DE19947328A1

DE19947328A1 - Bildgebendes medizinisches Diagnosegerät

Info

Publication number: DE19947328A1
Application number: DE19947328A
Authority: DE
Inventors: Mathias Blasche; Matthias Drobnitzky
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1999-10-01
Filing date: 1999-10-01
Publication date: 2001-05-03
Anticipated expiration: 2019-10-02
Also published as: US6460206B1; DE19947328B4

Abstract

Ein bildgebendes medizinisches Diagnosegerät (1) beinhaltet eine Lagerungsvorrichtung (2), die ein Verfahren eines auf der Lagerungsvorrichtung (2) gelagerten Untersuchungsobjekts (4) in wenigstens einer Verfahrrichtung (3) ermöglicht, um unter anderem einen vorgebbaren abzubildenden Bereich (5) des Untersuchungsobjekts (4) in einem Abbildungsvolumen (6) des Geräts (1) zu positionieren. Dabei umfaßt das Gerät (1) eine Vorgabevorrichtung (10, 13), die eine entlang der Verfahrrichtung (3) länglich ausgebildete Betätigungsvorrichtung (11, 14) beinhaltet. Die Lagerungsvorrichtung (2) umfaßt die Betätigungsvorrichtung (11, 14) und die Betätigungsvorrichtung (11, 14) ist zur Vorgabe des abzubildenden Bereichs (5) an einem korrespondierenden Punkt (12) betätigbar ausgebildet.

Description

Die Erfindung betrifft ein bildgebendes medizinisches Diagno segerät, das eine Lagerungsvorrichtung beinhaltet, die ein Verfahren eines auf der Lagerungsvorrichtung gelagerten Un tersuchungsobjekts in wenigstens einer Verfahrrichtung ermög licht, um unter anderem einen vorgebbaren abzubildenden Be reich des Untersuchungsobjekts in einem Abbildungsvolumen des Geräts zu positionieren.

Bei bildgebenden medizinischen Diagnosegeräten, beispielswei se Computer- oder Magnetresonanz-Tomographiegeräten, wird ein abzubildender Bereich eines Untersuchungsobjekts zur Erstel lung von Bildern dieses Bereichs in einem Abbildungsvolumen des Diagnosegeräts positioniert. Insbesondere bei Magnetreso nanz-Tomographiegeräten, bei denen häufig bis auf eine Auf nahmeöffnung das Abbildungsvolumen innerhalb eines Untersu chungsraums von einem geschlossenen Gehäuse umgeben ist, ge schieht die Positionierung mit Hilfe einer wenigstens in ei ner Richtung verfahrbaren Lagerungsvorrichtung, auf der das Untersuchungsobjekt gelagert ist. Im Bereich der Aufnahmeöff nung befindet sich dabei beispielsweise ein Projektor, der eine optische Markierung auf das Untersuchungsobjekt, bei spielsweise einen Patienten projiziert. Bei einem initialen Verfahrvorgang der Lagerungsvorrichtung wird die Lagerungs vorrichtung inklusive des auf der Lagerungsvorrichtung gela gerten Patienten zunächst so gesteuert, daß die optische Mar kierung auf der Oberfläche des Patienten ein Zentrum des ab zubildenden Bereichs markiert. Aus dem bekannten Abstand der optischen Markierung zum Abbildungsvolumen ergibt sich dann eine verbleibende Verfahrstrecke der Lagerungsvorrichtung in das Abbildungsvolumen. Für eine Festlegung des Zentrums des abzubildenden Bereichs muß die Lagerungsvorrichtung so lange, gegebenenfalls hin und her bewegt werden, bis die optische Markierung das gewünschte Zentrum trifft. Weil darüber hinaus die Lagerungsvorrichtung eine vergleichsweise geringe Ver fahrgeschwindigkeit aufweist, ist vorgenannter Positionie rungsvorgang vergleichsweise zeitaufwendig. Für ein Computer tomographiegerät ist eine vergleichbare Positionierungsvor richtung beispielsweise in der US-Patentschrift 4,117,337 be schrieben.

