DE60216846T2

DE60216846T2 - Vorrichtung zur Bildgebung des Körperinneren

Info

Publication number: DE60216846T2
Application number: DE60216846T
Authority: DE
Inventors: Eugenio Biglieri; Lorenzo Bessi; Osvaldo Pugliese; Luigi Satragno; Luciano Schiavini
Original assignee: Esaote SpA
Current assignee: Esaote SpA
Priority date: 2001-05-28
Filing date: 2002-05-27
Publication date: 2007-10-18
Anticipated expiration: 2022-05-28
Also published as: DE60216846T3; US6958577B2; ES2278835T5; ATE348568T1; EP1262145B1; EP1262145B2; US20020183609A1; DE60216846D1; ES2278835T3; EP1262145A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bildgebung des Körperinneren, insbesondere zu seiner diagnostischen Bildgebung, die die Kombination von Merkmalen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 umfasst.
Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Bildgebung des Körperinneren, insbesondere zu seiner diagnostischen Bildgebung, die mindestens Mittel zum Erzeugen mindestens einer Art von Wellen oder Strahlen umfasst, die zum Körper oder dessen Teil, der innerlich dargestellt werden soll, sowie Mittel zum Empfangen der Art von Wellen oder Strahlen, die von dem untersuchten Körper oder von dessen Teil übertragen wird oder die von der Anregung des untersuchten Teils oder Körpers herrührt, von der Reflektion und/oder Übertragung und/oder Modifizierung von Wellen, von den Strahlen, die gegen den untersuchten Körper oder dessen Teil gesendet werden, wobei Mittel zum eindeutigen Zuordnen der Information der Wellen oder Strahlen, die von dem untersuchten Körper oder dessen Teil zurückgesendet werden, zu einer Raumposition eines Bildeinheitenelements (so genanntes Pixel oder Voxel) sowie Mittel zum Rekonstruieren des Bildes aus der Gruppe der so gewonnenen Pixel oder Voxel, die die Informationen der empfangenen Wellen oder Strahlen den Helligkeits- und/oder Farbeigenschaften der einzelnen Pixel zuzuordnen.
Solche Vorrichtungen sind bekannt und umfassen Ultraschall-Bildgebungsvorrichtungen, Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebungsvorrichtungen, Röntgenvorrichtungen usw.
Eine konkrete Art solcher medizinischen Untersuchungsgeräte, insbesondere im Zusammenhang mit Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebungsgeräten, so genannte zugewiesene MRT-Geräte sind aufgrund ihrer geringen Kosten und ihrer einfachen und preiswerten Installation sehr interessant, die nicht solche Probleme mit sich bringt wie die, die aus einem sehr hohen Gewicht oder der Notwendigkeit sehr großer Räume entstehen, die auch noch gegen elektromagnetisches Rauschen aus der Umgebung abgeschirmt werden müssen. Zugewiesene MRT-Geräte sind in der Lage, die Bildgebung begrenzter Körperteile oder anatomischer Bereiche durchzuführen und daher besteht oft die Notwendigkeit, über mehr als ein Gerät zu verfügen. Daher besteht das Bedürfnis, ihren Gesamtumfang zu reduzieren, indem die einzelnen Teile, die diese Geräte bilden, effizient integriert werden.
Die US-Patentschrift 6,339,717 beschäftigt sich mit der Hardware-Integration von MRT-Vorrichtungen, indem sie eine Hardware-Architektur bereitstellt, die ein hohes Maß der Hardware in einen handelsüblich beziehbaren PC integriert. Die US-Patentschrift 6,339,717 lehrt, die Hardware der Vorrichtung in einer zugewiesenen Konsole unterzubringen, die von den anderen Teilen der Vorrichtung getrennt ist. Dies hat den Nachteil, dass eine beträchtliche Menge an Platz notwendig ist, da der PC und mindestens die Eingabegeräte und der zu ihnen gehörende Monitor einen Tisch oder ein Möbelstück benötigen, auf dem das Computergehäuse und die Peripheriegeräte angeordnet werden müssen. Ein Gerät gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus EP 0 984 293 bekannt.
Dennoch ist es auch möglich, die Struktur solcher Geräte weiter zu integrieren, um das Gewicht und den Gesamtumfang zu beschränken.
Die vorliegende Erfindung soll eine Vorrichtung zur Bildgebung des inneren Teil eines Körpers bereitstellen, die ein hohes Maß struktureller Integration aufweist, während gleichzeitig sichergestellt wird, dass sich dem Patienten ein relativ freundliches Aussehen und der das Gerät bedienenden Person der größtmögliche Komfort bietet.
Diese Aufgaben müssen erfüllt werden, ohne die Kosten der Vorrichtung zu erhöhen und indem im Gegenteil diese Kosten weiter eingeschränkt werden.
