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Die Erfindung betrifft ein Elektrokardiographie-Gerät (EKG-Gerät) zur Verwendung in Kombination mit einem Magnetresonanzgerät und ein Magnetresonanzgerät umfassend ein solches EKG-Gerät.
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In einem Magnetresonanzgerät wird üblicherweise der zu untersuchende Körper eines Untersuchungsobjektes, insbesondere eines Patienten, mit Hilfe eines Hauptmagneten einem relativ hohen Hauptmagnetfeld, beispielsweise von 1,5 oder 3 oder 7 Tesla, ausgesetzt. Zusätzlich werden mit Hilfe von Gradientenpulsen und Hochfrequenz-Pulsen in Kernspins Hochfrequenz-Signale induziert, welche mittels geeigneter Hochfrequenzantennen empfangen und zu Bilddaten rekonstruiert werden. Die zeitliche Abfolge der Gradientenpulse und Hochfrequenz-Pulse wird typischerweise durch MR-Steuerungssequenzen vorgegeben. Diese MR-Steuerungssequenzen können mit dem Herzschlag des Patienten synchronisiert werden, was insbesondere bei Herzuntersuchungen vorteilhaft ist. Hierzu kann mit einem EKG-Gerät vor oder während einer Magnetresonanzuntersuchung ein Elektrokardiogramm vom Patienten aufgenommen werden. Dies erfolgt typischerweise zu einem Zeitpunkt, zu dem der Patient innerhalb des Magnetresonanzgerätes positioniert ist und dem Hauptmagnetfeld ausgesetzt ist. Hierbei kommt es zu Wechselwirkungen zwischen dem Hauptmagnetfeld, daraus resultierenden physikalischen Effekten und dem EKG-Gerät.
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Insbesondere der magnetohydrodynamische Effekt (MHD-Effekt), entstehend durch den Blutfluss eines sich im Magnetfeld befindlichen Untersuchungsobjektes, ist eine bekannte derartige Wechselwirkung, wie beispielsweise in „Alterations in human ECG due to the MagnetoHydroDynamic effect: A method for accurate R peak detection in the presence of high MHD artifacts“, Abi-Abdallah et al., 2007 29th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, publiziert. Der MHD-Effekt verursacht typischerweise eine Vergrößerung der T-Welle in einem Elektrokardiogramm. Dieser Effekt kann durch eine in Fachkreisen nicht genau definierte und auf Erfahrungswerten des medizinischen Personals basierende Positionierung von Elektroden des EKG-Gerätes auf dem Oberkörper des Patienten reduziert werden. Es wurde erkannt, dass zusätzlich zum MHD-Effekt im Elektrokardiogramm Störungen im isoelektrischen Bereich auftreten. Es wurde erkannt, dass diese Störungen auf eine Bewegung zumindest einer Elektrodenleitung zurückzuführen sind. Die Bewegung kann beispielsweise durch den Puls des Untersuchungsobjektes induziert werden, wodurch Elektrodenleitungen in Schwingung versetzt werden können. Da die Elektrodenleitungen bei Verwendung des EKG-Gerätes im Magnetresonanzgerät dem Hauptmagnetfeld ausgesetzt sind, tritt bei Bewegung der Elektrodenleitungen eine Störung der entsprechenden EKG-Signale auf. Insbesondere können Schwingungen mit Frequenzen im Bereich der Frequenzen eines EKGs angeregt werden und dieses verfälschen. Eine Filterung von durch derartige Schwingungen induzierten Frequenzen ist besonders schwierig.
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US6148229A beschreibt ein Verfahren zur Kompensation von Bewegungsartefakten bei der Erfassung eines Elektrokardiogramms in einem starken Magnetfeld.
DE202021104314U1 beschreibt ein Elektrokardiographie-Gerät ausgebildet zur Verwendung in Kombination mit einem Magnetresonanzgerät.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein leicht verwendbares Gerät zur Erzeugung eines zuverlässigen Elektrokardiogramms anzugeben. Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Das erfindungsgemäße Elektrokardiographie-Gerät (EKG-Gerät), ausgebildet zur Verwendung in Kombination mit einem Magnetresonanzgerät, umfasst
- - eine Trägereinheit,
- - eine Empfangseinheit ausgebildet zur Anbringung an die Trägereinheit,
- - eine Elektrode,
- - eine Elektrodenleitung verbindend die Elektrode mit der Empfangseinheit,
wobei die Elektrodenleitung zumindest teilweise durch ein formbares Führungselement stabilisiert wird.
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Eine Elektrode ist typischerweise dazu ausgebildet, auf einer Haut und/oder Oberfläche eines Untersuchungsobjektes angeordnet, insbesondere löslich fixiert zu werden. Eine Elektrode umfasst vorzugsweise einen Sensor, welcher dazu ausgebildet ist, ein elektrisches Signal ausgehend vom Körper, insbesondere ausgehend von einer Herzbewegung und/oder Herzerregung des Untersuchungsobjektes, zu erfassen.
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Eine Elektrode umfasst typischerweise einen Elektrodenanschluss, an welchen eine Elektrodenleitung, vorzugsweise genau eine Elektrodenleitung anschließt. Die Verbindung zwischen der Elektrodenleitung und der Elektrode kann löslich und/oder permanent ausgebildet sein.
Die Elektrode kann als Klebeelektrode ausgebildet sein. Das EKG-Gerät umfasst vorzugsweise zumindest drei Elektroden.
