WO2008077495A1 - Akustische triggerung eines geräts der bildgebenden magnetischen resonanz - Google Patents

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WO2008077495A1
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sound
signal
magnetic resonance
electrical signal
resonance examination
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PCT/EP2007/010925
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Thoralf Niendorf
Malte Kob
Tobias Frauenrath
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Rheinisch-Westfälisch Technische Hochschule Aachen
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    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48—NMR imaging systems
    • G01R33/54—Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
    • G01R33/56—Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
    • G01R33/567—Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution gated by physiological signals, i.e. synchronization of acquired MR data with periodical motion of an object of interest, e.g. monitoring or triggering system for cardiac or respiratory gating
    • G01R33/5673—Gating or triggering based on a physiological signal other than an MR signal, e.g. ECG gating or motion monitoring using optical systems for monitoring the motion of a fiducial marker
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    • A61B5/7285—Specific aspects of physiological measurement analysis for synchronising or triggering a physiological measurement or image acquisition with a physiological event or waveform, e.g. an ECG signal
    • A61B5/7292—Prospective gating, i.e. predicting the occurrence of a physiological event for use as a synchronisation signal

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a magnetic resonance examination apparatus in the examination of a body, in particular a living being or a material.
  • the invention further relates to a device for triggering the detection of measured values in a magnetic resonance examination apparatus for the examination of a body, in particular a living being or material as well as a magnetic resonance examination apparatus itself.
  • a living being is understood as meaning both humans and animals
  • a material is understood in particular to mean all inanimate objects, including (moving, working) machines.
  • Such magnetic resonance examination apparatuses are, for example, magnetic resonance tomographs, or MRTs, which today are usually used as an alternative to the X-ray examination and offer the advantage, without ionizing radiation, of sectional imaging or spectroscopy of the bodies of living beings such as, for example Humans and animals, or to allow a material.
  • MRTs magnetic resonance tomographs
  • Kemspin tomographs or else generally as devices for magnetic resonance imaging or magnetic resonance spectroscopy (MRI or magnetic resonance spectroscopy - MRS).
  • the basic principle of imaging with such magnetic resonance examination devices is based on the fact that the body of a living being or a material to be examined high up to and above 200 m "! 7m / ms this is exposed to static magnetic fields in the order of several Tesla and pulsed magnetic fields with amplitudes of up to and above 50 mT / m and switching rates of.
  • the method of magnetic resonance examination is well known in the art and thus does not require one closer discussion for the present invention.
  • organ movements of the living beings to be examined are a problem with any type of imaging method in living beings.
  • Such organ movements can lead to falsifications, artifacts or in principle for the diagnosis and evaluation unsuitable image recordings.
  • a high-quality magnetic resonance imaging of organs thus requires the elimination of undesired influences, such as by the respiratory movement, heart movement, pulsation and blood flow.
  • the representation of moving organs requires a synchronization of the magnetic resonance examination apparatus on the phase of organ movement. Both methods thus require for the imaging of the synchronization of a magnetic resonance examination apparatus to the physiological movements, in particular organ movements of the living being to be examined.
  • ECG electrodes are usually applied to the body of the living being to be examined, and the detected electrical signals are fed via electrical lines to the magnetic resonance examination device.
  • it additionally requires the preparation of the living being to be examined, such as, for example, the shaving of the relevant parts of the body and the sticking or contacting of the electrodes by means of a gel.
  • This type of synchronization of a magnetic resonance examination apparatus has considerable disadvantages which result from the examination method itself, namely from the high magnetic field strengths and the partly pulsed magnetic or electromagnetic fields.
  • the ECG signal is subject to interference, which are primarily caused by interactions with the main magnetic field of the magnetic resonance examination apparatus as well as with magnetic field gradients or by the use of electromagnetic radiation, such as high-frequency pulses.
  • risk minimization requires elaborate preparation of the organisms to be examined, such as, for example, the cleaning, shaving of the contact points and the attachment of the electrodes and the control of the compounds.
  • This elaborate preparation takes about 10 - 20% of the total examination time and thus presents itself as a significant temporal cost factor in the diagnosis.
  • ECG signals for providing a trigger signal does not succeed in every living being. For example, it often happens that in infarct patients or patients after open chest surgery, a sufficient ECG signal can not be derived, e.g. because the thoracic surgery usual signal paths that are necessary for the derivation, missing.
  • the ECG deduction proves to be problematic in animals, especially in animals with significantly higher than the human heart rates of 200 - 300 beats per minute.
  • the object of the invention is to provide a method and an apparatus with which the above-mentioned disadvantages are overcome and thus enable error-free synchronization or triggering of magnetic resonance examination equipment in imaging as well as in spectroscopy and no influence by the in the investigation prevailing fields and continue to pose no risks to the subject to be examined.
  • this object is achieved in that sound, in particular structure-borne noise from / from the examined body, e.g. a living being or a material body or a machine detected by means of a sound pickup and is conducted as airborne sound via a sound waveguide to a sound sensor, in particular a microphone which / s forms an electrical signal corresponding to airborne sound, wherein the triggering / triggering of the measured value detection of the magnetic resonance -Schsuchungs réelles in response to the electrical signal, in particular directly with this signal or after a previous processing of the signal.
  • a device for triggering the measurement value acquisition which has a sound pickup, with the sound, in particular structure-borne noise from / from a body, e.g. a sound waveguide for the transmission of the detected sound as airborne sound to a sound sensor, in particular a microphone, by means of which an airborne sound corresponding electrical signal can be generated, with the electrical signal, in particular after a signal processing, the measured value detection of the magnetic resonance examination apparatus can be triggered.
  • An essential core idea of the method according to the invention and the device according to the invention is that the triggering or triggering of the examination device is no longer primarily based on an electrical signal derived from the body of the animal or the material, which may have the aforementioned disturbing influences, but rather due to sound or of the body, for example of structure-borne noise from the body, for example a living being or from / from the material, by means of a sound pickup recorded and, if necessary, can be converted into airborne sound, this airborne sound is then passed through a sound waveguide to a sound sensor.
  • the forwarding of the airborne sound generated by the sound pickup, in particular from the structure-borne sound, via an acoustic waveguide (eg hose) into a region in which there is no longer any influence by any electric or magnetic fields on the sound sensor converted electrical signal can be made.
  • the sound sensor is positioned to convert the airborne sound into an electrical signal in a region in the vicinity of the examination apparatus, in which the prevailing field strengths are low enough to exclude disturbances of the then converted electrical signal or it can in another Be provided design that the sound sensor, for example, completely outside the magnetic field influences of the examination device is arranged, for example outside of a Faraday cage or out of a range characterized by the 5 Gauss and / or 1 Gaussian magnetic field lines surrounding the Magnetic Resonance Investigator.
  • the electrical signal used for triggering or triggering in its shape and amplitude is independent of the magnetic field strength of the magnetic resonance examination apparatus used or of other other influences , such as high-frequency clocked fields.
  • the derivation of an electrical signal from the structure-borne sound or the airborne sound generated thereby is due to the magnetic field independence also suitable for high field applications in which the magnetic resonance examination equipment magnetic field strengths, especially static magnetic fields of about 1.5 Tesla, for example, 3.0 T or more than 7 Tesla, generate.
  • the recording of the sound, in particular structure-borne noise, from / to bodies of living beings or materials / machines can be carried out with a sound pick-up, which essentially goes back to the stethoscope principle, in which airborne sound corresponding to structure-borne noise is produced by means of a membrane, which is e.g. partially surrounds an air volume and so in the air volume of the structure-borne noise can produce corresponding pressure fluctuations, which can be passed through the sound waveguide, for example, in a simple application a hose to the sound sensor, e.g. can be designed as a microphone.
  • a sound pickup is formed in a device according to the invention as a hollow body, in the interior of the aforementioned sound waveguide, such as a hose, opens, wherein at least one wall portion of the hollow body is formed as a flexible membrane.
  • the membrane is detachable on Hollow body is attached, in particular wherein the membrane is designed for single use.
  • a new membrane are raised, which is particularly recommended for hygienic reasons, if the membrane for receiving the structure-borne noise, in particular of organs has direct skin contact with the living being.
  • the method and device according to the invention are also suitable for absorbing structure-borne noise not only in the case of direct contact with the skin of a living being to be examined, but also, for example, when textile tissue or tissue between the membrane and the body also hair, such as fur in animals, is located.
  • the preparation time of living beings to be examined is significantly reduced, since such a sound recording can be positioned using the invention in a simple manner on the body of the living being to be examined, without the need for preparatory actions.
  • the use of the method and apparatus according to the invention has the additional advantage that due to the sound wave line in the sound waveguide between the transducer and the sound sensor, a conditional galvanic separation between the subject to be examined or other bodies and subsequent electronic components, so that any risks excluded, which are based on electrical power, such as the aforementioned risk of burns by electrical interference or by interactions with electromagnetic fields.
  • such a sound pickup may be formed as an external unit, to which only the sound waveguide is connected and which is applied to the body of the living being for examination, for example, through the recesses of receiving coils of the examination device.
  • the receiver coils can directly comprise a sound pickup or the sound pickup can be designed as an independent unit.
  • the signal processing will also process the signal to meet these specifications and to target existing, commercially available and TÜV / CE / FDA certified magnetic resonance testing equipment, in particular without any changes to the system software or software System hardware.
