DE3844482C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen MR-Ganzkörper-Tomographen mit einem Magnetsystem, das ein zur Aufnahme eines Patienten geeig­ netes zentrales Rohr aufweist, und mit einer vor den Augen eines sich in dem Rohr befindenden Patienten anbringbaren op­ tischen Einrichtung zur Herstellung einer Sichtverbindung mit der sich außerhalb des Magnetsystems befindenden Umwelt.

Bei der Untersuchung mit einem MR-Ganzkörper-Tomographen wird der Patient einem starken Magnetfeld ausgesetzt, das innerhalb der Bohrung eines Magnetsystems erzeugt wird. Diese Bohrung wird von einem zentralen Rohr des Magnetsystems begrenzt, dessen Durchmesser etwa 60 cm beträgt. Die Länge dieses Rohres ist sehr viel größer als der Durchmesser und beträgt bei den meisten in der Praxis verwendeten Ausführungsformen solcher Tomographen etwa 180 cm, insbesondere bei supraleitenden Magnetsystemen entsprechend mehr. Der zu untersuchende Körperteil des Patienten muß sich etwa in der Mitte des Rohres befinden. Insbesondere dann, wenn Untersuchungen im Kopfbereich vorgenommen werden, befindet sich demnach der Kopf fast einen Meter von den Enden des zentralen Rohres des Magnetsystems entfernt und es steht dem Gesicht des Patienten außerdem die Rohrwand relativ dicht gegenüber. Daher besteht für den Patienten keine Möglichkeit, ohne Hilfsmittel mit seiner Umwelt Kontakt zu halten. Dieser Zustand stellt eine erhebliche Belastung für den Patienten dar, insbesondere wenn die Untersuchung die Anfertigung einer größeren Anzahl von Schnittbildern erfordert, deren Aufnahme erhebliche Zeit beansprucht. Die Aufnahmezeiten können sich dann bis in den Bereich einer Stunde erstrecken. Während dieser Zeit können sich im Patienten Angstzustände entwickeln, insbe­ sondere bei zur Klaustrophobie neigenden Patienten, die zu einem Abbruch der Untersuchung führen können.

Um dem Patienten die Untersuchung mit einem MR-Ganzkörper-Tomo­ graphen angenehmer zu machen, wurden schon Maßnahmen getroffen, die dem Patienten das Gefühl des Eingeschlossenseins nehmen sollen. Dazu gehört das Anwenden einer Beleuchtung, das Beschal­ len des Rohres mit Musikprogrammen, das Einsetzen einer Kamera zur Beobachtung des Patienten sowie auch eine Belüftung. Darüber hinaus sind auch bei einem von der Anmelderin unter der Bezeich­ nung "TOMIKON BMT 1100 vertriebenen MR-Ganzkörper-Tomographen Kopfspulen vorhanden, die eine große Sichtöffnung aufweisen und an deren Außenseite ein in der Praxis sich nicht bewährendes verstellbares Spiegelsystem angebracht ist, mit dem die Blick­ richtung des Patienten in Längsrichtung des Rohres umlenkbar ist, um dem Patienten einen ständigen Blickkontakt mit einer sich am Ende des Rohres aufhaltenden Betreuungsperson zu er­ möglichen. Ein solcher Blickkontakt ist jedoch meistens nicht durchführbar und in vielen Fällen nicht ausreichend, um Irri­ tationen des Patienten zu verhindern, und schon gar nicht, um dem Patienten eine lange Untersuchungszeit zu verkürzen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen MR-Ganz­ körper-Tomographen so auszubilden, daß für den Patienten auch lange Untersuchungszeiten leicht zu ertragen sind.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß bei einem MR-Ganzkörper-Tomographen der eingangs genannten Art die optische Einrichtung ein vor den Augen des Patienten anbring­ bares Okular und eine Einrichtung zur Erzeugung eines Bildes in der Brennebene des Okulars umfaßt.