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Die Elektrodenleitung ist typischerweise dazu ausgebildet, jeweils eine Elektrode mit der Empfangseinheit zu verbinden. Die Elektrodenleitung umfasst typischerweise ein elektrisch leitendes Kabel, welches vorzugsweise nach außen isoliert ist. Die Elektrodenleitung ist typischerweise dazu ausgebildet, ein von der mit der Elektrodenleitung verbundenen Elektrode erfasstes EKG-Signal an die Empfangseinheit zu übermitteln. Das EKG-Gerät umfasst vorzugsweise zumindest drei Elektrodenleitungen, wobei genau eine Elektrodenleitung der zumindest drei Elektrodenleitungen eine Elektrode mit der Empfangseinheit verbinden kann.
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Die Empfangseinheit ist vorzugsweise dazu ausgebildet, EKG-Signale erfasst mittels der zumindest einen Elektrode, vorzugsweise erfasst mittels zwei oder drei oder vier Elektroden, zusammenzuführen und/oder zu verarbeiten und/oder auszuwerten. Die Empfangseinheit kann eine Filtereinheit ausgebildet zur Filterung eines EKG-Signals und/oder eine Verstärkereinheit ausgebildet zur Verstärkung eines EKG-Signals umfassen. Die Empfangseinheit kann auch eine Statuseinheit umfassen, welche Statuseinheit dazu ausgebildet ist, die Funktionalität und/oder Verwendung zumindest einer Elektrode zu identifizieren. Die Empfangseinheit kann eine Prozessoreinheit umfassen, welche dazu ausgebildet ist, die EKG-Signale von mehreren Elektroden auszuwerten und/oder basierend auf diesen ein EKG zu erstellen.
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Die Empfangseinheit ist vorzugsweise mit einer EKG-Steuerungseinheit verbunden. Die EKG-Steuerungseinheit kann innerhalb eines HF-abgeschirmten Raumes angeordnet sein, in dem auch das Magnetresonanzgerät angeordnet ist.
Die EKG-Steuerungseinheit kann außerhalb eines HF-abgeschirmten Raumes angeordnet sein, in dem auch das Magnetresonanzgerät angeordnet ist. Die EKG-Steuerungseinheit ist typischerweise mit dem Magnetresonanzgerät, insbesondere mit einer von dem Magnetresonanzgerät umfassten Steuerungseinheit verbunden. Die Empfangseinheit ist vorzugsweise an der Trägereinheit angeordnet.
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Die Trägereinheit ist vorzugsweise dazu ausgebildet, die Empfangseinheit in einer Position entkoppelt von einem Untersuchungsobjekt, insbesondere entkoppelt von einer Bewegung des Untersuchungsobjektes und/oder in definiertem Abstand zu einem Magnetresonanzgerät und/oder in definiertem Abstand zu einem Patiententisch zu fixieren und/oder zu stabilisieren und/oder anzuordnen, wenn die Empfangseinheit an der Trägereinheit angeordnet und/oder angebracht wird. Die Trägereinheit ist vorzugsweise zu einer Aufnahme der Empfangseinheit ausgebildet. Die Empfangseinheit ist vorzugsweise löslich an die Trägereinheit anbringbar. Die Trägereinheit ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass die Empfangseinheit oberhalb des Untersuchungsobjektes positionierbar ist. Die Trägereinheit weist vorzugsweise eine Position auf, an welcher Position die Empfangseinheit anzuordnen ist. Die Position weist typischerweise einen Abstand zwischen 2 cm und 30 cm, bevorzugt zwischen 5 cm und 20 cm, besonders bevorzugt zwischen 7 cm und 15 cm, zu einem Brustkorb eines durchschnittlichen Untersuchungsobjektes auf, wenn dieses Untersuchungsobjekt auf einem Patiententisch und/oder zumindest teilweise umgeben von der Trägereinheit und/oder im Patientenaufnahmebereich eines Magnetresonanzgerätes im Rahmen einer kombinierten Erfassung von MR-Signalen und EKG-Signalen angeordnet ist. Die Trägereinheit ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass die für die Empfangseinheit vorgesehene Position oberhalb des Brustkorbes des Untersuchungsobjektes angeordnet ist.
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Die Elektrodenleitung wird erfindungsgemäß durch zumindest ein formbares Führungselement stabilisiert. Das formbare Führungselement ist vorzugsweise inelastisch manuell formbar und/oder plastisch manuell formbar und/oder zäh formbar. Das formbare Führungselement ist vorzugsweise dazu geeignet, von medizinischem Personal derart ausgerichtet und/oder verformt zu werden, dass die Elektrode auf der Körperoberfläche des Untersuchungsobjektes aufliegt. Das formbare Führungselement ist vorzugsweise längsförmig ausgestaltet und/oder umschließt die Elektrodenleitung zumindest teilweise. Die Elektrodenleitung ist vorzugsweise mit dem formbaren Führungselement verbunden und/oder parallel zu diesem angeordnet. Die Elektrodenleitung kann in das formbare Führungselement integriert sein und/oder an dessen Oberfläche anliegen.
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Die Empfangseinheit, ausgebildet zur Anbringung an die Trägereinheit, in Kombination mit einer durch ein formbares Führungselement stabilisierten Elektrodenleitung, welche die Elektrode, vorzugsweise angeordnet an der Körperoberfläche des Untersuchungsobjektes, mit der Empfangseinheit verbindet, reduziert die Bewegung des EKG-Gerätes und/oder der Elektrodenleitung. Insbesondere kann eine Übertragung einer Bewegung des Untersuchungsobjektes, beispielsweise aufgrund von Atmung, Herzschlag und/oder gesteuerter Bewegung, auf die Elektrodenleitung und/oder die Empfangseinheit unterbunden werden. Zusätzlich kann das formbare Führungselement eine Bewegung der Elektrodenleitung aufgrund elektromagnetischer Wechselwirkung mit dem Magnetresonanzgerät eliminieren und/oder reduzieren. Das erfindungsgemäße EKG-Gerät ermöglicht, dass die Elektrodenleitung bis möglichst nahe an die Körperoberfläche des Untersuchungsobjektes angebrachten Elektroden in Ruhe gehalten werden. Dadurch werden sie von Atem-, Puls- und sonstigen Bewegungen des Patienten größtenteils mechanisch entkoppelt. Insbesondere ermöglicht die inelastische Formbarkeit des formbaren Führungselementes eine robuste Verbindung zwischen Empfangseinheit und Elektrode.
