DE19838590A1 - Verfahren zur Aufnahme von Bildern eines Objekts mittels einer Magnetresonanzanlage zur Ermöglichung einer Nachführung der Schnittbildebene bei sich bewegendem Objekt sowie Magnetresonanzanlage zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zur Aufnahme von Bildern eines Objekts mittels einer Magnetresonanzanlage zur Ermöglichung einer Nachführung der Schnittbildebene bei sich bewegendem Objekt sowie Magnetresonanzanlage zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Abstract
Verfahren zur Aufnahme von Bildern eines Objekts mittels einer Magnetresonanzanlage, zur Ermöglichung einer Nachführung der Schnittbildebene bei sich bewegendem Objekt, wobei die Positionen einer oder mehrerer am Objekt angeordneter Markierungen mittels eines unabhängig vom und parallel zum Bilderzeugungs- und Aufnahmebetrieb der Magnetresonanzanlage betriebenen Erfassungsmittels detektiert werden, wobei die Positionen ein Maß für die Lage des Objekts bezüglich der Anlage sind, und daß die Schnittbildebene in Abhängigkeit der Position der Markierungen nachgeführt wird.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufnahme von Bildern
eines Objekts mittels einer Magnetresonanzanlage zur Ermög
lichung einer Nachführung der Schnittbildebene bei sich bewe
gendem Objekt.
Für die Diagnostik von Erkrankungen ist der Einsatz von Ma
gnetresonanzanlagen, mittels denen wahlweise Bilder unter
schiedlicher Körperschnittebenen aufgenommen werden können,
eine Routineanwendung. Insbesondere bei der Untersuchung von
Gelenkerkrankungen ist es häufig erforderlich, das Gelenk in
seinen unterschiedlichen Winkelstellungen darzustellen. Dabei
ist es in der Regel erwünscht, daß die gewünschte Schnittbil
debene, also die Bildebene, welche "durch das Gelenk gelegt
wird", stets im Bild verbleibt, um bei unterschiedlichen Ge
lenkstellungen reproduzierbare Bilder zu erhalten, die mit
einander verglichen werden können. Jedoch besteht immer die
Wahrscheinlichkeit, daß durch die Gelenkbewegung die anatomi
schen Fixpunkte, welche ursprünglich in der Schnittbildebene
lagen, aus dieser herauswandern, was seinen Grund in der Ge
lenkanatomie und der dadurch vorgegebenen Bewegungsmöglich
keit hat. Normalerweise muß die Bedienperson die Meßschicht
von Hand nachkorrigieren, indem sie nach jeder Lageänderung
des Meßobjekts einen sogenannten "Scout" mißt, wobei in
schneller Abfolge drei orthogonale Schichten aufgenommen wer
den, wonach anhand entsprechender Bedienhilfen die korrigier
te Meßschicht erneut festgelegt wird.
Ferner ist aus der Veröffentlichung "Active MR Tracking Using
an External Tracking Coil at 0.2 T for Scan Plane Registra
tion During Kinematic Imaging of Moving Joint" von X.Ma at
all (veröffentlicht im Kongreßband zum ISMRM (International
Society of Magnetic Resonance in Medicin) 1998 in Sydney, Au
stralien) bekannt, mittels eines am Körper befindlichen Mark
ers, welcher die interessierende Schnittbildebene definiert,
die Ebenennachführung zu realisieren. Bei diesem Verfahren
wurde am Kniegelenk ein mit dem magnetresonanztechnischen
nachweisbaren Element Gadolinium in 1%-iger Lösung versehene
Spule angebracht. Die sich bei Bewegung des Kniegelenks erge
bende Lageänderung dieser Spule wurde mittels des Magnetreso
nanzsystems verfolgt, d. h., daß eigentlich für die Bilder
zeugung und -aufnahme vorgesehene Magnetresonanzsystem wird
hier ebenfalls zur Verfolgung der Bewegung der Spule verwen
det. Der Betrieb ist dabei derart, daß abwechselnd das ei
gentliche medizinische Bild aufgenommen wird, anschließend
erfolgt die Detektion der Spule, wonach wieder das eigentli
che Bild aufgenommen wird. Es ist also zwingend ein alternie
render Betrieb erforderlich. Dies führt zum einen dazu, daß
nur eine relativ niedrige Bildsequenz erreicht werden kann,
da ständig neben der eigentlichen Bildaufnahme auch die Er
fassung der Spule erfolgen muß. Während dieser Zeit ist eine
Bildaufnahme nicht möglich. Daneben ist hierfür eine aufwen
dige Steuerung des Magnetresonanzaufnahmesystems erforder
lich, da kontinuierlich zwischen den unterschiedlichen Auf
nahmemodi gewechselt werden muß. Wenngleich sich hiermit eine
Nachführung der Schnittbildebene erzielen läßt, läßt das dort
beschriebene Verfahren nur niedrige Bildaufnahmeraten zu, der
erforderliche Steuerungs- und Verarbeitungsaufwand ist groß.
Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, ein Verfahren
der eingangs genannten Art anzugeben, das auf einfache Weise
eine Schnittbildebenennachführung bei gleichzeitig hoher
Bildaufnahmerate ermöglicht.
Zur Lösung dieses Problems ist bei einem Verfahren der ein
gangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Posi
tionen einer oder mehrerer am Objekt angeordneter Markierun
gen mittels einer unabhängig vom und parallel zum Bilderzeu
gung- und Aufnahmebetrieb der Magnetresonanzanlage betriebe
nen Erfassungsmittels detektiert werden, wobei die Positionen
ein Maß für die. Lage des Objekts bezüglich der Anlage sind,
und daß die Schnittbildebene in Abhängigkeit der Position der
Markierungen nachgeführt wird.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden die als Referenzpunk
te dienenden Markierungen, bezüglich welcher die Lage des Ob
jekts bezüglich der Anlage ermittelt wird, mit einem Erfas
sungsmittel bestimmt, welches unabhängig vom Magnetresonanz
system arbeitet. Hierfür eignen sich optische oder elektroma
gnetische Erfassungsmittel, worauf noch eingegangen wird.
Diese vom Betrieb des Magnetresonanzsystems unabhängige Mar
kierungserfassung läßt einen kontinuierlichen Bilderzeugungs- und
Aufnahmebetrieb zu, da nicht mehr alternierend zwischen
einerseits Bilderzeugung und andererseits Markierungserfas
sung gewechselt werden muß, wie das beim Stand der Technik
der Fall ist. Die erfaßten Positionen der Markierungen, von
denen wenigstens eine, in der Regel drei am Körper befindli
che, in fester Lagebeziehung zueinander stehende Markierungen
vorgesehen sind, bewegen sich mit dem Objekt, so daß eine Än
derung ihrer Lage erfaßt und gleichzeitig hieraus die erfor
derliche Änderung der Lage der Schnittbildebene ermittelt
werden kann, so daß diese in Abhängigkeit der Markierungspo
sitionen nachgeführt werden kann.
Dabei wird die Position der einen Markierung bzw. die Posi
tionen der in ihrer Lage zueinander festen Markierungen, die
beispielsweise in einem kleinen Gestell oder einer entspre
chenden Halterung angeordnet sind, mittels des Erfassungsmit
tels in einem ersten Koordinatensystem detektiert, wonach die
Positionsdaten der Markierungen in ein zweites Koordinatensy
stem, in welchem die Bilddaten von der Anlage erzeugt werden,
unter Verwendung einer rechnerisch zu ermittelnden Transfor
mationsmatrix transformiert werden, wobei die Nachführung der
Schnittbildebene im zweiten Koordinatensystem erfolgt. Unter
Verwendung eines hinreichend schnellen Rechners zum Ermitteln
der Positionsdaten, der Transformationsmatrix, der Durchfüh
rung der Transformation sowie der Ebenennachführung ist ohne
weiteres eine schnelle Nachführung erzielbar, was eine konti
nuierliche Bildaufnahme ermöglicht.