Die Erfindung erfüllt die oben genannten Aufgaben mit einer Vorrichtung zur Bildgebung des inneren Teils eines Körpers, wobei sie gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ferner eine Kombination von Merkmalen gemäß dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 umfasst.
Dank der Tatsache, dass die Hardware in dem Gehäuse oder Rahmen zum Beherbergen oder Tragen der Mittel, die Wellen oder Strahlen erzeugen, senden und empfangen, untergebracht ist, ist das zusätzliche Möbelstück oder der Schrank zum Beherbergen der Hardware nicht mehr nötig.
Alternativ kann die Hardware in der Konsole zum Beherbergen mindestens der Befehls- und Steuerungseingabemittel und des mindestens einen Monitors zum Anzeigen der Bilddaten untergebracht sein.
Alternativ kann die Hardware auch an dem Patiententrageelement, wie etwa einem Patientenstuhl, einem Tisch/Stuhl, einem Tisch oder dergleichen, in dessen Struktur oder Rahmen untergebracht sein.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform ist die Hardware teilweise oder vollständig in dem Gehäuse oder Rahmen zum Beherbergen und oder Tragen der Mittel, die die Wellen oder Strahlen erzeugen, senden und empfangen, und/oder teilweise oder vollständig an dem Patiententrageelement, wie etwa einem Patientenstuhl, einem Tisch/Stuhl, einem Tisch oder dergleichen, in dessen Struktur oder Rahmen und/oder teilweise oder vollständig in einer Konsole zum Beherbergen der Befehls- und Steuerungseingabemittel und des mindestens einen Monitors zum Anzeigen der Bilddaten untergebracht.
Gemäß einer weiteren Verbesserung wird die Konsole zum Beherbergen der Befehls- und Steuerungseingabemittel und des mindestens einen Monitors zum Anzeigen der Bilddaten von dem Gehäuse oder Rahmen zum Beherbergen und oder Tragen der Mittel, die die Wellen oder Strahlen erzeugen, senden und empfangen, getragen oder von dem Patiententrageelement, wie etwa einem Patientenstuhl, einem Tisch/Stuhl, einem Tisch oder dergleichen, durch dessen Struktur oder Rahmen, mit Hilfe einer Kombination fest verbundener Hebel, die es ermöglichen, die Konsole in eine oder mehrere Richtungen zu schwenken.
Die Konsole ist mit einer ähnlichen Form gestaltet wie ein Laptop- oder Notebook-Computer, da die Hardware in der Struktur des Patiententragemittels oder im Rahmen oder Gehäuse der Mittel zum Erzeugen, Senden oder Empfangen der Wellen oder Strahlen untergebracht ist.
Die hochgradige Integration der Hardware ermöglicht es auch, in denselben Rahmen oder Gehäusen für die Mittel zum Erzeugen, Senden oder Empfangen der Wellen oder Strahlen und in derselben Konsole für die Befehls- und Steuerungseingabemittel und den mindestens einen Monitor zum Anzeigen der Bilddaten die Hardware und die peripheren Steuereinheiten für zwei verschiedene Arten von medizinischen Untersuchungsgeräten wie etwa für ein Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebungsgerät und ein Ultraschall-Bildgebungsgerät zu integrieren. Natürlich kommen statt des Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebungsgeräts oder des Ultraschall-Bildgebungsgeräts auch andere medizinische Untersuchungsgeräte in Betracht.
Es können weitere medizinische Untersuchungsgeräte in dieselbe Struktur integriert werden.
Die unabhängigen Ansprüche betreffen weitere Verbesserungen und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Die Merkmale der vorliegenden Erfindung und die sich daraus ergebenden Vorteile erschließen sich klarer aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. Es zeigen:
1 und 2 zwei Perspektivansichten einer integrierten Bildgebungsvorrichtung gemäß der Erfindung in zwei verschiedene Richtungen, wobei der Tisch unterschiedlich ausgerichtet ist,
3 bis 5 verschiedene Perspektivansichten der Vorrichtung, wie sie in 1 dargestellt ist, wobei auf die Magnetstruktur des Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebungsgeräts verzichtet wurde und die Konsole in verschiedenen Betriebs- und Ruhepositionen dargestellt ist,
6 eine Ausführungsvariante der integrierten Vorrichtung, wie sie in 1 bis 5 dargestellt ist, wobei die Magnetstruktur sehr klein ist und die Form eines umgedrehten U oder C aufweist,
7 und 8 eine Variante der integrierten Vorrichtung, wobei die Magnetstruktur des Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebungsgeräts zwecks gesteuerter und messbarer relativer Verschiebung mit dem Tisch auf einer gemeinsamen Führung befestigt ist,
1 und 2 zeigen eine integrierte Vorrichtung zur Bildgebung und insbesondere eine Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebungsvorrichtung, oder eine solche Vorrichtung, die mit einem Ultraschall-Bildgebungsgerät integriert ist. Das Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebungsgerät umfasst eine Magnetstruktur, die allgemein mit 1 gekennzeichnet ist und die einen Permanent-, Widerstands- oder supraleitenden Magneten zum Erzeugen eines statischen Feldes in einem Hohlraum 101 enthält, welcher zum Aufnehmen eines Körper teils des Patienten bestimmt ist; Spulen zum Senden von Impulsen mit Funkfrequenz zum Anregen von Kernspins, Gradientenspulen zum Anlegen und Auswählen der Gradienten, die Phase und Frequenz codieren, sowie Empfangsspulen. All diese Elemente sind an sich bekannt und nicht ausführlich dargestellt.
