DE19947422A1 - Bildgebendes medizinisches Diagnosegerät - Google Patents

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 beinhaltet das Gerät (1) eine Zeigevorrichtung (10), die zur Vorgabe des abzubildenden Bereichs (5) auf diesen zeigt, und eine Erfassungsvorrichtung (11), die so ausgebildet ist, daß wenigstens in Verfahrrichtung (3) eine räumliche Position der Zeigevorrichtung (10) erfaßbar ist.

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 Zeigevorrichtung, die zur Vorgabe des abzubilden­ den Bereichs auf diesen zeigt, und eine Erfassungsvorrichtung beinhaltet, die so ausgebildet ist, daß wenigstens in Ver­ fahrrichtung eine räumliche Position der Zeigevorrichtung er­ faßbar ist. Für eine an der Diagnosedurchführung beteiligte Person ist der abzubildenden Bereich einfach und intuitiv vorgebbar, indem die Person beispielsweise einen entsprechen­ den Punkt des abzubildenden Bereichs an einer Oberfläche des Untersuchungsobjekts mit der Zeigevorrichtung berührt. Dabei ist die räumliche Position der Zeigevorrichtung durch die Er­ fassungsvorrichtung erfaßbar. Aus der ermittelten räumlichen Position der Zeigevorrichtung sowie einer bekannten Ausgangs­ stellung der Lagerungsvorrichtung ist eine Verfahrstrecke der Lagerungsvorrichtung zur Positionierung des abzubildenden Be­ reichs im Abbildungsvolumen ermittelbar. In einem initialen Verfahrvorgang wird vorgenannte Verfahrstrecke unterbre­ chungsfrei durchfahren. Damit entfällt der eingangs beschrie­ bene, zeitaufwendige Positionierungsvorgang unter Verwendung einer optischen Projektion. Ferner ist zur Vorgabe des abzu­ bildenden Bereichs keine Markierung auf dem Untersuchungsob­ jekt anzubringen. Darüber hinaus sind die Zeige- und Erfas­ sungsvorrichtung gegenüber einem Bildaufnahmegerät mit einer Bildverarbeitungseinheit und entsprechender Bilderkennungs­ software vergleichsweise einfach und damit kostengünstig aus­ führbar.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Zeigevorrichtung frei von einer festen Verbindung mit dem übrigen Gerät ausge­ bildet. Insbesondere in der Ausgestaltung als ein nicht mit dem Diagnosegerät mechanisch verbundenes Handgerät wird da­ durch für die an der Diagnosedurchführung beteiligte Person ein hoher Bedienkomfort erreicht.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Erfassungsvor­ richtung zu einem nicht verfahrbaren Teil des Geräts einen bekannten Abstand auf. Dadurch wird erreicht, daß die von der Erfassungsvorrichtung erfaßte räumliche Position der Zeige­ vorrichtung einen festen Bezug zum Diagnosegerät aufweist.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Zeigevorrich­ tung und die Erfassungsvorrichtung so ausgebildet, daß von der Erfassungsvorrichtung die räumliche Position und eine Ausrichtung der Zeigevorrichtung erfaßbar sind. Dadurch ist beispielsweise ein Zentrum des abzubildenden Bereichs genauer vorgebbar, insbesondere wenn es darum geht, das Zentrum in­ nerhalb eines Untersuchungsobjekts für alle drei Raumrichtun­ gen vorzugeben.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Zeigevorrich­ tung und die Erfassungsvorrichtung so ausgebildet, daß von der Erfassungsvorrichtung die räumliche Position und gegebe­ nenfalls die Ausrichtung der Zeigevorrichtung optisch erfaß­ bar sind. Eine Ausführungsform dazu ist beispielsweise in den US-Patentschriften 5,828,770 und 5,923,417 beschrieben. Dabei gewährleistet die optische Erfassung ein zuverlässiges Erfas­ sen auch in einer elektromagnetisch rauhen Umgebung, wie sie beispielsweise von einem Magnetresonanz-Tomographiegerät er­ zeugt wird.

Dazu ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung die Erfassungs­ vorrichtung eine stereoskopische Kamera.

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 einfache, intuitive und schnelle Vorgabe des abzubildenden Bereichs wird der Positionierungsvorgang je Pa­ tient um etwa eine halbe bis eine ganze Minute verkürzt, so daß pro Tag in etwa ein bis zwei Patienten zusätzlich unter­ sucht werden können, also der Patientendurchsatz erhöht wird. Dabei umfaßt der Begriff Computer-Tomographiegerät Röntgen- und Elektronenstrahl-Computertomographiegeräte sowie Positro­ nenemissions-Tomographiegeräte.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung er­ geben sich aus dem im folgenden beschriebenen Ausführungsbei­ spiel der Erfindung anhand der Zeichnung.

Dabei zeigt Fig. 1 in einer Ausführungsform der Erfindung ein Magnetresonanz-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 4 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 beispielsweise der Mitte des abzubildenden Be­ reichs 5 umfaßt das Gerät 1 eine Zeigevorrichtung 10 sowie eine Erfassungsvorrichtung 11. Dabei ist die Erfassungsvor­ richtung 11 als stereoskopische Kamera ausgebildet, die in einem bekannten Abstand zum nicht verfahrbaren Teil des Ge­ räts 1 angeordnet und mit der Steuervorrichtung 9 verbunden ist. Die Zeigevorrichtung 10 ist als ein länglich ausgebilde­ tes Handgerät mit einer Spitze 12 gestaltet und besitzt we­ nigstens zwei von der Kamera 11 optisch erfaßbare Markierun­ gen 13 sowie einen Drucktaster 14.

