DE10301948A1

DE10301948A1 - Belastungskontrollvorrichtung und Verfahren zur Durchführung einer Untersuchung an einem Patienten mit einem bildgebenden medizinischen Großgerät

Info

Publication number: DE10301948A1
Application number: DE2003101948
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dr. Fuchs; Rainer Kuth
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2003-01-20
Filing date: 2003-01-20
Publication date: 2004-06-09

Abstract

Eine Belastungskontrollvorrichtung zur Kontrolle eines von einem Patienten (1) mit einem Körperteil auf eine Kontaktfläche (27) ausgeübten Drucks während einer Untersuchung des Patienten (1) mit einem medizinischen bildgebenden Großgerät (3, 43) umfasst Mittel (9, 21, 45) zum Messen des Drucks auf die Kontaktfläche (27), mit denen eine Druckmessung ohne größere Änderung der räumlichen Lage der Kontaktfläche (27) durchführbar ist, und eine Anzeigevorrichtung (11) zum Rückmelden des Druckmessergebnisses an den Patienten (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Belastungskontrollvorrichtung. Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Durchführung einer Untersuchung an einem Patienten mit einem bildgebenden medizinischen Großgerät unter einer physischen Belastung des Patienten.

Ein System, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur medizinischen Bildgebung, dass eine roboterähnliche Vorrichtung benutzt, ist aus US 5,794,621 bekannt. Die roboterähnliche Vorrichtung erlaubt die Durchführung von mechanischen Messungen innerhalb des medizinischen Bildgebungssystems und kann im Gegenzug die mechanische Umgebung im Bildgebungssystem kontrollieren. Dabei belastet die roboterähnliche Vorrichtung ein Körperteil des Patienten. Zusätzlich sind Positions- und Kraftsensoren vorhanden, die die Belastung während der Bildaufnahme wahrnehmen und festhalten.

Ein Trainingsgerät zur Belastung eines Benutzers in Rückenlage ist aus US 5,183,453 bekannt. Der für das Trainingsgerät benötigte Widerstand ergibt sich aus einem gerichteten Flüssigkeitsfluss.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Untersuchungen an Patienten mit medizinischen bildgebenden Großgeräten unter physischer Belastung durchführen zu können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Belastungskontrollvorrichtung zur Kontrolle eines von einem Patienten mit einem Körperteil auf eine Kontaktfläche ausgeübten Drucks während einer Untersuchung des Patienten mit einem medizinischen bildgebenden Großgerät, wobei die Belastungskon trollvorrichtung Mittel zum Druckmessen, mit denen eine Druckmessung ohne größere Änderung der räumlichen Lage der Kontaktfläche durchführbar ist, und eine Anzeigevorrichtung, mit der das Druckmessergebnisses an den Patienten rückgemeldet wird, aufweist. Entscheidend ist hierbei, dass der Patient physisch belastet wird, indem er einen Druck auf die Mittel zum Druckmessen ausübt, wobei er aber die Lage der Kontaktfläche durch Ausüben des Drucks im wesentlichen nicht ändert. Dies entspricht der Ausübung eines statischen Drucks und hat zur Folge, dass sich der Patient während der Belastung nicht oder nur kaum bewegt, so dass sich seine Abbildung mit dem medizinischen bildgebenden Großgerät nicht oder zumindest nicht wesentlich verändert. Insbesondere kann auch der Körperteil, dessen Vitalität untersucht werden soll, gescannt werden, weil er sich nicht oder nur kaum während der physischen Belastung bewegt. Zusätzlich ist es aufgrund der Anzeigevorrichtung möglich, medizinische Untersuchungen unter reproduzierbaren Bedingungen durchzuführen, da der Patient bei mehreren Untersuchungen den gleichen Druck auf die Kontaktfläche ausüben kann und somit reproduzierbar die gleiche physische Belastung erfährt. Die Kontaktfläche ist die Fläche, auf die vom Patienten Druck ausgeübt wird. Sie ist vorzugsweise Teil der Belastungsvorrichtung.

Ferner wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Durchführung einer Untersuchung an einem Patienten mit einem bildgebenden medizinischen Großgerät unter einer physischen Belastung des Patienten gelöst, bei dem der untersuchungsbereit gelagerte Patient einen im wesentlichen statischen Druck auf Mittel zum Druckmessen ausübt, wobei dieser Druck gemessen und an den Patienten rückgemeldet wird, und wobei Untersuchungen mit dem medizinischen bildgebenden Großgerät durchgeführt werden. Die Durchführung der Untersuchungen am Patienten kann gleichzeitig und/oder auch kurz vor oder nach der Druckausübung durchgeführt werden. Auf diese Art und Weise können parallel zur Belastung Aufnahmen gemacht werden, die im wesentlichen von einer Bewegung aufgrund körperlichen Betätigung nicht gestört werden.

