DE19508715A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Positionierung eines Patienten in einem medizinischen Diagnosegerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Positionierung eines Patienten in einem medizinischen Diagnosegerät mit einer ver­ fahrbaren Patientenliege mit der der Patient in einem Unter­ suchungsraum des Diagnosegeräts in eine Untersuchungsposition bringbar ist.

Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Vorrichtung zur Durch­ führung des Verfahrens mit einem medizinischen Diagnosegerät mit einem Untersuchungsraum zur Aufnahme mindestens eines Teils eines Patienten und einer fahrbaren Patientenliege zum Positionieren des Patienten im Untersuchungsraum in einer Un­ tersuchungsposition.

Bei bildgebenden medizinischen Diagnosegeräten, wie z. B. bei diagnostischen Magnetresonanzgeräten oder Röntgen-Computer­ tomographiegeräten, muß ein zu untersuchender Bereich in ei­ nem Untersuchungsraum so positioniert werden, daß die Anato­ mie des zu untersuchenden Bereiches des Patienten erfaßt wer­ den kann. Insbesondere bei Magnetresonanzgeräten, bei denen häufig - bis auf eine Aufnahmeöffnung - der Untersuchungsraum von einem geschlossenen Gehäuse umgeben ist, geschieht die Positionierung mit Hilfe einer verfahrbaren Patientenliege. Im Bereich der Aufnahmeöffnung befinden sich Laserprojekto­ ren, die optische Markierungen auf den Patienten projizieren. Der Patient wird außerhalb des Untersuchungsraums so auf die Patientenliege gelagert, daß die optischen Markierungen auf der Oberfläche des Patienten z. B. das Zentrum des Untersu­ chungsbereichs angeben. Aus dem bekannten Abstand der opti­ schen Markierung zum Untersuchungsraum ergibt sich dann die Verfahrstrecke der Patientenliege in den Untersuchungsraum. Die genaue Lagerung des Patienten auf der Patientenliege in Bezug zur optischen Markierung ist zeitaufwendig und verläng­ ert erheblich die insgesamt benötigte Untersuchungszeit.

Für einige Untersuchungen ist es notwendig, die Orientierung des Patienten auf der Patientenliege, wie z. B. ob das Kopf­ ende oder das Fußende des Patienten zum Untersuchungsraum weist, oder die Lage des Patienten, wie z. B. Bauchlage oder Rückenlage, dem Untersuchungsgerät mitzuteilen.

Aus der DE-A-31 14 918 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur videooptischen Lagebestimmung und Positionierung eines starren Körpers im Raum bekannt. Ein mit einer Videokamera aufgenommenes Bild wird digitalisiert. In dem digitalisierten Bild werden mittels einer Schwellwertoperation Koordinaten von abgebildeten Markierungspunkten bestimmt. Zur Positionie­ rung des Körpers wird die Ist-Lage der Markierungspunkte mit der Soll-Lage verglichen. Das Ergebnis dieses Vergleichs er­ zeugt Daten und Informationen, die zur Nachführung des Kör­ pers bis zu seiner Sollage herangezogen werden. In der Anwen­ dung ist z. B. ein Ultraschallmeßkopf für medizinische Dia­ gnostik mit Markierungen versehen, um den so markierten Ul­ traschallmeßkopf bei in größeren Zeitabständen durchgeführten Untersuchungen jeweils in die gleiche Lage bringen zu können. So werden vergleichbare Ultraschallbilder des Untersuchungs­ gebiets erstellt.

Auch aus der US-PS 4 896 673 ist im Zusammenhang mit einem Lithotripter (Steinzertrümmerung mittels Stoßwellen) eine vi­ deooptische Positionserfassung bekannt, mit der die Lage und Orientierung eines Ultraschallmeßkopfes erfaßt wird. Mit Hil­ fe des diagnostischen Ultraschallgeräts wird ein Gallenstein eines Patienten lokalisiert, um ihn anschließend zur Therapie in den Fokus eines Stoßwellengeneratorsystems zu bringen. Da­ zu tastet ein Untersucher mit einem Ultraschallapplikator das Untersuchungsgebiet so lange ab, bis der zu behandelnde Gal­ lenstein im Ultraschallbild sichtbar ist. Über einen Fuß­ schalter wird dann das videooptische Lokalisierungssystem aktiviert, mit dem die Position des Ultraschallapplikators erfaßt wird. Die Lage des Gallensteins ergibt sich aus der Position des Ultraschallapplikators und der Lage der Markie­ rung im Ultraschallbild. Die Verfahrstrecke der Patientenlie­ ge bestimmt sich aus der Differenz der Lage des Gallensteins zur Lage des Stoßwellenfokus.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Positionierung eines Patienten in einem medizinischen Diagnosegerät anzugeben, mit dem zuverlässig und schnell ein zu untersuchender Bereich des Patienten im Untersuchungsraum positioniert werden kann. Des weiteren soll eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens angegeben werden.