Die erfindungsgemäße Ausbildung der optischen Einrichtung bietet dem Patienten nicht nur theoretisch wie das bekannte Spiegel­ system, sondern auch in der Praxis die Möglichkeit, einen stän­ digen Blickkontakt mit einer Betreuungsperson zu halten, außer­ dem läßt sie in vielfältiger Weise tatsächlich einen Kontakt zu der Außenwelt zu. Im einfachsten Fall kann die Einrichtung zur Erzeugung eines Bildes ein außerhalb des Magnetsystems angeordnetes Objektiv und einen das von dem Objektiv erzeugte Bild in die Brennebene des Okulars übertragenden Bildleiter umfassen. Der Bildleiter kann dabei beispielsweise von einem optischen Linsensystem oder auch von einem Faserleiter, d.h. einem Bündel optischer Fasern gebildet werden. Auf diese Weise ist es dem Patienten möglich, bei entsprechender Ausbildung und Ausrichtung des Objektivs den ganzen Behandlungs- oder Bedienungsraum zu überblicken und die darin handelnden Personen zu beobachten. Hierdurch wird das Sicherheitsgefühl des Patienten bedeutend verstärkt. Es wäre aber auch möglich, das Objektiv auf einen Bildschirm zu richten, insbesondere den Bildschirm eines Fernsehgerätes, auf dem dem Patienten unter­ haltsame Programme vorgeführt werden können. Dabei wäre es auch möglich, einen solchen Bildschirm zur Übertragung von Nachrichten oder Anweisungen an den Patienten zu benutzen. Wenn der Patient daran interessiert wäre, könnten dort auch die mittels des Tomographen aufgenommenen Bilder wiedergegeben werden. Daher bildet eine solche Einrichtung sehr viele Möglich­ keiten, den Patienten zu unterhalten und/oder zu informieren, so daß er das Gefühl eines intensiven Kontaktes zu seiner Umwelt hat. Von besonderer Bedeutung ist, daß das ihm dargebotene Bild seinen gesamten Sehbereich einnimmt, so daß ein Gefühl des Eingeschlossenseins kaum noch entstehen kann. Dabei ist es natürlich sinnvoll, binokulare Systeme zu verwenden, so daß beide Augen ein Bild empfangen. Grundsätzlich wäre es auch möglich, für jedes Auge mittels einen eigenen Systems ein Bild zu erzeugen, so daß ein räumliches Sehen möglich ist.

Eine weitere Möglichkeit, im Gesichtsfeld des Patienten ein Bild zu erzeugen, besteht darin, in der Brennebene des Okulars einen unmagnetischen Bildschirm anzuordnen, der an eine sich außerhalb des Magnetsystems befindende Fernseheinrichtung ange­ schlossen ist. Unmagnetische Bildschirme stehen heute vor allem als Flüssigkristall-Bildschirme (LCD-Bildschirme) zur Verfügung, jedoch erscheint es nicht ausgeschlossen, daß im Laufe der Zeit andere Arten geeigneter Bildschirme zur Verfügung gestellt werden. Bei der Fernseheinrichtung könnte es sich beispielsweise um eine Fernsehkamera handeln, die wiederum auf die Umgebung des Tomographen gerichtet ist, so daß der Patient die Vorgänge in seiner Umgebung beobachten kann. Bei der Fernseheinrichtung kann es sich aber auch um ein Fernseh-Wiedergabegerät handeln, also beispielsweise um einen Fernseh-Empfänger oder aber auch um einen Video-Recorder, von dem aus die Videosignale dem in­ nerhalb des Rohres des Magnetsystems angeordneten Bildschirm zugeführt werden.