Zur Festlegung der gewünschten Schnittbildebene kann erfin
dungsgemäß mindestens eine weitere Markierung verwendet wer
den, deren Position mittels des Erfassungsmittels erfaßt wird
und durch welche die Schnittebene läuft. In diesem Fall setzt
also beispielsweise der Arzt diese wenigstens eine weitere
Markierung und bestimmt damit eine Position, welche vom Er
fassungsmittel erfaßbar und transformierbar ist, und durch
welche dann die Schnittebene gelegt wird. Dabei kann erfin
dungsgemäß lediglich eine weitere Markierung verwendet wer
den, bezüglich welcher eine Lage fest vorgegebene Schnittbil
debene, insbesondere wahlweise eine sagital, distal oder ko
ronal verlaufende Schnittebene festgelegt wird. Hier werden
also durch die eine von der weiteren Markierung vorgegebene
Position eine feststehende Schnittbildebene gelegt, wobei
auch hier gegebenenfalls unter mehreren Möglichkeiten gewählt
werden kann. Um hinsichtlich der Ebenenlage völlige Freiheit
zu haben, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß drei wei
tere Markierungen verwendet werden, durch welche die Schnitt
bildebene gelegt wird. In diesem Fall werden die Positionsda
ten dreier weiterer Markierungen erfaßt, welche die ganze
Ebene in ihrer räumlichen Lage definieren. Eine Einschränkung
auf fest vorgegebene, beispielsweise sagital, distal oder ko
ronal verlaufende Schnittebenen ist in diesem Fall nicht mehr
gegeben. Da es im Rahmen der Untersuchung oder Behandlung
häufig für den Arzt erforderlich ist, daß der die gewünschte
zu beobachtende Ebene erst während der Untersuchung festlegt
oder verändert, kann erfindungsgemäß ein mit der oder den
weiteren Markierungen versehenes manuelle Zeigeinstrument,
insbesondere in Form eines Griffels verwendet werden, welcher
vom Arzt manuell bezüglich des zu untersuchenden Objekts, al
so beispielsweise des Gelenks, positioniert wird, wodurch die
weiteren Markierungen zumindest bis zu ihrer Erfassung durch
das Erfassungsmittel positioniert werden. Ist die gewünschte
Ebene einmal definiert, kann sie ohne weiteres nachgeführt
werden, so daß das Zeigerinstrument nicht länger positioniert
sein braucht.
Alternativ zur Verwendung etwaiger die Schnittbildebene in
ihrer Lage festlegenden weiteren Markierungen kann die ge
wünschte Schnittbildebene auch manuell insbesondere unter
Verwendung einer Tastatur oder dergleichen festgelegt werden.
In diesem Fall wird beispielsweise mittels der Rechnertasta
tur oder eines Trackballs oder dergleichen eine bestimmte
Ebene definiert, welche dann in Abhängigkeit der erfaßten
Markierungspositionen nachgeführt wird.
Als Erfassungsmittel kann, wie beschrieben, ein optisches Er
fassungsmittel oder ein elektro-magnetisches Erfassungsmittel
sowie entsprechend ausgebildete Markierungen verwendet wer
den. Als optisches Erfassungsmittel ist eine stereoskopische
Kameraeinrichtung geeignet, als Markierungen, gegebenenfalls
weitere Markierungen können in diesem Fall reflektierende
Elemente, beispielsweise in Form kleiner Kugeln, die unabhän
gig von ihrer Lage stets reflektieren, verwendet werden. Bei
der elektro-magnetischen Ausführungsform kann als Markierung,
gegebenenfalls als weitere Markierung eine vorzugsweise mit
Wechselspannung betriebene Sendespule und als elektro
magnetisches Erfassungsmittel drei in verschiedene Raumrich
tungen ausgerichtete und in ihrer Lage zueinander feste Emp
fängerspulen vorgesehen sein. Dabei ist der Wechselstrombe
trieb der Induktionsspulen insoweit unproblematisch, als die
hierdurch erzeugten Felder die im Rahmen der Magnetresonan
zuntersuchung verwendeten Felder nicht beeinflussen. Die Po
sitionen der Markierungen können kontinuierlich oder diskon
tinuierlich erfaßt werden.
Neben dem Verfahren betrifft die Erfindung eine Magnetreso
nanzanlage zur Durchführung des Verfahrens, umfassen ein un
abhängig vom und parallel zum Bilderzeugungs- und Aufnahmebe
trieb der Anlage betreibbares Erfassungsmittel zum Erfassen
der Positionsdaten einer oder mehrerer am Objekt anbringbarer
Markierungen, welche ein Maß für die Lage des Objekts bezüg
lich der Anlage sind, wobei die Positionsdaten in einem er
sten Koordinatensystem ermittelt werden, Mittel zum Transfor
mieren der Positionsdaten in ein zweites Koordinatensystem,
in dem die Bilddaten seitens der Anlage erzeugt werden, und
Mittel zum automatischen Nachführen einer Schnittbildebene in
Abhängigkeit der ermittelten Positionsdaten.