  • a device can accordingly have a signal processing unit which is suitable for forming a corresponding ECG-like or ECG-like signal from the electrical signal of the sound sensor, in order thus to actuate magnetic resonance examination devices which are exclusively oriented to the trigger signal to get from a derived ECG signal.
  • the aforementioned, preferably further provided galvanic isolation between the trigger or trigger input of the examination device and the possibly original or provided for signal processing, obtained from the sound signal electrical signal can be carried out in a possible embodiment such that the (processed) signal is a relay operated, in particular which may be provided in a device according to the invention, wherein the switched output controls the trigger or trigger input of the magnetic resonance examination apparatus.
  • the circuit of the relay output can cause a necessary impedance change at the trigger input of the examination device.
  • the trigger input of a magnetic resonance examination device responds to a changing resistance or impedance, for example, when two contacts of the trigger input are switched from high impedance to low impedance, it thus comes in particular to a short circuit.
  • This can be caused by the switching contact of said relay, which is closed or opened in response to the processed signal, this opening and closing of the signal thus causes the triggering or triggering of the magnetic resonance examination apparatus.
  • a complete galvanic decoupling between the driving electrical signal and the magnetic resonance examination device is thus effected within the relay.
  • a galvanic isolation is formed by an electro-optical converter, with which the electrical signal, in particular after a signal processing, e.g. of the aforementioned type, is convertible into an optical signal.
  • a signal processing e.g. of the aforementioned type
  • the signal processing of the electrical signal obtained by the sound sensor may alternatively or cumulatively be provided to the above-mentioned embodiments for filtering out of the electrical signal those signal components which are e.g. due to acoustic noise or other interference.
  • noise can be e.g. be generated by the operation of the examination apparatus itself or even by operating personnel or medical personnel in the care of a living being to be examined or other ambient noise.
  • corresponding filters in particular bandpass filters, may be provided in the signal processing path between the sound sensor and the trigger input of the magnetic resonance examination apparatus.
  • acoustic noise independent of structure-borne sound noises are detected separately and converted into a second electrical signal, wherein the second electrical signal, in particular also after a signal processing, is subtracted from the electrical signal ,
  • a further sound pickup in particular in the immediate vicinity of the former Schallaufconces is arranged to detect ambient noise, but not the actually relevant structure-borne noise.
  • the arrangement of the second further sound pickup takes place in the vicinity of the first sound pickup that the propagation times of the respectively detected sound are identical, so that the electrical signals obtained therefrom, for example by means of a respective sound sensor can be subtracted from each other directly or at least only after a small time shift.
  • both a retrospective or a prospective triggering can be carried out without the second heart sound disturbing the measured value recording, for example, by a faulty additional triggering.
  • those signal components which are based on the first heart sound are filtered out of the electrical signal. This opens up a further possibility for retrospective triggering with, for example, a total coverage of the heart interval or for prospective triggering.
  • the method and the device according to the invention also open up further examination possibilities which are not accessible in the prior art solely on the basis of ECG triggering.
  • applications for the investigation of materials or machines, in particular also moving / working machines, which do not provide an electrical ECG signal, but generate noise and thus structure-borne noise and / or airborne sound are also developed.
  • the sound sensor which is caused by involuntary movement of organs or extremities, such as, for example, movements of the heart and / or the respiratory organs. It is also possible to synchronize the examination device to movements triggered by reflexes.
  • organs and extremities such as bones, muscles or vocal cords
  • imaging of such organs and extremities conscious by a person to be examined, e.g. on the request of medical staff, be set in motion.
  • in situ images can be taken of organs and extremities, where the examination situation can be consciously influenced by external factors.
  • the imaging in the case of a magnetic resonance examination device such as a tomograph, can be synchronized to all movements which do not take place heart-synchronously.
  • a device which is provided for carrying out the method can be realized as an external unit, which, as mentioned above, in a preferred embodiment, also offers the possibility of the Structure-borne noise to provide an electrical trigger signal which is suitable to control a standard provided ECG trigger input of a magnetic resonance examination device.
  • a magnetic resonance examination apparatus therefore comprises a device of the type described above which is suitable for carrying out the method according to the invention, with the possibility in particular of such devices according to the invention opening up without risks for living beings to be examined, in particular human patients Magnetic field strengths greater than 1.5 Tesla, in particular greater than 3.0 Tesla or 7.0 Tesla to work.
  • a trigger signal according to the previously described type can in principle also be used to detect any others To trigger imaging devices. These may in particular be imaging devices in the medical field of application.
  • Figure 1 shows the known triggering using an ECG signal
  • Figure 2 shows the basic principle of triggering based on structure-borne noise
  • Figure 3 is a more concrete embodiment of the electrical signal processing
  • FIG. 4 Comparison of the signal obtained from the structure-borne sound and a signal obtained from the ECG at a magnetic field strength of
  • FIG. 1 shows, in a schematic overview, the known triggering in the examination of a human in a magnetic resonance tomograph, in short MRT.
  • two electrodes are arranged in the chest region on the human body 1 for the purpose of synchronizing the MRT, in order to tap an electrocardiographic signal, in short an ECG signal.
  • Such an ECG signal is fed via electrical lines 3 to a so-called ECG box 4, which is battery-operated and converts the electrical ECG signal into a trigger signal usable for the MRT 2.
  • This trigger signal is converted for galvanic isolation into an optical signal and fed by means of the optical waveguide 5 in the trigger input of the MRT 2.
  • Figure 2 shows a schematic overview of the inventive method and the device according to the invention. It can be seen here that the body 1 of a person to be examined Sound pickup 6 is mounted in the chest area to capture heart sounds.
  • This sound pickup can be based on the stethoscope principle and converts the structure-borne noise received through the skin surface of the ribcage via a membrane into airborne sound, which is supplied by the sound waveguide 7, such as a hose of a device 8 according to the invention, from the airborne sound signal form electrical signal, which in turn is suitable to trigger the trigger input of a magnetic resonance tomograph 2.
  • the device 8 may be formed to be in a converter 11 from the airborne sound signal after a conversion into an electrical signal by means of a sound sensor and after a signal conditioning 9, which may be operated by a power supply 10, an electrical Provide signal which is suitable to control the standard trigger input of a usually ECG-triggered MRI 2.
  • the processed signal in the converter 11 is converted into such a signal, which is similar to or equivalent to a standard ECG signal.
  • This can, as mentioned above, e.g. be done by a relay 12 whose switching output, which represents the electrical isolation, is controlled by the processed electrical signal. This results in an impedance change at the switching output of the relay, which is evaluated by the trigger input of the MRT and thus leads to triggering of the measured value recording.
  • the sound waveguide 7 is designed so long that the microphone 13, which makes the conversion of the airborne sound into an electrical signal, arranged in one area in which influences from fields are negligible or even completely excluded, such as outside a Faraday cage surrounding MRI 2 or outside the 5 Gauss and / or 1 Gaussian area.
  • FIG. 3 shows a more concrete refinement of the signal conditioning in a device 8 according to the invention according to FIG. 2.
  • the structure-borne sound is detected by the body 1 by means of the sound pickup 6 and first via the sound waveguide 7 to a microphone 13, which generates an electrical signal from the airborne sound signal, said conversion within the microphone outside the problematic field zone, ie the magnetic field of influence of MRT 2 takes place.
  • the pressure fluctuations within the sound waveguide 7 are thus converted by means of the microphone 13 into electrical signals, which then undergo further signal processing.
  • the galvanic separation is done here by the plastic of the tube 7 used.
  • amplification is effected here by means of the amplifier 14, wherein a signal component within a frequency range from 60 to 150 Hertz is transmitted by means of the following filter 15, which can be configured as a steep-edge bandpass filter.
  • filter 15 can be configured as a steep-edge bandpass filter.
  • These are the usual frequency components of the heartbeat of humans, so that it should be considered to adapt such a filter depending on the subject to be examined, for example in animals to higher heart rates.
  • a subsequent derivation stage 16 can be ensured that only fast-changing signals are evaluated, such as large and fast amplitude jumps in a beating heart.
  • a threshold value can then, for example, a Schmitt trigger 17 are used, which transfers the incoming signal above a threshold reached in a constant output voltage signal and thus in particular digitized.
  • a subsequent stage 18 it may then be provided to eliminate any signal components which result, for example, from a two-second hertz. As a result, double or multiple triggerings of temporally one after the other occurring local signal maxima, such as the second heart sound signal can be excluded.
  • a standard ECG signal is simulated in step 19 from the previously processed electrical signal of the microphone.
  • the sustaining pulse duration after the Schmitt trigger and the optionally provided double pulse elimination can be reduced to e.g. a few milliseconds to ensure compatibility with standard ECG inputs from MRI equipment.
  • the electrical isolation can then be achieved by the fact that the simulated ECG signal after stage 19, a relay 20 is driven, the switching output is only then connected directly or indirectly to the ECG trigger input of the device 2. In this case, the galvanic isolation takes place directly in the relay 20.
  • a control stage 21 is provided, with which an acoustic signal can be generated as a feedback to check the operation and the proper function of the structure-borne sound recording. It may also be provided here to superimpose the trigger input of the MRT 2 with a DC offset voltage.
