eine ungeeignete Positionierung des Untersuchungsobjekts vermieden werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein Ausgangssignal für einen Benutzer, beispielsweise eine Bedienperson oder einen Patienten, der Bildgebungsvorrichtung in Abhängigkeit von dem Übereinstimmungswert erzeugt werden. Das Ausgangssignal zeigt an, dass ein vorbestimmter Übereinstimmungswert zwischen der aktuellen Position des Untersuchungsobjekts und der Sollposition erreicht ist. Das Ausgangssignal kann beispielsweise optisch oder akustisch erfolgen und somit einem Patienten beispielsweise anzeigen, dass er eine geeignete Position für die Untersuchung erreicht hat. Ferner können automatisch Bereiche signalisiert werden, in denen ein weiteres Angleichen der aktuellen Position an die Sollposition erforderlich ist. Diese Bereiche können beispielsweise farblich markiert werden oder es können entsprechende grafische Hinweise gegeben werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird eine Abbildung des Patienten erfasst und Abmessungen der graphischen Darstellung des Objekts, welches automatisch in der Sollposition in Bezug auf den Erfassungsbereich angezeigt wird, auf der Grundlage der erfassten Abbildung des Patienten angepasst. Die Anpassung des Objekts kann beispielsweise eine Größenanpassung in eine oder mehrere Dimensionen umfassen.
Bei beispielsweise einer Untersuchung einer Hand mithilfe der Bildgebungsvorrichtung kann die Größe der Hand des Patienten aus der Abbildung des Patienten näherungsweise bestimmt werden und eine symbolische Hand, welche als graphische Darstellung in der Sollposition in Bezug auf den Erfassungsbereich automatisch angezeigt wird, an die Größe der Hand des Patienten angepasst werden. Dadurch kann eine Positioniergenauigkeit beim Anordnen der Hand des Patienten in dem Erfassungsbereich verbessert werden.
Eine weitere Ausführungsform betrifft den Fall, in dem das Untersuchungsobjekt ein vorbestimmtes Phantomobjekt umfasst, welches für eine Qualitätskontrollüberprüfung der Bildgebungsvorrichtung mithilfe der Bildgebungsvorrichtung zu untersuchen ist. Bei dem Verfahren wird eine Bildgebung des Phantomobjekts mithilfe der Bildgebungsvorrichtung durchgeführt und Daten von der Bildgebung zu einer Qualitätskontrollvorrichtung automatisch übertragen. Die Qualitätskontrollvorrichtung ist in der Lage, die Qualität der Bildgebungsvorrichtung in Abhängigkeit von den Daten der Bildgebung zu bestimmen. Durch das automatische Anzeigen der graphischen Darstellung des Phantomobjekts in der Sollstellung kann die Anordnung des Phantomobjekts in der Sollposition vereinfacht werden. Insbesondere durch das automatische Bestimmen des Übereinstimmungswertes, welcher die Übereinstimmung der aktuellen Anordnung des Phantomobjekts im Vergleich zu der Sollposition angibt, kann eine Qualität der durchgeführten Qualitätskontrollüberprüfung beurteilt werden. Daher kann die Qualitätskontrollüberprüfung weitestgehend automatisiert werden und durch das automatische Übertragen von Daten der Bildgebung des Phantomobjekts zu der Qualitätskontrollvorrichtung kann die Qualitätskontrollüberprüfung automatisch in der Qualitätskontrollvorrichtung ausgewertet werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird weiterhin eine Positioniervorrichtung für eine medizinische Bildgebungsvorrichtung bereitgestellt. Die medizinische Bildgebungsvorrichtung, beispielsweise eine Röntgenvorrichtung, weist einen Erfassungsbereich, beispielsweise einen Flachdetektor, auf, in welchem ein mit der Bildgebungsvorrichtung zu untersuchendes Untersuchungsobjekt anzuordnen ist. Die Positioniervorrichtung umfasst eine Anzeigevorrichtung und eine Verarbeitungsvorrichtung. Die Verarbeitungsvorrichtung ist in der Lage, eine Sollposition für das Untersuchungsobjekt in Bezug auf den Erfassungsbereich zu bestimmen und eine graphische Darstellung eines vorbestimmten Objekts in der Sollposition in Bezug auf den Erfassungsbereich mittels der Anzeigevorrichtung anzuzeigen. Die Anzeigevorrichtung kann beispielsweise eine 2D- oder 3D-Projektionsvorrichtung umfassen, welche die graphische Darstellung des bestimmten Objekts in der Sollposition in den Erfassungsbereich projiziert. Alternativ oder zusätzlich kann die Anzeigevorrichtung einen Monitor oder einen Flachbildschirm umfassen, auf welchem der Erfassungsbereich in Verbindung mit der graphischen Darstellung des vorbestimmten Objekts in der gewünschten Sollposition in Bezug auf den Erfassungsbereich dargestellt wird. Die Positioniervorrichtung ist daher zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens oder seiner Ausführungsformen geeignet und umfasst daher auch die zuvor beschriebenen Vorteile.