Gegenüber vorgenannter Positionierung ist in der Offenle gungsschrift DE 195 08 715 A1 ein Verfahren und eine Vorrich tung zur Positionierung eines Patienten in einem bildgebenden medizinischen Diagnosegerät beschrieben, mit dem die Positio nierung zuverlässiger und schneller abläuft. Dazu wird der abzubildende Bereich mit einer auf dem Patienten fixierten Markierung gekennzeichnet. Ein Bildaufnahmegerät, beispiels weise eine Videokamera, erfaßt außerhalb des Untersuchungs raums die auf dem Patienten fixierte Markierung in einem Bild. Eine Bildverarbeitungseinheit erkennt die Markierung in dem Bild und bestimmt deren räumliche Position. Eine Steuer vorrichtung ermittelt aus der räumlichen Position der Markie rung sowie der bekannten Lage des Abbildungsvolumens eine Verfahrstrecke der Lagerungsvorrichtung. Die Steuervorrich tung steuert ein entsprechendes Verfahren der Lagerungsvor richtung um vorgenannte Verfahrstrecke.

Bei vorgenannter Vorrichtung ist insbesondere nachteilig, daß zur Positionsbestimmung der Markierung ein aufwendiges und kostenintensives System, beinhaltend ein Bildaufnahmegerät und eine Bildverarbeitungseinheit mit entsprechender Bilder kennungssoftware, eingesetzt ist. Des weiteren ist es mög lich, daß die Markierung in Folge unterschiedlicher Oberflä chenbeschaffenheit von Kleidungsstücken bzw. der Haut von Pa tienten unterschiedlich haftet und dadurch ein Verrutschen der Markierung möglich ist. Darüber hinaus wird ein Anbringen der Markierung, insbesondere im Gesicht des Patienten, vom Patienten als unangenehm empfunden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein bildgebendes medizi nischen Diagnosegerät der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine schnelle Positionierung erlaubt und vorgenannte Nachteile des Standes der Technik vermindert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gerät eine Vorgabevorrichtung umfaßt, die eine entlang der Verfahrrichtung länglich ausgebildete Betätigungsvorrichtung beinhaltet, daß die Lagerungsvorrichtung die Betätigungsvor richtung umfaßt und daß die Betätigungsvorrichtung zur Vorga be des abzubildenden Bereichs an einem korrespondierenden Punkt betätigbar ausgebildet ist. Indem nach einem Legen des Untersuchungsobjekts auf die Lagerungsvorrichtung der abzu bildende Bereich durch eine an einer Diagnosedurchführung be teiligte Person einfach, intuitiv und schnell dadurch vorge geben wird, daß die Betätigungsvorrichtung an einem neben dem abzubildenden Bereich liegenden Punkt betätigt wird, ist ein sich anschließender Positionierungsvorgang schnell und unter brechungsfrei durchführbar. Damit entfällt der eingangs be schriebene, zeitaufwendige Positionierungsvorgang unter Ver wendung einer optischen Projektion. Ferner ist zur Vorgabe des abzubildenden Bereichs keine Markierung auf dem Untersu chungsobjekt anzubringen. Darüber hinaus ist die Vorgabevor richtung gegenüber einem Bildaufnahmegerät mit einer Bildver arbeitungseinheit und entsprechender Bilderkennungssoftware vergleichsweise einfach und damit kostengünstig ausführbar.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Betätigungsvor richtung so angeordnet, daß sie frei von einer Überdeckung durch das Untersuchungsobjekt ist. Dadurch ist die Betäti gungsvorrichtung für die an der Diagnosedurchführung betei ligte Person frei zugänglich betätigbar, ohne daß dazu das Untersuchungsobjekt bewegt werden muß.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Betätigungsvor richtung so ausgebildet, daß sie entlang der Verfahrrichtung eine räumliche Ausdehnung in etwa einer Länge des Untersu chungsobjekts aufweist. Dadurch ist jeder abzubildende Be reich des Untersuchungsobjekts vorgebbar. Somit bestehen sei tens der Betätigungsvorrichtung keine Beschränkungen auf Teilbereiche des Untersuchungsobjekts.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Vorgabevorrich tung so ausgebildet, daß mit einem Betätigen der Betätigungs vorrichtung positionierungsrelevante Daten verfügbar sind. Dadurch liegen die positionierungsrelevanten Daten sofort mit dem Betätigen, beispielsweise in einer übergeordneten Steuer vorrichtung vor, so daß die Steuervorrichtung vor dem initia len Verfahren in der Lage ist, für einen Diagnoseablauf rele vante Größen unter Berücksichtigung der positionierungsrele vanten Daten vorauszuberechnen.