  • the switching signal of the relay optionally after switching on a voltage offset, directly to the usual electrical cables or contacts originally used for the derivation of ECG signals from the MRT, for example by plug-in or terminal contacts. It can thus be used in the device according to the invention or with the method according to the invention, all infrastructure or signal inputs that are available in conventional MRI examination devices available.
  • the device 8 may also include a pulse generator to test the function with artificially generated pulses.
  • Figure 4 shows in direct comparison an inventive, ie acoustically derived trigger signal, in opposition to an ECG signal, which is used at field strengths of 3.0 Tesla.
  • an inventive, ie acoustically derived trigger signal in opposition to an ECG signal, which is used at field strengths of 3.0 Tesla.
  • the simulated ECG signal based on the acoustic derivation is completely free of any disturbing influences and shows clean signal forms
  • the trigger signal according to FIG. 4 b which results on the electrical ECG derivation
  • significant increases in the T edge can be detected, which carries the risk that here false triggering and thus artefacts occur during image recording.
  • the disturbed ECG signal at field strengths of 3.0 Tesla illustrates the strong influence of the prevailing magnetic fields in the signal lines and thus indirectly provides evidence of the patient's risk with regard to the burns mentioned at the outset due to electromagnetic interference field radiation.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Magnet-Resonanz- Untersuchungsgerätes bei der Untersuchung eines Körpers (1), wobei Schall, insbesondere Körperschall, aus dem Körper (1) mittels eines Schallaufnehmers (6) erfasst und als Luftschall über einen Schallwellenleiter (7) zu einem Schallsensor (13) geführt wird, welcher ein zum Luftschall korrespondierendes elektrisches Signal bildet, wobei die Triggerung der Messwerterfassung des Magnet-Resonanz-Untersuchungsgerätes (2) in Abhängigkeit von dem elektrischen Signal erfolgt.

Description

AKUSTISCHE TRIGGERUNG EINES GERÄTS DER BILDGEBENDEN MAGNETISCHEN RESONANZ
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Magnet-Resonanz- Untersuchungsgerätes bei der Untersuchung eines Körpers, insbesondere eines Lebewesens oder eines Materials. Die Erfindung betrifft weiterhin auch eine Vorrichtung zur Auslösung der Messwerterfassung bei einem Magnet-Resonanz- Untersuchungsgerät für die Untersuchung eines Körpers, insbesondere eines Lebewesens oder Materials sowie auch ein Magnet-Resonanz- Untersuchungsgerät selbst. Hierbei werden unter einem Lebewesen sowohl Menschen als auch Tiere verstanden. Unter einem Material werden insbesondere alle leblose Gegenstände, auch (bewegte, arbeitende) Maschinen verstanden.
Bei solchen Magnet-Resonanz-Untersuchungsgeräten handelt es sich beispielsweise um Magnet-Resonanz-Tomografen, kurz MRT, die heute üblicherweise als Alternative zur Röntgenuntersuchung eingesetzt werden und den Vorteil bieten, ohne ionisierende Strahlung eine Schnittbildgebung oder Spektroskopie der Körper von Lebewesen, wie beispielsweise von Menschen und Tieren, oder eines Materials zu ermöglichen. Häufig werden derartige Magnet- Resonanz-Tomografen auch als Kemspin-Tomografen bezeichnet oder auch allgemein als Geräte zur Magnetresonanz-Bildgebung bzw. Magnetresonanz- Spektroskopie (im englischen magnetic resonance imaging - MRI bzw. magnetic resonance spectroscopy - MRS).
Das Grundprinzip der Bildgebung mit derartigen Magnet-Resonanz- Untersuchungsgeräten geht darauf zurück, dass der Körper eines zu untersuchenden Lebewesens oder eines zu untersuchenden Materials hohen statischen Magnetfeldern in der Größenordnung von mehreren Tesla und gepulsten Magnetfeldern mit Amplituden von bis zu und über 50 mT/m und Schaltraten von bis zu und über 200 m"!7m/ms ausgesetzt wird. Hierbei erreichen heutige standardmäßig eingesetzte Geräte üblicherweise Feldstärken von 0,2 bis 3 Tesla, wobei die Tendenz dahingeht, höhere Feldstärken bis über 7 Tesla zu verwenden, was insbesondere eine höhere Auflösung bei der Bildgebung verspricht. Das Verfahren der Magnet-Resonanz-Untersuchung ist an sich im Stand der Technik wohl bekannt und bedarf somit keiner näheren Erörterung für die vorliegende Erfindung.
Übliche derzeitig und zukünftige Anwendungsgebiete liegen beispielsweise in der neuro-vaskulären, muskuskeletaren und kardiovaskulären MRT, einschließlich der anatomischen Bildgebung, Entzündungsdiagnostik, Funktionsdiagnostik, Wandbeweglichkeitsanalyse, Bildgebung der Stimm- und Sprechakustik, Ichämie- und Vitalitätsdiagnostik, röntgenstrahlenfreier MR-Angiografie, morphologischer Begutachtungvon Organen und Gefäßen, Flussquantifizierung, Gewebecharakterisierung etc., so dass sich grundsätzlich ein sehr weites Spektrum der Diagnostik bei jeglicher Art von Lebewesen, wie beispielsweise Menschen und Tieren, bzw. bei der Erhebung von Materialparametern, z.B. bei der Qualitätssicherung und Materialprüfung erschließt.
Problematisch bei jeglicher Art von bildgebenden Verfahren bei Lebewesen sind dabei insbesondere Organbewegungen der zu untersuchenden Lebewesen. Solche Organbewegungen können zu Verfälschungen, Artefakten oder zu grundsätzlich für die Diagnostik und Auswertung ungeeigneten Bildaufnahmen führen. Besonders deutlich wird dies am Beispiel der Herzuntersuchungen, bei denen die Herzbewegung selbst kontraproduktiv ist. Eine hochqualitative Magnet- Resonanz-Darstellung von Organen erfordert somit die Ausschaltung unerwünschter Einflüsse, wie beispielsweise durch die Atembewegung, Herzbewegung, Pulsation und Blutfluss. Andererseits setzt die Darstellung bewegter Organe eine Synchronisation des Magnet-Resonanz- Untersuchungsgerätes auf die Phase der Organbewegung voraus. Beide Verfahren erfordern somit für die Bildgebung die Synchronisierung eines Magnet-Resonanz-Untersuchungsgerätes an die physiologischen Bewegungen, insbesondere Organbewegungen des zu untersuchenden Lebewesens.
Im Stand der Technik ist es dafür bekannt, eine sogenannte EKG-Triggerung des Magnet-Resonanz-Untersuchungsgerätes vorzunehmen, was bedeutet, dass die Messwerterfassung eines Magnet-Resonanz-Untersuchungsgerätes, wie eines Magnet-Resonanz-Tomografen, mit der Herzbewegung synchronisiert wird.
Hierfür ist es bekannt, ein Synchronisations- bzw. Triggerungssignal für die Auslösung des Magnetuntersuchungsgerätes aus dem EKG-Signal des zu untersuchenden Lebewesens abzuleiten. Üblicherweise werden hierfür EKG- Elektroden an den Körper des zu untersuchenden Lebewesens angelegt und die erfassten elektrischen Signale über elektrische Leitungen dem Magnet-Resonanz- Untersuchungsgerät zugeführt. Hierfür bedarf es ergänzend noch der Vorbereitung des zu untersuchenden Lebewesens, wie beispielsweise das Rasieren der betreffenden Körperpartien sowie das Aufkleben oder die Kontaktierung der Elektroden mittels eines Gels.
Konkret ist es im Stand der Technik bekannt, anhand von auf dem Körper, z.B. dem Brustkorb, aufgeklebten Elektroden das abgeleitete elektrokardiografische Signal einer batteriegespeisten EKG-Box zuzuführen, die seitens des Herstellers eines Magnet-Resonanz-Untersuchungsgerätes oder durch Drittanbieter zur Verfügung gestellt wird und in der das abgeleitete EKG-Signal in ein vom Triggersystem des Magnet-Resonanz-Untersuchungsgerätes nutzbares Signal umgewandelt wird.
Diese Art der Synchronisierung eines Magnet-Resonanz-Untersuchungsgerätes weist erhebliche Nachteile auf, die sich durch die Untersuchungsmethode selbst, nämlich durch die hohen Magnetfeldstärken und die zum Teil gepulsten magnetischen oder elektromagnetischen Felder ergeben. So unterliegt das EKG-Signal Störeinflüssen, welche primär durch Wechselwirkungen mit dem Hauptmagnetfeld des Magnet-Resonanz- Untersuchungsgerätes sowie auch mit magnetischen Feldgradienten oder aber durch die Verwendung elektromagnetischer Strahlung, wie beispielsweise von Hochfrequenzimpulsen verursacht werden.
Dies bewirkt, dass beispielsweise durch den magnetohydrodynamischen Effekt Verzerrungen in der EKG-Signalform erzeugt werden, die sich bei der Synchronisierung eines Magnet-Resonanz-Untersuchungsgerätes durch ein solches Signal negativ auswirken. Eine starke und insbesondere magnetfeldstärkeab häng ige Verzerrung des EKG-Signals ergibt sich insbesondere bei der sogenannten T-Wellenamplitude, die eine magnetfeldstärkenabhängige Anhebung erfährt, so dass gerade bei hohen Magnetfeldstärken, wie beispielsweise bei Magnetfeldstärken oberhalb von 1 ,5 Tesla die Amplitude der T- WeIIe in der EKG-Signalform vergleichbar wird mit der Amplitude der R-Zacke im Signal, auf die üblicherweise die Synchronisation und somit die Triggerung erfolgt.