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Positioniervorrichtung und die Bildgebungsvorrichtung integriert als eine Vorrichtung ausgebildet, d.h. die Positioniervorrichtung ist in die Bildgebungsvorrichtung integriert. Durch die Integration der Positioniervorrichtung in die Bildgebungsvorrichtung kann auf einfache Art und Weise eine genaue graphische Darstellung des vorbestimmten Objekts in der Sollposition in Bezug auf den Erfassungsbereich erzeugt und dargestellt werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Positioniervorrichtung eine Vorrichtung, welche unabhängig von der Bildgebungsvorrichtung ausgebildet ist und unabhängig von der Bildgebungsvorrichtung betreibbar ist. Die Verarbeitungsvorrichtung der Positioniervorrichtung ist in der Lage, eine aktuelle Position der Positioniervorrichtung in Bezug auf den Erfassungsbereich zu erfassen. Dies kann beispielsweise durch optisches Erfassen des Erfassungsbereichs mithilfe einer Kameravorrichtung der Positioniervorrichtung erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann die Positioniervorrichtung an einer vorbestimmten Position in Bezug auf den Erfassungsbereich angeordnet werden. Die Positioniervorrichtung kann beispielsweise ein mobiles Endgerät, z.B. ein Mobilfunktelefon, ein Tablet-PC oder ein tragbarer Computer sein, auf welchem eine Anwendungssoftware, beispielsweise eine sogenannte App, läuft, welche das zuvor beschriebene Verfahren ausführt. Die Positioniervorrichtung ist daher beispielsweise zur Durchführung einer Qualitätskontrollüberprüfung bei Bedarf in Verbindung mit der Bildgebungsvorrichtung verwendbar und darüber hinaus für andere Anwendungen, beispielsweise zum Telefonieren, geeignet. Dadurch kann die Positioniervorrichtung kostengünstig bereitgestellt werden.
Weiterhin wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Computerprogramm bereitgestellt, welches in einen Speicher einer Verarbeitungsvorrichtung einer Bildgebungsvorrichtung oder einer Positioniervorrichtung geladen werden kann. Mit diesem Computerprogramm können alle oder verschiedene der zuvor beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgeführt werden, wenn das Computerprogramm in der Verarbeitungsvorrichtung läuft. Dabei benötigt das Computerprogramm evtl. Programmmittel, z.B. Bibliotheken oder Hilfsfunktionen, um die entsprechenden Ausführungsformen des Verfahrens zu realisieren. Anders ausgedrückt wird mit dem Computerprogramm eine Software unter Schutz gestellt, mit welcher eine der oben beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgeführt werden kann bzw. welche diese Ausführungsform ausführt. Dabei kann es sich bei der Software um einen Quellcode, z.B. C++, welcher noch kompiliert oder übersetzt und gebunden oder welcher nur interpretiert werden muss, oder um einen ausführbaren Softwarecode handeln, welcher zur Ausführung nur noch in die entsprechende Verarbeitungsvorrichtung zu laden ist.
Schließlich wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein elektronisch lesbarer Datenträger, beispielsweise eine DVD, ein Magnetband oder ein USB-Stick bereitgestellt, auf welchem elektronisch lesbare Steuerinformationen, insbesondere eine Software, wie sie zuvor beschrieben wurde, gespeichert sind. Wenn diese Steuerinformationen von dem Datenträger gelesen und in einer Verarbeitungsvorrichtung gespeichert werden, können alle erfindungsgemäßen Ausführungsformen des zuvor beschriebenen Verfahrens durchgeführt werden.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen erläutert werden.