Ferner können erfindungsgemäß Mittel zur Festlegung der
Schnittbildebene vorgesehen sein, denen mindestens eine wei
tere Markierung zugeordnet ist, deren Position mittels des
Erfassungsmittels erfaßbar ist und durch welche die Schnit
tebene verläuft. Bei diesen Mitteln zur Festlegung der
Schnittbildebene handelt es sich um einen geeigneten Rechner,
welcher imstande ist, die Schnittbildebene entsprechend zu
definieren und nachzuführen. Dabei kann lediglich eine weite
re Markierung vorgesehen sein, wobei bezüglich dieser Markie
rung eine lagefest vorgegebene Schnittbildebene, insbesondere
eine sagital, distal oder koronal verlaufende Schnittbildebe
ne seitens der Festlegungsmittel definierbar ist. Alternativ
können auch drei weitere Markierungen vorgesehen sein, durch
welche die dann in ihren Grunddaten definierte Schnittbilde
bene gelegt wird. Dabei kann die eine oder die mehreren Mar
kierungen an einem manuellen Zeigeinstrument, insbesondere in
Form eines Griffels, welcher vom Arzt entsprechend positio
niert werden kann, vorgesehen sein.
Alternativ hierzu kann das Mittel zum Festlegen der Schnitt
bildebene Einrichtungen zum manuellen Festlegen der Schnitt
bildebene umfassen, insbesondere in Form einer Tastatur oder
dergleichen, auch ein Trackball, Joystick oder sonstige Ein
richtungen sind hier denkbar. Neben einem optischen Erfas
sungsmittel, insbesondere in Form einer stereoskopischen Ka
mera mit zugeordneten reflektierenden Markierungen, kann auch
ein elektro-magnetisches Erfassungsmittel, umfassend drei in
ihrer Lage zueinander feste, in orthogonale Raumrichtungen
ausgerichtete Empfängerspulen vorgesehen sein, hier kommt
dann als Markierung, gegebenenfalls weitere Markierung eine
Sendespule zum Einsatz. Unabhängig davon ist mit jedem der
Erfassungsmittel eine kontinuierliche oder diskontinuierliche
Erfassung möglich.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung er
geben sich aus den im folgenden beschriebenen Ausführungsbei
spielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Magnetre
sonanzanlage einer ersten Ausführungsform, und
Fig. 2 eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Magnetre
sonanzanlage einer zweiten Ausführungsform.
Fig. 1 zeigt einen in einer Hochfrequenzkabine 1 angeordnete
Magnetresonanzanlage 2 mit außerhalb der Kabine 1 angeordne
tem, den kompletten Anlagebetrieb steuernden Steuermittel 3.
Bei der Magnetresonanzanlage 2 handelt es sich um ein offenes
Magnetsystem mit zwei gegenüberliegend angeordneten, nicht
näher gezeigten Polschuhen, die über eine C-förmige magneti
sche Rückführung miteinander verbunden sind. Ein magnetischer
Antrieb besteht aus jeweils einer an den Polschuhen angeord
neten Elektromagnetwicklung, wobei das Magnetsystem zwischen
den Polschuhen in einem mehr oder weniger kugelförmigen Be
reich eine homogenes und vertikal ausgerichtetes Grundmagnet
feld erzeugt. Ferner sind Gradientenspulen zur Erzeugung von
Gradientenfeldern in drei senkrecht aufeinander stehenden
Richtungen sowie Hochfrequenzantennen zum Anregen oder zum
Empfangen der Magnetresonanzsignale vorgesehen, in der in
Fig. 1 gezeigten Prinzipskizze jedoch ebenfalls nicht darge
stellt. Der Vorteil des offenen Magnetsystems liegt darin,
daß es einem Arzt oder Untersucher zusätzlich zum Patienten
zugang einen seitlichen Zugang bietet, um Eingriffe an dem
Patienten vornehmen zu können. Die Anlage 2 ist in Fig. 1 nur
prinzipiell dargestellt, die einzelnen Elemente, auf die es
vorliegend insoweit nicht ankommt, sind nicht im Detail ge
zeigt.
