DE19956723A1 - Abstandseinstellvorrichtung für ein medizinisches Diagnosegerät - Google Patents

Abstract

Eine Abstandseinstellvorrichtung (1, 1a) für ein medizinisches Diagnosegerät (2) umfaßt eine Objektlagerungsfläche (21) zum Lagern eines Untersuchungsobjektes (4) und eine der Objektlagerungsfläche (21) gegenüberliegende Auflagefläche (22) zum Lagern auf einer Lagerungsvorrichtung (3) des Gerätes (2). Dabei beinhaltet die Abstandseinstellvorrichtung (1, 1a) zwischen den beiden Flächen (21, 22) Mittel, die unter einer Druckbelastung elastisch verformbar sind und dadurch ein Abstand zwischen den beiden Flächen (21, 22) reversibel veränderbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Abstandseinstellvorrichtung für ein medizinisches Diagnosegerät, die eine Objektlagerungsflä­ che zum Lagern eines Untersuchungsobjekts und eine der Ob­ jektlagerungsfläche gegenüberliegende Auflagefläche zum La­ gern auf einer Lagerungsvorrichtung des Geräts umfaßt.

Ein Magnetresonanztomographiegerät ist beispielsweise ein me­ dizinisches Diagnosegerät, bei dem Bilder aus einem Körperin­ neren eines Untersuchungsobjekts erzeugt werden. Dazu umfaßt das Gerät ein Grundfeldmagnetsystem, das wenigstens in einem Abbildungsvolumen ein weitgehend homogenes und zeitlich kon­ stantes Grundmagnetfeld erzeugt, ein Gradientensystem, das zur Ortsauflösung im Abbildungsvolumen dem Grundmagnetfeld schnell geschaltete magnetische Gradientenfelder überlagert, Antennen, die Hochfrequenzsignale in das Untersuchungsobjekt senden und/oder Magnetresonanzsignale aus dem Untersuchungs­ objekt empfangen, sowie eine Lagerungsvorrichtung, auf der das Untersuchungsobjekt zumindest teilweise gelagert ist.

Bei der Magnetresonanztomographie ist die Homogenität des Grundmagnetfelds im Abbildungsvolumen ein entscheidender Fak­ tor für die Magnetresonanzbildqualität. Dabei verursachen Feldinhomogenitäten im Abbildungsvolumen geometrische Bild­ verzerrungen, die den Feldinhomogenitäten proportional sind. Bei den bekannten Geräten werden Abweichungen von der Homoge­ nität des Grundmagnetfeldes mit einem ppm-Wert für ein kugel­ förmiges Homogenitätsvolumen angegeben. Geräte mit Permanent­ grundfeldmagneten oder normalleitenden Grundfeldmagneten wei­ sen dabei einen kleineren Durchmesser des Homogenitätsvolu­ mens mit einer geringeren Homogenität auf als Geräte mit su­ praleitenden Grundfeldmagneten.

Für eine hohe Magnetresonanzbildqualität ist neben der Homo­ genität des Grundmagnetfeldes auch eine hohe Linearität der Gradientenfelder im Abbildungsvolumen wichtig. Dabei wird ähnlich dem Grundmagnetfeld die Linearität eines Gradienten­ feldes für ein kugelförmiges Linearitätsvolumen angegeben. Dabei verlangen konventionelle Pulssequenzen, wie beispiels­ weise herkömmliche Spinecho- oder Gradientenechoverfahren, üblicherweise ein gute Linearität (etwa 5% im Linearitätsvo­ lumen von 40-50 cm Durchmesser) bei moderaten Gradientenstär­ ken (10-20 mT/m) und moderaten Schaltzeiten (ca. 1 ms). Bei den sogenannten schnellen Pulssequenzen, wie beispielsweise dem EPI-Verfahren, werden hohe Gradienten (20-40 mT/m) sehr schnell geschaltet (100-500 ms). Dadurch können Nebeneffekte in Form von peripheren Muskelstimulationen auftreten. Um die­ se Effekte bei den schnellen Pulssequenzen zu vermeiden, wird im allgemeinen das Linearitätsvolumen verkleinert. Dies führt zu einer Verringerung der maximalen Feldhübe und dadurch auch zu einer Verringerung des Stimulationsrisikos. Dabei verrin­ gert sich beispielsweise das Linearitätsvolumen auf einen Durchmesser von ca. 20 cm.