Es besteht grundsätzlich die Möglichkeit, das Okular und die Einrichtung zur Erzeugung eines Bildes in der Brennebene des Okulars an der Innenseite des zentralen Rohres so zu befestigen, daß das Okular in die richtige Stellung vor den Augen des Pa­ tienten gebracht werden kann. In diesem Falle müßte jedoch der Patient eine starre Kopfhaltung beibehalten, um stets den rich­ tigen Einblick in das Okular zu haben. Diese Positionierungsart dürfte wegen der Ruhigstellung des Kopfes bei Kopfmessungen Vorteile besitzen. Zur bequemeren Lagerung mag es mitunter jedoch vorteilhafter sein, wenn das Okular am Kopf des Patienten befestigt wird, so daß es seine Relativstellung zum Kopf nicht ändert. So kann insbesondere das Okular ähnlich wie der Spiegel der bekannten Einrichtung an einer Kopfspule angebracht sein. Dies würde allerdings die Verwendung der optischen Einrichtung bei Kopfuntersuchungen beschränken. Daher ist es zweckmäßiger, wenn das Okular mit einer am Kopf des Patienten befestigbaren Halterung versehen ist. Dabei könnte es sich um eine brillen­ artige Halterung handeln, wie sie beispielsweise von Doppellupen her bekannt ist. Die Anwendung eines in der Brennebene des Okulars angeordneten Bildschirmes hätte den Vorteil, daß dieser Bildschirm mit dem Okular fest verbunden sein könnte, wobei die zum Bildschirm führenden elektrischen Leitungen, die zur Übertragung des Videosignals erforderlich sind, ausreichend flexibel sein könnten, um Kopfbewegungen des Patienten zuzu­ lassen. Insbesondere dann, wenn optische Einrichtungen zur Bilderzeugung Verwendung finden, kann aber auch die Brennebene des Okulars im wesentlichen in einer Querschnittsebene des zentralen Rohres angeordnet sein und sich im Strahlengang des Okulars ein optisches Umlenkelement befinden, das die zum Rohr radiale Blickrichtung des Patienten senkrecht zur Brennebene ausrichtet.

Die optische Einrichtung kann auch so ausgebildet sein, daß sie während der Behandlung des Patienten im Tomographen dem Arzt eine Beobachtung des Patienten, z.B. eine Augendiagnose erlaubt, die Beobachtungsrichtung (der Strahlengang) also um­ gekehrt verläuft. In diesem Falle kann außerhalb des Tomographen ein hierzu geeignetes Betrachtungsgerät (Okular, Spiegel, Moni­ tor) vorgesehen sein.

Endlich versteht es sich, daß der optischen Einrichtung eine akustische Übertragungseinrichtung zugeordnet sein kann, die es ermöglicht, entweder die in der Umgebung des Tomographen auftretenden Geräusche oder aber auch den zu einem Bildprogramm gehörenden Ton in den Hörbereich des Patienten zu übertragen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und er­ läutert. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können bei anderen Ausführungsformen der Erfindung einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination Anwendung finden. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines MR-Ganzkörper- Tomographen nach der Erfindung teilweise in schema­ tischer Seitenansicht und teilweise im Schnitt und

Fig. 2 bis 4 verschiedene Ausführungsformen der in dem MR- Ganzkörper-Tomographen nach Fig. 1 vorhandenen optischen Einrichtung.

Fig. 1 zeigt das Magnetsystem 1 eines MR-Ganzkörper-Tomographen mit angebauter Patientenliege 2, die einen in Axialrichtung des Magnetsystems 1 verschiebbaren Tisch 3 aufweist, mit dem ein auf dem Tisch 3 liegender Patient 4 in das zentrale Rohr 5 des Magnetsystems 1 eingeschoben werden kann. Der Patient muß dabei eine solche Lage einnehmen, daß sich der zu untersuchende Körperabschnitt im Bereich der Längsmitte des Magnetsystems 1 befindet. Insbesondere dann, wenn der Kopf 6 des Patienten 4 zu untersuchen ist und sich demnach der Kopf 6 in der Mitte des Rohres 5 befindet, hat der Patient 4 wegen der Länge des Rohres 5 keinerlei Sichtkontakt mehr zu seiner Umwelt, er hat vielmehr lediglich in geringem Abstand die Innenwand des Rohres 5 vor Augen. Diese Situation wird noch dadurch erschwert, daß bei solchen Untersuchungen der Kopf des Patienten von einer Empfangsspule, einer sogenannten Kopfspule, umgeben ist, auch wenn die Möglichkeit besteht, vor den Augen des Patienten in der Kopfspule eine Öffnung anzubringen.