In einer Ausführung werden die Mittel zum Druckmessen und die Anzeigevorrichtung vorwiegend aus nicht magnetischem Material ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass die Belastungskontrollvorrichtung in einem Magnetresonanztomographie- oder Spektroskopiegerät (MR-Gerät) eingesetzt werden kann.

In einer besonderen Ausführungsform der Belastungskontrollvorrichtung umfassen die Mittel zum Druckmessen eine Feder. Eine Druck- oder Zugbelastung der Feder durch den Patienten bewirkt bei einer Feder mit einer hohen Federkonstante eine minimale Wegänderung, die als Messgröße des Drucks verwendet werden kann.

In einer anderen Ausführungsform umfassen die Mittel zum Druckmessen ein Flüssigkeits- und/oder Gasreservoir. Hydrostatisch oder pneumatisch kann der Druck auf einen Drucksensor weitergeleitet und von diesem gemessen werden. Im Fall eines MR-Geräts können das Magnetfeld beeinflussende Komponenten des Drucksensors außerhalb eines möglichen Störbereichs des bildgebenden Großgeräts, d.h. außerhalb des sogenannten B0-Streufelds, angeordnet werden kann. Auch der Sensor selbst kann sich außerhalb des Störbereichs befinden.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Anzeigevorrichtung eine mechanische Anzeigevorrichtung. Zu einer solchen Anzeigevorrichtung kann der beispielsweise mit der Feder gemessene Druck über einen Seilzug übertragen werden. Die Ausdehnungsänderung der Feder ruft einen Ausschlag eines Zeigers auf einer Skala hervor, der proportional zum ausgeübten Druck ist. Die Anzeigevorrichtung ist vorteilhafter Weise im Sichtbereich des Patienten angeordnet.

In einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Anzeigevorrichtung einen einstellbaren Markierer auf, der den vom Pati enten aufzubringenden Druck (Sollwert) kennzeichnet. Mit Hilfe eines solchen Sollwerts können reproduzierbare Messungen vereinfacht durchgeführt werden.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind die Mittel zum Druckmessen mit dem medizinischen Großgerät elektronisch verbindbar, um ein Anzeigen und/oder Erfassen des Messwerts durch das Großgerät zu ermöglichen. Letzteres hat den Vorteil, dass die gemessenen Druckwerte gespeichert werden können und als zusätzliche Information bei der Auswertung der durchgeführten Aufnahmen zur Verfügung stehen. Die Erfindung ist besonders vorteilhaft bei radiologischen Untersuchungen mit MR-, CT-SPECT und PET-Scannern.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.

Es folgt die Erläuterung von mehreren Ausführungsbeispielen anhand der 1 bis 3. Es zeigen:
1 ein schematisiertes Bild eines in einem MR-Gerät liegenden Patienten bei der Benutzung einer Belastungskontrollvorrichtung nach der Erfindung,
2 eine Skizze zur Verdeutlichung einer mechanischen Anzeigevorrichtung, die über einen Seilzug mit einer Feder verbunden ist, und
3 eine Skizze zur Verwendung, eines hydraulischen Reservoirs in Verbindung mit einem Drucksensor, der mit einem CT- oder MR-Gerät zur Darstellung des gemessenen Drucks verbunden ist.
In 1 ist ein Patient 1 abgebildet, der in einem MR-Gerät 3 untersucht wird. Dazu liegt er auf einer Patientenliege 5, an deren Fußende eine Fußhalterung 7 angebracht ist, an der ein Flüssigkeitsreservoir 9 befestigt ist. Übt der Pati ent 1 einen Druck auf das Flüssigkeitsreservoir 9 aus, wird dieser Druck auf eine Anzeigevorrichtung 11 über eine hydrostatische Leitung 13 übertragen. Die Anzeigevorrichtung befindet sich im Sichtbereich des gelagerten Patienten 1, so dass dieser einen als Sollwert vorgegebenen Druck auf das Flüssigkeitsreservoir 9 ausüben kann. Aufgrund der Inkompressibilität der Flüssigkeit ändert sich dabei die Lage des Patienten 1 im MR-Gerät 3 bei der Anspannung der Muskeln zu Ausübung des Drucks kaum. Alternativ könnte das Flüssigkeitsreservoir 9 so angeordnet sein, dass der Patient mit einer Hand Druck auf das Flüssigkeitsreservoir 9 ausübt. Die Ausübung des statischen Drucks führt zu einer physischen Belastung des Patienten im Liegen ohne eine größere Bewegung und damit bewegungsbedingte Störungen der Bildaufnahme zu verursachen. Die Belastungskontrollvorrichtung, bestehend aus Flüssigkeitsreservoir 9, hydrostatischer Leitung 13 und Anzeigevorrichtung 11, bilden eine Art Ergometer.
2 verdeutlicht den Einsatz einer Belastungskontrollvorrichtung, die auf dem Einsatz einer Feder 21 in Kombination mit einer über einen Seilzug 23 verbundenen Anzeigevorrichtung 25 gebildet wird. Nur die Ausübung eines erheblichen Drucks auf die starke Feder 21 durch den Patienten 1 führt zu einer minimalen Änderung der Position der Kontaktfläche 27. Der von der Kontaktfläche 27 zurückgelegte Weg wird über den Seilzug 23 auf den Zeiger 29 der Anzeigevorrichtung 25 mechanische übertragen. Um den Druck ausüben zu können, hat der Patient 1 die Möglichkeit sich an Griffen 31, die an der Patientenliege 5 angeordnet sind, festzuhalten. Erreicht der Druck einen Sollwert, der durch einen Markierer S an der Anzeigevorrichtung eingestellt werden kann, wird beispielsweise eine Aufnahme gestartet.
3 zeigt ein weiteres Beispiel zur Verwendung eines hydraulischen Reservoirs 41 in Verbindung mit einem CT- oder MR-Gerät 43. Es unterscheidet sich von der Verwendung in 1 durch den Einsatz eines Drucksensors 45, der den im Reservoir 41 vorliegenden Druck registriert. Der Druck wird über ein Kabel 47 an das CT- oder MR-Gerät 43 übermittelt, so dass der gemessene Druckwert beispielsweise vom CT- oder MR-Gerät 43 auf einem Monitor 49 dargestellt werden kann. Auf diese Weise kann das die Untersuchung durchführende Personal den ausgeübten Druck direkt mitverfolgen. Mithilfe eines Spiegels 51 kann der Patient 1 den von ihm ausgeübten Druck überprüfen.