1 zeigt eine Bildgebungsvorrichtung mit einem Datenträger gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt ein Verfahren zum Positionieren eines Untersuchungsobjekts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt ein Untersuchungsobjekt und eine graphische Darstellung eines vorbestimmten Objekts in einer Sollposition gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt eine Bildgebungsvorrichtung mit einem Untersuchungsobjekt und einer graphischen Darstellung eines vorbestimmten Objekts in einer Sollposition gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 zeigt einen Detektor einer Bildgebungsvorrichtung.
6 zeigt eine Positioniervorrichtung für eine medizinische Bildgebungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 zeigt eine Positioniervorrichtung für eine medizinische Bildgebungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
8 zeigt eine Positioniervorrichtung für eine medizinische Bildgebungsvorrichtung gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
9 zeigt ein Phantomobjekt in Verbindung mit einem Detektor einer medizinischen Bildgebungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
10 zeigt eine Positioniervorrichtung für eine medizinische Bildgebungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer medizinischen Bildgebungsvorrichtung 1, beispielsweise eine Röntgenanlage. Die Röntgenanlage 1 umfasst einen Flachdetektor 2 zur Erfassung von Röntgenstrahlen, welche von einer Röntgenquelle 3 erzeugt werden und durch ein zu untersuchendes Objekt in einem Erfassungsbereich 4 oberhalb des Flachdetektors 2 verlaufen. Die Röntgenvorrichtung 1 umfasst ferner eine Positioniervorrichtung 5 zur Unterstützung der Positionierung des Untersuchungsobjekts in dem Erfassungsbereich 4. Die Positioniervorrichtung 5 umfasst eine Verarbeitungsvorrichtung 6, eine Bildschirmausgabevorrichtung 7 sowie eine Projektions- und Kameravorrichtung 8. Die Arbeitsweise der Positioniervorrichtung 5 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 2–4 im Detail beschrieben werden. Die unter Bezugnahme auf 2 beschriebenen Verfahrensschritte können beispielsweise von der Verarbeitungsvorrichtung 6 mithilfe eines Computerprogramms ausgeführt werden, welches auf einem Datenträger 9, beispielsweise einer DVD, gespeichert ist und von diesem Datenträger in einen Arbeitsspeicher der Verarbeitungsvorrichtung 6 geladen wird.
2 zeigt ein Verfahren 20 mit Verfahrensschritten 21–27. In Schritt 21 wird eine Sollposition für einen mit der Bildgebungsvorrichtung 1 zu untersuchenden Patienten bestimmt. Die Sollposition kann beispielsweise in Abhängigkeit von einer geplanten Untersuchung aus beispielsweise einer Datenbank bestimmt werden. In Schritt 22 wird mithilfe der Kameravorrichtung 8 der Patient erfasst. Beispielsweise kann eine Größe des Patienten oder eine Größe eines Abschnitts des Patienten erfasst werden. In Schritt 23 wird ein Objekt, welches wie nachfolgend beschrieben angezeigt werden wird, um die Sollposition zu symbolisieren, an die in Schritt 22 erfassten Geometriedaten des Patienten angepasst. Beispielsweise kann eine Größe des darzustellenden Objekts angepasst werden. In Schritt 24 wird das in Schritt 23 angepasste Objekt beispielsweise in einer 3D-Darstellung mithilfe der Projektionsvorrichtung 8 in dem Erfassungsbereich 4 dargestellt. Alternativ kann auch eine zweidimensionale Darstellung des Objekts auf einer Oberfläche des Flachdetektors 2 mithilfe der Projektionsvorrichtung 8 erfolgen. In Schritt 25 wird ein Übereinstimmungswert zwischen einer aktuellen Position des Patienten und der durch das projizierte Objekt dargestellten Sollposition bestimmt. Die aktuelle Position des Patienten wird beispielsweise mithilfe der Kameravorrichtung 8 ermittelt. In Schritt 26 wird der so bestimmte Übereinstimmungswert mit beispielsweise einem Schwellenwert verglichen. Der Schwellenwert definiert eine erforderliche Übereinstimmung, welche zu erreichen ist, bevor ein Bild mithilfe der Bildgebungsvorrichtung 1 von dem Patienten aufgenommen werden soll. Sofern die erforderliche Übereinstimmung in Schritt 26 noch nicht erreicht ist, wird das Verfahren in Schritt 25 fortgesetzt und der Patient beispielsweise aufgefordert, seine Position weiter an die Darstellung des Objekts anzupassen. Sobald die erforderliche Übereinstimmung erreicht ist, wird in Schritt 27 die Bildgebung freigegeben.