In 1 und 2, ist die Magnetstruktur 1 in einem separaten Gehäuse enthalten und weist eine am Umfang geschlossene, ringförmige Form mit zwei gegenüberliegenden offenen Seiten auf. Das Gehäuse, das die Magnetstruktur 1 enthält, weist zwei seitliche Verlängerungen 201 auf, die eine Schrank-ähnliche Ummantelung in der Form eines abgeschirmten Elektrikschranks zum Beherbergen mindestens eines Teils oder der gesamten Verarbeitungselektronik bildet.
Nunmehr mit Bezug auf das Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebungsgerät umfasst dieses allgemein neben der Magnetstruktur 1 Schaltungen zum Erzeugen der Anregungssequenzen und zum Festhalten von Bildern sowie Schaltungen zum Empfangen von Kernspinechos, die die Informationen enthalten, d.h. die Daten zur Bildrekonstruktion, sowie Schaltungen zum Rekonstruieren von Bildern, d.h. zum Extrahieren von Bilddaten aus den empfangenen Signalen und zum Zuordnen der Daten zum räumlichen Standort, von dem sie gesendet werden, also zu einem Bildpixel. Ferner umfasst das Gerät Schaltungen zum Steuern und Einstellen der Modi des Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebungsgeräts und Schaltungen zum Verarbeiten, Anzeigen und Speichern von rekonstruierten Bildern.
Ein Patiententisch 2 in Form eines Tisches/Stuhls ist mit der Magnetstruktur 1 verbunden. Insbesondere ist der Tisch kürzer als der Körper des Patienten und reicht in dem Abschnitt, der für die unteren Gliedmaßen gedacht ist, im Wesentlichen bis an das Knie, kann aber darüber hinaus mit einem Fußstützenelement 102 verlängert werden, das in verschiedene Positionen versetzt werden kann, beispielsweise in eine niedrigere oder gekippte Position parallel zum Boden mit einer Fußstützenfunktion oder in eine niedrigere und gegen die Schmalseite des Tisches vertikal gekippte Position und sogar in eine Position, in der es die Oberfläche des Tisches verlängert und vervollständigt. Ein ausführliches Konstruktionsbeispiel eines Tisches dieser Art ist in der veröffentlichten Patentanmeldung EP 913 122 bereitgestellt.
Insbesondere ist der Tisch auf einem Zwischenlaufwagen befestigt, der aus einem Schrank-ähnlichen Element 202 besteht. An einer seiner Schmalseiten, konkret an derjenigen, die für die unteren Gliedmaßen gedacht ist, weist der Tisch einen senkrechten Schenkel 302 auf, ebenfalls in Form eines Laufwagens, der sich im Wesentlichen entlang des gesamten Tisches erstreckt, womit er die Funktion eines Paares herkömmlicher Schenkel innehat.
Eine Steuerkonsole 3 ist mit dem Patiententisch 2 verbunden, insbesondere mit der Schmalseite, die derjenigen, die für die unteren Gliedmaßen gedacht ist, gegenüber liegt.
Die Steuerkonsole 3 weist eine obere Oberfläche mit den verschiedenen Ultraschall-Bildgebungssteuerungen und vorteilhaft mit einer ultradünnen Anzeige 103, z.B. einer Flüssigkristallanzeige, auf, die solcherart fest mit der Konsole 3 verbunden ist, dass sie in eine angehobene Betriebsposition und in eine Ruheposition gekippt werden kann, in der sie auf der oberen Fläche der Konsole 3 liegt.
Die Steuerkonsole 3 ist solcherart an einer Trägerstruktur 4 befestigt, die aus Schwenkarmen 104 und Träger- und Gleitbalken 204 gebildet ist, dass sie gegenüber der vertikalen Ebene versetzt, nach vorn und zurück geschwenkt und quer zur Längsachse des Tisches 2 versetzt werden kann.
