DE19836827A1 - Videosystem für ein medizinisches Diagnosegerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Videosystem für ein medizinisches Diagnosegerät, insbesondere für ein diagnostisches Magnetre­ sonanzgerät, welches Diagnosegerät innerhalb einer Hochfre­ quenzabschirmkabine angeordnet ist.

Während einer Untersuchung in einem diagnostischen Magnetre­ sonanzgerät (MR-Gerät) sind Patienten heute visuell von der Umwelt weitgehend isoliert, weil die räumlichen Verhältnisse im Magnetresonanzgerät keine freie Sicht nach außen gewähren. Für moderne klinisches Verfahren, namentlich für die funktio­ nelle Magnetresonanz-Bildgebung wird gefordert, daß der Pati­ ent zeitlich veränderliche Bilder sieht. Damit werden die an der visuellen Wahrnehmung beteiligten Areale des Gehirns sti­ muliert, die dann mit speziellen Magnetresonanz-Meßsequenzen registriert werden können. Durch Verknüpfung eines Multime­ dia-PC mit einem Eingabegerät, z. B. in Form einer MR-kompati­ blen Maus, ist sogar eine geschlossene Wahrnehmungs- und Handlungsschleife realisierbar, wobei der Start einer Stimu­ lation mit der Meßsequenz des Magnetresonanzgeräts synchroni­ siert sein sollte.

Aus dem US-Patent 4 901 141 ist ein Videosystem für ein dia­ gnostisches Magnetresonanzgerät bekannt, bei dem eine außer­ halb einer Hochfrequenzabschirmkabine angeordnete Kathoden­ strahlröhre mit einem Lichtleitersystem optisch gekoppelt ist. Das Lichtleitersystem ist in die Hochfrequenzabschirmka­ bine und dann in das Abbildungsvolumen des Magnetresonanzge­ räts geführt. Das Ende des Lichtwellenleiters ist mit einer Übertragungsoptik und mit einem faseroptischen Keil gekop­ pelt. Am vergrößerten Ende des faseroptischen Keils kann der Patient die von der Kathodenstrahlröhre erzeugten Bilder be­ obachten. An die faseroptischen Übertragungsmittel werden ho­ he Anforderungen gestellt, weil die von der Kathodenstrahl­ röhre erzeugten Bildpunkte ortsrichtig auf den optischen Keil übertragen werden müssen.

Das im US-Patent 5 412 419 beschriebene Videosystem für ein Magnetresonanzgerät umfaßt ein LCD-Display. Das LCD-Display ist im Gegensatz zu einer Kathodenstrahlröhre umempfindlich gegenüber magnetische Felder und kann daher unmittelbar am Magnetresonanzgerät oder bei entsprechender Miniaturisierung auch im Abbildungsvolumen des Magnetresonanzgeräts eingesetzt werden. Insbesondere in der miniaturisierten Ausführung be­ sitzen LCD-Displays jedoch eine nicht für alle Anwendungen zufriedenstellende Auflösung. Zudem ist der Bildwinkel oder mögliche Betrachtungswinkel einer LCD-Anzeige gering.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Videosystem für ein in einer Hochfrequenzabschirmkabine angeordnetes me­ dizinisches Diagnosegerät anzugeben, das auch bei Miniaturi­ sierung eine hohe Auflösung besitzt.

Die Aufgabe wird durch ein Videosystem mit den folgenden Merkmalen gelöst:

• - Eine außerhalb der Hochfrequenzabschirmkabine anzuordnende Videosignalquelle,
• - ein außerhalb der Hochfrequenzabschirmkabine anzuordnendes und mit der Videosignalquelle verbundenes elektro-optisches Wandlersystem,
• - eine mit dem elektro-optischen Wandlersystem verbundene und in die Hochfrequenzabschirmkabine führbare Lichtwellenlei­ teranordnung,
• - eine innerhalb der Hochfrequenzabschirmkabine anzuordnende und mit Hochfrequenzabschirmmitteln versehene Videodisplay­ einheit, die mit der Lichtwellenleiteranordnung verbunden ist,
• - ein zur Videodisplayeinheit gehörendes opto-elektrisches Wandlersystem, das mit der Lichtwellenleiteranordnung ver­ bunden ist,
• - ein zur Videodisplayeinheit gehörendes und mit dem opto­ elektrischen Wandlersystem verbundenes Polysilizium-Dis­ playsystem,
• - ein zur Videodisplayeinheit gehörendes und mit dem Polysi­ lizium-Displaysystem verbundenes Beleuchtungssystem und
• - eine mit der Videodisplayeinheit verbundene Stromversor­ gung.