Claims

Belastungskontrollvorrichtung zur Kontrolle eines von einem Patienten (1) mit einem Körperteil auf eine Kontaktfläche (27) ausgeübten Drucks während einer Untersuchung des Patienten (1) mit einem medizinischen bildgebenden Großgerät (3,43) mit Mitteln (9,21,45) zum Messen des Drucks auf die Kontaktfläche (27), mit denen eine Druckmessung ohne größere Änderung der räumlichen Lage der Kontaktfläche (27) durchführbar ist, und mit einer Anzeigevorrichtung (11) zum Rückmelden des Druckmessergebnisses an den Patienten (1).
Belastungskontrollvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Druckmessen (9,21,45) und die Anzeigevorrichtung (11) vorwiegend aus nichtmagnetischem Material sind.
Belastungskontrollvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Druckmessen (9,21,45) eine Feder (21) umfassen.
Belastungskontrollvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Druckmessen (9,21,45) ein Flüssigkeits- und/oder Gasreservoir (9) umfassen.
Belastungskontrollvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet dass das Flüssigkeits- und/oder Gasreservoir (9) mit der Anzeigevorrichtung (11) hydrostatisch bzw. pneumatisch verbunden ist.
Belastungskontrollvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Druckmessen (9,21,45) einen Drucksensor (45) umfassen.
Belastungskontrollvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (45) mit dem Flüssigkeits- und/oder Gasreservoir (9) hydrostatisch bzw. pneumatisch verbunden ist.
Belastungskontrollvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Druckmessen (9,21,45) elektronische Bauteile aufweisen, die bevorzugt außerhalb des wesentlichen B0-Streufelds eines Magnetresonanztomographiegeräts (3,43) angeordnet sind.
Belastungskontrollvorrichtung einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigevorrichtung (11) eine mechanische Anzeigevorrichtung ist.
Belastungskontrollvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigevorrichtung (11) über einen Seilzug (23) mit den Mitteln zum Druckmessen (9,21,45) verbunden ist.
Belastungskontrollvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigevorrichtung (11) einen einstellbarer Markierer (S) zum Kennzeichnen eines vom Patienten (1) aufzubringenden Drucks aufweist.
Belastungskontrollvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Druckmessen (9,21,45) mit dem medizinischen Großgerät (3,43) elektronisch zur Anzeige und/oder zur Erfassung des Messwerts durch das Großgerät (3,43) verbindbar sind.
Verfahren zur Durchführung einer Untersuchung an einem Patienten (1) mit einem bildgebenden medizinischen Großgerät (3,43) unter einer physischen Belastung des Patienten (1) mit folgenden Verfahrensmerkmalen: – Ausüben eines im wesentlichen statischen Drucks auf Mittel zum Druckmessen (9,21,45) durch den untersuchungsbereit gelagerten Patienten (1). – Messen des Drucks und Rückmelden des gemessenen Drucks an den Patienten (1). – Durchführen einer Untersuchung mit dem medizinischen Großgerät (3, 43).
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck an das medizinische Großgerät (3,43) zur Speicherung, zur Darstellung und/oder zu Steuerungszwecken übermittelt wird.