Für eine hohe Qualität von Magnetresonanzbildern ist es wei­ terhin wichtig, daß Magnetresonanzsignale von den Antennen mit einem hohen Signal-Rausch-Verhältnis aufgenommen werden. In einer Ausführungsform ist die Antenne als stationäre An­ tenne, beispielsweise als sogenannte Ganzkörperantenne ausge­ bildet, die als Sende- und als Empfangsantenne eingesetzt werden kann. Darüber hinaus werden zur Verbesserung des Si­ gnal-Rausch-Verhältnisses sogenannte Lokalantennen einge­ setzt. Dabei handelt es sich um Antennen, die an die Größe eines zu untersuchenden Bereichs angepaßt sind. So gibt es beispielsweise fest in die Lagerungsvorrichtung eingebaute oder an festen Positionen auf der Lagerungsvorrichtung ein­ rastbare Lokalantennen, beispielsweise zur Untersuchung einer Wirbelsäule oder einer weiblichen Brust. Andererseits gibt es auch frei bewegliche Lokalantennen, zum Beispiel flexible An­ tennen und Extremitätenantennen. Die Lokalantenne kann in einer Ausführungsform als reine Empfangsantenne ausgebildet sein, wobei dann beispielsweise eine Ganzkörperantenne als Sendeantenne eingesetzt wird.

Zur Erzielung einer hohen Magnetresonanzbildqualität ist es deswegen insbesondere bei Grundfeldmagnetsystemen mit kleiner Grundmagnetfeldstärke und/oder bei schnellen Pulssequenzen wichtig, daß der abzubildende Bereich, beispielsweise ein Stück einer Wirbelsäule eines Patienten möglichst im Zentrum des Homogenitäts- und Linearitätsvolumens positioniert wird. Weil im allgemeinen die Lagerungsvorrichtung, auf welcher der Patient beispielsweise auf dem Rücken liegend gelagert ist, nur in einer horizontalen Richtung verfahrbar ist und keine Höhenverstellung beinhaltet, wird zur höhenrichtigen Positio­ nierung der Wirbelsäule fallweise eine Abstandseinstellvor­ richtung mit einer im wesentlichen festen Höhe in Form eines Abstandskissens zwischen Patient und Lagerungsvorrichtung ge­ legt. Dabei besitzen Patienten mit einem kleinen Körperge­ wicht eine dünnere Gewebeschicht zwischen Wirbelsäule und Rückenoberfläche als schwergewichtige Patienten, so daß bei leichtgewichtigen Patienten mit dem Abstandskissen gearbeitet wird und bei schwergewichtigen Patienten nicht.