Um diese durch die große Länge und den geringen Durchmesser des Rohres 5 bedingten, fast vollständige Sichtabschirmung des Patienten gegenüber seiner Umwelt zu begegnen, ist erfindungs­ gemäß innerhalb des Zylinders 5 vor den Augen des Patienten 6 ein Okular 7 angeordnet, in dessen Brennebene mittels einer optischen Einrichtung ein Bild erzeugt wird. Diese optische Einrichtung umfaßt einen Bilderzeuger 8 und eine Einrichtung 9 zur Übertragung des Bildes in die Brennebene des Okulars 7. Die Fig. 2 bis 4 zeigen mehrere Möglichkeiten zur Ausbildung der optischen Einrichtung.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung dient als Einrichtung zur Bilderzeugung ein Objektiv 11, das von der durch den Pfeil 12 symbolisierten Szene ein reelles Bild 13 erzeugt. Dieses reelle Bild wird durch einen von Linsen 14, 15 gebildeten Lichtleiter in die Brennebene 16 des Okulars 17 übertragen, das dicht vor dem Auge 18 des Patienten angeord­ net ist. Das Okular 17 erzeugt in bekannter Weise von dem in seiner Brennebene 16 vorhandenen Bild ein paralleles Strahlen­ bündel, das wiederum bei einem auf unendlich eingestellten Auge 18 zur Erzeugung eines Bildes auf der Netzhaut des Auges führt. Das Objektiv 11 ist außerhalb des Magnetsystems angeord­ net und auf den Behandlungsraum gerichtet, so daß der Patient jederzeit beobachten kann, was in seiner Umgebung geschieht. Der durch die Linsen 14, 15 gebildete Bildleiter dient zur Übertragung des Bildes in die Brennebene 16 des Okulars. Der Aufbau solcher durch Linsensysteme gebildeten Bildleiter ist an sich bekannt. Die darin verwendete Anzahl der Linsen richtet sich unter anderem nach der von dem Bildleiter zu überbrückenden Entfernung. Da sich das Ende des von den Linsen 14, 15 gebil­ deten Bildleiters in einer Querschnittsebene des Rohres 5 befin­ det, ist in dem Strahlengang des Okulars 17 ein optisches Um­ lenkelement 20 in Form eines Spiegels angeordnet, durch das die zum Rohr 5 radiale Blickrichtung des Patienten senkrecht auf das Ende des Bildleiters gerichtet wird.

Die Ausführungsform nach Fig. 3 unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Fig. 2 im wesentlichen nur dadurch, daß sich zwischen dem Objektiv 11 zur Beobachtung der durch den Pfeil 12 symbolisierten Szene und der Brennebene 16 des Okulars 17 ein faseroptischer Bildleiter 19 befindet, dessen Enden in der Bildebene 13 des Objektivs und in der Brennebene 16 des Okulars liegen. Die Verwendung eines faseroptischen Bildleiters 19 hat den Vorteil, daß seine Flexibilität eine Bewegung seines mit dem Okular 17 verbundenen Endes zusammen mit dem Okular ermöglicht, so daß das Okular besser an die Lage des Kopfes 6 des Patienten 4 angepaßt werden und auch Bewegungen des Kopfes 6 folgen kann. Daher besteht bei der Ausführungsform nach Fig. 3 auch keine Notwendigkeit, das Okular starr im Zylinder 5 des Magnetsystems anzuordnen, sondern es kann ohne weiteres zusammen mit dem Ende des faseroptischen Bildleiters 19 und dem zwischen Objektiv 17 und dessen Bildebene 16 angeordneten Umlenkspiegel 20 an einer nicht näher dargestellten Halterung befestigt sein, die am Kopf 6 des Patienten 4 anbringbar ist und beispielsweise die Form einer Brille haben kann. Ebenso wäre es möglich, das Okular 17 mit dem Umlenkspiegel 20 und dem Ende des faserop­ tischen Bildleiters 19 an einer Kopfspule derart anzubringen, daß sich das Okular 17 vor dem Auge 18 des Patienten befindet.