Polysilizium-Displays sind unempfindlich gegen magnetische Streufelder und besitzen bei sehr geringen Außenabmessungen eine hohe Auflösung bzw. eine hohe Pixelanzahl. Zudem ist ein hochfrequenzgeschirmter Aufbau unter Verzicht auf ferromagne­ tische Bauteile leicht realisierbar.

Um einem Betrachter das vom Polysilizium-Displaysystem er­ zeugte Bild vergrößert darstellen zu können, ist gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung vor dem Polysilizium-Displaysy­ stem ein Betrachtungslupensystem angeordnet.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfaßt das Beleuchtungssystem eine Elektroluminiszenzfolie, wodurch ein kompakter und platzsparender Aufbau ermöglicht wird. Die von der Elektroluminiszenzfolie erzeugte Helligkeit reicht wegen der hohen Transparenz des Polysilizium-Displays aus, um für einen Betrachter gut sichtbare Bilder mit hoher Auflösung zu erzeugen.

Eine mögliche Störabstrahlung über die Betrachtungsöffnung wird gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung dadurch vermieden, daß die Hochfrequenzabschirmmittel ein Abschirmge­ häuse mit mindestens einer Betrachtungsöffnung umfassen und daß das Abschirmgehäuse durch einen die Betrachtungsöffnung umgebenden Tubus in Richtung eines Betrachters verlängert ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von 3 Figuren erläu­ tert. Es zeigen:

Fig. 1 in einer Übersicht ein Videosystem zum Betrieb in einem diagnostischen Magnetresonanzgerät;

Fig. 2 eine erste Ausführung einer zum Videosystem ge­ hörende Videodisplayeinheit und

Fig. 3 eine zweite Ausführung einer zum Videosystem gehö­ rende Videodisplayeinheit.

Schematisch dargestellt ist in Fig. 1 eine Hochfrequenzab­ schirmkabine 2, worin ein diagnostisches Magnetresonanzgerät 4 angeordnet ist. Der Aufbau eines diagnostischem Magnetreso­ nanzgeräts ist vielerorts beschrieben, und umfaßt einen Grundfeldmagneten zur Erzeugung eines homogenen und zeitlich konstanten Grundmagnetfeldes, ein Gradientenspulensystem, zur Erzeugung zeitlich veränderlicher magnetischer Gradientenfel­ der, die dem homogenen Grundmagnetfeld überlagert werden, und Hochfrequenzantennen zum Erzeugen und zum Empfangen der Ma­ gnetresonanzsignale. Steuer- und Bedieneinheiten sind hier nicht dargestellt und befinden sich im allgemeinen außerhalb der Hochfrequenzabschirmkabine 2. Das Magnetresonanzgerät 4 besitzt einen zylindrischen Untersuchungsraum 6, in dessen Mitte sich das eigentliche Abbildungsvolumen befindet. Ein Patient 8 kann auf einer verfahrbaren Patientenliege 10 in eine Untersuchungsposition in das Abbildungsvolumen gefahren werden.

Ein zusammen mit dem Magnetresonanzgerät betreibbares Video­ system umfaßt;eine außerhalb der Hochfrequenzabschirmkabine 2 angeordnete Videosignalquelle 12 in Form einer Multimedia- Workstation. Ein Videosignalausgang der Videosignalquelle 12 ist mit einem elektro-optischen Wandlersystem mit einem elek­ tro-optischen Wandler 14 verbunden. Der elektro-optische Wandler 14 erzeugt aus einem elektrischen Videosignal ein op­ tisches Videosignal. Eine Lichtwellenleiteranordnung 16 ist optisch an den elektro-optischen Wandler 14 gekoppelt zur Übertragung der optischen Videosignale. Weiterhin ist außer­ halb der Hochfrequenzabschirmkabine 2 eine Stromversorgung 18 angeordnet, zur Erzeugung der für das Videosystem erforderli­ chen Betriebsgleichspannungen. Eine von der Stromversorgung 18 ausgehende Stromversorgungsleitung 20 wird zusammen mit der Lichtwellenleiteranordnung 16 durch eine mit der Hochfre­ quenzabschirmkabine 2 verbundene Hohleiterdurchführung 22 in die Hochfrequenzabschirmkabine 2 geführt. Die Lichtwellenlei­ teranordnung 16 und die Stromversorgungsleitung 20 ist dort weiter bis zu einer im Untersuchungsraum 6 angeordneten Vide­ odisplayeinheit 24 geleitet. Die Videodisplayeinheit 24 ist im Untersuchungsraum 6 so angeordnet, daß der dort zur Unter­ suchung sich befindende Patient 8 die von der Videodisplay­ einheit erzeugten Videobilder betrachten kann.