3 zeigt beispielhaft eine aktuelle Istposition 31 eines Patienten und eine Sollposition 32, welche durch die Projektion des Objekts in dem Erfassungsbereich 4 dargestellt wird.
Im linken Teil der 3 ist noch gar keine Übereinstimmung zwischen der aktuellen Position 31 des Patienten und der Sollposition 32 erreicht. In der rechten Abbildung der 4 hat sich der Patient an die vorgegebene Sollposition 32 so weit angepasst, dass die Istposition 31 näherungsweise der Sollposition 32 entspricht.
4 zeigt die Istposition 41 eines Patienten in Verbindung mit der Bildgebungsvorrichtung 1. Zusätzlich ist die Sollposition 42, wie sie beispielsweise von der Projektionsvorrichtung 8 ausgegeben wird, in der 4 dargestellt.
Alternativ zu der Projektion der Sollposition mithilfe der Positionsvorrichtung 8 können die aktuelle Istposition des Patienten und die gewünschte Sollposition in Bezug zueinander und in Bezug zu dem Flachdetektor 2 auf der Bildschirmausgabevorrichtung 7 ausgegeben werden, sodass ein Patient, welcher vor der Bildgebungsvorrichtung 1 steht, auf der Bildschirmausgabevorrichtung 7 seine eigene Position in Bezug auf die Sollposition korrigieren kann. Die aktuelle eigene Position des Patienten kann beispielsweise mithilfe der Kameravorrichtung 8 aktuell erfasst und auf der Bildschirmausgabevorrichtung 7 dargestellt werden.
Zusammenfassend wird zur Optimierung der Patientenpositionierung eine graphische, optische und dreidimensionale Positionierungshilfe an der Bildgebungsvorrichtung 1 vorgesehen. Dadurch erfolgt ein Echtzeitabgleich der Patienten-Istposition mit der klinischen Patienten-Sollpositionierung. Die Sollpositionen können beispielsweise über Soll-Positionier-Routinen im Gerät hinterlegt sein, beispielsweise für unterschiedliche geplante Untersuchungen, wie z.B. eine Tomografie, eine Lungenaufnahme mit seitlicher Armpositionierung usw. Die Patientenkontur kann mithilfe der Kameravorrichtung 8 optisch erfasst werden, um die angezeigte Darstellung der Sollposition an die Patienten-Ist-Geometrie anzupassen, beispielsweise an eine Größe des Patienten. Auf dieser Grundlage erfolgt eine optische dreidimensionale Darstellung der Sollposition, beispielsweise über die Projektionsvorrichtung 8, insbesondere in Form von Hologrammen. Der Patient muss sich nun lediglich der Sollposition anpassen, was die Findung der Sollposition unterstützt und beschleunigt. Ferner können in Echtzeit Soll- und Istposition miteinander abgeglichen werden und dem Anwender eine Deckungsgleichheit von beispielsweise 90 % mitgeteilt werden. Dieser Schwellenwert kann als Qualitätsindikator genutzt werden, um beispielsweise die Strahlungsfreigabe zu aktivieren. Zusätzlich kann die Darstellung der Echtzeit-Soll- und Istpositionen auf der Bildschirmausgabevorrichtung 7 erfolgen.
Die Positioniervorrichtung 5 kann alternativ als eine eigenständige Vorrichtung vorgesehen werden, beispielsweise in Form eines Tablet-PC oder eines Smartphones, welche in dem Erfassungsbereich 4 angeordnet wird. Die Positioniervorrichtung ermittelt in diesem Fall zunächst die eigene Position in Bezug auf den Flachdetektor 2 und kann dann mit entsprechenden Projektions- und Kameravorrichtungen das zuvor beschriebene Verfahren zur Unterstützung der Positionierung des Patienten durchführen.