Zum Betrieb der Anlage ist ein Steuermittel 3 vorgesehen, in
dem eine Steuerungseinrichtung 4 vorgesehen ist, die bei
spielsweise einen entsprechenden Steuerrechner enthält, der
zum Betrieb benötigte Steuersignale erzeugt und von den Hoch
frequenzantennen empfangene Magnetresonanzsignale empfängt
und an eine Bilddatenerzeugungs- und -verarbeitungseinrich
tung 5 ausgeht. Ferner ist dort ein Gradientenverstärker so
wie ein Hochfrequenz-Sende-Empfangssystem vorgesehen. Die er
zeugten Bilddaten werden an einem Monitor 6, der in der Hoch
frequenzkabine 1 angeordnet ist, ausgegeben, was es ermög
licht, daß der Arzt die aufgenommenen Bilder sofort betrach
ten kann.
Soll nun beispielsweise bei dem auf dem Patiententisch der
Magnetresonanzanlage 2 angeordneten Patienten 7 das Kniege
lenk 8 untersucht werden, ist es häufig erforderlich, dieses
in unterschiedlichen Stellungen abzubilden. Mit der Bewegung
des Knies einher geht in den meisten Fällen eine Verschiebung
der eigentlich interessierenden anatomischen Fixpunkte aus
der Schnittbildebene, also aus der vorher eingestellten Ebene
bezüglich des Patienten 7, in welcher das Untersuchungsbild
aufgenommen wird. D. h., ohne Eingriff in die Schichtebenen
lage würde bei einer Aufnahme der Bildes nach Bewegung des
Kniegelenks 8 eine andere Körperebene abgebildet, als bei der
vorherigen Aufnahme, so daß keine vergleichbaren Bilder gege
ben wären.
Um hier Abhilfe zu schaffen, bietet die erfindungsgemäße Ma
gnetresonanzanlage die Möglichkeit einer Schnittbildebenen
nachführung. Zu diesem Zweck ist ein Erfassungsmittel 9 in
Form einer stereoskopischen Kamera 10 innerhalb der Hochfre
quenzkabine 1 angeordnet. Diese Kamera 10 umfaßt zum einen
ein Markierungselement 11, daß am Patienten 7 im Bereich des
Kniegelenks 8 angeordnet ist. Dieses Markierungselement 11
besteht aus drei bezüglich einander fest angeordneten, zuein
ander orthogonal ausgerichteter separaten Markierungen, die
reflektierend ausgebildet sind und so von der Kamera 10 er
faßt werden können. Beispielsweise können hier reflektierende
Kugeln zum Einsatz kommen, die unabhängig von der Anordnung
des Markierungselements 11 stets aufgrund der kugeligen Ober
fläche erfaßt werden können. Die festen Markierungen werden
vom Erfassungsmittel 10 in einem ersten Koordinatensystem er
faßt und ihre Positionsdaten in diesem Koordinatensystem er
mittelt. Über eine Datenleitung 12 ist das Erfassungsmittel 9
mit dem Steuermittel 3 verbunden. Das Steuermittel 3 beinhal
tet ein Mittel 13 zum Transformieren der im ersten Koordina
tensystem aufgenommenen Positionsdaten der Markierungen in
entsprechende Positionsdaten in einem zweiten Koordinatensy
stem der Magnetresonanzanlage 2, in welchem die Bilddaten
aufgenommen und definiert sind. Dies geschieht rechnerisch
unter Ermittlung einer Transformationsmatrix. Hierdurch ist
es möglich, die Positionsdaten in das zweite Koordinatensy
stem zu übertragen. Damit kann also die Bewegung des Patien
ten relativ zum zweiten Koordinatensystem bestimmt werden.
