DE19725137C2 - Medizinisches Untersuchungsgerät mit Mitteln zur Erfassung von Patienten- und/oder Gerätebewegungen - Google Patents
Medizinisches Untersuchungsgerät mit Mitteln zur Erfassung von Patienten- und/oder GerätebewegungenInfo
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Description
Bei medizinischen Untersuchungsgeräten zur Erzeugung von Bil
dern eines Untersuchungsobjektes, z. B. mit einem Röntgenge
rät, einem Computertomographen oder einem Kernspintomogra
phen, können Bewegungen des Patienten und Gerätebewegungen
während der Bildakquisition zu Bewegungsartefakten führen.
Insbesondere können solche Artefakte bei der Erfassung von
Bilddaten zu unterschiedlichen Zeitpunkten, z. B. bei der
digitalen Subtraktionsangiographie, bei der Bildsynthese aus
Aufnahmen zu mehreren Zeitpunkten oder bei verschiedenen
Aspektwinkeln der Meßeinheit auftreten. Auch intrakorporale
Verlagerungen von Organen, z. B. des Gehirns bei Eröffnen des
Schädels, können zur örtlichen Verlagerung eines zu therapie
renden Prozesses führen.
In US-5 566 220 ist ein Computertomograph beschrieben, bei
dem ein Sensor für die Erfassung von Fokusbewegungen vorgese
hen ist, dessen Ausgangssignale dazu dienen, unterschiedliche
Empfindlichkeiten in den Detektorkanälen zu kompensieren.
Patientenbewegungen und Bewegungen mechanischer Geräteteile
können bei diesem Computertomographen zu Bildartefakten füh
ren, da in dieser Richtung keine Kompensationsmaßnahmen
getroffen sind. In DE 42 10 121 C1 ist eine Röntgendiagno
stikanordnung beschrieben, bei der die Röntgenröhre gepulst
wird und die Pulsfrequenz in Abhängigkeit von der Herztätig
keit des Patienten eingestellt wird. Diese bekannte Anordnung
kann nur Bewegungsunschärfen aufgrund der Herztätigkeit kom
pensieren. Andere Bewegungsunschärfen aufgrund von Patien
tenbewegungen oder Bewegungen von Geräteteilen werden nicht
erfaßt und können über die Pulsfolgefrequenz der Röntgen
strahlung auch nicht kompensiert werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein medizinisches
Untersuchungsgerät zur Erzeugung von Bildern eines Unter
suchungsobjektes so auszubilden, daß Bildartefakte aufgrund
von Patienten- und/oder mechanischen Gerätebewegungen weit
gehend vermieden sind.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale
der Patentansprüche 1 und 2. Bei dem erfindungsgemäßen Gerät
ist ein Sensorsystem, z. B. ein elektromagnetisches oder opti
sches Sensorsystem, vorgesehen, das Patienten- und/oder Gerätebe
wegungen während der Aufnahme von Bilddaten erfaßt. Aufgrund
der Ausgangssignale dieses Sensorsystems können bei Bewegun
gen ortsvariante Bilddaten in Echtzeit korrigiert werden. Ei
ne Nachkorrektur durch elektronische Verschiebung der Bildin
formation zur Erzielung von Deckungsgleichheit zweier nach
einander
aufgenommener Bilder mit Bewegungsartefakten (Pixelschrift)
kann entfallen.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zei
gen:
Fig. 1 ein medizinisches Untersuchungsgerät zur Erläuterung
des Erfindungsgedankens,
Fig. 2 den Lagerungstisch des Gerätes gemäß Fig. 1 mit dem
Patienten zur Erläuterung der Erfassung von Bewegun
gen,
Fig. 3 die Verarbeitung der von den Bewegungen abgeleiteten
Informationen und
Fig. 4 eine Ausbildung eines medizinischen Untersuchungsge
rätes für operative Eingriffe am Gehirn.
In der Fig. 1 ist ein Lagerungstisch 1 dargestellt, auf dem
ein Patient 2 liegt. Zur Anfertigung von medizinischen Bil
dern, und zwar bei dem Ausführungsbeispiel von Röntgenbil
dern, sind ein Röntgenstrahler 3 und ein Strahlenempfänger 4
vorgesehen. Der Röntgenstrahler 3 und der Strahlenempfänger 4
sind an einem C-Bogen 5 befestigt, welcher an einem Sockel 6
in Richtung seines Umfangs verstellbar und um eine Systemach
se 7 drehbar gelagert ist. Der Strahlenempfänger 4 kann bei
spielsweise ein Flächendetektor aus einer Matrix von Detekto
relementen sein, deren Ausgangssignale einer Bildelektronik
12 zur Erzeugung von Röntgenbildern bei verschiedenen Winkel
stellungen des C-Bogens 5 zugeführt werden. Die Bildwiederga
be erfolgt an einer Monitorampel 8.