Für Abbildungen der Wirbelsäule wird zum Empfang der Magne­ tresonanzsignale in der Regel eine lokale Wirbelsäulenantenne eingesetzt. Insbesondere bei einer Wirbelsäulenantenne, die auf der Lagerungsvorrichtung eingerastet ist, und einem zwi­ schen dem Patienten und der Wirbelsäulenantenne angeordneten Abstandskissen wird das Signal-Rausch-Verhältnis der empfan­ genen Magnetresonanzsignale in Folge des Abstandskissens ver­ schlechtert. Bei einer auf dem Abstandskissen lagerbaren, beispielsweise flexiblen Wirbelsäulenantenne wird zwar bei einer entsprechenden Anordnung auf dem Abstandskissen das Si­ gnal-Rausch-Verhältnis nicht beeinträchtigt, dafür ist die Handhabung, bei der das Abstandskissen auf die Lagerungsvor­ richtung, darauf die flexible Wirbelsäulenantenne und darauf der Patient zu legen bzw. zu positionieren ist, zeitaufwendig und unkomfortabel.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Abstandseinstellvor­ richtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die vorge­ nannte Nachteile vermindert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Dadurch, daß die Abstandseinstellvorrichtung zwischen den beiden Flächen Mittel beinhaltet, die unter einer Druckbela­ stung elastisch verformbar sind und dadurch ein Abstand zwi­ schen den beiden Flächen reversibel veränderbar ist, erfolgt in Abhängigkeit von einem Gewicht eines auf der Abstandsein­ stellvorrichtung gelagerten Untersuchungsobjekts in Wirkungs­ richtung der Gewichtskraft eine automatische Zentrierung ei­ nes abzubildenden Bereichs des Untersuchungsobjekts in einem Abbildungsvolumen eines medizinischen Diagnosegeräts. Eine Entscheidung, ob mit oder ohne Abstandskissen gearbeitet wird, ist überflüssig. Bei einer Lagerung von Patienten auf der Abstandseinstellvorrichtung kommt beispielsweise eine ab­ zubildende Wirbelsäule eines schwergewichtigen Patienten, der eine dicke Gewebeschicht zwischen Wirbelsäule und Körperober­ fläche aufweist und der die Abstandseinstellvorrichtung stark verformt, ebenso im Zentrum des Abbildungsvolumens zu liegen wie eine abzubildende Wirbelsäule eines leichtgewichtigen Pa­ tienten, der eine dünne Gewebeschicht aufweist und der dafür die Abstandseinstellvorrichtung nur wenig verformt.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Abstandsein­ stellvorrichtung als ein Kissen ausgebildet. Dadurch wird beispielsweise für einen Patienten ein hoher Liegekomfort er­ reicht.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung beinhaltet die Abstandseinstellvorrichtung zwei flächig ausgebildete Platten oder Schalen, die parallel zu der Objektlagerungs- und Aufla­ gefläche angeordnet sind und zwischen denen die besagten Mit­ tel angeordnet sind.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die besagten Mittel so ausgebildet, daß die Änderung des Abstandes näherungsweise gemäß einer Federcharakteristik erfolgt. Dadurch erfolgt die Verformung in Abhängigkeit von der Druckbelastung beispiels­ weise stufenlos, so daß eine exakte Zentrierung des abzubil­ denden Bereichs im Abbildungsvolumen erreichbar ist.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfassen die besagten Mittel ein elastisches Material. Dadurch ist beispielsweise eine einfach aufgebaute Abstandseinstellvorrichtung ausführ­ bar, die als ein Kissen ausgebildet ist, und eine Füllung des Kissens elastisches Material beinhaltet.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfassen die besagten Mittel wenigstens eine Feder. Dadurch ist beispielsweise eine einfach aufgebaute Abstandseinstellvorrichtung ausführbar, die zwei flächig ausgebildete Platten oder Schalen beinhal­ tet, die zueinander parallel angeordnet sind und über wenig­ stens eine Feder miteinander verbunden sind. Dabei ist für einen Einsatz in der Magnetresonanzdiagnostik die Feder frei von magnetischem Material, beispielsweise aus Bronze oder aus faserverstärktem Kunststoff.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung beinhaltet die Abstands­ einstellvorrichtung eine Antennenleiteranordnung einer Lokal­ antenne. Durch die Abstandseinstellvorrichtung mit integrier­ ter Lokalantenne wird beispielsweise ein Verrutschen einer Abstandseinstellvorrichtung ohne integrierte Lokalantenne ge­ gen eine separate Lokalantenne verhindert. Die Handhabung wird erleichtert. Ferner spart die Abstandseinstellvorrichtung mit integrierter Lokalantenne Kosten, weil für beide Bauteile beispielsweise nur ein Gehäuse notwendig ist.

Dazu ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung die Antennen­ leiteranordnung möglichst nahe oder innerhalb der Objektlage­ rungsfläche angeordnet. Dadurch wird für alle Untersuchungs­ objekte aufgrund der Nähe der Antennenleiteranordnung zum ab­ zubildenden Bereich des Untersuchungsobjekts ein gutes Si­ gnal-Rausch-Verhältnis erreicht.

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 einen Längsschnitt durch ein Magnetresonanztomogra­ phiegerät mit einer Abstandseinstellvorrichtung mit inte­ grierter Lokalantenne,

Fig. 2 einen detaillierten Längsschnitt einer Abstandsein­ stellvorrichtung mit integrierter Lokalantenne, beinhaltend Platten und Federn, und

Fig. 3 einen detaillierten Längsschnitt einer Abstandsein­ stellvorrichtung mit integrierter Lokalantenne in einer Aus­ führung als Kissen,