Diese Versetzungen können unter Verwendung einer beliebigen Trägerstrukturkonstruktion erzielt werden, je nach der Struktur und dem Aussehen des Tisches. In der in den Figuren dargestellten Ausführungsform und mit besonderem Bezug auf 3 bis 5, weist die Trägerstruktur 4 der Konsole 3 mindestens eine quer verlaufende Trägerführung 204 zum Gleiten in Querrichtung auf, die sich beispielsweise teleskopartig verlängern lässt oder als eine Strebe verläuft, die in Gleitträgern gleitet, an der mindestens zwei Schwenkarme 104 befestigt sind, die in axialer Richtung der Führung 204 voneinander beabstandet sind und mit ihren gegenüberliegenden Enden an dem Gehäuse der Konsole 3 befestigt sind. Die Führung 204 kann mit einer oder mehreren zusätzlichen vertikalen und/oder längs verlaufenden Führungen (in Bezug auf die Längsachse des Tisches) an der Unterseite des Tisches 2 befestigt sein und/oder mit Drehgelenken in einer vertikalen Achse. Die beiden Arme 104 können an sich an dem Konsolengehäuse 3 befestigt sein und sich um dieses zu drehen, mit dem Einschub eines Drehgelenks zur Drehung der Konsole 3 in Bezug auf eine vertikale Achse. Auch kann die Führung 204 so weit in Querrichtung gleiten, dass es der Konsole möglich wird, unabhängig zur einen Seite des Tisches 2 oder zur anderen zu gleiten. Als Alternative zu den dargestellten Mitteln kann die Konsole durch einen Gelenkarm getragen werden, der einen oder mehrere aufeinander folgende Armabschnitte besitzen kann, die miteinander durch Kugel- oder Kreuzgelenke verbunden sind, und der an der Struktur des Tisches befestigt ist. Der Gelenkarm kann so gefertigt sein, wie es beispielsweise für Anzeigeträgerarme oder dergleichen bekannt ist, wobei die Bedingungen der Versetzung der Konsole 3 gegenüber dem Tisch entsprechende Änderungen verlangt. Vorteilhaft weisen sowohl die dargestellte Struktur 3 als auch der möglicherweise bereitgestellte Gelenkarm Hohlräume auf, in denen die Kabel zum Anschluss der Konsole 3 an die anderen zu den Bildgebungsgeräten gehörenden Elektronikeinheiten verlaufen und beherbergt werden.
Dank der oben genannten Konstruktion kann die Konsole 3 gegenüber dem Tisch 2 in jede beliebige Position versetzt werden. Insbesondere sind eine Betriebsposition an eine der Seiten des Tisches 2 angrenzend und eine Ruheposition bereitgestellt, in der nach dem Kippen der Anzeige in die Ruheposition auf der oberen Oberfläche der Konsole diese vollständig unter die Oberfläche des Tisches versetzt werden kann.
Dank dieser Konstruktion ermöglicht es die in die Fläche des Tisches einziehbare Position der Konsole neben der Sicherstellung höchsten Bedienkomforts, das Risiko der Beschädigung beispielsweise während der Versetzung der Konsole zu verringern und jegliche Behinderung der Bewegungsfreiheit des Personals bei der Interaktion mit dem Patienten zu verhindern.
Um eine relativ begrenzte Größe der Konsole 3 beizubehalten, ist hier die Schrankähnliche Basis 202 des Tisches 2 in Form eines Elektroschranks bereitgestellt, zum Beherbergen mindestens eines Teils oder der gesamten Verarbeitungselektronik für mindestens einen Teil der Schaltungen zum Erzeugen der Anregungsfrequenzen und zum Festhalten von Bildern und für Schaltungen zum Empfangen von Kernspinechos, die die Informationen enthalten, d.h. die Daten zur Bildrekonstruktion, sowie für Schaltungen zum Rekonstruieren von Bildern, d.h. zum Extrahieren von Bilddaten aus den empfangenen Signalen, und zum Zuordnen der Daten zum räumlichen Standort, von dem sie gesendet werden, also zu einem Bildpixel. Ferner umfasst das Gerät, wie das Ultraschall-Bildgebungsgerät Schaltungen zum Steuern und Einstellen der Modi des Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebungsgeräts und Schaltungen zum Verarbeiten, Anzeigen und Speichern von rekonstruierten Bildern.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Elektronik in geeigneter Weise zwischen der Konsole 3 und der Schrank-ähnlichen Basis 202 des Tisches 2 und den Erweiterungen 201 des Gehäuses der Magnetstruktur 1 aufgeteilt.