Vorteile des Verfahrens für eine optische Projektion der klinischen Patienten-Sollpositionierung zum Echtzeit-Abgleich mit der Patienten-Istpositionierung bestehen darin, dass dem Patienten ein optisches Hilfsmittel zum Positionieren gegeben wird, was Erklärungen ergänzt und verständlicher macht, dass die Sollposition in kürzerer Zeit gefunden wird, dass der gesamte Arbeitsablauf (Workflow) effizienter wird, dass Abweichungen von Ist- und Sollposition während des gesamten Ablauf verfolgt werden können, und dass Fehlaufnahmen durch Fehlpositionieren vermieden werden können.
Die zuvor beschriebene Positioniervorrichtung 5 kann ferner bei sogenannten Qualitätskontrollüberprüfungen der Bildgebungsvorrichtung 1 verwendet werden. Bei medizinischen Röntgengeräten mit Flachdetektoren (für beispielsweise Radiographie, Fluoroskopie, Mammografie usw.) werden Qualitätskontrollüberprüfungen, sogenannte Quality Control Checks (QC) sowohl von regulativer Seite (beispielsweise durch Normen) als auch vom Hersteller gefordert. Die Qualitätskontrollüberprüfungen der Systeme umfassen typischerweise die Überprüfung der Komponenten von der Strahlenquelle bis zum Detektor. Dazu werden beispielsweise sogenannte Phantomobjekte, d.h. standardisierte Objekte, in dem Erfassungsbereich 4 angeordnet und Aufnahmen dieser Phantomobjekte erfasst und ausgewertet.
Mithilfe der Positioniervorrichtung 5 kann beispielsweise eine genaue Soll-Anordnung von derartigen Mess- oder Testphantomen optisch auf den Detektor 2 projiziert werden. Die Projektion kann beispielsweise mithilfe der Projektionsvorrichtung 8 erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise die aktuelle Position des Phantomobjekts mithilfe der Kameravorrichtung 8 erfasst werden und auf der Bildschirmausgabevorrichtung 7 können sowohl die gewünschte Sollposition als auch die aktuelle Istposition vergleichend dargestellt werden.
5 zeigt beispielhaft den Detektor 2 und 6 zeigt beispielhaft den Detektor 2 sowie die Projektions- und Kameravorrichtung 8. Mithilfe der Projektionsvorrichtung 8 wird eine Sollposition 61 für ein Phantomobjekt, welches auf dem Flachdetektor 2 anzuordnen ist, auf den Flachdetektor 2 projiziert. 7 zeigt eine weitere Projektion mithilfe der Projektionsvorrichtung 8, um verschiedene Phantomobjekte auf dem Flachdetektor 2 anzuordnen. 8 zeigt eine weitere Projektion einer Sollposition für ein Phantomobjekt, welches auf dem Flachdetektor 2 anzuordnen ist. Bei der Projektion der Sollposition kann zusätzlich beispielsweise eine Phantomart mit angezeigt werden. 9 zeigt ein Phantomobjekt 91, welches auf dem Flachdetektor 2 für eine Qualitätskontrollüberprüfung anzuordnen ist, wobei die Sollposition mithilfe der Projektionsvorrichtung 8 auf dem Flachdetektor 2 dargestellt wird. 10 zeigt schließlich eine Möglichkeit, dass mithilfe der Projektionsvorrichtung 8 neben der Sollposition für das Phantomobjekt 91 auch zusätzliche Instruktionshilfen, beispielsweise zur Durchführung der Qualitätskontrollüberprüfung auf dem Detektor 2 dargestellt werden können.
Zusammenfassend wird mithilfe der Positioniervorrichtung 5 eine genaue Anordnung von Mess- oder Testphantomen optisch auf den Flachdetektor 2 projiziert. Weitere Informationen, wie z.B. Testnummern, Aufnahmeparameter oder Prozedurbeschreibungen, Filterinformationen usw., werden ebenfalls auf den Flachdetektor projiziert. Alternativ zur Integration der Positioniervorrichtung 5 in die Bildgebungsvorrichtung 1 kann die Positioniervorrichtung 5 als eine eigenständige von der Bildgebungsvorrichtung 1 unabhängig betreibbare Vorrichtung ausgebildet sein, sodass auch bestehende Bildgebungsvorrichtungen mit einer derartigen Positioniervorrichtung nachgerüstet werden können.