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Dies erhöht die Qualität des EKG-Signals und ermöglicht eine diagnostische Präzision des EKG-Signals innerhalb des Magnetresonanzgerätes, insbesondere, sofern die Magnetfeldgradienten bei der Erfassung des EKG-Signals ausgeschaltet sind. Herzschläge können so zuverlässig erkannt und für eine Triggerung einer MR-Steuerungssequenz verwendet werden. Zusätzlich kann insbesondere aufgrund der Trägereinheit das EKG-Gerät verlässlich und robust aufgebaut werden und ermöglicht dem Untersuchungsobjekt eine Untersuchung frei von losen Kabeln und freiliegenden Komponenten. Das erfindungsgemäße EKG-Gerät ist demnach zu einer besonders präzisen Erzeugung eines Elektrokardiogramms ausgebildet, welches insbesondere im isoelektrischen Bereich fehlerminimiert ist.
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Eine Ausführungsform des EKG-Gerätes sieht vor, dass das formbare Führungselement für eine stabilisierende Wirkung zumindest eine der folgenden Komponenten umfasst:
- - MR-insensitiver Metalldraht,
- - Aluminiumdraht,
- - Kupferdraht,
- - flexibel ineinandergreifend miteinander verbundene Halbkugeln und/oder Kugeln.
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Flexibel ineinandergreifend miteinander verbundene Halbkugeln und/oder Kugeln finden typischerweise insbesondere bei Stativen für Kameras, sogenannten „Gorillapod“-Stativen, Anwendung. Derartige Stative sind stabil und kostengünstig kommerziell verfügbar, insbesondere in passender Länge von bis zu 25 cm. Derartige Stative sind vorzugsweise vollständig aus Kunststoff gefertigt. Zudem können flexibel ineinandergreifend miteinander verbundene Halbkugeln und/oder Kugeln gut manuell verbogen werden, sodass diese gut an die individuelle Anatomie des Untersuchungsobjektes anpassbar sind. Die Positionierung der Elektroden ist für die Aussagekraft eines EKGs sehr relevant. Die Verwendung eines MR-insensitiven Metalldrahts, wie beispielsweise Aluminium und/oder Kupfer, ist insbesondere kostengünstig und robust anzuwenden. Ein MR-insensitiver Metalldraht umfasst vorzugsweise ausschließlich diamagnetisches Metall. Zudem können derartige formbare Führungselemente für EKG-Geräte in bereits kommerzieller Verwendung leicht nachgerüstet werden. Alle genannten Komponenten können stufenlos verformt werden und ermöglichen eine besonders gute Stabilisierung der Elektrodenleitung, individuell angepasst an die Anatomie des Untersuchungsobjektes.
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Die Komponente kann eine Ummantelung aufweisen. Dies verbessert insbesondere die Hygiene und die Möglichkeit, das formbare Führungselement gut zu reinigen.
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Eine Ausführungsform des EKG-Gerätes sieht vor, dass das formbare Führungselement eine Länge zwischen 5 cm und 25 cm, bevorzugt zwischen 10 cm und 20 cm, besonders bevorzugt zwischen 13 cm und 17 cm aufweist. Diese Länge ermöglicht eine Stabilisierung der Elektrodenleitung individuell abhängig für die Größe und den Brustumfang des Untersuchungsobjektes und damit eine besonders bewegungsarme Positionierung der Elektrode an erforderlicher Stelle des Brustkorbes des Untersuchungsobjektes.
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Eine Ausführungsform des EKG-Gerätes sieht vor, dass die Länge des formbaren Führungselementes zumindest 80%, vorzugsweise zumindest 90%, der Länge der Elektrodenleitung entspricht. Das formbare Führungselement soll einerseits die Elektrodenleitung über einen möglichst großen Bereich ihrer Länge stabilisieren, Bewegungen und insbesondere Schwingungen und/oder Vibrationen der Elektrodenleitung minimieren und/oder eliminieren. Andererseits ist es erforderlich, dass die Elektrodenleitung zumindest in Teilen beweglich ist, um insbesondere einer Bewegung des Brustkorbes nachgeben zu können, ohne dass sich die am Brustkorb fixierte Elektrode vom Brustkorb löst. Diese Ausführungsform ermöglicht Stabilität bei gleichzeitiger Flexibilität der Elektrodenleitung.
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Eine Ausführungsform des EKG-Gerätes sieht vor, dass ausgehend vom an die Elektrode anschließenden Ende der Elektrodenleitung zwischen 0,3 cm und 3 cm, bevorzugt zwischen 0,5 cm und 2,5 cm, besonders bevorzugt zwischen 1 cm und 2 cm, der Elektrodenleitung frei von einer Stabilisierung durch das formbare Führungselement sind. Dies ermöglicht eine Beweglichkeit der Elektrodenleitung in unmittelbarer Nähe zur Elektrode und damit zur Fixierung am Untersuchungsobjekt. Dies erhöht den Komfort für das Untersuchungsobjekt und reduziert die Wahrscheinlichkeit, dass sich die Elektrode von der Körperoberfläche des Untersuchungsobjektes lösen kann. Dennoch sind von dem Teil der Elektrodenleitung, welcher frei von einer Stabilisierung durch das formbare Führungselement ist, nur stark reduzierte Vibrationen zu erwarten, welche Vibrationen eine stark reduzierte Amplitude aufweisen und deren Frequenzen außerhalb des für ein EKG relevanten Frequenzbereichs liegen. Diese Ausführungsform ermöglicht Stabilität bei gleichzeitiger Flexibilität der Elektrodenleitung.