Alle elektronischen Schaltungen, die in der Konsole 3, in der Schrank-ähnlichen Basis 202 des Tisches 2 und in den seitlichen Erweiterungen 201 des Gehäuses der Magnetstruktur 1 verteilt sind, sind durch Kommunikationsleitungen miteinander verbunden, die bevorzugt elektromagnetisch abgeschirmt sind, um keine Störungen zu erzeugen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der 6 kann eine Magnetstruktur bereitgestellt sein, die gegenüber dem Patiententisch und damit gegenüber dem untersuchten Körper oder dem Teil davon um ein festgelegtes Maß und in festgelegten Richtungen versetzt ist.
In diesem Fall können die Magnetstruktur 1 oder der Patiententisch 2 oder beide gegeneinander versetzt werden.
In der Ausführungsform der 7 und 8 ist mindestens eine Führung 34 bereitgestellt, auf der der Tisch 2 und/oder die Magnetstruktur 1 und/oder beide befestigt sind, um auf Gleitschlitten oder Laufwagen versetzt zu werden.
Ferner können der Tisch 2 und/oder die Magnetstruktur 1 und/oder beide so angeordnet sein, dass sie sich mindestens um eine vertikale Achse drehen.
Es können Positionsbestimmungsmittel bereitgestellt sein, die die relative Position des Tisches 2, d.h. des Patienten, und der Magnetstruktur 1 bestimmen.
In 6 weist die Magnetstruktur 1 eine C- oder U-Form auf und ist viel kleiner als der Tisch, wobei eine Fläche der Magnetstruktur solcherart geformt ist, dass sie verschiebbare Einsätze bilden, die den Tisch 2 vervollständigen. Es können mehrere Einbuchtungen in dem Tisch bereitgestellt sein, die an einer seiner Längsseiten offen sind und die mit dem horizonta len Pol der Magnetstruktur übereinstimmend geformt sind. Zum Verschließen der Einbuchtung, die nicht verwendet oder durch die Magnetstruktur vervollständigt wird, ist ein komplementäres Einsatzstück bereitgestellt.
Die Magnetstruktur sowie der Tisch können auf Laufwagen angebracht sein und können frei oder mit Hilfe von Führungen gegeneinander versetzbar sein.
Wie möglicherweise aus der vorangegangenen Beschreibung deutlich wird, ermöglicht das Bereitstellen mehrerer Schrank-ähnlicher Räumlichkeiten in der Struktur des Gehäuses der Magnetstruktur 1 und in der Struktur oder im Rahmen des Tisches viel Platz zum Beherbergen der Hardware, die zum Betreiben der Vorrichtung und zum Verarbeiten der Bilddaten, um die Bilder anzuzeigen, benötigt wird. Dieser Umstand ermöglicht nicht nur eine Steuerungseingabekonsole mit integrierter Anzeige, die sehr klein ist und die Form und/oder Maße eines Laptop- oder Notebook-Computers aufweist, sondern ermöglicht auch Platz zum Beherbergen weiterer Hardware, um in dasselbe Gerät eine weitere andere Bildgebungsvorrichtung, beispielsweise eine Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung, zu integrieren.
In diesem Zustand kann die Hardware, die insbesondere für das Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebungsgerät ausgelegt ist, in den Erweiterungen 201 des Gehäuses der Magnetstruktur 1 beherbergt sein, während die Hardware des Ultraschall-Bildgebungsgeräts in der Schrank-ähnlichen Basis 202 des Tisches untergebracht sein kann.
Insbesondere enthält die Basis 202 die typischen elektronischen Schaltungen, die spezifisch der Steuerung der Ultraschallsonde für die Übertragung der Ultraschallwellen, deren Fokussierung und dem Empfang der reflektierten Wellen, der Rekonstruktion gemäß der Fokusregel und der Verarbeitung empfangener Signale hinsichtlich der Extraktion von Daten, die zur Bildgebung verwendbar sind, und deren Zuordnung zu einer exakten Raumposition und zu einem exakten und eindeutigen Pixel des anzuzeigenden Bildes zugewiesen sind. Außerdem können diese Schaltungen auch alle Abschnitte zur Filterung und Verarbeitung der aus den empfangenen Signalen extrahierten Daten mit verschiedenen Verarbeitungsmodi umfassen, wie etwa jenen, die als B-Modus, harmonische Bildgebung, Doppler, Farbdoppler bekannt sind, und andere Datenverarbeitungs- und extraktionsverfahren. Wenn Geräte zum Erkennen anderer Daten oder physiologischer Parameter, z.B. ein Elektrokardio gramm, bereitgestellt sind, kann der Schrank 202 auch die Steuerungs- und Verarbeitungseinheiten dieser Geräte und möglicherweise die Einheiten zum Synchronisieren des Signals des Elektrokardiogramms oder anderer Geräte beispielsweise mit der Elektronik des Ultraschall-Bildgebungsgeräts enthalten, wie etwa bei den Vorrichtungen, die als „Belastungsultraschall-Bildgebung" bekannt sind, oder dergleichen.