Kennt man nun die Relativbewegung des Patienten, kann das im
Steuermittel 3 vorgesehene Mittel 14 zur Nachführung der vor
her festgelegten Schnittbildebene diese entsprechend derart
nachführen, daß sie wieder so bezüglich der anatomischen Fix
punkte bezüglich des Kniegelenks 8 liegt, wie bei der voraus
gehenden Gelenkstellung. D. h., es wird nach entsprechender
Nachführung der Schnittbildebene die gleiche Körperebenenpar
tie aufgenommen wie bei der vorherigen Gelenkstellung. Hier
durch können vergleichbare Bilder erhalten werden.
Um die interessierende Schnittbildebene bezüglich des Kniege
lenks 8 festlegen zu können, ist ein vom Arzt manuell zu be
wegendes Zeigerinstrument 15, z. B. in Form eines Griffels,
vorgesehen, an dem im gezeigten Beispiel drei weitere Markie
rungen 16 angebracht sind. Diese Markierungen werden, wie
durch die gestrichelte Linie in Fig. 1 dargestellt ist, eben
falls vom Erfassungsmittel 9 bestimmt und die ermittelten Po
sitionsdaten an das Steuermittel 3 gegeben. Das Steuermittel
3 umfaßt ein Mittel 17 zur Festlegung der hierdurch bestimm
ten Schnittbildebene, wobei die Festlegung ebenfalls basie
rend auf der vom Mittel 13 bestimmten Transformationsmatrix
erfolgt. Dem Arzt ist es damit möglich, eine beliebige
Schnittbildebene während der Behandlung festzulegen oder zu
korrigieren, wobei diese willkürliche Schnittbildebene in
gleicher Weise nachgeführt werden kann.
Mit den drei am Zeigerinstrument 15 vorgesehenen Markierungen
16 wird selbständig eine entsprechende Schnittbildebene auf
gespannt, die willkürlich bezüglich des zweiten Koordinaten
systems der Magnetresonanzanlage liegen kann. Gleichermaßen
möglich ist aber auch, nur eine weitere Markierung 16 vorzu
sehen, die die Grundposition der Schnittbildebene definiert.
Die Festlegung der jeweils abgebildeten Schnittbildebene kann
durch das Mittel 17 derart erfolgen, daß eine fest einge
stellte, beispielsweise sagital verlaufende Schnittbildebene
durch diese Markierungsposition 16 gelegt wird. Dabei kann
das Mittel 17 auch derart ausgestellt sein, daß unter unter
schiedlichen fest vorgegebenen Schnittbildebenen, die dann
durch die Markierungsposition belegt werden, gewählt werden
kann.
Alternativ oder zusätzlich kann dem Mittel 17 ferner eine
Einrichtung 18 zum manuellen Festlegen der gewünschten
Schnittbildebene zugeordnet sein, beispielsweise in Form ei
ner Tastatur oder dergleichen. Hiermit ist es möglich, durch
Eingabe entsprechender Positionsdaten die gewünschte Schnitt
bildebene festzulegen, welche dann entsprechend nachgeführt
wird. Die in Fig. 1 außerhalb der Hochfrequenzkabine 1 ge
zeigte Einrichtung 18 kann natürlich auch in der Hochfre
quenzkabine angeordnet sein. Schließlich ist eine weitere an
der Magnetresonanzanlage fest angebrachte Markierung 19 vor
gesehen, die ebenfalls vom Erfassungsmittel 9 in ihrer Posi
tion detektiert werden kann. Diese ermöglicht es, etwaige
Verschiebungen des Erfassungsmittels 9 zu berücksichtigen, da
durch Detektion der Markierung 19 die Relativposition der Ka
mera 10 bezüglich der Anlage 2 bestimmbar ist.