Es kann daher aufgrund der Verzerrung der T-WeIIe zu Fehltriggerungen und somit zu Fehlern in der Bildgebung bzw. zu Beeinträchtigungen in der Bildqualität kommen. Bezüglich der Triggerung anhand des EKG-Signals ist es somit zusammenfassend als besonders nachteilig herauszustellen, dass das EKG- Signal selbst stark durch die bei der Untersuchung vorherrschenden magnetischen und/oder elektrischen und/oder elektromagnetischen Felder gestört wird, wobei diese Störung mit zunehmender Feldstärke zunimmt, was den Einsatz dieser Triggermethode gerade bei den verwendeten
Hochfelduntersuchungsgeräten mit Magnetfeldstärken über 1.5 T, gegebenenfalls über 3.0 T und 7.0 Tesla als nicht mehr zuverlässig darstellt.
Darüber hinaus ist es im Stand der Technik bekannt geworden, dass es durch die Störeinstrahlung von elektromagnetischen Feldern in die elektrische Verkabelung zur Ableitung von EKG-Signalen zu Verbrennungen an den Kontaktstellen der angebrachten Elektroden zum zu untersuchenden Lebewesen gekommen ist. Das Risiko solcher Verbrennungen ist dabei maßgeblich auf die Antennenwirkung von EKG-Kabeln und Elektroden sowie anderer elektronischer Komponenten bei der Gewinnung eines zur Triggerung nötigen EKG-Signals zurückzuführen. Dabei ist festzustellen, dass auch dieses Risiko mit zunehmender Feldstärke bei den Magnet-Resonanz-Untersuchungsgeräten steigt.
Aufgrund der vorgenannten Nachteile bedarf es zur Risikominimierung einer aufwendigen Vorbereitung der zu untersuchenden Lebewesen, wie beispielsweise eingangs genannt, der Reinigung, des Rasierens der Kontaktstellen sowie das Anbringen der Elektroden und die Kontrolle der Verbindungen. Diese aufwendige Vorbereitung benötigt ca. 10 - 20% der Gesamtuntersuchungszeit und stellt sich somit als ein wesentlicher zeitlicher Kostenfaktor in der Diagnostik dar.
Darüber hinaus ist festzustellen, dass nicht bei jedem Lebewesen die Ableitung von EKG-Signalen zur Bereitstellung eines Triggersignals gelingt. Beispielsweise kommt es häufig vor, dass bei Infarktpatienten oder Patienten nach einer offenen Brustkorb-OP kein ausreichendes EKG-Signal abgeleitet werden kann, z.B. da durch die Brustkorb-OP übliche Signalwege, die für die Ableitung nötig sind, fehlen. Darüber hinaus erweist sich die EKG-Ableitung bei Tieren als problematisch, insbesondere bei Tieren mit gegenüber dem Menschen deutlich erhöhten Herzfrequenzen von 200 - 300 Schlägen pro Minute.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, mit denen die eingangs genannten Nachteile überwunden werden und die somit eine fehlerfreie Synchronisierung bzw. Triggerung von Magnet-Resonanz- Untersuchungsgeräten in der Bildgebung sowie auch in der Spektroskopie ermöglichen und keinerlei Beeinflussung durch die bei der Untersuchung vorherrschenden Felder sowie auch weiterhin keinerlei Risiken für das zu untersuchende Lebewesen bergen.
Es ist weitere Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereit zu stellen, mittels denen sowohl Lebewesen, z.B. in der medizinischen Diagnostik und Forschung untersucht werden können als auch leblose Körper, z.B. Materialien, Maschinen, insbesondere auch bewegte, arbeitende Maschinen während der Durchführung von Bewegungen z.B. zum Zweck der Materialprüfung, Funktionsund Qualitätskontrolle.
Verfahrensgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass Schall, insbesondere Körperschall aus/vom dem untersuchten Körper, z.B. eines Lebewesens oder eines Materialkörpers oder einer Maschine mittels eines Schallaufnehmers erfasst und als Luftschall über einen Schallwellenleiter zu einem Schallsensor, insbesondere einem Mikrofon geführt wird, welcher/s ein zum Luftschall korrespondierendes elektrisches Signal bildet, wobei die Auslösung/Triggerung der Messwerterfassung des Magnet-Resonanz-Untersuchungsgeräts in Abhängigkeit des elektrischen Signals erfolgt, insbesondere also direkt mit diesem Signal oder nach einer vorherigen Verarbeitung des Signals.
Weiterhin gelöst wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Auslösung der Messwerterfassung, die einen Schallaufnehmer aufweist, mit dem Schall, insbesondere Körperschall aus/von einem Körper, z.B. einem Lebewesen bzw. aus einem Material oder einer Maschine erfassbar ist sowie einen Schallwellenleiter für die Weiterleitung des erfassten Schalls als Luftschall zu einem Schallsensor, insbesondere einem Mikrofon, mittels dem ein zum Luftschall korrespondierendes elektrisches Signal erzeugbar ist, wobei mit dem elektrischen Signal, insbesondere nach einer Signalverarbeitung, die Messwerterfassung des Magnet-Resonanz-Untersuchungsgerätes auslösbar ist.
Wesentlicher Kerngedanke des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es, dass die Triggerung bzw. Auslösung des Untersuchungsgerätes nicht mehr primär anhand eines vom Körper des Lebewesens oder des Materials abgeleiteten elektrischen Signals erfolgt, welches die vorgenannten Störeinflüsse aufweisen kann, sondern vielmehr aufgrund von Schall aus oder von dem Körper, z.B. von Körperschall aus dem Körper, z.B. eines Lebewesens oder aus/von dem Material, der mittels eines Schallaufnehmers erfasst und ggfs. in Luftschall gewandelt werden kann, wobei dieser Luftschall sodann durch einen Schallwellenleiter zu einem Schallsensor geführt wird.
Dies hat den besonderen Vorteil, dass sowohl die Aufnahme des Körperschalls als auch die Weiterleitung bis zum Schallsensor vollständig unbeeinflusst bleibt von eventuellen Feldern, wie magnetischen oder elektromagnetischen Feldern, in der Umgebung des Magnet-Resonanz-Untersuchungsgerätes.
Es kann demnach erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Weiterleitung des durch den Schallaufnehmer insbesondere aus dem Körperschall generierten Luftschalls über einen Schallwellenleiter (z.B. Schlauch) bis in einen Bereich erfolgt, in dem keinerlei Einfluss mehr durch eventuelle elektrische oder magnetische Felder auf das sodann in dem Schallsensor gewandelte elektrische Signal erfolgen kann.
Hierfür kann es z.B. entweder vorgesehen sein, dass der Schallsensor zur Wandlung des Luftschalls in ein elektrisches Signal in einem Bereich in der Umgebung des Untersuchungsgerätes positioniert wird, in welchem die herrschenden Feldstärken gering genug sind, um Störungen des dann gewandelten elektrischen Signals auszuschließen oder aber es kann in einer weiteren Ausführung vorgesehen sein, dass der Schallsensor beispielsweise vollständig außerhalb der Magnetfeldeinflüsse des Untersuchungsgerätes angeordnet wird, z.B. außerhalb eines Faradayschen Käfigs oder außerhalb eines Bereiches gekennzeichnet durch die 5 Gauß und/oder 1 Gauß Magnetfeldlinien, die das Magnet-Resonanz-Untersuchungsgerät umgeben.
So kann in jedem Fall erreicht werden, dass das zur Triggerung bzw. Auslösung benutzte elektrische Signal, gegebenenfalls nach einer Verarbeitung des Signals, in seiner Form und Amplitude unabhängig ist von der magnetischen Feldstärke des verwendeten Magnet-Resonanz-Untersuchungsgerätes oder auch von sonstigen anderen Einflüssen, wie getakteten Hochfrequenzfeldern. Die Herleitung eines elektrischen Signals aus dem Körperschall bzw. den dadurch generierten Luftschall ist somit aufgrund der Magnetfeldunabhängigkeit auch für Hochfeldanwendungen geeignet, bei denen die Magnet-Resonanz- Untersuchungsgeräte Magnetfeldstärken, insbesondere statische Magnetfelder von über 1.5 Tesla, beispielsweise auch von 3.0 T oder über 7 Tesla, erzeugen.
Darüber hinaus sind durch das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtungen Wechselwirkungen mit statischen oder gepulsten elektromagnetischen Feldern ausgeschlossen, so dass auch bei Einsatz der Erfindung für die Triggerung bzw. Auslösung der Messwertaufnahme von Magnet- Resonanz-Untersuchungsgeräten bei Lebewesen kein Risiko für Verbrennungen an den Lebewesen existiert, da elektrische Kontaktstellen zum Lebewesen bei Einsatz der Erfindung vollständig in Entfall kommen.
Erfindungsgemäß kann die Aufnahme des Schalls, insbesondere Körperschalls aus/von Körpern von Lebewesen oder Materialien / Maschinen mit einem Schallaufnehmer erfolgen, der im Wesentlichen auf das Stethoskopprinzip zurückgeht, bei dem zum Körperschall korrespondierender Luftschall mittels einer Membran erzeugt wird, die z.B. teilbereichsweise ein Luftvolumen umgibt und so in dem Luftvolumen dem Körperschall entsprechende Druckschwankungen erzeugen kann, die über den Schallwellenleiter, beispielsweise in einfacher Anwendung einen Schlauch zu dem Schallsensor geführt werden kann, der z.B. als Mikrofon ausgeführt sein kann.