Andererseits umfasst die Konsole 3 neben den Befehlseingabegeräten und dem Bildanzeigemonitor für das Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebungsgerät die elektronischen Schaltungen zur Steuerung und Einstellung der Ultraschall-Bildgebungsmodi, die Schaltungen zur Bildverarbeitung und zum Steuern der Anzeigemittel und der Mittel zum Einstellen der Anzeige- und Erkennungssteuerungen auch für das Ultraschall-Bildgebungsgerät, wie etwa die Wahl der oben genannten Bildgebungsmodi (B-Modus, harmonische Bildgebung, Doppler, Farbdoppler und andere Datenverarbeitungs- und -Extraktionsverfahren).
Vorteilhaft kommunizieren gemäß einer bevorzugten Ausführungsform die zugewiesenen Schaltungen des Ultraschall-Bildgebungssystems in dem Schrank 202 und die des Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebungsgeräts in den Erweiterungen 201 des Gehäuses der Magnetstruktur 1 über eine gemeinsame Struktur, beispielsweise einen so genannten bidirektionalen Kommunikationsbus, mit der Konsole 3 über Kommunikationsschnittstellen, die die Daten kodieren, die zwischen der Konsole 3 und den in den Schränken enthaltenen zugewiesenen Steuerungs- und Verarbeitungsschaltungen ausgetauscht werden sollen.
An die Konsole 3 oder den Schrank 202 können auch Massespeichermittel angeschlossen sein, wie etwa Festplatten oder dergleichen, Mittel zum Auslesen oder Beschreiben beweglicher Datenspeichermittel wie etwa Disketten, CD-ROMs, CD-R, CD-RW und/oder Flashcard-Speicher oder dergleichen, und/oder andere Ausgabeperipheriegeräte wie etwa Drucker und/oder andere Dateneingabeperipheriegeräte wie etwa Scanner oder dergleichen.
Vorteilhaft weist die Konsole 3 eine Mikroprozessoreinheit auf, deren Funktionen in Software-Form ausgeführt sind.
Diese Struktur kann problemlos verwendet werden, um in die erfindungsgemäße Vorrichtung auch ein Programm zum Verarbeiten, Speichern und zentralen Steuern der Diagnose daten des Patienten zu integrieren, die entweder über die spezifischen Analysen, die mit der integrierten Vorrichtung durchgeführt werden können, oder über andere Vorrichtungen gewonnen werden und die mittels der oben genannten verschiedenen Dateneingabemittel in das Steuerprogramm für Patientendiagnosedaten eingegeben werden können.
Gemäß einer möglichen alternativen Ausführungsform können zwei separate Konsolen (nicht detailliert dargestellt) bereitgestellt werden, die jeweils nur dem Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebungsgerät und dem Ultraschall-Bildgebungsgerät zugewiesen sind. Dennoch können durch die Verwendung der gleichen Schaltungsanordnung wie bei dem Ultraschall-Bildgebungsgerät der spezifische Teil zum Steuern der Magnetstruktur und die dazugehörigen Einheiten wie Anregungsspulen, Gradientenspulen usw. und der spezifische Teil, der für das Empfangen von Echosignalen, für das Rekonstruieren und Extrahieren von Bilddaten und zum Zuordnen der Daten zu einem bestimmten Pixel aus einem Feld von Bildpixeln ausgelegt ist, vollständig oder teilweise in dem Gehäuse der Magnetstruktur 1 beherbergt werden, während die Bildverarbeitungsmittel vollständig oder teilweise in dem Schrank 202 untergebracht sind, da dieser Hardware-Abschnitt mehrere Einheiten aufweisen kann, die identisch mit denen sind, die zum Verarbeiten von Ultraschall-Bilddaten benötigt werden und somit von dem Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebungsgerät und dem Ultraschall-Bildgebungsgerät gemeinsam benutzt werden können.
Hierbei sollte die Verarbeitungs- und Steuerelektronik des Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebungsgeräts mit einer Kommunikationsschnittstelle, d.h. mit einem bidirektionalen Bus, für die Kommunikation mit der Konsole 3 ausgestattet sein, die von derselben Art ist wie die, die für die Steuer- und Verarbeitungselektronik des Ultraschall-Bildgebungsgeräts verwendet wird.
Durch diese Anordnung können die Mittel zur Bildverarbeitung und zur Steuerung der Anzeige die gleichen sein wie die, die in dem Ultraschall-Bildgebungsgerät verwendet werden.