Schließlich zeigt Fig. 2 eine Prinzipskizze eines elektro
magnetischen Positionserfassungssystems, welches an Stelle
des in Fig. 1 beschriebenen optischen Erfassungssystems ein
gesetzt werden kann. Dieses elektro-magnetische Erfassungssy
stem umfaßt eine im gezeigten Beispiel an der Hand des Pati
enten angebrachte Markierung in Form einer Sendespule 20, die
über einen Treiber T mit Gleich- oder Wechselspannung betrie
ben werden kann, wobei für die Anwendung in einer Magnetreso
nanzanlage ein Wechselspannungsbetrieb zweckmäßig ist. Die
Sendespule erzeugt ein elektro-magnetisches Dipolfeld, wel
ches in seiner Ausrichtung von der Lage der Spule und damit
der Hand des Patienten abhängt. Diese Sendespule 20 ist an
das elektro-magnetische Erfassungsmittel 21 bestehend aus
drei Empfängerspulen 22, 23, 24 zugeordnet, die in ihrer Lage
bezüglich einander fest sind und in jeweils unterschiedliche
orthogonale Raumrichtungen, dabei ein Koordinatensystem auf
spannend, ausgerichtet sind. Diese in der Regel ca. 50 cm von
der Sendespule entfernt angeordnete Empfängerspulen empfangen
jeweils den Vektor (Richtung und Betrag in Spulenachse) des
von der Sendespule erzeugten Feldes in Spulenrichtung, was
mittels der nachgeschalteten Empfängerelektronik 25 erfolgt.
Das von der Empfängerelektronik ausgegebene Signal, das also
Lage und Orientierung der Sendespule angibt, wird der Steue
rung der Magnetresonanzanlage mitgeteilt, so daß diese auto
matisch in der Lage ist, das zu messende Schnittebenenbild
nachzuführen.
Die Bestimmung der Schnittbildebene mittels der weiteren Mar
kierung erfolgt in gleicher Weise. Auch hierfür wird eine
nicht gezeigte Sendespule verwendet, die beispielsweise im
Bereich eines vom Arzt zu haltenden Griffels angeordnet ist
und in die gewünschte Lage bezüglich des Patienten gebracht
wird, wobei diese vom elektro-magnetischen Erfassungsmittel
21 aufgenommen und der Steuerung mitgeteilt wird.
Claims (21)
1. Verfahren zur Aufnahme von Bildern eines Objekts mittels
einer Magnetresonanzanlage, zur Ermöglichung einer Nachfüh
rung der Schnittbildebene bei sich bewegendem Objekt,
dadurch gekennzeichnet, daß die Positionen
einer oder mehrerer am Objekt angeordneter Markierungen mit
tels eines unabhängig vom und parallel zum Bilderzeugungs- und
Aufnahmebetrieb der Magnetresonanzanlage betriebenen Er
fassungsmittels detektiert werden, wobei die Positionen ein
Maß für die Lage des Objekts bezüglich der Anlage sind, und
daß die Schnittbildebene in Abhängigkeit der Position der
Markierungen nachgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Positionen der Markie
rung(en) mittels des Erfassungsmittels in einem ersten Koor
dinatensystem detektiert werden, wonach die Positionsdaten
der Markierungen in ein zweites Koordinatensystem, in welchem
die Bilddaten von der Anlage erzeugt werden, transformiert
werden, wobei die Nachführung der Schnittbildebene im zweiten
Koordinatensystem erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Festlegung der
Schnittbildebene mindestens eine weitere Markierung verwendet
wird, deren Position mittels des Erfassungsmittels erfaßt
wird und durch welche die Schnittebene läuft.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß lediglich eine weitere Markie
rung verwendet wird, und daß bezüglich dieser Markierung eine
lagefest vorgegebene Schnittbildebene, insbesondere wahlweise
eine sagital, distal oder koronal verlaufende Schnittbildebe
ne festgelegt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß drei weitere Markierungen ver
wendet werden, durch welche die Schnittbildebene gelegt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch
gekennzeichnet, daß ein mit der oder den Mar
kierungen versehenes manuelles Zeigerinstrument, insbesondere
in Form eines Griffels verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die gewünschte Schnittbil
debene manuell festgelegt wird, insbesondere unter Verwendung
einer Tastatur o. dgl.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß als Erfas
sungsmittel ein optisches Erfassungsmittel oder ein elektro
magnetisches Erfassungsmittel sowie entsprechend ausgebildete
Markierungen, gegebenenfalls weitere Markierungen verwendet
werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß als optisches Erfassungsmittel
eine stereoskopische Kameraeinrichtung verwendet wird, wobei
dieser drei in ihrer Lage bezüglich einander feste Markierun
gen zugeordnet sind, und gegebenenfalls weitere Markierungen
vorgesehen sind, welche sämtlich als reflektierende Elemente
ausgebildet sind.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß als Markierung, gegebenenfalls
auch als weitere Markierung eine vorzugsweise mit Wechsels
pannung betriebene Sendespule und als elektromagnetisches Er
fassungsmittel drei in verschiedene Raumrichtungen ausgerich
tete und in ihrer Lage zueinander feste Empfängerspulen vor
gesehen sind.