Dazu beinhaltet die Betätigungsvorrichtung in einer vorteil haften Ausgestaltung ein Sensorfeld.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Betätigungsvor richtung so ausgebildet, daß am korrespondierenden Punkt eine Markierung anbringbar ist. Dadurch bleibt der vorgegebene ab zubildende Bereich für die an der Diagnosedurchführung betei ligten Personen an der Lagerungsvorrichtung sichtbar bzw. überprüfbar markiert, so daß ein Verrutschen des Untersu chungsobjektes und damit des vorgegebenen abzubildenden Be reichs, beispielsweise infolge von Bewegungen des Untersu chungsobjektes, leicht erkannt werden können.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfaßt die Vorgabevor richtung eine Erfassungsvorrichtung, die an einem nicht mit der Lagerungsvorrichtung verfahrbaren Teil des Geräts ange ordnet ist und so ausgebildet ist, daß bei einem initialen Verfahren der Lagerungsvorrichtung ein Passieren der Markie rung von der Erfassungsvorrichtung erfaßt wird und positio nierungsrelevante Daten verfügbar sind. Dadurch ist bei spielsweise die Betätigungsvorrichtung als ausschließlich me chanische bzw. passive Vorrichtung ausführbar, so daß sie keine elektrische Energieversorgung benötigt.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Erfassungsvor richtung und die Markierung so ausgebildet, daß die Erfas sungsvorrichtung das Passieren der Markierung mechanisch oder optisch erfaßt. Dabei gewährleistet die mechanische bzw. op tische Erfassung in einfacher Weise eine zuverlässig arbei tende Erfassung auch in elektromagnetisch rauher Umgebung, wie sie beispielsweise das hohe statische Grundmagnetfeld ei nes Magnetresonanz-Tomographiegeräts darstellt.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das bildgebende me dizinische Diagnosegerät ein Computer- oder Magnetresonanz- Tomographiegerät. Insbesondere Computer- und Magnetresonanz- Tomographiegeräte stellen medizinische Diagnosegeräte mit ei nem erheblichen Anschaffungswert dar, so daß man bestrebt ist, diese Gerät mit einer möglichst hohen Auslastung zu be treiben. Eine Erhöhung der Auslastung wird beispielsweise da durch erreicht, daß die Untersuchungszeit je Patient verkürzt wird. Durch die Vorgabevorrichtung wird der Positionierungs vorgang je Patient um etwa eine halbe bis eine ganze Minute verkürzt, so daß pro Tag in etwa ein bis zwei Patienten zu sätzlich untersucht werden können. Dabei umfaßt der Begriff Computer-Tomographiegerät Röntgen- und Elektronenstrahl- Computertomographiegeräte sowie Positronenemissions- Tomographiegeräte.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung er geben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbei spielen der Erfindung anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:

Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht ein Magnetresonanz- Tomographiegerät mit einer Betätigungsvorrichtung und

Fig. 2 in einer perspektivischen Ansicht ein Magnetresonanz- Tomographiegerät mit einer Betätigungs- und einer Er fassungsvorrichtung.

Fig. 1 zeigt in einer Ausführungsform der Erfindung ein Ma gnetresonanz-Tomographiegerät 1 als bildgebendes medizini sches Diagnosegerät in einer perspektivischen Ansicht. Das Magnetresonanz-Tomographiegerät 1 umfaßt eine in einer Ver fahrrichtung 3 verfahrbare Lagerungsvorrichtung 2, auf der ein Untersuchungsobjekt gelagert ist. In Fig. 1 ist das Un tersuchungsobjekt ein Patient 4. Über eine Antriebsvorrich tung 8 im nicht verfahrbaren Teil des Geräts 1 ist die ver fahrbare Lagerungsvorrichtung 2 samt Patient 2 in verschiede ne Positionen bringbar. Dabei wird die Antriebsvorrichtung 8 von einer Steuervorrichtung 9 gesteuert. Zur Erzeugung von Magnetresonanzbildern eines vorgebbaren abzubildenden Be reichs 5 des Patienten 4, im gezeichneten Beispiel ein Be reich des Oberkörpers, ist vorzugsweise eine Mitte des abzu bildenden Bereichs 5 durch ein Verfahren der Lagerungsvor richtung 2 samt Patienten 4 in einem Abbildungsvolumen 6 in nerhalb eines Untersuchungsraumes 7 des Geräts 1 zu positio nieren bzw. zu zentrieren.