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Eine Ausführungsform des EKG-Gerätes sieht vor, dass die Trägereinheit zur Anbringung an einen Patiententisch ausgebildet ist. Die Trägereinheit ist vorzugsweise löslich am Patiententisch fixierbar. Dies vereinfacht insbesondere die Vorbereitung der EKG-Untersuchung in Kombination mit einer Magnetresonanzuntersuchung. Das EKG-Gerät kann an das Untersuchungsobjekt, insbesondere auch in liegender Position des Untersuchungsobjektes, gut angeschlossen werden. Zudem wird dadurch sichergestellt, dass das EKG-Gerät bei einer Verschiebung des Patiententisches relativ zum Untersuchungsobjekt fest fixiert ist.
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Eine Ausführungsform des EKG-Gerätes sieht vor, dass die Trägereinheit eine Fixierungseinheit, ausgebildet zur Aufnahme der Empfangseinheit, umfasst. Die Fixierungseinheit ermöglicht, dass die Elektroden, die Elektrodenleitung und die Empfangseinheit bereits außerhalb des Raumes, in welchem das Magnetresonanzgerät angeordnet ist, an ein Untersuchungsobjekt angeschlossen werden können. Dies ist insbesondere bequem, da die Elektroden, die Elektrodenleitung und die Empfangseinheit typischerweise weniger als 800 Gramm wiegen und damit leicht handhabbar und transportierbar sind. Erst nach Positionierung des Untersuchungsobjektes auf dem Patiententisch kann die Empfangseinheit in der Fixierungseinheit der Trägereinheit angeordnet werden. Dies verkürzt die Dauer, für welche das Untersuchungsobjekt den Raum des Magnetresonanzgerätes beansprucht, und erhöht den Durchsatz an Patienten.
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Eine Ausführungsform des EKG-Gerätes sieht vor, dass die Trägereinheit eine manuell zäh formbare Trägerstruktur umfasst. Die manuell zäh formbare Trägerstruktur kann beispielsweise als verformbarer Arm ausgebildet sein, der an einer Seite des Patiententisches befestigt, und/oder mit einer Lasche unterhalb des Untersuchungsobjektes fixiert werden kann. Die manuell zäh formbare Trägerstruktur ist vorzugsweise in Teilen analog zum formbaren Führungselement ausgestaltet. Die manuell zäh formbare Trägerstruktur umfasst vorzugsweise zumindest zwei stabile längliche Strukturen, welche mittels zumindest einem zäh formbaren Führungselement zueinander beweglich angeordnet sind, wobei das zumindest eine zäh formbare Führungselement manuell formbar ist und abgesehen von einer beabsichtigten Verformung die Form stabil beibehält. Die manuell zäh formbare Trägerstruktur kann leicht flexibel ausgebildet sein, um geringfügige Bewegungen zu dämpfen. Diese Ausführungsform ermöglicht insbesondere eine gute Handhabung, da der Oberkörper des Untersuchungsobjektes, und damit auch an diesem positionierte Elektroden, sowie die Empfangseinheit und die Elektrodenleitung leicht zugänglich und damit gut anzuordnen sind.
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Eine Ausführungsform des EKG-Gerätes sieht vor, dass die Trägereinheit einen stabilen Rahmen zu einer Positionierung oberhalb eines Brustkorbes eines Untersuchungsobjektes umfasst. Dieser stabile Rahmen ist vorzugsweise als Oberfläche eines Halbzylinders und/oder halben Polyeders, durchsetzt von flächigen Öffnungen, ausgebildet. Eine derartige Trägereinheit kann zuverlässig und robust in definiertem Abstand zum Brustkorb des Untersuchungsobjektes positioniert werden, insbesondere bei Fixierung am Patiententisch.
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Eine Ausführungsform des EKG-Gerätes umfasst zusätzlich eine Bewegungssensoreinheit angeordnet an der Elektrodenleitung und/oder dem formbaren Führungselement, ausgebildet zum Erfassen einer Bewegung der Elektrodenleitung. Diese Ausführungsform ermöglicht eine kontinuierliche Prüfung der Qualität des mit dem EKG-Gerät erfassten EKG-Signals, da insbesondere der Einfluss der Bewegung der Elektrodenleitung auf die Qualität des EKG-Signals erkannt wurde.
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Eine Ausführungsform des EKG-Gerätes sieht vor, dass die Bewegungssensoreinheit eine Bewegungsdetektionseinheit und einen ersten elektrischen Leiter umfasst und die Bewegungsdetektionseinheit zum Erfassen der Bewegung der Elektrodenleitung basierend auf einer kontinuierlichen Messung eines elektrischen Widerstandes im ersten elektrischen Leiter ausgebildet ist.
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Der erste elektrische Leiter kann der Elektrodenleitung entsprechen. Der erste elektrische Leiter kann von der Elektrodenleitung verschieden sein. Die kontinuierliche Messung des elektrischen Widerstandes im ersten elektrischen Leiter erfolgt vorzugsweise quasi-kontinuierlich, insbesondere durch Messung des elektrischen Widerstandes in zeitlichen Abständen von höchstens 1 ms. Der erste Leiter ist vorzugsweise besonders widerstandsempfindlich, insbesondere hinsichtlich einer Bewegung der Elektrodenleitung und/oder des formbaren Führungselementes. Die Bewegungsdetektionseinheit umfasst vorzugsweise einen Analog-Digital-Wandlern und eine Stromquelle, ausgebildet zur Erzeugung eines elektrischen Stromes im ersten elektrischen Leiter. Diese Ausführungsform ermöglicht eine besonders platzsparende, einfach zu realisierende und empfindliche Möglichkeit, eine Bewegung der Elektrodenleitung zu erfassen.