Es kann dabei vorgesehen sein, dass ein Schallaufnehmer bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung als ein Hohlkörper ausgebildet ist, in dessen Inneres der eingangs genannte Schallwellenleiter, beispielsweise ein Schlauch, mündet, wobei zumindest ein Wandbereich des Hohlkörpers als eine flexible Membran ausgebildet ist.
Für eine hygienische Anwendung, insbesondere bei der Untersuchung von Lebewesen, kann es dabei vorgesehen sein, dass die Membran lösbar am Hohlkörper befestigt ist, insbesondere wobei die Membran zur Einmalnutzung ausgebildet ist. So kann für die Untersuchung jedes Lebewesens auf den Schallaufnehmer eine neue Membran aufgezogen werden, was sich insbesondere dann aus hygienischen Gründen empfiehlt, wenn die Membran zur Aufnahme des Körperschalls, insbesondere von Organen direkten Hautkontakt zum Lebewesen aufweist.
Es ist hier jedoch auch festzustellen, dass das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung auch geeignet sind, Körperschall nicht nur bei direktem Kontakt mit der Haut eines zu untersuchenden Lebewesens aufzunehmen, sondern beispielsweise auch dann, wenn sich zwischen der Membran und dem Körper beispielsweise textile Gewebe oder auch Haare, beispielsweise Fell bei Tieren, befindet. Hierdurch wird insbesondere die Vorbereitungszeit von zu untersuchenden Lebewesen deutlich reduziert, da eine solche Schallaufnahme bei Einsatz der Erfindung in einfacher Weise am Körper des zu untersuchenden Lebewesens positioniert werden kann, ohne dass es vorbereitender Handlungen bedarf.
Der Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung hat darüber hinaus den Vorteil, dass aufgrund der Schallwellenleitung im Schallwellenleiter zwischen dem Schallaufnehmer und dem Schallsensor eine erfindungsgemäße bedingte galvanische Trennung zwischen dem zu untersuchenden Lebewesen oder auch anderen Körpern und nachfolgenden elektronischen Komponenten erfolgt, so dass jegliche Risiken ausgeschlossen werden, die auf elektrischer Leitung beruhen, wie beispielsweise das eingangs genannte Verbrennungsrisiko durch elektrische Störeinstrahlungen oder durch Wechselwirkungen mit elektromagnetischen Feldern.
Beispielsweise kann ein solcher Schallaufnehmer als eine externe Einheit ausgebildet sein, an die nur der Schallwellenleiter angeschlossen ist und die für eine Untersuchung beispielsweise durch die Ausnehmungen von Empfangsspulen des Untersuchungsgeräts an den Körper des Lebewesens angelegt wird. Ebenso können die Empfangsspulen unmittelbar einen Schallaufnehmer umfassen bzw. kann der Schallaufnehmer als eigenständige Einheit ausgelegt sein.
Nach der Wandlung des Körperschalls bzw. des Luftschalls in ein korrespondierendes elektrisches Signal im Schallsensor kann es in einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass in dem Fall, wenn das gewonnene elektrische Signal nicht unmittelbar geeignet ist zur Triggerung bzw. Auslösung der Messwerterfassung eine Signalverarbeitung vorgesehen ist und der Auslöse- bzw. Triggereingang eines Magnet-Resonanz-Untersuchungsgerätes statt bei einer direkten Ansteuerung durch das elektrische Signal erst durch das verarbeitete Signal und hier insbesondere nach einer weiteren galvanischen Trennung angesteuert wird.
So besteht die Möglichkeit, das aus dem Schall gewonnene elektrische Signal in der nachfolgenden Signalverarbeitung aufzubereiten, so dass es für die Ansteuerung eines Auslöse- bzw. Triggereingangs eines Magnet-Resonanz- Untersuchungsgerätes geeignet ist. Es besteht so insbesondere auch die Möglichkeit, bestehende Magnet-Resonanz-Untersuchungsgeräte mit Auslöse- und Triggereingängen, die eine besondere Spezifikation der elektrischen Signale erfordern, auch mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung anzusteuern, da hier grundsätzlich die Möglichkeit gegeben ist, durch die Signalverarbeitung neben Möglichkeiten zur Filterung und Verstärkung das Signal auch derart aufzubereiten, dass es geeignet ist, diese Spezifikationen zu erfüllen und bestehende, am Markt erhältliche und TÜV/CE/FDA zertifizierte Magnet-Resonanz-Untersuchungsgeräte anzusteuern, insbesondere ohne Änderungen an der Systemsoftware oder Systemhardware vorzunehmen. Somit ist unmittelbar auch die Möglichkeit gegeben, bereits im Einsatz befindliche Geräte nachträglich umzurüsten von einer bestehenden EKG- Triggerung auf die Triggerung anhand von Körperschallsignalen gemäß der Erfindung. Zur Ansteuerung eines beispielsweise standardmäßig vorgesehenen Triggereingangs für ein Standard-EKG-Signal kann es dabei beispielsweise vorgesehen sein, dass bei der genannten optionalen Signalverarbeitung aus dem elektrischen Signal des Schallsensors ein EKG-Signal simuliert wird bzw. zumindest, dass das elektrische Signal in seinem Signalverlauf an EKG-Signale angepasst wird. So kann demnach eine erfindungsgemäße Vorrichtung eine Signalverarbeitungseinheit aufweisen, die geeignet ist, aus dem elektrischen Signal des Schallsensors ein entsprechendes EKG-ähnliches oder EKG-gleiches Signal zu bilden, um somit Magnet-Resonanz-Untersuchungsgeräte anzusteuern, die ausschließlich darauf ausgerichtet sind, das Triggersignal aus einem abgeleiteten EKG-Signal zu erhalten.
Die vorangehend genannte, bevorzugt weiterhin vorgesehene galvanische Trennung zwischen dem Auslöse- bzw. Triggereingang des Untersuchungsgerätes und dem gegebenenfalls originären oder nach einer Signalverarbeitung vorgesehenen, aus dem Schallsignal gewonnenen elektrischen Signal kann in einer möglichen Ausführung derart erfolgen, dass das (verarbeitete) Signal ein Relais betätigt, insbesondere welches in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen sein kann, wobei dessen geschalteter Ausgang den Auslöse- bzw. Triggereingang des Magnet-Resonanz-Untersuchungsgerätes ansteuert. Hierbei kann die Schaltung des Relaisausgangs eine notwendige Impedanzänderung am Triggereingang des Untersuchungsgerätes bewirken.
So kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass der Triggereingang eines Magnet-Resonanz-Untersuchungsgerätes auf einen sich ändernden Widerstand bzw. Impedanz reagiert, beispielsweise, wenn zwei Kontaktes des Triggereingangs von hochohmig auf niederohmig durchgeschaltet werden, es somit insbesondere zu einem Kurzschluss kommt. Dies kann durch den Schaltkontakt des genannten Relais hervorgerufen werden, der in Abhängigkeit des verarbeiteten Signals geschlossen oder geöffnet wird, wobei dieses Öffnen und Schließen des Signals somit die Auslösung bzw. Triggerung des Magnet- Resonanz-Untersuchungsgerätes bewirkt. Gleichzeitig wird somit innerhalb des Relais eine vollständige galvanische Entkopplung zwischen dem ansteuernden elektrischen Signal und dem Magnet- Resonanz-Untersuchungsgerät bewirkt.
Alternativ oder zusätzlich kann es auch vorgesehen sein, dass eine galvanische Trennung durch einen elektrooptischen Wandler ausgebildet wird, mit dem das elektrische Signal, insbesondere nach einer Signalverarbeitung, z.B. der vorgenannten Art, in ein optisches Signal wandelbar ist. So kann es demnach vorgesehen sein, dass mit dem dann gewandelten optischen Signal ein entsprechender optischer Auslöse- bzw. Triggereingang eines Untersuchungsgerätes angesteuert wird.
Die Signalverarbeitung des von dem Schallsensor gewonnenen elektrischen Signals kann alternativ oder kumulativ zu den vorherigen genannten Ausführungen auch dafür vorgesehen sein, um aus dem elektrischen Signal solche Signalanteile auszufiltern, die z.B. auf akustische Störgeräusche oder andere Störungen zurückgehen. Solche Störgeräusche können z.B. durch den Betrieb des Untersuchungsgerätes selbst oder aber auch durch Bedienungspersonal oder medizinisches Personal bei der Betreuung eines zu untersuchenden Lebewesens oder sonstige Umgebungsgeräusche erzeugt werden. Beispielsweise können hierbei im Signalverarbeitungsweg zwischen dem Schallsensor und dem Triggereingang des Magnet-Resonanz- Untersuchungsgerätes entsprechende Filter, insbesondere Bandpassfilter vorgesehen sein.
