DE4421248A1 - Vorrichtung zur Darstellung der von einem Rechner ausgegebenen Information eines medizinischen Gerätes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Darstellung der von einem Rechner ausgegebenen Information eines medizini­ schen Gerätes. Bei manchen medizinischen Geräten können im Bereich des Gerätes keine herkömmlichen Monitore verwendet werden, da diese eine störende Wechselwirkung mit dem Gerät aufweisen würden. Bei Kernspintomographiegeräten würde bei­ spielsweise das von diesen ausgehende Magnetfeld zu einer Ablenkung des Elektronenstrahls führen. Außerdem können gegenseitige Störbeeinflussungen durch Hochfrequenz auftre­ ten. Bei biomagnetischen Meßsystemen würde das von Kathoden­ strahlmonitoren ausgehende Magnetfeld das extrem schwache Nutzfeld stören.

Bei Anlagen, die eine störende Wechselwirkung zwischen Katho­ denstrahlmonitoren und der Meßanordnung aufweisen, werden Kathodenstrahlmonitore daher üblicherweise außerhalb einer Meßkabine mit Hochfrequenzabschirmung und in einem Bereich aufgestellt, in dem eine magnetische Beeinflussung hinrei­ chend klein ist. In der Nähe der Meßsysteme werden im all­ gemeinen Plasmadisplays eingesetzt, die dem Bediener nur einige wenige Informationen geben. Sie werden mit Hilfe einer speziellen Software von einem eigenen Prozessor angesteuert. Die Auflösung von Plasmadisplays reicht jedoch nicht an die Auflösung von Kathodenstrahlmonitoren heran. Die Anlagen­ steuerung wird im allgemeinen mit Hilfe des Monitors über graphische Benutzeroberflächen durchgeführt. Bei einer Auf­ stellung des Monitors außerhalb der Meßkabine muß daher die Bedienung ebenfalls von außen erfolgen.

Bei MR-Geräten sind seit einiger Zeit sogenannte "offene Sy­ steme" verfügbar, z. B. von der Firma Siemens unter dem Namen "Magnetom Open". Der besondere Vorteil eines solchen Systems liegt darin, daß eine sogenannte interventionelle Untersu­ chung möglich wird, das heißt also, daß der Arzt während der Bilderstellung Eingriffe am Patienten durchführen kann. Es ist beispielsweise möglich, in einem solchen System am Patienten eine Operation durchzuführen, deren Verlauf mit Hilfe der Magnetresonanz-Bildgebung beobachtet werden kann. Dabei ist natürlich die Unterbringung eines Monitors außer­ halb der Meßkabine äußerst ungünstig.

Aus der US-Patentschrift 4,901,141 ist es bekannt, auf einem Monitor außerhalb einer Abschirmkammer dargestellte Bilder über eine Glasfaseroptik in den Untersuchungsraum zu über­ tragen und dort auf einem Display darzustellen. Damit soll der zu untersuchende Patient bei teilweise recht lang andau­ ernden Untersuchungen abgelenkt werden. Für eine Übertragung der Bildinformation des medizinischen Geräts selbst ist ein derartiges System kaum geeignet, da es weder bezüglich Auf­ lösung noch bezüglich Helligkeit den Anforderungen genügt. In der US-Patentschrift 5 184 074 wurde vorgeschlagen, einen Monitor innerhalb einer Abschirmkabine aufzustellen.

In der deutschen Patentanmeldung 43 16 642 wurde vorgeschla­ gen, außerhalb der Abschirmkammer eine Projektionsbildröhre anzuordnen und das dort erzeugte Bild auf einen Projektions­ schirm innerhalb der Abschirmkammer zu projizieren. Auch dabei ist jedoch die erzielbare Helligkeit gering.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß es folgenden Anforderungen genügt:

• - keine Interferenz mit dem medizinischen Gerät
• - sehr helle Bilddarstellung
• - großes Bild
• - mögliche Farbdarstellung
• - kompakter Aufbau.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur sche­ matisch dargestellt. Dabei ist ein Kernspintomographiegerät 6 in einer Abschirmkammer 7 aufgestellt. Diese Abschirmkammer 7 soll zum einen verhindern, daß Hochfrequenz von dem Kernspin­ tomographiegerät 6 nach außen dringt, zum anderen, daß Hoch­ frequenz von außen den Meßvorgang stört.