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Des Weiteren wird ein Verfahren zur Erfassung eines EKG-Signals eines Untersuchungsobjektes unter Verwendung des erfindungsgemäßen EKG-Gerätes in Kombination mit einer Erfassung von MR-Signalen des Untersuchungsobjektes mittels eines Magnetresonanzgerätes,
gemäß den folgenden Verfahrensschritten, offenbart:
- - Erfassen eines MR-Signals des Untersuchungsobjektes,
- - Erfassen eines EKG-Signals des Untersuchungsobjektes.
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Das Erfassen des MR-Signals erfolgt vorzugsweise gleichzeitig mit dem Erfassen des EKG-Signals.
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Eine Ausführungsform des Verfahrens sieht die Verwendung des erfindungsgemäßen EKG-Gerätes zusätzlich umfassend die Bewegungssensoreinheit vor und ein Erfassen einer Bewegung der Elektrodenleitung vor, wobei nach einer erfassten Bewegung der Elektrodenleitung zumindest einer der folgenden Verfahrensschritte ausgeführt wird:
- - Verwerfen des EKG-Signals,
- - Korrektur des EKG-Signals,
- - Indizierung der erfassten Bewegung an das Magnetresonanzgerät,
- - Verwerfen des MR-Signals,
- - Korrektur des MR-Signals.
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Dem Verfahren wird vorzugsweise zumindest ein Schwellwert für eine Bewegung und/oder für eine Änderung des Widerstandes im ersten elektrischen Leiter bereitgestellt. Abhängig von der Größe der erfassten Bewegung der Elektrodenleitung relativ zu dem zumindest einen Schwellwert kann zumindest einer der genannten Verfahrensschritte ausgeführt werden. Das Verwerfen des EKG-Signals umfasst typischerweise ein Ignorieren und/oder Löschen des EKG-Signals, welches innerhalb eines Zeitabschnittes der erfassten Bewegung, insbesondere einer erfassten Bewegung größer als ein Schwellwert, erfasst wurde. Das Verwerfen des MR-Signals umfasst typischerweise ein Ignorieren und/oder Löschen des MR-Signals, welches innerhalb eines Zeitabschnittes der erfassten Bewegung, insbesondere einer erfassten Bewegung größer als ein Schwellwert, erfasst wurde. Die Korrektur des EKG-Signals und/oder des MR-Signals kann unter Berücksichtigung einer spezifischen Bewegungsform, wie beispielsweise einer Bewegung des Brustkorbes aufgrund von Atmung, erfolgen. Die Korrektur des EKG-Signals und/oder des MR-Signals kann auch unter Berücksichtigung individueller Daten, insbesondere physiologischer Daten, des Untersuchungsobjektes erfolgen. Die Indizierung der erfassten Bewegung an das Magnetresonanzgerät erfolgt vorzugsweise durch Signalisierung der erfassten Bewegung von der EKG-Steuerungseinheit an die Steuerungseinheit des Magnetresonanzgerätes.
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Weitere Ausführungsformen des Verfahrens zur Erfassung eines EKGs sind analog zu den Ausführungsformen des erfindungsgemäßen EKG-Gerätes ausgebildet.
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Des Weiteren geht die Erfindung aus von einem Magnetresonanzgerät umfassend eine Detektoreinheit ausgebildet zu einer Aufnahme eines MR-Signals eines Untersuchungsobjektes, welches innerhalb eines von der Detektoreinheit zumindest teilweise umgebenen Patientenaufnahmebereichs angeordnet ist. Das Magnetresonanzgerät umfasst zudem ein erfindungsgemäßes EKG-Gerät, welches EKG-Gerät innerhalb des Patientenaufnahmebereiches angeordnet ist und dazu ausgebildet ist ein EKG-Signal von dem Untersuchungsobjekt zu erfassen, insbesondere wenn das Untersuchungsobjekt innerhalb des Patientenaufnahmebereichs angeordnet ist. Das Magnetresonanzgerät umfasst zudem vorzugsweise eine EKG-Steuerungseinheit umfassend eine Bewegungskorrektureinheit. Die EKG-Steuerungseinheit ist dazu ausgebildet, ein Verfahren zur Erfassung eines EKG-Signals auszuführen.
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Dafür weist die EKG-Steuerungseinheit typischerweise einen Eingang, eine Prozessoreinheit und einen Ausgang auf. Über den Eingang können der EKG-Steuerungseinheit im Verfahren benötigte Funktionen, Algorithmen oder Parameter bereitgestellt werden. Das EKG-Signal und/oder weitere Ergebnisse einer Ausführungsform des Verfahrens zur Erfassung eines EKGs können über den Ausgang bereitgestellt werden. Die EKG-Steuerungseinheit kann in das Magnetresonanzgerät integriert sein. Die EKG-Steuerungseinheit kann auch separat von dem Magnetresonanzgerät installiert sein. Die EKG-Steuerungseinheit kann mit dem Magnetresonanzgerät verbunden sein.