Die Fig. 2 zeigt, daß im Bereich des Lagerungstisches 1 in
Fig. 1 nicht dargestellte, als Transmitter wirkende Magnete
lemente 13 an einem aufsetzbaren Rahmen 14 vorgesehen sind,
die Magnetfelder erzeugen, welche durch Sensoren 15 an dem
Patienten erfaßt werden. Die Ausgangssignale der Sensoren 15,
die den Raumkoordinaten x0, y0, z0 bzw. den Winkelkoordinaten
α0, β0, γ0 sowie den Werten x1, y1, z1; α1, β1, γ1,
(Raumkoordinaten nach ungewollter Patientenbewe
gung) entsprechen, werden gemäß Fig. 3 einem Komparator 16 zu
geführt, der Verlagerungen des Patienten 2 oder des Lage
rungstisches 1 bzw. des C-Bogens 5, also Patienten- und oder
Gerätebewegungen erfaßt und entsprechende Differenzsignale
der Bildelektronik 12 zur Bildkorrektur zuführt.
Die Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem für eine
Gehirnoperation ein Katheter 17 eingeführt und im Therapiege
biet plaziert wird, der an seiner Spitze einen Sensor 18 für
die Magnetfelder der Magnetelemente 13 aufweist. Beim Eröff
nen des Schädels kann sich die Gehirnmasse und somit die
räumliche Lage des Katheters 17 verschieben. Diese Verlage
rung wird durch den Sensor 18 erfaßt, der entsprechende Kor
rektursignale an die Bildelektronik 12 liefert. Bei eventuel
ler Veränderung der räumlichen Lage der Katheterspitze, z. B.
durch Bewegungen, kann die Abweichung gegenüber der ursprüng
lichen Lage erfaßt werden.
Die Erfindung ist in Verbindung mit der Erfassung von Patien
ten- und Gerätebewegungen mit Hilfe von Magnetfeldern und Ma
gnetfeldsensoren beschrieben. Im Rahmen der Erfindung kann
diese Erfassung auch auf anderem Wege drahtlos, z. B. auf op
tischem oder akustischem Wege, erfolgen.
Die Fig. 4 zeigt auf dem Rahmen 14 noch einen Gelenkarm 19,
der in Bezug auf den Rahmen 14 derart verstellbar gelagert
ist, daß eine an seinem freien Ende angeordnete Punktionsnadel
20 dreidimensional im Raum eingestellt werden kann. Da
durch kann die Punktionsnadel 20 exakt auf den jeweils ge
wünschten Ort, z. B. auf den Ort der Spitze des Katheters 17,
ausgerichtet werden. Der Gelenkarm 19 enthält an seinen Ge
lenken Geber 21, die eine der räumlichen Lage der Punktions
nadel 20 entsprechende Information liefern. Andererseits kann
über die Magnetelemente 13 und den Sensor 18 eine Information
über die räumliche Lage der Katheterspitze gewonnen werden.
Durch Vergleich dieser beiden Informationen kann die Punkti
onsnadel 20 genau auf die Lage des Sensors 18, d. h. auf den
gewünschten Ort, ausgerichtet werden.
Claims (5)
1. Medizinisches Untersuchungsgerät zur Erzeugung von Bildern
eines Untersuchungsobjektes (2) mit einer Bildelektronik
(12), der von einem Detektor Bildinformationen zugeführt wer
den, und mit Sensoren (15, 18) für die Erfassung der räumli
chen Koordinaten des Untersuchungsobjektes (2), aus deren Ausgangssignalen ein
den Bewegungen des Untersuchungsobjektes (2) entsprechendes Differenzsignal
ermittelt wird, das der Bildelektronik (12) zur Bildkorrektur bei Bewegungs
artefakten zugeführt wird.
2. Medizinisches Untersuchungsgerät zur Erzeugung von Bildern
eines Untersuchungsobjektes (2) mit einer Bildelektronik
(12), der von einem Detektor Bildinformationen zugeführt wer
den, und mit Sensoren (15, 18) für die Erfassung der räumli
chen Koordinaten mechanischer Geräteteile, aus deren Ausgangssignalen ein den Bewe
gungen dieser Geräteteile entsprechendes Differenzsignal ermittelt wird, das der Bild
elektronik (12) zur Bildkorrektur bei Bewegungsartefakten zu
geführt wird.
3. Gerät nach Anspruch 1, bei dem an dem Lagerungstisch (1)
für das Untersuchungsobjekt (2) Magnetelemente (13) zur Er
zeugung von Magnetfeldern vorgesehen sind, die durch Sensoren
(15), die am Untersuchungsobjekt (2) anbringbar sind, erfaßt
werden.
4. Gerät nach Anspruch 2, bei dem Magnetelemente (13) zur Er
zeugung von Magnetfeldern vorgesehen sind, die dazu dienen,
mit Hilfe eines Sensors (18) an einer Katheterspitze die ak
tuelle, räumliche Lage der Katheterspitze zu erfassen.
5. Untersuchungsgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei
dem ein Interventionsinstrument (20) oder eine Bildakquisiti
onseinheit (3, 4, 5, 12) frei im Raum einstellbar gelagert
ist, dem Geber (21) zur Erzeugung einer der räumlichen Lage
des Instruments (20) entsprechenden Information zugeordnet
sind, so daß durch Vergleichen dieser Information mit der von
den Sensoren (15, 18) gelieferten Information eine Ausrich
tung des Instruments (20) ermöglicht ist.
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