Darüber hinaus ergibt sich, bei dieser Ausführungsform auch die Möglichkeit, zu etwas entfernteren Orten (insbesondere zum Bedienungsraum) Blickkontakt zu haben.

Fig. 4 zeigt endlich eine Ausführungsform, bei der sich in der Brennebene des vor dem Auge 21 eines Patienten angeordneten Okulars 22 unmittelbar ein LCD-Bildschirm 23 befindet, der über ein Kabel 24 mit einer außerhalb des Magnetsystems angeor­ dneten Fernsehkamera 25 verbunden ist. Der LCD-Bildschirm 23 kann unmittelbar senkrecht zur Sichtachse 26 des Auges 21 ange­ ordnet sein, so daß ein optisches Umlenkelement eingespart wird, oder aber außerhalb des Magneten vorgesehen sein, so daß ein Umlenkspiegel 20 wie bei den Ausführungsformen nach den Fig. 2 und 3 vorhanden ist. Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist außerhalb des Magnetfeldes ein Laut­ sprecher 27 vorgesehen, dem Audiosignale von einem an der Fern­ sehkamera 25 angebrachten Mikrophon 28 ebenfalls über das Kabel 24 zugeführt werden. Auch hier kann die Videokamera 25 dazu dienen, den Raum zu beobachten, in dem sich der MR-Ganzkörper- Tomograph befindet, so daß der Patient über die Vorgänge in seiner Umgebung unterrichtet ist.

Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern viele Abweichungen davon möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. So könnte beispielsweise bei der Ausführungsform nach Fig. 4 die Fernsehkamera 25 durch einen Fernsehempfänger oder durch einen Videorecorder ersetzt werden, um auf diese Weise dem Patienten während des Aufenthaltes im Rohr 5 des Magnetsystems Unterhaltung zu bieten und ihm dadurch die lange Untersuchungs­ zeit abzukürzen. In ähnlicher Weise könnte auch bei den Ausfüh­ rungsformen nach den Fig. 2 und 3 das Objektiv anstatt auf den das Magnetsystem umgebenden Raum auf den Bildschirm eines Fern­ sehgeräts oder dergleichen gerichtet sein. Es könnte auch daran gedacht werden, im Bereich der Hände des Patienten, beispiel­ sweise am Tisch der Patientenliege, Betätigungsglieder anzu­ bringen, die es dem Patienten ermöglichen, die Ausrichtung des Objektives oder der Fernsehkamera zu verändern, unterschiedliche Programme auszuwählen und gegebenenfalls auch zwischen einer Beobachtung der Umgebung und einem gewählten Programm umzuschal­ ten. Weiterhin versteht es sich, daß im allgemeinen die Okulare als Binokulare ausgebildet sind und weiterhin auch die Möglich­ keit besteht, jedem Auge ein eigenes bilderzeugendes System zuzuordnen, so daß ein stereoskopischer Eindruck vermittelt wird, der dem Patienten das Gefühl gibt, nicht nur die Umgebung zu beobachten, sondern sich unmittelbar in der Umgebung zu befinden. Endlich kann natürlich die akkustische Einrichtung auch ein im Bereich des Kopfes des Patienten angeordnetes Mik­ rophon umfassen, das es dem Patienten ermöglicht, sich mit der Umgebung auch sprachlich zu verständigen.

Anstelle eines aus Linsen bestehenden optischen Systems kann auch ein aus Spiegeln bestehendes System vorgesehen sein, ins­ besondere kann anstelle einer Linse ein fokussierender Spiegel verwendet werden. Auch wird zweckmäßigerweise vermieden, daß im HF-Bereich Metallteile des Systems und im Feldbereich magne­ tisierbare Teile vorgesehen sind.