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Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Magnetresonanzgerätes sind analog zu den Ausführungsformen des Verfahrens zur Erfassung eines EKGs und des erfindungsgemäßen EKG-Gerätes ausgebildet. Das Magnetresonanzgerät kann weitere Steuerungskomponenten aufweisen, welche zum Ausführen eines Verfahrens zur Erfassung eines EKGs nötig und/oder vorteilhaft sind. Auch kann das Magnetresonanzgerät dazu ausgebildet sein, Steuerungssignale zu senden und/oder Steuerungssignale zu empfangen und/oder zu verarbeiten, um ein Verfahren zur Erfassung eines EKGs auszuführen. Vorzugsweise ist die EKG-Steuerungseinheit Teil der Steuerungseinheit des erfindungsgemäßen Magnetresonanzgeräts. Auf einer Speichereinheit der EKG-Steuerungseinheit können Computerprogramme und weitere Software gespeichert sein, mittels derer die Prozessoreinheit der EKG-Steuerungseinheit einen Verfahrensablauf eines Verfahrens zur Erfassung eines EKGs automatisch steuert und/oder ausführt.
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Ein Computerprogrammprodukt ist direkt in einer Speichereinheit einer programmierbaren EKG-Steuerungseinheit ladbar und weist Programmcode-Mittel auf, um ein Verfahren zur Erfassung eines EKGs auszuführen, wenn das Computerprogrammprodukt in der EKG-Steuerungseinheit ausgeführt wird. Dadurch kann das Verfahren zur Erfassung eines EKGs schnell, identisch wiederholbar und robust ausgeführt werden. Das Computerprogrammprodukt ist so konfiguriert, dass es mittels der EKG-Steuerungseinheit die Verfahrensschritte ausführen kann. Die EKG-Steuerungseinheit muss dabei jeweils die Voraussetzungen wie beispielsweise einen entsprechenden Arbeitsspeicher, eine entsprechende Grafikkarte oder eine entsprechende Logikeinheit aufweisen, so dass die jeweiligen Verfahrensschritte effizient ausgeführt werden können. Das Computerprogrammprodukt ist beispielsweise auf einem elektronisch lesbaren Medium gespeichert oder auf einem Netzwerk oder Server hinterlegt, von wo es in den Prozessor einer lokalen EKG-Steuerungseinheit geladen werden kann, der mit dem Magnetresonanzgerät direkt verbunden oder als Teil des Magnetresonanzgeräts ausgebildet sein kann. Weiterhin können Steuerinformationen des Computerprogrammprodukts auf einem elektronisch lesbaren Datenträger gespeichert sein. Die Steuerinformationen des elektronisch lesbaren Datenträgers können derart ausgestaltet sein, dass sie bei Verwendung des Datenträgers in einer EKG-Steuerungseinheit eines Magnetresonanzgeräts ein Verfahren zur Erfassung eines EKGs durchführen. Beispiele für elektronisch lesbare Datenträger sind eine DVD, ein Magnetband oder einen USB-Stick, auf welchem elektronisch lesbare Steuerinformationen, insbesondere Software, gespeichert ist. Wenn diese Steuerinformationen (Software) von dem Datenträger gelesen und in eine Steuerungseinheit und/oder EKG-Steuerungseinheit eines Magnetresonanzgeräts gespeichert werden, können alle Ausführungsformen der vorab beschriebenen Verfahren durchgeführt werden.
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Des Weiteren wird ein elektronisch lesbarer Datenträger offenbart, auf dem ein Programm hinterlegt ist, das zu einer Ausführung eines Verfahrens zur Erfassung eines EKG-Signals eines Untersuchungsobjektes, vorgesehen ist.
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Die Vorteile des erfindungsgemäßen Magnetresonanzgeräts, des Computerprogrammprodukts, des elektronisch lesbaren Datenträgers und des Verfahrens zur Erfassung eines EKG-Signals eines Untersuchungsobjektes entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen des erfindungsgemäßen EKG-Gerätes, welche vorab im Detail ausgeführt sind. Hierbei erwähnte Merkmale, Vorteile oder alternative Ausführungsformen können ebenso auch auf die anderen beanspruchten Gegenstände übertragen werden und umgekehrt.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen.
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Es zeigen:
- 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen EKG-Gerätes in einer schematischen Darstellung,
- 2 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen EKG-Gerätes in einer schematischen Darstellung,
- 3 eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen EKG-Gerätes in einer schematischen Darstellung,
- 4 eine Ausführungsform eines formbaren Führungselementes in einer schematischen Darstellung,
- 5 ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Erfassung eines EKGs, und
- 6 ein erfindungsgemäßes Magnetresonanzgerät in einer schematischen Darstellung.
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1 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen EKG-Gerätes 50 ausgebildet zur Verwendung in Kombination mit einem Magnetresonanzgerät 11 in einer schematischen Darstellung. Das EKG-Gerät 50 umfasst eine Trägereinheit 40 und eine Empfangseinheit 42 ausgebildet zur Anbringung an die Trägereinheit 40. Zudem umfasst das EKG-Gerät 50 eine Elektrode 44 und eine Elektrodenleitung 45 verbindend die Elektrode 44 mit der Empfangseinheit 42, wobei die Elektrodenleitung 45 zumindest teilweise durch ein formbares Führungselement 51 stabilisiert wird. Das EKG-Gerät 50 umfasst das formbare Führungselement 51. Das formbare Führungselement 51 weist eine Länge zwischen 5 cm und 25 cm auf. Die Länge des formbaren Führungselementes 51 entspricht zumindest 80% der Länge der Elektrodenleitung 45. Ausgehend vom an die Elektrode 44 anschließenden Ende der Elektrodenleitung 45 sind zwischen 0,5 cm und 3 cm der Elektrodenleitung 45 frei von einer Stabilisierung durch das formbare Führungselement 51. Die Trägereinheit 40 ist zur Anbringung an einen Patiententisch 16 ausgebildet. Die Trägereinheit 40 kann einen stabilen Rahmen 39 zu einer Positionierung oberhalb eines Brustkorbes eines Untersuchungsobjektes 15 umfassen.