Nach einem Legen des Patienten 4 auf die Lagerungsvorrichtung 2 gibt eine an der Diagnosedurchführung beteiligte Person die Mitte des abzubildenden Bereichs 5 in Verfahrrichtung 3 vor, indem sie beispielsweise mit der Spitze 12 einen entsprechen­ den Punkt des abzubildenden Bereichs 5 auf dem Patienten 4 berührt und die Zeigevorrichtung 10 dabei derart ausrichtet, daß die Zeigevorrichtung 10 auf die Mitte des abzubildenden Bereichs 5 hin gerichtet ist. Dabei befindet sich die Lage­ rungsvorrichtung 2 in einer Ausgangsstellung, in der sie bei­ spielsweise möglichst weit aus dem Untersuchungsraum 7 ausge­ fahren ist, so daß sich der Patient 4 einfach auf die Lage­ rungsvorrichtung 2 legen kann bzw. gelegt werden kann. In Fig. 1 ist der Übersichtlichkeit halber lediglich eine Hand 15 der Person dargestellt. Nach entsprechender Ausrichtung der Zeigevorrichtung 10 wird beispielsweise durch Betätigen des Drucktasters 14 die Erfassungsvorrichtung 11 veranlaßt, die räumliche Position der Spitze 12 sowie die Ausrichtung der Zeigevorrichtung 10 zu ermitteln und an die Steuervor­ richtung 9 zu melden. Die Steuervorrichtung 9 ermittelt dar­ aufhin in Verfahrrichtung 3 die Mitte des abzubildenden Be­ reichs 5 sowie aufgrund der bekannten Ausgangsstellung der Lagerungsvorrichtung 2 eine Verfahrstrecke, die zur Zentrie­ rung der Mitte des abzubildenden Bereichs 5 im Abbildungsvo­ lumen 6 des Geräts 1 notwendig ist. Nach einem entsprechenden Startsignal steuert die Steuervorrichtung 9 ein Verfahren der Lagerungsvorrichtung 2 um vorgenannte Verfahrstrecke.

In einer Ausführung entfällt der Drucktaster 14 an der Zeige­ vorrichtung 10. Dessen Funktionalität wird beispielsweise von einem Fußschalter übernommen, der in einfacher Weise über ein elektrisches Kabel mit der Steuervorrichtung 9 verbunden ist und von der an der Diagnosedurchführung beteiligten Person mit dem Fuß betätigbar ausgebildet ist. Durch den Verzicht auf den Drucktaster 14 an der Zeigevorrichtung 10 wird deren Ausbildung als Handgerät, das frei von einer mechanischen Verbindung mit anderen Vorrichtungen ist, erleichtert.

In einer Ausführungsform sind die auf einem optischen Erfas­ sungsprinzip basierenden Zeigevorrichtung 10 und Erfassungs­ vorrichtung 11 beispielsweise gemäß den bereits genannten US- Patentschriften 5,828,770 und US 5,923,417 ausgestaltet. In anderen Ausführungen können auch nichtoptische Erfassungs­ prinzipien zum Einsatz kommen. Dabei müssen bei allen Ausfüh­ rungsformen die Zeigevorrichtung und die Erfassungsvorrich­ tung magnetresonanzkompatibel sein. Das heißt insbesondere, daß die Erfassung auch bei einem hohen statischen Grundma­ gnetfeld, bei schnell geschalteten magnetischen Gradienten­ feldern und bei hochfrequenten Sendefeldern zur Anregung der magnetischen Resonanz zuverlässig arbeiten muß. Andererseits dürfen die Zeigevorrichtung und die Erfassungsvorrichtung den Betrieb des Magnetresonanz-Tomographiegeräts nicht stören.

Claims (8)

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 Zeigevorrichtung (10), die zur Vorgabe des abzubildenden Bereichs (5) auf diesen zeigt, und eine Erfassungsvorrichtung (11) beinhaltet, die so ausgebildet ist, daß wenigstens in Verfahrrichtung (3) eine räumliche Position der Zeigevorrichtung (10) erfaßbar ist.

2. Bildgebendes medizinisches Diagnosegerät (1) nach Anspruch 1, wobei die Zeigevorrichtung (10) frei von einer festen Verbindung mit dem übrigen Gerät (1) ausgebildet ist.

3. Bildgebendes medizinisches Diagnosegerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei die Erfassungsvorrichtung (11) zu einem nicht verfahrbaren Teil des Geräts (1) einen bekannten Abstand aufweist.

4. Bildgebendes medizinisches Diagnosegerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Zeigevorrichtung (10) und die Erfassungsvorrichtung (11) so ausgebildet sind, daß von der Erfassungsvorrichtung (11) die räumliche Position und ei­ ne Ausrichtung der Zeigevorrichtung (10) erfaßbar sind.

5. Bildgebendes medizinisches Diagnosegerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Zeigevorrichtung (10) als Handgerät ausgebildet ist.

6. Bildgebendes medizinisches Diagnosegerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Zeigevorrichtung (10) und die Erfassungsvorrichtung (11) so ausgebildet sind, daß von der Erfassungsvorrichtung (11) die räumliche Position und ge­ gebenenfalls die Ausrichtung der Zeigevorrichtung (10) op­ tisch erfaßbar sind.

7. Bildgebendes medizinisches Diagnosegerät (1) nach Anspruch 6, wobei die Erfassungsvorrichtung (11) eine stereoskopi­ sche Kamera ist.

8. Bildgebendes medizinisches Diagnosegerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Gerät (1) ein Computer- oder Magnetresonanz-Tomographiegerät (1) ist.