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

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.