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2 zeigt eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen EKG-Gerätes 50 in einer schematischen Darstellung. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der in 1 dargestellten ersten Ausführungsform darin, dass die Trägereinheit 40 eine Fixierungseinheit 43 umfasst, welche zur Aufnahme der Empfangseinheit 42 ausgebildet ist. Zusätzlich umfasst das EKG-Gerät 50 gemäß dieser Ausführungsform eine Bewegungssensoreinheit 60 angeordnet an der Elektrodenleitung 45 und/oder dem formbaren Führungselement 51, ausgebildet zum Erfassen einer Bewegung der Elektrodenleitung 45. Die Bewegungssensoreinheit 60 umfasst eine Bewegungsdetektionseinheit 62 und einen ersten elektrischen Leiter 61. Die Bewegungsdetektionseinheit 62 ist zum Erfassen der Bewegung der Elektrodenleitung 45 basierend auf einer kontinuierlichen Messung eines elektrischen Widerstandes im ersten elektrischen Leiter 61 ausgebildet.
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3 zeigt eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen EKG-Gerätes 50 in einer schematischen Darstellung. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten und der zweiten Ausführungsform durch die Trägereinheit 40, die eine manuell zäh formbare Trägerstruktur 41 umfasst.
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4 zeigt eine Ausführungsform eines formbaren Führungselementes 51 in einer schematischen Darstellung, in welcher das formbare Führungselement 51 für eine stabilisierende Wirkung als flexibel ineinandergreifend miteinander verbundene Halbkugeln und/oder Kugeln 52 ausgestaltet ist. Das formbare Führungselement 51 kann alternativ und/oder zusätzlich eine der folgenden Komponenten umfassen:
- - MR-insensitiver Metalldraht,
- - Aluminiumdraht,
- - Kupferdraht.
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5 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Erfassung eines EKG-Signals eines Untersuchungsobjektes 15 unter Verwendung eines erfindungsgemäßen EKG-Gerätes 50 in Kombination mit einer Erfassung von MR-Signalen des Untersuchungsobjektes 15 mittels eines Magnetresonanzgerätes 11, gemäß den folgenden Verfahrensschritten:
- Verfahrensschritt 110 sieht ein Erfassen eines MR-Signals des Untersuchungsobjektes 15 vor. In Verfahrensschritt 120 erfolgt das Erfassen eines EKG-Signals des
- Untersuchungsobjektes 15. Eine Ausführungsform umfasst Verfahrensschritt 130, welcher ein Erfassen einer Bewegung der Elektrodenleitung 45 vorsieht,
- wobei nach einer erfassten Bewegung der Elektrodenleitung 45 zumindest einer der folgenden Verfahrensschritte ausgeführt wird:
- - Verfahrensschritt 141, ein Verwerfen des EKG-Signals,
- - Verfahrensschritt 142, eine Korrektur des EKG-Signals,
- - Verfahrensschritt 143, eine Indizierung der Bewegung an das Magnetresonanzgerät 11,
- - Verfahrensschritt 144, ein Verwerfen des MR-Signals,
- - Verfahrensschritt 145, eine Korrektur des MR-Signals.
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6 zeigt ein erfindungsgemäßes Magnetresonanzgerät 11 in einer schematischen Darstellung. Das Magnetresonanzgerät 11 umfasst eine Detektoreinheit 13 ausgebildet zu einer Aufnahme eines MR-Signals eines Untersuchungsobjektes 15, welches innerhalb eines von der Detektoreinheit 13 zumindest teilweise umgebenen Patientenaufnahmebereichs 14 angeordnet ist. Zudem umfasst das Magnetresonanzgerät 11 ein erfindungsgemäßes EKG-Gerät 50, welches EKG-Gerät 50 innerhalb des Patientenaufnahmebereiches 14 angeordnet ist und dazu ausgebildet ist ein EKG-Signal von dem Untersuchungsobjekt 15 zu erfassen.
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Die Detektoreinheit 13 umfasst einen Hauptmagneten 17 zu einem Erzeugen eines statischen Hauptmagnetfelds 18 von zumindest 0,5 Tesla, bevorzugt von zumindest 1,4 Tesla, besonders bevorzugt von zumindest 2,9 Tesla. Zudem weist das Magnetresonanzgerät 11 einen zylinderförmigen Patientenaufnahmebereich 14 zu einer Aufnahme eines Untersuchungsobjektes 15 auf, wobei der Patientenaufnahmebereich 14 in einer Umfangsrichtung von der Detektoreinheit 13 zylinderförmig umschlossen ist. Das Untersuchungsobjekt 15 kann mittels einer Patientenlagerungsvorrichtung des Magnetresonanzgeräts 11 in den Patientenaufnahmebereich 14 geschoben werden. Die Patientenlagerungsvorrichtung weist hierzu einen Patiententisch 16 auf, der bewegbar innerhalb des Magnetresonanzgeräts 11 angeordnet ist.
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Die Detektoreinheit 13 weist weiterhin eine Gradientenspuleneinheit 19 auf, die für eine Ortskodierung während einer Bildgebung verwendet werden kann. Die Gradientenspuleneinheit 19 wird mittels einer Gradientensteuereinheit 28 angesteuert. Des Weiteren weist die Detektoreinheit 13 eine Hochfrequenzantenneneinheit 20, welche im gezeigten Fall als fest in das Magnetresonanzgerät 11 integrierte Körperspule ausgebildet ist, und eine Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 zu einer Anregung einer Polarisation, die sich in dem von dem Hauptmagneten 17 erzeugten Hauptmagnetfeld 18 einstellt, auf. Die Hochfrequenzantenneneinheit 20 wird von der Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 angesteuert und strahlt hochfrequente Hochfrequenz-Pulse in einen Untersuchungsraum, der im Wesentlichen von dem Patientenaufnahmebereich 14 gebildet ist, ein.