In Verbindung mit Qualitätskontrollüberprüfungen an medizinischen Bildgebungsvorrichtungen ergeben sich eine Reihe von Vorteilen. Ein falsches Positionieren von Phantomobjekten kann zuverlässig vermieden werden und Fehler durch Missverständlichkeiten in der Testbeschreibung können durch graphische und bildliche Korrekturen verhindert werden. Darüber hinaus sind wiederholende Tests reproduzierbar und der gesamte Testablauf kann schneller erfolgen. Weiterhin kann die Nutzung falscher Phantome verhindert werden und Beschreibungen können direkt am Detektor dargestellt und gelesen werden. Dadurch kann auch unerfahrenem oder wechselndem Personal eine geeignete Hilfestellung gegeben werden. Ferner können Stillstandszeiten der Bildgebungsvorrichtungen durch nicht bestandene Tests wegen falscher oder ungenauer Aufnahmen vermieden werden.
Bezugszeichenliste

1: Bildgebungsvorrichtung
2: Flachdetektor
3: Röntgenstrahlenquelle
4: Erfassungsbereich
5: Positioniervorrichtung
6: Verarbeitungsvorrichtung
7: Bildschirmausgabevorrichtung
8: Projektions- und Kameravorrichtung
9: Datenträger
20: Verfahren
21–27: Schritt
31: Istposition
32: Sollposition
41: Istposition
42: Sollposition
61: Sollposition
91: Phantomobjekt
101: Instruktionshilfen

Claims

Verfahren zum Unterstützen einer Positionierung eines Untersuchungsobjekts in einer medizinischen Bildgebungsvorrichtung, wobei die medizinische Bildgebungsvorrichtung (1) einen Erfassungsbereich (4) aufweist, in welchem das mit der Bildgebungsvorrichtung (1) zu untersuchende Untersuchungsobjekt anzuordnen ist, wobei das Verfahren umfasst: – Bestimmen (21) einer Sollposition (42, 61) für das Untersuchungsobjekt in Bezug auf den Erfassungsbereich (4), und – automatisches Anzeigen einer graphischen Darstellung eines vorbestimmten Objekts in der Sollposition (42, 61) in Bezug auf den Erfassungsbereich (4).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das automatische Anzeigen umfasst: – Projizieren der graphischen Darstellung des Objekts in der Sollposition (61) auf eine Fläche des Erfassungsbereichs (4).
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das automatische Anzeigen umfasst: – Projizieren einer dreidimensionalen graphischen Darstellung des Objekts in der Sollposition (42) in dem Erfassungsbereich (4).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren ferner umfasst: – automatisches Erfassen eines Abbilds des Erfassungsbereichs, und – Erzeugen eines kombinierten Bildes auf der Grundlage des Abbilds des Erfassungsbereichs und der graphischen Darstellung des Objekts derart, dass in dem kombinierten Bild die graphische Darstellung des Objekts in der Sollposition (42, 61) in Bezug auf das Abbild des Erfassungsbereichs (4) gezeigt wird, wobei das automatische Anzeigen umfasst: – Anzeigen des kombinierten Bildes auf einer Bildwiedergabevorrichtung (7).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren ferner umfasst: – automatisches Erfassen eines Abbilds des Erfassungsbereichs (4) mit dem darin angeordneten Untersuchungsobjekt, – automatisches Bestimmen einer aktuellen Position (41) des Untersuchungsobjekts in Bezug auf den Erfassungsbereich (4), und – automatisches Bestimmen (25) eines Übereinstimmungswertes, welcher einen Grad einer Übereinstimmung zwischen der aktuellen Position (41) des Untersuchungsobjekts und der Sollposition (42) anzeigt.