Die erstgenannte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Bild­ aufnahmegerät außerhalb des Untersuchungsraums eine auf dem Patienten fixierte Markierung in einem Bild erfaßt, daß eine Bildverarbeitungseinheit die Markierung in dem Bild erkennt und die räumliche Lage der Markierung bestimmt, daß eine Pa­ tientenliegensteuerung aus der räumlichen Lage und der Unter­ suchungsposition eine Verfahrstrecke der Patientenliege er­ mittelt und daß die Patientenliegensteuerung die Patienten­ liege entlang der Verfahrstrecke bewegt.

Damit entfällt die zeitaufwendige genaue Lagerung des zu un­ tersuchenden Bereichs in den Mittelpunkt einer optischen Mar­ kierung. Der Patient kann nahezu beliebig auf der Patienten­ liege gelagert werden.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ermittelt die Bildver­ arbeitungseinheit zusätzlich eine Orientierung der Markierung und gibt ein entsprechendes Orientierungssignal ab. Damit braucht die Orientierung des Patienten nicht mehr per Hand dem medizinischen Diagnosegerät mitgeteilt zu werden.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung identifiziert die Bildverarbeitungseinheit zusätzlich die Markierung und gibt ein Identifizierungssignal ab. Damit kann z. B. eine Bauchlage und eine Rückenlage des Patienten voneinander un­ terschieden werden, wenn verschiedene Markierungen verwendet werden, die die Bauch- und Rückenlage kennzeichnen.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird die Bild­ verarbeitungseinheit einschließlich der Patientenliegensteue­ rung durch ein manuelles oder akustisches Triggersignal akti­ viert.

Die zweitgenannte Aufgabe bezüglich der Vorrichtung wird da­ durch gelöst, daß der patientenliege ein Bildaufnahmegerät räumlich zugeordnet ist, daß ein Bildaufnahmebereich des Bildaufnahmegeräts eine außerhalb des Untersuchungsbereichs gelegene Position der Patientenliege erfaßt, daß eine Bild­ verarbeitungseinheit mit dem Bildaufnahmegerät verbunden ist, daß die Bildverarbeitungseinheit vorgesehen ist in von dem Bildaufnahmegerät aufgenommenen Bildern eine Markierung zu erkennen und die räumliche Lage der Markierung zu bestimmen, daß eine Patientenliegensteuerung mit der Bildverarbeitungs­ einheit und der Patientenliege verbunden ist zum Positionie­ ren der Markierung mittels der Patientenliege in die Unter­ suchungsposition im Untersuchungsraum.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, daß das Bildaufnahmegerät als Videokamera, insbesondere als CCD-Kamera, ausgebildet ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Figur erläutert.

Die Fig. zeigt schematisch als medizinisches Diagnosegerät ein Magnetresonanzgerät 2. Zum Magnetresonanzgerät 2 gehört eine verfahrbare Patientenliege 4 mit der ein Patient 6 in einem Untersuchungsraum 8 in eine Untersuchungsposition bringbar ist. Der Untersuchungsraum 8 ist bis auf eine Aufnahmeöffnung 10 allseitig vom Gehäuse des Magnetresonanzgeräts 2 umgeben. Es handelt sich hier um ein herkömmliches Magnetresonanzgerät 2, dessen Aufbau bekannt ist, so daß auf eine in weitere Ein­ zelheiten gehende Darstellung in der Fig. verzichtet werden kann.

Oberhalb der Aufnahmeöffnung 10 ist am äußeren Gehäuse des Magnetresonanzgeräts 2 ein Bildaufnahmegerät in Form einer Videokamera, z. B. einer CCD-Kamera, befestigt. Die Video­ kamera 12 ist so ausgerichtet, daß der Bildaufnahmebe­ reich - begrenzt durch die beiden strichpunktierten Linien 14 - den Patienten 6 erfaßt, wenn sich die Patientenliege 4 außerhalb des Untersuchungsraums 8 befindet.

Mit der Videokamera 12 ist eine Bildverarbeitungseinheit 16 verbunden, mit der eine auf dem Patienten 6 befestigte Mar­ kierung 18 erkannt und dessen räumliche Lage bestimmt werden kann. Aufbau und Funktion von derartigen Bildverarbeitungs­ einheiten sind Stand der Technik und z. B. in der DE-A-31 14 918 oder in der US-PS 4 896 673 beschrieben.

Die Bildverarbeitungseinheit 16 gibt an ihrem Ausgang ein Ist-Positionssignal 20 der Markierung 18 ab. Das Ist-Posi­ tionssignal 20 wird von einer mit der Bildverarbeitungsein­ heit 16 verbundenen Patientenliegensteuerung 22 übernommen, die aus der Ist-Position 20 und einer Soll-Position, die eine Untersuchungsposition kennzeichnet, eine Verfahrstrecke für die Patientenliege 4 ermittelt und entsprechende Steuerungs­ signale 24 an einen Stellmotor 26, z. B. einen Schrittmotor, abgibt.