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Das Magnetresonanzgerät 11 umfasst zusätzlich ein erfindungsgemäßes EKG-Gerät 50, welches innerhalb des Patientenaufnahmebereiches 14, vorzugsweise in Berührung des Untersuchungsobjektes 15, anzuordnen ist. Das Magnetresonanzgerät 11 umfasst vorzugsweise eine EKG-Steuerungseinheit 53, welche außerhalb des Patientenaufnahmebereiches 14 angeordnet ist. Die EKG-Steuerungseinheit 53 ist vorzugsweise dazu ausgebildet, eine Interaktion zwischen EKG-Gerät 50 und Magnetresonanzgerät 11 zu steuern, insbesondere abhängig von einer erfassten Bewegung der Elektrodenleitung 45. Die EKG-Steuerungseinheit 53 kann auch zu einer Triggerung einer MR-Steuerungssequenz aufgrund eines von dem EKG-Gerät 50 erfassten EKG-Signals ausgebildet sein. Die EKG-Steuerungseinheit 53 ist mit dem EKG-Gerät 50 typischerweise verbunden. Die EKG-Steuerungseinheit 53 kann von dem EKG-Gerät 50 umfasst sein. Zu einer Steuerung des Hauptmagneten 17, der Gradientensteuereinheit 28 und der Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 weist das Magnetresonanzgerät 11 eine Steuerungseinheit 24 auf. Die Steuerungseinheit 24 steuert zentral das Magnetresonanzgerät 11, wie beispielsweise das Durchführen von MR-Steuerungssequenzen. Das Magnetresonanzgerät 11 weist eine Anzeigeeinheit 25 auf. Steuerinformationen wie beispielsweise Steuerungsparameter, sowie rekonstruierte Bilddaten und/oder EKG-Signale können auf der Anzeigeeinheit 25, beispielsweise auf zumindest einem Monitor, für einen Benutzer angezeigt werden. Zudem weist das Magnetresonanzgerät 11 eine Eingabeeinheit 26 auf, mittels derer Informationen und/oder Steuerungsparameter während eines Messvorgangs von einem Benutzer eingegeben werden können. Die Steuerungseinheit 24 kann die Gradientensteuereinheit 28 und/oder Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 und/oder die Anzeigeeinheit 25 und/oder die Eingabeeinheit 26 und/oder die EKG-Steuerungseinheit 53 umfassen. Die Steuerungseinheit 24 ist mit der EKG-Steuerungseinheit 53 typischerweise verbunden. Die EKG-Steuerungseinheit 53 kann weiterhin eine nicht näher dargestellte Bewegungskorrektureinheit umfassen.
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Die Steuerungseinheit 24 und die EKG-Steuerungseinheit 53 sind zudem zu einer Ausführung eines Verfahrens zur Erfassung eines EKG-Signals und von MR-Signalen ausgelegt. Hierzu weisen die Steuerungseinheit 24 und/oder die EKG-Steuerungseinheit 53 Computerprogramme und/oder Software auf, die direkt in einer nicht näher dargestellten Speichereinheit der EKG-Steuerungseinheit 53 ladbar sind, mit Programmmitteln, um ein Verfahren zur Erfassung eines EKGs auszuführen, wenn die Computerprogramme und/oder Software in der Steuerungseinheit 24 und/oder der EKG-Steuerungseinheit 53 ausgeführt werden. Die Steuerungseinheit 24 und/oder die EKG-Steuerungseinheit 53 weisen hierzu einen nicht näher dargestellten Prozessor auf, der zu einer Ausführung der Computerprogramme und/oder Software ausgelegt ist. Alternativ hierzu können die Computerprogramme und/oder Software auch auf einem getrennt von der Steuerungseinheit 24 und/oder EKG-Steuerungseinheit 53 ausgebildeten elektronisch lesbaren Datenträger 21 gespeichert sein, wobei ein Datenzugriff von der Steuerungseinheit 24 und/oder der EKG-Steuerungseinheit 53 auf den elektronisch lesbaren Datenträger 21 über ein Datennetz erfolgen kann.
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Das dargestellte Magnetresonanzgerät 11 kann selbstverständlich weitere Komponenten umfassen, die Magnetresonanzgeräte 11 gewöhnlich aufweisen. Eine allgemeine Funktionsweise eines Magnetresonanzgeräts 11 ist zudem dem Fachmann bekannt, so dass auf eine detaillierte Beschreibung der weiteren Komponenten verzichtet wird. Das Magnetresonanzgerät 11 ist somit zusammen mit der EKG-Steuerungseinheit 53 und der Steuerungseinheit 24 zur Ausführung eines Verfahrens ausgelegt.
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Ein Verfahren zur Erfassung eines EKGs kann auch in Form eines Computerprogrammprodukts vorliegen, das das Verfahren auf die EKG-Steuerungseinheit 53 und/oder die Steuerungseinheit 24 implementiert, wenn es auf der EKG-Steuerungseinheit 53 und/oder der Steuerungseinheit 24 ausgeführt wird. Ebenso kann ein elektronisch lesbarer Datenträger 21 mit darauf gespeicherten elektronisch lesbaren Steuerinformationen vorliegen, welche zumindest ein solches eben beschriebenes Computerprogrammprodukt umfassen und derart ausgestaltet sind, dass sie bei Verwendung des Datenträgers 21 in einer Steuerungseinheit 24 und/oder EKG-Steuerungseinheit 53 eines Magnetresonanzgeräts 11 das beschriebene Verfahren durchführen.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