11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Posi
tionen der Markierungen kontinuierlich oder diskontinuierlich
erfaßt werden.
12. Magnetresonanzanlage zur Durchführung des Verfahrens
nach einem der Ansprüche 1 bis 11, umfassend ein unabhängig
vom und parallel zum Bilderzeugungs- und Aufnahmebetrieb der
Anlage betreibbares Erfassungsmittel (9, 21) zum Erfassen der
Positionsdaten einer oder mehrerer am Objekt anbringbarer
Markierungen (11, 20), welche ein Maß für die Lage des Ob
jekts (8) bezüglich der Anlage (2) sind, wobei die Positions
daten in einem ersten Koordinatensystem ermittelt werden,
Mittel zum Transformieren der Positionsdaten in ein zweites
Koordinatensystem, in dem die Bilddaten seitens der Anlage
erzeugt werden, und Mittel (14) zum Nachführen einer Schnitt
bildebene in Abhängigkeit der ermittelten Positionsdaten.
13. Magnetresonanzanlage nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, daß Mittel (17, 18) zur Fest
legung der Schnittbildebene vorgesehen sind, denen mindestens
eine weitere Markierung (16) zugeordnet ist, deren Position
mittels des Erfassungsmittels erfaßbar ist und durch welche
die Schnittebene läuft.
14. Magnetresonanzanlage nach Anspruch 13, dadurch
gekennzeichnet, daß lediglich eine weitere
Markierung (16) vorgesehen ist, und daß bezüglich dieser Mar
kierung eine lagefest vorgegebene Schnittbildebene, insbeson
dere wahlweise eine sagital, distal oder koronal verlaufende
Schnittbildebene festlegbar ist.
15. Magnetresonanzanlage nach Anspruch 13, dadurch
gekennzeichnet, daß drei weitere Markierungen
(16) vorgesehen sind, durch welche die Schnittbildebene ge
legt wird.
16. Magnetresonanzanlage nach Anspruch 14 oder 15,
dadurch gekennzeichnet, daß ein mit der
oder den Markierungen (16) versehenes manuelles Zeigerinstru
ment (15), insbesondere in Form eines Griffels vorgesehen
ist.
17. Magnetresonanzanlage nach Anspruch 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum
Festlegen der Schnittbildebene wenigstens eine Einrichtung
(18) zum manuellen Festlegen der Schnittbildebene umfaßt,
insbesondere in Form einer Tastatur o. dgl.
18. Magnetresonanzanlage nach einem der Ansprüche 12 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, daß das Erfas
sungsmittel ein optisches Erfassungsmittel (9) oder ein elek
tromagnetisches Erfassungsmittel (21) ist, und daß die Mar
kierungen (11, 20), gegebenenfalls weitere Markierungen (16)
zur Ermöglichung der Erfassung entsprechend ausgebildet sind.
19. Magnetresonanzanlage nach Anspruch 18, dadurch
gekennzeichnet, daß das optisches Erfassungs
mittel eine stereoskopische Kameraeinrichtung (10) umfaßt,
wobei dieser drei in ihrer Lage bezüglich einander feste Mar
kierungen (11) zugeordnet sind, und gegebenenfalls weitere
Markierungen (16) vorgesehen sind, welche sämtlich als re
flektierende Elemente ausgebildet sind.
20. Magnetresonanzanlage nach Anspruch 18, dadurch
gekennzeichnet, daß als Markierung, gegebenen
falls auch als weitere Markierung eine vorzugsweise mit Wech
selspannung betriebene Sendespule (20) und als elektromagne
tisches Erfassungsmittel (21) drei in verschiedene Raumrich
tungen ausgerichtete und in ihrer Lage zueinander feste Emp
fängerspulen (22, 23, 24) vorgesehen sind.
21. Magnetresonanzanlage nach einem der Ansprüche 12 bis 20,
dadurch gekennzeichnet, daß die Posi
tionen der Markierungen kontinuierlich oder diskontinuierlich
erfaßbar sind.
Priority Applications (2)
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