Werden verschiedene Markierungen 18 eingesetzt, um eine Bauchlage oder Rückenlage des Patienten 6 zu kennzeichnen, identifiziert die Bildverarbeitungseinheit 16 die Markierung und gibt zusätzlich zum Ist-Positionssignal 20 ein Identifi­ zierungssignal 28 ab, das die Lage des Patienten 6 kennzeich­ net, ab. Zusätzlich kann über die Markierung 18 (bei Verwen­ dung einer entsprechenden Markierung) auch noch gekennzeich­ net werden, ob sich das Fußende oder das Kopfende des Patien­ ten dem Untersuchungsraum 8 zugewandt ist. Die Bildverarbei­ tungseinheit gibt dann ein entsprechendes Orientierungssignal 30 ab. Das Identifizierungs- und das Orientierungssignal 28 bzw. 30 werden vom Magnetresonanzgerät 2 bei bestimmten Un­ tersuchungsarten ausgewertet.

Die Positionierung wird über einen manuell betätigbaren Start-Taster 32 getriggert. Möglich ist, auch den Start-Ta­ ster 32 durch ein Mikrophon zu ersetzen, so daß die Positio­ nierung mit einem Sprachsignal gestartet werden kann.

Von Vorteil ist, daß die Markierung 18 schon außerhalb des eigentlichen Meßraums vor der Untersuchung auf den Patienten 6 aufgebracht werden kann. Danach kann der Patient 6 auf die Patientenliege 4 nahezu beliebig gelagert werden, ohne daß die genaue Positionierung des Untersuchungsbereichs des Pa­ tienten 6 im Untersuchungsraum 8 des Diagnosegeräts 2 beein­ trächtigt wird. Der Positionierungsvorgang selbst wird dann durch betätigen des Start-Tasters 32 gestartet. Die Patien­ tenliegensteuerung 22 kann unmittelbar nach Ermittlung der Ist-Position 20 der Markierung 18 die patientenliege 4 in die Untersuchungsposition im Untersuchungsraum 8 fahren.

Claims (8)

1. Verfahren zur Positionierung eines Patienten (6) in einem medizinischen Diagnosegerät (2) mit einer verfahrbaren Pa­ tientenliege (4), mit der der Patient (6) in einem Untersu­ chungsraum (8) des Diagnosegeräts (2) in eine Untersuchungs­ position bringbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Bildaufnahmegerät (12) außerhalb des Untersuchungsraums (8) eine auf dem Patienten (6) fixierte Markierung (18) in einem Bild erfaßt,
daß eine Bildverarbeitungseinheit (16) die Markierung (18) in dem Bild erkennt und die räumliche Lage (20) der Markierung (18) bestimmt,
daß eine Patientenliegensteuerung (22) aus der räumlichen La­ ge (20) und der Untersuchungsposition eine Verfahrstrecke der Patientenliege (4) ermittelt und
daß die Patientenliegensteuerung (22) die Patientenliege (4) ent­ lang der Verfahrstrecke bewegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bildverarbeitungseinheit (16) zu­ sätzlich eine Orientierung der Markierung (18) ermittelt und ein Orientierungssignal (30) abgibt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildverarbeitungsein­ heit (16) zusätzlich die Markierung (18) identifiziert und ein Identifizierungssignal (28) abgibt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bild­ verarbeitungseinheit (16) einschließlich der Patientenliegen­ steuerung (22) durch ein manuelles oder akustisches Trigger­ signal aktiviert wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einem medizinischen Diagnosegerät (2) mit einem Untersuchungsraum (8) zur Aufnahme mindestens eines Teils eines Patienten (6) und einer fahrbaren Patientenliege (4) zum Positionieren des Patienten (6) im Untersuchungsraum (8) in einer Untersuchungsposition dadurch gekennzeichnet, daß der Patientenliege (4) ein Bildaufnahmegerät (12) räumlich zugeordnet ist, daß ein Bildaufnahmebereich (14) des Bildaufnahmegeräts (12) eine außerhalb des Untersuchungsraums (8) gelegene Position der Patientenliege (4) erfaßt, daß eine Bildverarbeitungseinheit (16) mit dem Bildaufnahmegerät (12) verbunden ist, daß die Bildverarbeitungseinheit (16) vorgesehen ist, in von dem Bildaufnahmegerät (12) aufgenommenen Bildern eine Markierung (18) zu erkennen und die räumliche Lage (20) der Markierung zu bestimmen, daß eine Patientenliegensteuerung (22) mit der Bildverarbeitungseinheit (16) und der Patientenliege (4) ver­ bunden ist zum Positionieren der Markierung (18) mittels der Patientenliege (4) in die Untersuchungsposition im Untersu­ chungsraum (8).

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildaufnahmegerät (12) als Video-Kamera ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Triggereinrichtung (32) mit der Bildverarbeitungseinheit (16) und der Patienten­ liegensteuerung (20) verbunden ist zum Starten der Positio­ nierung.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Triggereinrichtung (32) einen Taster oder einen akustischen Wandler zur Sprach­ steuerung umfaßt.