Massespeichermittel, Dateneingabemittel wie Scanner oder dergleichen zum Eingeben von Daten, die von anderen separaten Geräten erkannt werden, und/oder Datenübertragungsmittel wie Drucker oder dergleichen können ebenfalls von den zwei Gerätearten gemeinsam benutzt werden.
Umfasst das Ultraschall-Bildgebungsgerät auch eine EKG-Einheit, so kann diese wie das Ultraschall-Bildgebungsgerät ebenfalls mit dem Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebungsgerät verknüpft werden, durch Mittel zum Synchronisieren von Resonanzbildgebung mit den physiologischen Parametern, die von dem EKG erkannt werden.
Gemäß einer zusätzlichen Eigenschaft kann die Konsole 3 Bildverarbeitungsmittel aufweisen, die Bilder desselben Abschnitts, die mit dem Ultraschall-Bildgebungsgerät und dem Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebungsgerät gewonnen werden, kombinieren. In diesem Fall besteht der Vorteil in der Möglichkeit, die Informationen des Bildes, das mit dem Ultraschall-Bildgebungsgerät gewonnen wurde, und des Bildes, das mit dem Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebungsgerät gewonnen wurde, gegenseitig zu kombinieren. Außer der Gewinnung besserer und vollständigerer Ergebnisse kann es diese Kombinationsoption ermöglichen, Bildgebungsmodi mit verkürzter Dauer und verringerter Komplexität für beide Geräte zu verwenden, da selbst die Charakteristika, die mit einem Bildgebungsverfahren kaum sichtbar sind, mit dem anderen Bildgebungsverfahren sichtbar sein können.
Die Kombination kann einfach erzielt werden, indem die beiden Bilder, die jeweils mit einem der beiden Bildgebungsverfahren gewonnen wurden, nacheinander oder nebeneinander angezeigt werden, oder indem die beiden Bilder übereinander gelegt werden oder sogar durch eine tatsächliche Kombination und gegenseitige Integration der Bilddaten, die mit den beiden Bildgebungsmodi gewonnen wurden.
Da die gleichzeitige Verwendung der beiden Bildgebungsverfahren beeinträchtigende Wirkung auf einender beiden Bildgebungsmodi verursachen kann (z.B. kann die Anwesenheit von Ultraschall-Wandlerenergie ein Rauschen erzeugen, das die Bildung von Artefakte in den Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebungssignalen verursacht), sind die beiden Geräte so angeordnet, dass sie in einer schnellen abwechselnden Abfolge auf der Basis einer zeitlichen Aufteilung betrieben werden. Zu diesem Zweck besitzt die Konsole 3 Mittel zum Eingeben von Zeitaufteilungsparametern, und es ist eine Steuerungseinheit bereitgestellt, die auf der Grundlage dieser Parameter den abwechselnden Betrieb der beiden Bildgebungsgeräte steuert.
Dennoch können die beiden Modi auch zusammen verwendet werden, beispielsweise mit Hilfe von Kontrastmitteln, die durch die Energie, die von der Ultraschallsonde zugeführt wird, zum Platzen gebracht oder zerstört werden, während die Bildgebung mit Magnetresonanz-Tomographie in diesen Zuständen der Kontrastmittel durchgeführt wird.
Möglicherweise kann die Tischstruktur 2 die Signale der Steuerungs- und zugewiesenen Schaltungen von Geräten zur Erkennung weiterer physiologischer Parameter wie etwa EKG, EMG, EGG und die Schaltungen zum Synchronisieren der Ultraschall- und Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebungsprozesse mit diesen Parameter integrieren.