Zur Vorgabe der Mitte des abzubildenden Bereichs 5 beinhaltet die Lagerungsvorrichtung 2 seitlich eine Vorgabevorrichtung 10, die aus einer länglich ausgebildeten Betätigungsvorrich tung in der Ausführung als Sensorfeld 11 besteht. Durch die seitliche Anordnung des Sensorfeldes 11 wird eine Überdeckung durch den Patienten 4 verhindert. Das Sensorfeld 11 ist mit der Steuervorrichtung 9 verbunden. Nach einem Legen des Pati enten 4 auf die Lagerungsvorrichtung 2 gibt eine an der Dia gnosedurchführung beteiligte Person vorzugsweise die Mitte des abzubildenden Bereichs 5 in Verfahrrichtung 3 vor, indem sie an einem korrespondierenden Punkt 12, beispielsweise ne ben dem abzubildenden Bereich 5, das Sensorfeld 11 betätigt. Dabei befindet sich die Lagerungsvorrichtung 2 in einer Aus gangsstellung, in der sie beispielsweise möglichst weit aus dem Untersuchungsraum 7 ausgefahren ist, so daß sich der Pa tient 4 einfach auf die Lagerungsvorrichtung 2 legen kann bzw. gelegt werden kann. Vorgenannte Vorgabe des abzubilden den Bereichs 5 ist sehr einfach und intuitiv. Mit dem Betäti gen des Sensorfeldes 11 liegen positionierungsrelevante Daten in der Steuervorrichtung 9 vor. Aufgrund dieser Daten sowie der bekannten Ausgangsstellung der Lagerungsvorrichtung 2 er mittelt die Steuervorrichtung 9 eine Verfahrstrecke, die zur Zentrierung der Mitte des abzubildenden Bereichs 5 im Abbil dungsvolumen 6 des Geräts 1 notwendig ist. Nach einem ent sprechenden Startsignal steuert die Steuervorrichtung 9 ein unterbrechungsfreies Verfahren der Lagerungsvorrichtung 2 um vorgenannte Verfahrstrecke.

Im gezeichneten Beispiel der Fig. 1 ist die Lagerungsvorrich tung 2 lediglich in einer Raumrichtung 3 verfahrbar, so daß durch das Verfahren der Lagerungsvorrichtung 2 eine Zentrie rung lediglich in einer Raumrichtung 3 möglich ist. Bei bild gebenden medizinischen Diagnosegeräten mit einer in zwei oder drei Raumrichtungen verfahrbaren Lagerungsvorrichtung wird die Vorgabevorrichtung zur Vorgabe des abzubildenden Bereichs entsprechend erweitert. Dazu werden beispielsweise entspre chend einer Anzahl von Verfahrrichtungen die gleiche Anzahl von Sensorfeldern entsprechend angeordnet.

Fig. 2 zeigt in einer weiteren Ausführung der Erfindung ein bildgebendes medizinisches Diagnosegerät mit einer Betäti gungsvorrichtung 14 und einer Erfassungsvorrichtung 16 in ei ner perspektivischen Ansicht. Dabei ist als Diagnosegerät ebenso wie in Fig. 1 ein Magnetresonanz-Tomographiegerät 1 dargestellt. Gegenüber Fig. 1 besitzt das Gerät 1 aber als Betätigungsvorrichtung kein Sensorfeld 11, sondern statt des sen eine Betätigungsvorrichtung 14, die so ausgebildet ist, daß am korrespondierenden Punkt 12 eine Markierung 15 an bringbar ist. Ferner besitzt das Gerät 1 gegenüber Fig. 1 ei ne Erfassungsvorrichtung 16, die am nicht verfahrbaren Teil des Geräts 1 angeordnet ist. Sie ist mit der Steuervorrich tung 9 verbunden und so ausgebildet, daß bei einem initialen Verfahren der Lagerungsvorrichtung 2 ein Passieren der Mar kierung 15 von der Erfassungsvorrichtung 16 erfaßt wird und der Steuervorrichtung 9 gemeldet wird.

Nach dem Legen des Patienten 4 auf die Lagerungsvorrichtung 2 gibt die an der Diagnosedurchführung beteiligte Person den abzubildenden Bereich 5 vor, indem sie am korrespondierenden Punkt 12 die Betätigungsvorrichtung 14 durch Setzen einer Markierung 15 betätigt. Dabei wird an der Betätigungsvorrich tung 14 am korrespondierenden Punkt 12 eine von der Erfas sungsvorrichtung 16 optisch oder mechanisch erfaßbare Markie rung 15 angebracht. Zu diesem Zweck ist die Betätigungsvor richtung 14 beispielsweise als eine Leiste mit einer Vielzahl von Löchern ausgebildet, wobei die Löcher als Steckplätze für die Markierung 15, beispielsweise in der Ausführung als Mar kierungsstift dienen.