In einer weiteren möglichen Ausführung kann es auch ergänzend vorgesehen sein, dass zur Ausfilterung akustischer Störgeräusche vom Körperschall unabhängige Geräusche separat erfasst und in ein zweites elektrisches Signal gewandelt werden, wobei das zweite elektrische Signal, insbesondere ebenfalls nach einer Signalverarbeitung, von dem elektrischen Signal subtrahiert wird. So kann es beispielsweise für diese Ausführung vorgesehen sein, dass neben einem Schallaufnehmer zur Aufnahme des Körperschalls ein weiterer Schallaufnehmer, insbesondere in der unmittelbaren Umgebung des erstgenannten Schallaufnehmers angeordnet wird, um Umgebungsgeräusche zu erfassen, jedoch nicht den eigentlich relevanten Körperschall. Hierbei kann es durch die bevorzugte Tatsache, dass die Anordnung des zweiten weiteren Schallaufnehmers in der Umgebung des ersten Schallaufnehmers erfolgt, auch erreicht werden, dass die Laufzeiten des jeweils erfassten Schalls identisch sind, so dass die hieraus, z.B. mittels jeweils eines Schallsensors gewonnenen elektrischen Signale unmittelbar oder zumindest nur nach einer geringen zeitlichen Verschiebung gegeneinander voneinander subtrahiert werden können.
Bei einer Anwendung, in der die Schallaufnahme von Herztönen bei Lebewesen durchgeführt werden soll, kann es auch vorgesehen sein, dass bei der Signalverarbeitung aus dem elektrischen Signal solche Signalanteile ausgefiltert werden, die auf den zweiten Herzton zurückgehen. So kann hierdurch sowohl eine retrospektive oder eine prospektive Triggerung erfolgen, ohne dass der zweite Herzton die Messwertaufnahme beispielsweise durch eine fehlerhafte zusätzliche Triggerung stört. Alternativ kann es ebenso vorgesehen sein, dass bei einer Schallaufnahme von Herztönen bei der Signalverarbeitung aus dem elektrischen Signal solche Signalanteile ausgefiltert werden, die auf den ersten Herzton zurückgehen. So erschließt sich hierdurch eine weitere Möglichkeit zur retrospektiven Triggerung mit beispielsweise einer Gesamtabdeckung des Herzintervalls oder zur prospektiven Triggerung.
Bei einer Anwendung, in der die Schallaufnahme von anderen komplexen Schallsignalen, z.B. Stimmschall durchgeführt werden soll, kann es auch vorgesehen sein, dass bei der Signalverarbeitung aus dem elektrischen Signal solche Signalanteile ausgefiltert werden, die nicht auf die Grundfrequenz zurückgehen. So kann hierdurch insbesondere eine Extraktion von Grundfrequenz und Phase des Stimmsignals für die Triggerung gewonnen werden. Neben den eingangs genannten Vorteilen bezüglich der Gewinnung eines feldunabhängigen Triggersignals ohne Risiken für die untersuchten Lebewesen erschließen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch weitere Untersuchungsmöglichkeiten, die im Stand der Technik allein aufgrund einer EKG-Triggerung nicht zugänglich sind. Insbesondere erschließen sich auch Anwendungen zur Untersuchung von Materialien oder Maschinen, insbesondere auch bewegten / arbeitenden Maschinen, die kein elektrisches EKG-Signal zur Verfügung stellen, jedoch Geräusche und somit Körperschall und/oder Luftschall erzeugen. Bei Maschinen / Materialien kann es dabei entbehrlich sein, einen Schallaufnehmer zur Aufnahme von Körperschall am Maschinenkörper / Material anzubringen. Es kann ausreichend sein, einen Schallaufnehmer zur Aufnahme von Luftschall am oder in der Nähe vom Maschinenkörper / Material einzusetzen.
So besteht hier erfindungsgemäß die Möglichkeit, insbesondere bei Lebewesen, mittels des Schallaufnehmers Körperschall aufzunehmen, der durch unwillkürliche Bewegung von Organen oder Extremitäten hervorgerufen wird, wie beispielsweise Bewegungen des Herzens und/oder der Atmungsorgane. Ebenso besteht die Möglichkeit, das Untersuchungsgerät an Bewegungen zu synchronisieren, die durch Reflexe ausgelöst werden.
Ebenso besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Synchronisierung an willkürliche Bewegungen von Organen und Extremitäten, wie beispielsweise von Knochen, Muskeln oder Stimmbändern, so dass sich hier auch die Bildgebung erschließt von solchen Organen und Extremitäten, die durch eine zu untersuchende Person bewusst, z.B. auf Anforderung von medizinischem Personal, in Bewegung versetzt werden. So können beispielsweise auch in-situ-Bilder aufgenommen werden von Organen und Extremitäten, bei denen die Untersuchungssituation bewusst von extern beeinflusst werden kann.
Dies erschließt sich auch bei einer Möglichkeit, bei der durch den Schallaufnehmer erfindungsgemäß solcher Körperschall aufgenommen wird, der durch in das Lebewesen oder das Material eingestrahlten Schall entsteht. So kann hier durch einen externen Schallerzeuger beispielsweise in ein Lebewesen oder Material Schall eingestrahlt werden, der zu einer Reaktion von Organen oder Extremitäten oder Materialien bzw. Materialkomponenten führt, so dass der dann hierdurch induzierte Körperschall wiederum erfassbar ist und bei der Bildgebung die Messwertaufnahme hierauf synchronisiert werden kann. Auch so erschließen sich Anwendungsfälle, die bei einer üblichen EKG-Synchronisation in der Bildgebung nicht zugänglich wären.
Insbesondere kann so mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und einer erfindungsgemäßen Vorrichtung die Bildgebung bei einem Magnet-Resonanz- Untersuchungsgerät, wie beispielsweise einem Tomografen, an sämtliche Bewegungen synchronisiert werden, die nicht herzsynchron ablaufen.
Besondere Vorteile ergeben sich durch das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung auch dadurch, dass eine Vorrichtung, die zur Durchführung des Verfahrens vorgesehen ist, als externe Baueinheit realisiert sein kann, die, wie eingangs erwähnt, in einer bevorzugten Ausführung auch die Möglichkeit bietet, aus dem Körperschall ein elektrisches Triggersignal bereitzustellen, welches geeignet ist, einen standardmäßig vorgesehenen EKG-Triggereingang eines Magnet-Resonanz-Untersuchungsgerätes anzusteuern.
So kann eine derartige erfindungsgemäße Vorrichtung als Ergänzung zu bestehenden Magnet-Resonanz-Untersuchungsgeräten bereitgestellt werden, um diese nachzurüsten. Ebenso ist es auch möglich, eine erfindungsgemäße Vorrichtung unmittelbar in sodann erfindungsgemäße Magnet-Resonanz- Untersuchungsgeräte, also beispielsweise Magnet-Resonanz-Tomografen, zu integrieren. Ein erfindungsgemäßes Magnet-Resonanz-Untersuchungsgerät umfasst demnach eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art, die geeignet ist, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen, wobei sich insbesondere bei derartigen erfindungsgemäßen Geräten die Möglichkeit erschließt, ohne Risiken für zu untersuchende Lebewesen, insbesondere menschliche Patienten, auch bei Magnetfeldstärken größer 1.5 Tesla, insbesondere größer als 3.0 Tesla oder 7.0 Tesla, zu arbeiten.
Wenn auch hier im Wesentlichen die Möglichkeiten der Triggerung bzw. Auslösung der Messwertaufnahme bei Magnet-Resonanz-Untersuchungsgeräten beschrieben wird, so ist doch festzustellen, dass die erfindungsgemäße Bereitstellung eines Triggersignals gemäß der zuvor beschriebenen Art grundsätzlich auch eingesetzt werden kann, um die Messwerterfassung jeglicher anderer Bildgebungsgeräte zu triggern. Hierbei kann es sich insbesondere um Bildgebungsgeräte im medizinischen Anwendungsgebiet handeln.
Der einschlägige Stand der Technik sowie Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den nachfolgenden Figuren dargestellt. Es zeigen:
Figur 1 die bekannte Triggerung anhand eines EKG-Signals
Figur 2 das Grundprinzip der Triggerung anhand von Körperschall Figur 3 eine konkretere Ausgestaltung der elektrischen Signalverarbeitung
Figur 4 Vergleich des aus dem Körperschall gewonnenen Signals und eines aus dem EKG gewonnenen Signals bei einer Magnetfeldstärke von
3.0 Tesla
Die in den Figuren dargestellten Ausführungen zum Stand der Technik und der Erfindung betreffen die Anwendung bei Lebewesen, insbesondere beim Menschen. Es ist darauf hinzuweisen, dass alle Angaben zur Erfindung in dieser Beschreibung nicht nur beim Menschen, sondern bei beliebigen Lebewesen und auch bei (leblosen) Materialen und Maschinen zum Einsatz kommen können.
Die Figur 1 zeigt in einer prinzipiellen Übersichtsdarstellung die bekannte Triggerung bei der Untersuchung eines Menschen in einem Magnet-Resonanz- Tomografen, kurz als MRT bezeichnet. Erkennbar ist hier, dass an dem menschlichen Körper 1 zur Synchronisation des MRT 2 Elektroden im Brustbereich angeordnet sind, um ein elektrokardiografisches Signal, kurz ein EKG-Signal, abzugreifen. Ein solches EKG-Signal wird über elektrische Leitungen 3 einer sogenannten EKG-Box 4 zugeleitet, die batteriebetrieben ist und das elektrische EKG-Signal in ein für den MRT 2 nutzbares Triggersignal umwandelt. Dieses Triggersignal wird dabei für eine galvanische Trennung in ein optisches Signal umgewandelt und mittels des Lichtwellenleiters 5 in den Triggereingang des MRT 2 eingespeist. Es besteht so die Möglichkeit, zur Herzbewegung synchrone Bilder mittels des MRT 2 aus dem Körper 1 aufzunehmen.