Schließlich kann die außerhalb des Feldbereiches angeordnete Fernsehkamera 25 beweglich, insbesondere schwenkbar angeordnet sein und beispielsweise durch eine Übertragungseinrichtung, z.B. durch eine mechanische Hebelübertragung, von innerhalb des Tomographen durch den Patienten bewegbar sein, so daß der Patient sein Blickfeld beliebig einstellen kann. Auch kann im Bereich der Hände des Patienten eine Vorrichtung vorgesehen sein, mit der der Patient Programme eines Videorecorders aus­ wählen kann.

Claims (14)

1. MR-Ganzkörper-Tomograph mit einem Magnetsystem, das ein zur Aufnahme eines Patienten geeignetes zentrales Rohr aufweist, und mit einer vor den Augen eines sich in dem zentralen Rohr befindenden Patienten anbringbaren optischen Einrichtung zur Herstellung einer Sichtverbindung mit der sich außerhalb des Magnetsystems befindenden Umwelt, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Einrichtung ein vor den Augen des Patien­ ten anbringbares Okular (17; 22) und eine Einrichtung zur Erzeugung eines Bildes in der Brennebene (16; 23) des Okulars umfaßt.

2. MR-Ganzkörper-Tomograph nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung eines Bildes ein außerhalb des Magnetsystems (1) angeordnetes Objektiv (11) und einen das von dem Objektiv erzeugte Bild (13) in die Brennebene (16) des Okulars (17) übertragenden Bild­ leiter (14, 15; 19) umfaßt.

3. MR-Ganzkörper-Tomograph nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Bildleiter (14, 15) von einem optischen Linsensystem gebildet wird.

4. MR-Ganzkörper-Tomograph nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Bildleiter (19) ein faseroptischer Bild­ leiter ist.

5. MR-Ganzkörper-Tomograph nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektiv auf einen Bild­ schirm gerichtet ist.

6. MR-Ganzkörper-Tomograph nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung eines Bildes ein in der Brennebene des Okulars (22) angeordneter unmag­ netischer Bildschirm (23) ist, der an eine außerhalb des Magnetsystems (1) angeordnete Fernseheinrichtung (25) angeschlossen ist.

7. MR-Ganzkörper-Tomograph nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Fernseheinrichtung eine Fernsehkamera (25) ist.

8. MR-Ganzkörper-Tomograph nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Fernseheinrichtung ein Fernseh-Wieder­ gabegerät ist.

9. MR-Ganzkörper-Tomograph nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Okular an einer Kopfspule des Tomographen angebracht ist.

10. MR-Ganzkörper-Tomograph nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Okular mit einer am Kopf des Patienten befestigbaren Halterung versehen ist.

11. MR-Ganzkörper-Tomograph nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennebene (16) des Okulars (17) im wesentlichen in einer Quer­ schnittsebene des zentralen Rohres (5) angeordnet ist und sich im Strahlengang des Okulars (17) ein optisches Umlenk­ element (20) befindet, das die zum Rohr (5) radiale Blick­ richtung des Patienten senkrecht zur Brennebene ausrichtet.

12. MR-Ganzkörper-Tomograph nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der optischen Ein­ richtung eine akustische Übertragungseinrichtung (27, 28) zugeordnet ist.

13. MR-Ganzkörper-Tomograph nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fernseheinrichtung (25) schwenkbar gelagert ist und daß eine vom Patienten (4) betätigbare Vorrichtung (z.B. mechanische Hebelübertragung) zum Ver­ schwenken der Fernseheinrichtung (25) vorgesehen ist.

14. MR-Ganzkörper-Tomograph nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb des Tomo­ graphen in den Strahlengang der optischen Einrichtung ein Gerät eingeschaltet ist, das die Beobachtung des Patienten (4) durch den betreuenden Arzt ermöglicht.