Fig. 2 zeigt nun eine erste Ausführung 24A der Videodis­ playeinheit 24, womit der Patient 8 wie bei einem Monitor, jedoch mit einem geringeren Abstand Videobilder betrachten kann. Die Videodisplayeinheit 24A umfaßt ein Hochfrequenzab­ schirmgehäuse 26, mit einer Betrachtungsöffnung 28. Auf einer der Betrachtungsöffnung 28 gegenüberliegenden Seite ist eine Hohlleiterdurchführung 30 angeordnet, worin die Lichtwellen­ leiteranordnung 16 in das Abschirmgehäuse 26 zu einem opto­ elektrischen Wandlersystem mit einem opto-elektrischen Wand­ ler 32 geführt ist. Der opto-elektrische Wandler 32 wandelt das optische Videosignal wieder in ein elektrisches Videosi­ gnal um. Das elektrische Videosignal wird über eine elektri­ sche Verbindungsleitung 34 einem Polysilizium-Displaysystem mit einem einzigen Polysilizium-Displaymodul 36 zugeführt. Eingesetzt ist ein Miniaturpolysilizium-Displaymodul 36 mit 600×800 Pixel Auflösung und 33 mm Diagonale, das mit Stan­ dard-SVGA-Bildwiederholfrequenzen arbeitet. Das Polysilizium- Displaymodul umfaßt auch ein elektronisches Interface. Ein derartiges Displaymodul ist von der Fa. Central Research La­ boratories Limited in Dohley Road Hayes, Middlesex, England, erhältlich. Es umfaßt eine aktive "Thin Film Transistor Ma­ trix" (TFT-Matrix) mit einem Transistor pro Bildelement (Pixel).

Die Bildelemente werden bei entsprechender Ansteuerung mehr oder weniger transparent.

Hinter dem Polysilizium-Displaymodul 36 ist in Form einer Lu­ miniszenzfolie ein Beleuchtungssystem 38 zur Hintergrundbe­ leuchtung angeordnet.

Die Stromversorgung für die Videodisplayeinheit 24A erfolgt über die Stromversorgungsleitungen 20, die über Durchfüh­ rungsfilter 40 in das Abschirmgehäuse 26 zum opto-elektri­ schen Wandler 32, zum Polysilizium-Displaymodul 36 und zum Beleuchtungssystem 38 geführt sind.

Ein vor dem Polysilizium-Displaymodul 36 angeordnetes Be­ trachtungslupensystem mit einer optischen Linse 42 vergrößert für den Patienten das vom Polysilizium-Displaymodul 36 er­ zeugte Videobild wie eine Lupe. Das Abschirmgehäuse 26 ist in Richtung des Betrachters durch einen die Betrachtungsöffnung 28 umgebenden Tubus 44 verlängert, damit von der Videodis­ playeinheit 24 erzeugte Störungen nicht über die Betrach­ tungsöffnung 28 aus dem Abschirmgehäuse 24A austreten können.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform 24B der Videodis­ playeinheit 24 in Form einer 3D-Brille, die von dem Patienten oder von einem Betrachter unmittelbar vor den Augen getragen wird. Die Videodisplayeinheit 24B umfaßt im wesentlichen zwei in einem einzigen Abschirmgehäuse 26A mit zwei Betrachtungs­ öffnungen 28 angeordnete Videodisplayeinheiten 24A, wie sie schon anhand von Fig. 2 beschrieben wurden. Das Polysilizi­ um-Displaysystem besteht hier aus zwei Polysilizium-Display­ modulen 36, die über separate opto-elektrische Wandler 32 mit Standard SVGA-Videosignalen versorgt werden. Die Lichtwellen­ leiteranordnung 16 umfaßt zwei getrennte Lichtwellenleiter 16A und 16B, die von der Multimedia-Workstation 12 mit je­ weils einem optischen Videosignal über entsprechende elektro­ optische Wandler 14 gespeist werden. Als Hintergrundbeleuch­ tung für die Polysilizium-Displaymodule 36 dient ebenfalls wie bei der Ausführung nach Fig. 2 jeweils eine Elektrolumi­ niszenzfolie 38. Die Stromversorgung für die innerhalb des Abschirmgehäuses 24B angeordneten Bauteile erfolgt gemeinsam über die Stromversorgungsleitungen 20, die über Durchfüh­ rungsfilter 40 in das Abschirmgehäuse 24B geführt und dann mit den einzelnen Modulen 32, 36, 38 verbunden sind. Die in­ terne Verteilung der Stromversorgung ist hier durch eine black box 46 dargestellt. Die von dem Polysilizium-Display­ system erzeugten Videobilder werden wie bei der Ausführungs­ form nach Fig. 2 durch optische Linsen 42 für den Betrachter vergrößert. Ebenfalls ist das Abschirmgehäuse 26B durch die Betrachtungsöffnungen 28 umgebende Tuben 44 verlängert, um Störstrahlungen nicht austreten zu lassen.