Beim initialen Verfahren der Lagerungsvorrichtung 2 passiert die Markierung 15 die Erfassungsvorrichtung 16 und wird dabei erfaßt. Das Passieren wird der Steuervorrichtung 9 gemeldet, worauf die Steuervorrichtung 9 eine weitere, fest vorgegebene Verfahrstrecke steuert, so daß die vorgegebene Mitte des ab zubildenden Bereichs 5 im Abbildungsvolumen 6 des Geräts 1 zentriert wird. Dabei läuft das initiale Verfahren ohne Un terbrechungen ab.

In anderen Ausführungen beruht die Erfassung der Markierung 15 durch die Erfassungsvorrichtung 16 auf elektrischen, ma gnetischen oder sonartechnischen Prinzipien. Dabei müssen in allen Ausführungsformen die Markierungen 15 sowie die Erfas sungsvorrichtungen 16 magnetresonanzkompatibel sein. Das heißt insbesondere, daß die Erfassung auch bei einem hohen statischen Grundmagnetfeld, bei schnell geschalteten magneti schen Gradientenfeldern und bei hochfrequenten Sendefeldern zur Anregung der magnetischen Resonanz zuverlässig arbeiten muß. Andererseits darf die Erfassungsvorrichtung den Betrieb des Magnetresonanz-Tomographiegeräts nicht stören.

Claims

1. Bildgebendes medizinisches Diagnosegerät (1), das eine La gerungsvorrichtung (2) beinhaltet, die ein Verfahren eines auf der Lagerungsvorrichtung (2) gelagerten Untersuchungsob jekts (4) in wenigstens einer Verfahrrichtung (3) ermöglicht, um unter anderem einen vorgebbaren abzubildenden Bereich (5) des Untersuchungsobjekts (4) in einem Abbildungsvolumen (6) des Geräts (1) zu positionieren, dadurch gekenn zeichnet, daß das Gerät (1) eine Vorgabevorrrichtung (10, 13) umfaßt, die eine entlang der Verfahrrichtung (3) länglich ausgebildete Betätigungsvorrichtung (11, 14) bein haltet, daß die Lagerungsvorrichtung (2) die Betätigungsvor richtung (11, 14) umfaßt und daß die Betätigungsvorrichtung (11, 14) zur Vorgabe des abzubildenden Bereichs (5) an einem korrespondierenden Punkt (12) betätigbar ausgebildet ist.

2. Bildgebendes medizinisches Diagnosegerät (1) nach Anspruch 1, wobei die Betätigungsvorrichtung (11, 14) so angeordnet ist, daß sie frei von einer Überdeckung durch das Untersu chungsobjekt (4) ist.

3. Bildgebendes medizinisches Diagnosegerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei die Betätigungsvorrichtung (11, 14) so ausgebildet ist, daß sie entlang der Verfahrrich tung (3) eine räumlichen Ausdehnung in etwa einer Länge des Untersuchungsobjekts (4) aufweist.

4. Bildgebendes medizinisches Diagnosegerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Vorgabevorrichtung (10) so ausgebildet ist, daß mit einem Betätigen der Betätigungs vorrichtung (11) positionierungsrelevante Daten verfügbar sind.

5. Bildgebendes medizinisches Diagnosegerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Betätigungsvorrichtung (11) ein Sensorfeld (11) beinhaltet.

6. Bildgebendes medizinisches Diagnosegerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Betätigungsvorrichtung (14) so ausgebildet ist, daß am korrespondierenden Punkt (12) eine Markierung (15) anbringbar ist.

7. Bildgebendes medizinisches Diagnosegerät (1) nach Anspruch 6, wobei die Vorgabevorrichtung (13) eine Erfassungsvor richtung (16) umfaßt, die an einem nicht mit der Lagerungs vorrichtung (2) verfahrbaren Teil des Geräts (1) angeordnet ist und so ausgebildet ist, daß bei einem initialen Verfahren der Lagerungsvorrichtung (2) ein Passieren der Markierung (15) von der Erfassungsvorrichtung (16) erfaßt wird und posi tionierungsrelevante Daten verfügbar sind.

8. Bildgebendes medizinisches Diagnosegerät (1) nach Anspruch 7, wobei die Erfassungsvorrichtung (16) und die Markierung (15) so ausgebildet sind, daß die Erfassungsvorrichtung (16) das Passieren der Markierung (15) mechanisch oder optisch er faßt.

9. Bildgebendes medizinisches Diagnosegerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Gerät (1) ein Computer- oder Magnetresonanz-Tomographiegerät (1) ist.