Fig. 1 zeigt als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Längsschnitt eines Magnetresonanztomographiegeräts 2 mit ei­ ner Abstandseinstellvorrichtung 1 mit integrierter Lokalan­ tenne. Dabei umfaßt das Gerät 2 eine Lagerungsvorrichtung 3, auf der ein Untersuchungsobjekt, beispielsweise ein Patient 4, auf dem Rücken liegend gelagert ist. Die Lagerungsvorrich­ tung 3 ist in einer horizontalen Richtung 5 verfahrbar ausge­ bildet. Dazu umfaßt das Gerät 2 eine Antriebsvorrichtung 6. Ferner umfaßt das Gerät 2 ein Abbildungsvolumen 7, das im we­ sentlichen durch ein Homogenitätsvolumen eines Grundfeldma­ gnetsystems sowie durch ein Linearitätsvolumen eines Gradientensystems bestimmt ist. Zur Gewinnung von Magnetresonanzbil­ dern eines abzubildenden Bereichs des Patienten 4 ist der ab­ zubildende Bereich möglichst im Zentrum des Abbildungsvolu­ mens 7 zu positionieren. Im gezeichneten Beispiel der Fig. 1 ist der abzubildende Bereich ein Abschnitt einer Wirbelsäule 8 des Patienten 4. Zum Zwecke der Zentrierung des abzubilden­ den Abschnitts der Wirbelsäule 8 in der horizontalen Richtung 5 wird die Lagerungsvorrichtung 3 samt Patient 4 entsprechend verfahren.

Zur Zentrierung des abzubildenden Abschnitts der Wirbelsäule 8 in einer vertikalen Richtung ist zwischen dem Rücken des Patienten 4 und der Lagerungsvorrichtung 3 die Abstandsein­ stellvorrichtung 1 angeordnet. Dabei weist die Abstandsein­ stellvorrichtung 1 eine Objektlagerungsfläche 21, auf der der Patient 4 gelagert ist, sowie eine Auflagefläche 22 auf, die auf der Lagerungsvorrichtung 3 aufliegt. Die Abstandsein­ stellvorrichtung 1 ist so ausgebildet, daß in Abhängigkeit von einem Körpergewicht des Patienten 4 die Zentrierung des abzubildenden Abschnitts der Wirbelsäule 8 in vertikaler Richtung automatisch erreicht wird. Dazu beinhaltet die Ab­ standseinstellvorrichtung 1 beispielsweise eine federartige Vorrichtung, so daß unter einer Druckbelastung infolge des darauf liegenden Patienten 4 gemäß einer Federcharakteristik eine automatische und stufenlose Höhenanpassung erfolgt. Beim dargestellten Beispiel gemäß Fig. 1 wird das Liegen des Pati­ enten 4 auf der Abstandseinstellvorrichtung 1 durch einen Kniekeil 9 sowie ein Kopfkissen 10 entsprechend unterstützt.

Fig. 2 zeigt in einer Ausführungsform der Erfindung einen de­ taillierten Längsschnitt durch die Abstandseinstellvorrich­ tung 1 mit integrierter Lokalantenne aus Fig. 1. Dabei bein­ haltet die Abstandseinstellvorrichtung 1 eine erste Platte oder Schale 11, auf welcher der Patient 4 gelagert ist und deren Oberfläche identisch mit der Objektlagerungsfläche 21 ist, und eine zweite Platte oder Schale 12, die auf der Lage­ rungsvorrichtung 3 aufliegt und deren Oberfläche identisch mit der Auflagefläche 22 ist. Die beiden Platten oder Schalen 11 und 12 sind parallel zueinander angeordnet, über Federn 13 miteinander verbunden, und nicht verformbar ausgebildet, bei­ spielsweise durch eine Ausführung aus faserverstärktem Kunst­ stoff. Bei einer entsprechenden Gewichtsbelastung durch den auf der Abstandseinstellvorrichtung 1 liegenden Patienten 4 verringert sich der Abstand der beiden Platten oder Schalen 11 und 12 gemäß einer Federcharakteristik der Federn 13.

Die Abstandseinstellvorrichtung 1 mit integraler Lokalantenne ist so ausgebildet, daß eine Antennenleiteranordnung 14 in der Nähe der Objektlagerungsfläche 21 bzw. der ersten Platte oder Schale 11 angeordnet ist. Dadurch wird ein hohes Signal- Rausch-Verhältnis der empfangenen Magnetresonanzsignale ge­ währleistet. Ein verkehrtes Anordnen der Abstandseinstellvor­ richtung 1, so daß die Antennenleiteranordnung 14 näher an der Lagerungsvorrichtung 3 als am Patienten 4 angeordnet ist, wird beispielsweise dadurch verhindert, daß die Abstandsein­ stellvorrichtung 1 so ausgebildet ist, daß sie durch eine entsprechende Vorrichtung an der Auflagefläche 22 zum Einra­ sten in die Lagerungsvorrichtung 3 ausschließlich lagerichtig einrastbar ist.