Anhand dieser Übersichtsdarstellung erschließt sich auch die Problematik, die im Stand der Technik besteht, da die elektrischen Leitungen 3 zwischen den Elektroden am Körper 1 sowie der EKG-Box 4 sich vollständig innerhalb des Einflussbereiches des magnetischen Feldes sowie auch der elektromagnetischen Felder beim Betrieb eines Magnet-Resonanz-Tomografen 2 befinden. So werden hierdurch Störungen im elektrischen Signal erzeugt, die zu Fehltriggerungen oder auch zu Artefakten in der Bildgebung des MRT 2 führen können. Darüber hinaus besteht hier das Risiko, dass insbesondere bei hohen Feldstärken Spannungen in die Kabel 3 induziert werden, die an den Kontaktstellen der Elektroden auf dem Brustkorb des Körpers 1 zu Verbrennungen führen können.
Zwar werden hier zur galvanischen Trennung und zur Reduktion von Störungen zwischen der EKG-Box 4 und dem Triggereingang des MRT 2 üchtwellenleiter eingesetzt, dennoch ist der Einfluss der Felder im Bereich des EKG-Kabels 3 derart hoch, dass Störungen und Risiken regelmäßig gegeben sind, insbesondere bei hohen Magnetfeldern oberhalb von 1.5 Tesla.
Demgegenüber zeigt die Figur 2 in einer schematischen Übersichtsdarstellung das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung. Erkennbar ist hier, dass an den Körper 1 einer zu untersuchenden Person ein Schallaufnehmer 6 im Bereich des Brustkorbs angebracht ist, um Herztöne zu erfassen.
Dieser Schallaufnehmer kann auf dem Stethoskopprinzip beruhen und wandelt den Körperschall, der durch die Hautoberfläche des Brustkorbs empfangen wird, über eine Membran in Luftschall um, der durch den Schallwellenleiter 7, wie beispielsweise einen Schlauch einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 8 zugeführt wird, um aus dem Luftschallsignal ein elektrisches Signal zu bilden, welches wiederum geeignet ist, den Triggereingang eines Magnetresonanztomografen 2 anzusteuern.
Hier kann, wie im allgemeinen Teil ausgeführt, die Vorrichtung 8 ausgebildet sein, um aus dem Luftschallsignal nach einer Wandlung in ein elektrisches Signal mittels eines Schallsensors und nach einer Signalaufbereitung 9, die durch eine Spannungsversorgung 10 betrieben sein kann, in einem Konverter 11 ein elektrisches Signal bereitzustellen, welches geeignet ist, den Standardtriggereingang eines üblicherweise EKG-getriggerten MRT 2 anzusteuern.
Hierfür kann es vorgesehen sein, dass das aufbereitete Signal in dem Konverter 11 in ein solches Signal gewandelt wird, welches einem üblichen EKG-Signal ähnelt oder diesem gleichkommt. Dies kann, wie eingangs genannt, z.B. durch ein Relais 12 erfolgen, dessen Schaltausgang, der die galvanische Trennung darstellt, durch das aufbereitete elektrische Signal angesteuert wird. Es kommt so am Schaltausgang des Relais zu einer Impedanzänderung, die vom Triggereingang des MRT ausgewertet wird und so zur Auslösung der Messwertaufnahme führt.
Hier wird an dieser Prinzipdarstellung deutlich, dass im Einflussbereich des Magnetfeldes des Magnet-Resonanz-Tomografen keinerlei elektrische Leitungen vorhanden sind, sondern dass vielmehr die Bereitstellung eines Triggersignals auf der Leitung von Körper- und Luftschall beruht, wodurch jegliche Einflüsse aufgrund elektrischer oder magnetischer Felder ausgeschlossen sind und wobei auch jegliche Risiken für die zu untersuchende Person vermieden werden.
Um Einflüsse durch die Magnetfelder und elektrischen Felder in der Vorrichtung 8 zu vermeiden, kann es dabei vorgesehen sein, dass der Schallwellenleiter 7 derart lang ausgelegt ist, dass das Mikrofon 13, welches die Umwandlung des Luftschalls in ein elektrisches Signal vornimmt, in einem Bereich angeordnet wird, in dem Einflüsse durch Felder vernachlässigbar oder sogar vollständig ausgeschlossen sind, wie beispielsweise außerhalb eines den MRT 2 umgebenden Faradayschen Käfigs oder außerhalb des 5 Gauß und/oder 1 Gauß Bereiches.
Die Figur 3 zeigt eine konkretere Ausgestaltung der Signalaufbereitung in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 8 gemäß der Figur 2. Auch hier wird, genauso wie bei der Figur 2 beschrieben, der Körperschall vom Körper 1 mittels des Schallaufnehmers 6 erfasst und über den Schallwellenleiter 7 zunächst zu einem Mikrofon 13 geleitet, welches aus dem Luftschallsignal ein elektrisches Signal erzeugt, wobei diese Umwandlung innerhalb des Mikrofons außerhalb der problematischen Feldzone, d.h. dem magnetischen Einflussbereich des MRT 2 erfolgt. Die Druckschwankungen innerhalb des Schallwellenleiters 7 werden somit mittels des Mikrofons 13 in elektrische Signale umgewandelt, die dann eine weitere Signalverarbeitung durchlaufen. Die galvanische Trennung ist hier durch den Kunststoff des eingesetzten Schlauchs 7 erfolgt.
Es erfolgt hier im Signalweg eine Verstärkung mittels des Verstärkers 14, wobei mittels des nachfolgenden Filters 15, der als steilflankiger Bandfilter ausgestaltet sein kann, ein Signalanteil innerhalb eines Frequenzbereichs von 60 - ca. 150 Hertz durchgelassen wird. Hierbei handelt es sich um die üblichen Frequenzanteile des Herzschlags von Menschen, so dass es zu berücksichtigen ist, einen derartigen Filter je nach zu untersuchendem Lebewesen anzupassen, beispielsweise bei Tieren auf höhere Herzfrequenzen. Mit einer nachfolgenden Ableitungsstufe 16 kann sichergestellt werden, dass nur sich schnell ändernde Signale ausgewertet werden, wie beispielsweise große und schnelle Amplitudensprünge bei einem schlagenden Herz. Als Schwellwertschalter kann sodann beispielsweise ein Schmitt-Trigger 17 eingesetzt werden, der oberhalb einer erreichten Schwelle das eingehende Signal in ein konstantes Ausgangsspannungssignal überführt und insbesondere somit digitalisiert. In einer nachfolgenden Stufe 18 kann es sodann vorgesehen sein, eventuelle Signalanteile zu eliminieren, die beispielsweise aus.einem.zwejten.Herzton resultieren. Hierdurch können Doppel- oder Mehrfachtriggerungen von zeitlich kurz hintereinander auftretenden lokalen Signalmaxima, wie beispielsweise dem zweiten Herztonsignal, ausgeschlossen werden.
Um eine Kompatibilität zu bestehenden MRT-Geräten herzustellen, kann es sodann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass in der Stufe 19 aus dem bis dahin aufbereiteten elektrischen Signal des Mikrofons ein übliches EKG-Signal simuliert wird. Hierbei kann die erhaltende Impulsdauer nach dem Schmitt-Trigger und der gegebenenfalls vorgesehenen Doppelpulseliminierung auf z.B. wenige Millisekunden reduziert werden, um die Kompatibilität mit üblichen EKG- Eingängen von MRT-Geräten herzustellen.
Die galvanische Trennung kann sodann dadurch erreicht werden, dass mit dem simulierten EKG-Signal nach der Stufe 19 ein Relais 20 angesteuert wird, dessen Schaltausgang erst dann direkt oder indirekt an den EKG-Triggereingang des Gerätes 2 angeschlossen wird. Hierbei erfolgt demnach die galvanische Trennung unmittelbar in dem Relais 20. Ergänzend kann es hier vorgesehen sein, dass eine Kontrollstufe 21 vorgesehen ist, mit der ein akustisches Signal als ein Feedback erzeugt werden kann, um den Betrieb und die einwandfreie Funktion der Körperschallaufnahme zu überprüfen. Auch kann es hier vorgesehen sein, den Triggereingang des MRT 2 mit einer Offsetgleichspannung zu überlagern.
Der hier nur schematisch dargestellte EKG-Triggereingang des MRT 2 kann beispielsweise durch die herkömmlichen, an diesem Eingang angeschlossenen elektrischen Kabel oder Kontakte, ursprünglich benutzt zur Ableitung von EKG- Signalen, gegeben sein. Es besteht somit beispielsweise die Möglichkeit, das Schaltsignal des Relais, gegebenenfalls nach Aufschaltung eines Spannungsoffsets, direkt an die üblichen elektrischen Kabel oder Kontakte .ursprünglich benutzt zur Ableitung von EKG-Signalen, des MRT anzuschließen, beispielsweise durch Steck- oder Klemmkontakte. Es kann somit bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sämtliche Infrastruktur bzw. Signaleingänge eingesetzt werden, die bei herkömmlichen MRT-Untersuchungsgeräten zur Verfügung stehen. Statt der Anbringung der Elektroden für die EKG-Ableitung bei einem herkömmlichen MRT am Körper eines zu untersuchenden Lebewesens werden an die elektrischen Kabel, Kontakte oder anders ausgelegten Signaleingänge der oder die geschalteten Ausgänge einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 8 angeschlossen, mittels der ein akustisches Körperschallsignal aufgenommen und ausgewertet werden kann.