Die vom Kernspintomographiegerät 6 erzeugten Signale werden einem Rechner 5 außerhalb der Abschirmkammer 7 zugeführt. Der Rechner 5 setzt die erhaltenen Signale in Bildinformation um. Er enthält eine spezielle Ansteuereinheit 4, über die eine Matrix 1 ablenkbarer Spiegel 1a ansteuerbar ist. Diese Matrix 1 ist im Ausführungsbeispiel innerhalb der Abschirmkammer 7 angeordnet. Eine derartige Matrix wurde beispielsweise von der Firma Texas Instruments entwickelt und ist in deren Publikation "Current status of the digital micromirror device (DMD) for projection television applications" näher beschrie­ ben. Die Matrix kann z. B. aus 768×576 Spiegeln bestehen, die einzeln um einen Winkel von ± 10° auslenkbar sind. Die Matrix 1 wird von einer Lichtquelle 2 beleuchtet, die z. B. aus einer Halogenlampe 2a und einer Linse 2b besteht. Je nach Auslenk­ zustand der einzelnen Spiegel 1a wird das Licht der Licht­ quelle 2 auf einen Projektionsschirm 3 projiziert, wobei jedes Bildpixel auf dem Projektionsschirm einem Spiegel 1a zugeordnet ist. Zwischen der Matrix 1 und dem Projektions­ schirm 3 ist ein Projektionsobjektiv 8 angeordnet. Wenn ein Spiegel sich in einem Ablenkzustand befindet, beispielsweise um + 10° ausgelenkt wird, reflektiert er das auftreffende Licht derart, daß es durch das Projektionsobjektiv 8 auf den Projektionsschirm 3 projiziert wird und das entsprechende Bildpixel hell erscheint. Wenn dagegen ein Spiegel 1a sich in einer zweiten Ablenkposition befindet (also z. B. um - 10° rotiert ist), fällt dagegen kein Licht auf den Projektions­ schirm und das entsprechende Bildpixel erscheint dunkel. Die Ablenkzustände + 10° bzw. -10° können dabei den digitalen Werten 1 und 0 zugeordnet werden.

Die Reaktionszeit der Spiegel 1a ist sehr kurz. Die jeweilige Helligkeit eines Bildpunktes kann daher durch Pulsbreitenmo­ dulation der Ansteuerung des betreffenden Spiegels einge­ stellt werden, d. h., sie entspricht dem Bruchteil der Zeit, bei der der Spiegel im "hellen" Zustand ist im Vergleich zu der Zeit, in der er im "dunklen" Zustand ist. Mit dieser Anordnung ist auch die Erzeugung von Farbbildern möglich. Dazu kann beispielsweise die Matrix 1 durch die Lichtquelle 2 nacheinander mit den drei Grundfarben rot, grün und blau beleuchtet werden, wobei aufgrund der bereits angesprochenen schnellen Reaktionszeit der Spiegel die Farben im optischen Eindruck gemischt werden können.

Alternativ ist es aber auch möglich, drei der dargestellten Einheiten von Lichtquelle 2 und Matrix 1 vorzusehen, von denen jede Einheit eine Grundfarbe erzeugt.

Da die Matrix 1 mit einer starken Lichtquelle beleuchtet werden kann, ist es möglich, auf dem Projektionsschirm Bilder großer Helligkeit zu erzeugen. Vorteilhafterweise wird der Projektionsschirm 3 transparent ausgebildet, so daß er von seiner Rückseite her betrachtet werden kann und damit ein ungestörter Strahlengang des Lichtes vereinfacht wird. Die Matrix ist unempfindlich gegenüber dem magnetischen Streufeld und erzeugt selbst keine äußeren magnetischen Felder. Durch einen metallischen Tubus kann sie im Hochfrequenzbereich einfach und wirkungsvoll geschirmt werden. Die Bilddar­ stellung kann innerhalb des für diesen Einsatzzweck in Frage kommenden Bereichs beliebig groß gemacht werden. Die gesamte Einheit Lichtquelle 2, Matrix 1, Projektionsobjektiv 8 und Projektionsschirm 3 kann zu einer kompakten Einheit zusammen­ gebaut werden.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Darstellung der von einem Rechner ange­ gebenen Information eines medizinischen Gerätes (6), bei dem zur Vermeidung von hochfrequenten und/oder magnetischen Wech­ selwirkungen mit der Umgebung eine Abschirmkammer (7) vorge­ sehen ist, wobei die Vorrichtung umfaßt:

• - eine Matrix (1) ablenkbarer Spiegel (1a) mit jeweils zwei Ablenkzuständen,
• - eine Ansteuereinheit (4) für die ablenkbaren Spiegel (1a), die die vom Rechner (5) ausgegebenen Informa­ tionen in Ablenkzustände umsetzt,
• - eine Lichtquelle (2), mit der die Matrix (1) bestrahlt wird,
• - einen innerhalb der Abschirmkammer (7) angeordneten Projektionsschirm (3), auf dem jedem Spiegel (1a) in einem ersten Ablenkzustand ein Projektionspunkt zuge­ ordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Matrix (1) ablenkbarer Spiegel (1a) innerhalb der Abschirmkammer (7) untergebracht ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Matrix (1) ablenkbarer Spiegel (1a) von einer Hf-Abschirmung (9) umgeben ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Hellig­ keit jedes Projektionspunktes auf dem Projektionsschirm (3) durch Pulsbreitenmodulation der Ansteuerung des jeweils zugeordneten Spiegels (1a) festgelegt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß der Projek­ tionsschirm (3) transparent und damit auch von der der Matrix (1) abgewandten Seite zu betrachten ist.