In anderen Ausführungen ist die Antennenleiteranordnung 14 beispielsweise auf einer dem Patienten 4 zugewandten Seite der ersten Platte oder Schale 11 angeordnet oder die Anten­ nenleiteranordnung 14 ist in die erste Platte oder Schale 11 integriert.

Fig. 3 zeigt in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung einen detaillierten Längsschnitt durch eine Abstandseinstell­ vorrichtung 1a, die als ein Kissen ausgebildet ist und in die eine Lokalantenne integriert ist. Dabei umschließt eine Kis­ senhülle 15, beinhaltend die Objektlagerungsfläche 21 und die Auflagefläche 22, eine Kissenfüllung 16 aus einem elastischen Material, beispielsweise einem Schaumstoff. Das elastische Material ist ähnlich der Federn 13 aus Fig. 2 unter einer entsprechenden Gewichtsbelastung verformbar. Ähnlich wie in Fig. 2 befindet sich die Antennenleiteranordnung 14 der inte­ grierten Lokalantenne in der Nähe der Objektlagerungsfläche 21. Dieser Teil der Kissenhülle 15 ist beispielsweise durch eine farbige Markierung gekennzeichnet, so daß zur Erzielung eines hohen Signal-Rausch-Verhältnisses ein lagerichtiger Einsatz der Abstandseinstellvorrichtung 1a erleichtert wird.

Claims (10)

1. Abstandseinstellvorrichtung (1, 1a) für ein medizinisches Diagnosegerät (2), die eine Objektlagerungsfläche (21) zum Lagern eines Untersuchungsobjekts (4) und eine der Objektla­ gerungsfläche (21) gegenüberliegende Auflagefläche (22) zum Lagern auf einer Lagerungsvorrichtung (3) des Geräts (2) um­ faßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstands­ einstellvorrichtung (1, 1a) zwischen den beiden Flächen (21, 22) Mittel beinhaltet, die unter einer Druckbelastung ela­ stisch verformbar sind und dadurch ein Abstand zwischen den beiden Flächen (21, 22) reversibel veränderbar ist.

2. Abstandseinstellvorrichtung (1, 1a) nach Anspruch 1, wo­ bei die Abstandseinstellvorrichtung (1, 1a) als ein Kissen ausgebildet ist.

3. Abstandseinstellvorrichtung (1, 1a) nach einem der Ansprü­ che 1 oder 2, wobei die Abstandseinstellvorrichtung (1, 1a) zwei flächig ausgebildete Platten oder Schalen (11, 12) beinhaltet, die parallel zu der Objektlagerungs- und Auflage­ fläche (21, 22) angeordnet sind und zwischen denen die besag­ ten Mittel angeordnet sind.

4. Abstandseinstellvorrichtung (1, 1a) nach einem der Ansprü­ che 1 bis 3, wobei die besagten Mittel so ausgebildet sind, daß die Veränderung des Abstandes näherungsweise gemäß einer Federcharakteristik erfolgt.

5. Abstandseinstellvorrichtung (1, 1a) nach einem der Ansprü­ che 1 bis 4, wobei die besagten Mittel ein elastisches Ma­ terial umfassen.

6. Abstandseinstellvorrichtung (1, 1a) nach einem der Ansprü­ che 1 bis 5, wobei die besagten Mittel wenigstens eine Feder (13) umfassen.

7. Abstandseinstellvorrichtung (1, 1a) nach Anspruch 6, wo­ bei die Feder (13) frei von magnetischem Material ist.

8. Abstandseinstellvorrichtung (1, 1a) nach einem der Ansprü­ che 1 bis 7, wobei die Abstandseinstellvorrichtung (1, 1a) eine Antennenleiteranordnung (14) einer Lokalantenne beinhal­ tet.

9. Abstandseinstellvorrichtung (1, 1a) nach Anspruch 8, wo­ bei die Antennenleiteranordnung (14) möglichst nahe oder innerhalb der Objektlagerungsfläche (21) angeordnet ist.

10. Abstandseinstellvorrichtung (1, 1a) nach einem der An­ sprüche 1 bis 9, wobei das medizinische Diagnosegerät (2) ein Magnetresonanztomographiegerät (2) ist.