Claims (10)

1. Videosystem für ein medizinisches Diagnosegerät, insbeson­ dere für ein diagnostisches Magnetresonanzgerät (4), welches Diagnosegerät innerhalb einer Hochfrequenzabschirmkabine (2) angeordnet ist, umfassend:

• - Eine außerhalb der Hochfrequenzabschirmkabine (2) anzuord­ nende Videosignalquelle (12),
• - ein außerhalb der Hochfrequenzabschirmkabine (2) anzuord­ nendes und mit der Videosignalquelle (12) verbundenes elek­ tro-optisches Wandlersystem (14),
• - eine mit dem elektro-optischen Wandlersystem (14) verbunde­ ne und in die Hochfrequenzabschirmkabine (2) führbare Lichtwellenleiteranordnung (16),
• - eine innerhalb der Hochfrequenzabschirmkabine (2) anzuord­ nende und mit Hochfrequenzabschirmmitteln (26, 30, 40) ver­ sehene Videodisplayeinheit (24, 24A, 24B), die mit der Lichtwellenleiteranordnung (16) verbunden ist,
• - ein zur Videodisplayeinheit (24, 24A, 24B) gehörendes opto­ elektrisches Wandlersystem (32), das mit der Lichtwellen­ leiteranordnung (16) verbunden ist,
• - ein zur Videodisplayeinheit (24, 24A) gehörendes und mit dem opto-elektrischen Wandlersystem (32) verbundenes Poly­ silizium-Displaysystem,
• - ein zur Videodisplayeinheit (24, 24A) gehörendes und mit dem Polysilizium-Displaysystem verbundenes Beleuchtungssy­ stem (38) und
• - eine mit der Videodisplayeinheit (24, 24A, 24B) verbundene Stromversorgung (18, 20, 40, 46).

2. Videosystem nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß vor dem Polysilizium- Displaysystem ein Betrachtungslupensystem angeordnet ist.

3. Videosystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Beleuchtungssystem eine Elektroluminiszensfolie (38) umfaßt.

4. Videosystem nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenzabschirm­ mittel ein Hochfrequenz-Abschirmgehäuse (26, 26A) umfassen.

5. Videosystem nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenzabschirm­ mittel Hohlleiterdurchführungen (30) und Durchführungsfilter (40) umfassen.

6. Videosystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Licht­ wellenleiteranordnung (16) über einen mit dem Abschirmgehäuse verbundenen Hohlleiter (30) in das Abschirmgehäuse geführt ist.

7. Videosystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Strom­ versorgung im Abschirmgehäuse (26) angeordnete Durchführungs­ filter (40) umfaßt.

8. Videosystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Video­ displayeinheit (24, 24A) zur Anordnung in einem Abbildungsvo­ lumen (6) eines Magnetresonanzgeräts (4) ausgebildet ist.

9. Videosystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß die Video­ displayeinheit (24A) als 3D-Brille ausgebildet ist.

10. Videosystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die Hochfre­ quenzabschirmmittel ein Abschirmgehäuse (26) mit mindestens einer Betrachtungsöffnung (28) umfassen und daß das Abschirm­ gehäuse (26) durch einen die Betrachtungsöffnung (28) umge­ benden Tubus (44) in Richtung eines Betrachters verlängert ist.