Ergänzend kann die Vorrichtung 8 auch einen Pulsgenerator umfassen, um mit künstlich generierten Pulsen die Funktion zu testen.
Zum Vergleich und zum Nachweis der Funktionsfähigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung zeigt die Figur 4 im direkten Vergleich ein erfindungsgemäß, d.h. auf akustischem Wege gewonnenes Triggersignal, in Gegenüberstellung mit einem EKG-Signal, welches bei Feldstärken von 3.0 Tesla verwendet wird. Deutlich ist hier in Figur 4a erkennbar, dass das auf der akustischen Herleitung beruhende simulierte EKG-Signal vollständig frei von irgendwelchen Störeinflüssen ist und saubere Signalformen zeigt , wohingegen bei dem Triggersignal gemäß Figur 4b, welches auf der elektrischen EKG-Ableitung resultiert, deutliche Erhöhungen der T-Flanke festzustellen sind, was das Risiko birgt, dass hier Fehltriggerungen und somit Artefakte bei der Bildaufzeichnung entstehen. Darüber hinaus verdeutlicht das gestörte EKG-Signal bei Feldstärken von 3.0 Tesla den starken Einfluss der vorherrschenden Magnetfelder in den Signalleitungen und gibt somit indirekt einen Beleg für das Risiko des Patienten hinsichtlich der eingangs genannten Verbrennungen aufgrund von elektromagnetischer Störfeldeinstrahlungen.
Bezüglich sämtlicher in dieser Beschreibung genannten Ausführungen ist weiterhin festzustellen, dass die in Verbindung mit einer Ausführung genannten technischen Merkmale nicht nur bei der spezifischen Ausführung eingesetzt werden können, sondern auch bei den jeweils anderen genannten Ausführungen. Sämtliche offenbarten technischen Merkmale dieser Erfindungsbeschreibung sind als erfindungswesentlich einzustufen und beliebig miteinander kombinierbar oder in Alleinstellung einsetzbar.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betrieb eines Magnet-Resonanz-Untersuchungsgerätes bei der Untersuchung eines Körpers (1), insbesondere eines Lebewesens oder Materials, dadurch gekennzeichnet, dass Schall, insbesondere Körperschall aus/von dem Körper (1) mittels eines Schallaufnehmers (6) erfasst und als Luftschall über einen Schallwellenleiter (7) zu einem Schallsensor (13), insbesondere einem Mikrophon (13) geführt wird, welcher/s ein zum Luftschall korrespondierendes elektrisches Signal bildet, wobei die Auslösung / Triggerung der Messwerterfassung des Magnet-Resonanz- Untersuchungsgerätes (2) in Abhängigkeit des elektrischen Signals erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Signal eine Signalverarbeitung (14 - 20) durchläuft, und der Auslöse- /Triggereingang des Magnet-Resonanz-Untersuchungsgeräts (2) in Abhängigkeit des verarbeiteten Signals angesteuert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine galvanische Trennung dadurch erfolgt, dass durch das verarbeitete Signal ein Relais (20) betätigt wird, dessen geschalteter Ausgang den Auslöse- /Triggereingang des Magnet-Resonanz-Untersuchungsgeräts (2) ansteuert.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem verarbeiteten Signal der Standard-EKG- Signaleingang eines Magnet-Resonanz-Untersuchungsgeräts (2) angesteuert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass für die
Ansteuerung des Standard-EKG-Signaleingangs bei der Signalverarbeitung aus dem elektrischen Signal ein EKG-Signal simuliert wird, zumindest das elektrische Signal in seinem Signalverlauf an EKG-Signale angepasst wird.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine galvanische Trennung dadurch erfolgt, dass das verarbeitete Signal in ein optisches Signal gewandelt wird, welches in einen optischen Lichtleitereingang eines Magnet-Resonanz-Untersuchungsgeräts (2) eingespeist wird.
7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Signalverarbeitung aus dem elektrischen Signal solche Signalanteile ausgefiltert (15) werden, die auf akustische oder anders verursachte Störgeräusche zurückgehen.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausfilterung akustischer Störgeräusche vom Körperschall unabhängige Geräusche separat erfasst und in ein zweites elektrisches Signal gewandelt werden, wobei das zweite elektrische Signal, insbesondere nach einer Signalverarbeitung, von dem elektrischen Signal subtrahiert wird.
9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Schallaufnahme von Herztönen bei der Signalverarbeitung aus dem elektrischen Signal solche Signalanteile ausgefiltert werden, die auf den zweiten Herzton zurückgehen.
10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Schallaufnahme von Herztönen bei der Signalverarbeitung aus dem elektrischen Signal solche Signalanteile ausgefiltert werden, die auf den ersten Herzton zurückgehen.
11. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Schallaufnahme von insbesondere komplexen Schallsignalen bei der Signalverarbeitung aus dem elektrischen Signal solche Signalanteile ausgefiltert werden, die nicht zur Detektion der Grundfrequenz und Phase geeignet sind.
12. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Schallaufnehmers (6) Körperschall aufgenommen wird, der durch unwillkürliche Bewegung von Organen oder Extremitäten, insbesondere des Herzens und/oder der Atmungsorgane oder durch willkürliche Bewegung von Organen und Extremitäten, insbesondere von Knochen, Muskeln und/oder Stimmbändern entsteht.
13. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Schallaufnehmers (6) Körperschall aufgenommen wird, der durch in einen Körper, insbesondere eines Lebewesens oder Materials eingestrahlten Schall entsteht.
14. Vorrichtung zur Auslösung der Messwerterfassung bei einem Magnet- Resonanz-Untersuchungsgerät für die Untersuchung eines Körpers (1), insbesondere eines Lebewesens oder Materials, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Schallaufnehmer (6) aufweist, mit dem Schall, insbesondere Körperschall aus/von dem Körper (1) erfassbar ist, sowie einen Schallwellenleiter (7), für die Weiterleitung des erfassten Schalls als Luftschall zu einem Schallsensor (13), insbesondere einem Mikrophon (13), mittels dem ein zum Luftschall korrespondierendes elektrisches Signal erzeugbar ist, wobei mit dem elektrischen Signal, insbesondere nach einer Signalverarbeitung (14-20) die Messwerterfassung des Magnet-Resonanz- Untersuchungsgerätes (2) auslösbar ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine galvanische Trennung zur Triggerelektronik des Magnet-Resonanz- Untersuchungsgeräts (2) aufweist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die galvanische Trennung durch ein Relais (20) ausgebildet ist, welches durch das elektrische Signal direkt oder nach einer Signalverarbeitung ansteuerbar ist.
17. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Signalverarbeitungseinheit (δ) aufweist, um das elektrische Signal einem EKG-Signal anzugleichen, insbesondere ein EKG-Signal zu simulieren.
18. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die galvanische Trennung durch einen elektrooptischen Wandler ausgebildet ist, mit dem das elektrische Signal insbesondere nach einer Signalverarbeitung in ein optisches Signal wandelbar ist.
19. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Signalverarbeitungseinheit (8) umfasst, mit der aus dem elektrischen Signal akustische und anders verursachte Störanteile ausfilterbar (15) sind.
20. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Schallaufnehmer (6) als ein Hohlkörper ausgebildet ist, in dessen Inneres der Schallwellenleiter (7), insbesondere ein Schlauch, mündet, wobei zumindest ein Wandbereich des Hohlkörpers als eine flexible Membran ausgebildet ist.
2 I.Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran lösbar am Höhlkörper befestigbar ist, insbesondere wobei die Membran zur Einmal-Nutzung ausgebildet ist.
22. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Pulsgenerator umfasst zur Simulation elektrischer Pulse für die Triggerung eines Magnet-Resonanz- Untersuchungsgerätes.
23. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schallaufnehmer (6) in eine Hochfrequenzempfangsspule oder-spulenanordnung integrierbar / integriert ist.
24. Verwendung eines Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 13 oder einer Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 14 bis 23 zur Synchronisierung der Messwertaufnahme bei einem Magnet-Resonanz- Tomographen (2) an willkürliche oder unwillkürliche Bewegungen eines zu untersuchenden Lebewesens.
25. Verwendung nach Anspruch 24 zur Synchronisierung an nicht herzsynchrone Bewegungen.
26. Verwendung nach Anspruch 24 oder 25 bei Magnetfeldstärken größer als 1.5 T Tesla, insbesondere größer als 3.0 Tesla, besonders bevorzugt größer als 7.0 Tesla.
27. Magnet-Resonanz-Untersuchungsgerät, insbesondere Magnet-Resonanz- Tomograph, dadurch gekennzeichnet, dass die Triggersignalerzeugung gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 erfolgt.
28. Magnet-Resonanz-Untersuchungsgerät, insbesondere Magnet-Resonanz- Tomograph, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 23, insbesondere integral umfasst.
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