Verfahren nach Anspruch 5, ferner umfassend – automatisches Signalisieren von Bereichen, in denen ein weiteres Angleichen der aktuellen Position an die Sollposition erforderlich ist, in Abhängigkeit von dem Übereinstimmungswert.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, ferner umfassend – Erzeugen (27) eines Freigabesignals für die Bildgebungsvorrichtung (1) in Abhängigkeit von dem Übereinstimmungswert, wobei das Freigabesignal ein Durchführen einer Bildgebung mittels der Bildgebungsvorrichtung (1) freigibt, und/oder – Erzeugen eines Ausgangssignals für einen Benutzer der Bildgebungsvorrichtung (1) in Abhängigkeit von dem Übereinstimmungswert, wobei das Ausgangssignal anzeigt, dass ein vorbestimmter Übereinstimmungswert zwischen der aktuellen Position (41) des Untersuchungsobjekts und der Sollposition (42) erreicht ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Untersuchungsobjekt umfasst: – ein vorbestimmtes Phantomobjekt (91), welches für eine Qualitätskontrollüberprüfung der Bildgebungsvorrichtung (1) mittels der Bildgebungsvorrichtung (1) zu untersuchen ist, und/oder – einen mittels der Bildgebungsvorrichtung (1) zu untersuchenden Patienten.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Untersuchungsobjekt einen mittels der Bildgebungsvorrichtung zu untersuchenden Patienten umfasst und wobei das Verfahren ferner umfasst: – Erfassen (22) einer Abbildung des Patienten, und – Anpassen (23) von Abmessungen der graphischen Darstellung des Objekts auf der Grundlage der Abbildung des Patienten.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bildgebungsvorrichtung (1) eine Röntgenanlage umfasst und wobei der Erfassungsbereich (4) einen Flachdetektor (2) der Röntgenanlage (1) umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Untersuchungsobjekt ein vorbestimmtes Phantomobjekt (91) umfasst, welches für eine Qualitätskontrollüberprüfung der Bildgebungsvorrichtung (1) mittels der Bildgebungsvorrichtung (1) zu untersuchen ist, wobei das Verfahren ferner umfasst: – Durchführen einer Bildgebung mittels der Bildgebungsvorrichtung (1), und – automatisches Übertragen von Daten der Bildgebung zu einer Qualitätskontrollvorrichtung, welche ausgestaltet ist, die Qualität der Bildgebungsvorrichtung (1) in Abhängigkeit von den Daten der Bildgebung zu bestimmen.
Positioniervorrichtung für eine medizinische Bildgebungsvorrichtung, wobei die medizinische Bildgebungsvorrichtung (1) einen Erfassungsbereich (4) aufweist, in welchem ein mit der Bildgebungsvorrichtung (1) zu untersuchendes Untersuchungsobjekt anzuordnen ist, wobei die Positioniervorrichtung (5) umfasst: – eine Anzeigevorrichtung (7, 8), und – eine Verarbeitungsvorrichtung (6), welche ausgestaltet ist, eine Sollposition (42, 61) für das Untersuchungsobjekt in Bezug auf den Erfassungsbereich (4) zu bestimmen und eine graphische Darstellung eines vorbestimmten Objekts in der Sollposition (42, 61) in Bezug auf den Erfassungsbereich (4) mittels der Anzeigevorrichtung (7, 8) anzuzeigen.
Positioniervorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Positioniervorrichtung (5) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1–11 ausgestaltet ist.
Positioniervorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Positioniervorrichtung (5) und die Bildgebungsvorrichtung integriert als eine Vorrichtung ausgebildet sind.
Positioniervorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Positioniervorrichtung (5) eine unabhängig von der Bildgebungsvorrichtung (1) ausgebildete und betreibbare Vorrichtung ist, wobei die Verarbeitungsvorrichtung (6) ferner ausgestaltet ist, eine aktuelle Position der Positioniervorrichtung (5) in Bezug auf den Erfassungsbereich zu erfassen.
Positioniervorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Positioniervorrichtung (5) ein mobiles Endgerät, ein Mobilfunktelefon, einen Tablet-PC oder einen tragbaren Computer umfasst.
Computerprogramm mit Programmmitteln zur Durchführung von allen Schritten des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wenn das Programm in einer Verarbeitungsvorrichtung (6) einer Positioniervorrichtung (5) ausgeführt wird.
Elektronisch lesbarer Datenträger mit darauf gespeicherten elektronisch lesbaren Steuerinformationen, welche derart ausgestaltet sind, dass sie bei Verwendung des Datenträgers (9) in einer Verarbeitungsvorrichtung (6) einer Positioniervorrichtung (5) das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 durchführen.