Claims

Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebungsvorrichtung zur Bildgebung eines Körperinneren, insbesondere zu dessen diagnostischer Bildgebung, die mindestens Mittel zur Bildgebung und zur Bildwiedergabe gemäß einer Art von Strahlen, Wellen oder Signalen umfasst, welche zu einem zu untersuchenden Körper oder einem Teil davon gesendet werden, wobei diese Mittel sind: – Mittel (1) zum Erzeugen einer Art von Wellen oder Strahlen, die zum Körper oder dem Teil davon gesendet werden, der innerlich bildlich dargestellt werden soll, und Mittel zum Empfangen der Art von Wellen oder Strahlen, die von dem untersuchten Körper oder dem Teil davon gesendet werden oder die aus der Anregung des untersuchten Teils oder Körpers durch die Strahlen stammen, die gegen den untersuchten Körper oder den Teil davon gesendet werden, – elektronische Mittel zum Antreiben und Steuern der Mittel, die die Wellen oder Strahlen erzeugen, senden und empfangen, – elektronische Mittel zur Verarbeitung der empfangenen Strahlen oder Wellen von dem untersuchten Körper oder dem Teil davon und zum Umwandeln der empfangenen Signale in anzeigbare Bilddaten, – Befehls- und Steuerungseingabemittel, – mindestens ein Monitor zum Anzeigen der Bilddaten, – ein Gehäuse oder Rahmen zum Tragen der Mittel (1) zum Erzeugen, Senden und Empfangen der Wellen oder Strahlen, – die Mittel (1) zum Erzeugen, Senden und Empfangen der Wellen oder Strahlen umfassen eine Magnetstruktur, die einen Permanent-, Widerstands- oder supraleitenden Magneten zum Erzeugen eines statischen Feldes in einem Hohlraum 101 enthält, welcher zum Aufnehmen eines Körperteils des Patienten bestimmt ist; Spulen zum Senden der Impulse mit Funkfrequenz zum Anregen von Kernspins, Gradientenspulen zum Anlegen und Auswählen der Gradienten, die Phase und Frequenz codieren, sowie Empfangsspulen, – ein Gehäuse (201, 202, 3), das mindestens einen Teil der elektronischen Mittel zum Antreiben und Steuern der Mittel, die Wellen oder Strahlen erzeugen, senden und empfangen, und der elektronischen Mittel um Verarbeiten der empfangenen Strahlen oder Wellen aus dem untersuchten Körper oder dem Teil davon und zum Umwandeln der empfangenen Signale in anzeigbare Bilddaten beherbergt, wobei das Gehäuse mindestens teilweise von dem Gehäuse oder Rahmen zur Beherbergung und/oder zum Tragen der Mittel (1) zum Erzeugen, Senden und Empfangen der Wellen oder Strahlen gebildet wird, – eine Konsole (3), die mindestens die Befehls- und Steuerungseingabemittel und den mindestens einen Monitor zum Anzeigen der Bilddaten beherbergt, – ein Patiententrageelement (2) wie etwa ein Patientenstuhl, ein Tisch/Stuhl, ein Tisch oder dergleichen, das eine Struktur umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Gehäuse (202, 3) bereitgestellt ist, das mindestens einen Teil der elektronischen Mittel zum Antreiben und Steuern der Mittel, die Wellen oder Strahlen erzeugen, senden und empfangen, und der elektronischen Mittel um Verarbeiten der empfangenen Strahlen oder Wellen aus dem untersuchten Körper oder dem Teil davon und zum Umwandeln der empfangenen Signale in anzeigbare Bilddaten beherbergt, wobei das weitere Gehäuse mindestens teilweise von dem Patiententrage- oder Sitzelement (201, 202) gebildet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse zum Beherbergen von mindestens einem Teil der elektronischen Mittel zum Antreiben und Steuern der Mittel, die Wellen oder Strahlen erzeugen, senden und empfangen, und der elektronischen Mittel zum Verarbeiten der empfangenen Strahlen oder Wellen aus dem untersuchten Körper oder dem Teil davon und zum Umwandeln der empfangenen Signale in anzeigbare Bilddaten mindestens teilweise von der Konsole (3) zum Beherbergen mindestens der Befehls- und Steuerungseingabemittel und des mindestens einen Monitors zum Anzeigen der Bilddaten gebildet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Patiententrage- oder Sitzelement (201, 202) ein Patiententrageelement (2) wie etwa einen Patientenstuhl, einen Tisch/Stuhl, einen Tisch oder dergleichen umfasst.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Konsole (3) zum Beherbergen mindestens der Befehls- und Steuerungseingabemittel und des mindestens einen Monitors zum Anzeigen der Bilddaten in Form eines Laptop-Gehäuses oder eines Notebook-Computers vorliegt und von Gelenkmitteln (4, 104, 204) an dem Gehäuse oder Rahmen zum Beherbergen und/oder Tragen der Mittel (1) zum Erzeugen, Senden und Empfangen der Wellen oder Strahlen getragen wird.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Konsole (3) zum Beherbergen mindestens der Befehls- und Steuerungseingabemittel und des mindestens einen Monitors zum Anzeigen der Bilddaten in Form eines Laptop-Gehäuses oder eines Notebook-Computers vorliegt und von Gelenkmitteln (4, 104, 204) an der Struktur oder einem Rahmen eines Patiententrageelements (2) wie etwa eines Patientenstuhls, eines Tisch/Stuhls, eines Tisches oder dergleichen getragen wird.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuse (201, 202, 3) zum Beherbergen mindestens eines Teils der elektronischen Mittel zum Antreiben und Steuern der Mittel, die Wellen oder Strahlen erzeugen, senden und empfangen, und der elektronischen Mittel zum Verarbeiten der empfangenen Strahlen oder Wellen aus dem untersuchten Körper oder dem Teil davon und zum Umwandeln der empfangenen Signale in anzeigbare Bilddaten elektromagnetisch abgeschirmt sind.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kommunikationsleitung zwischen den elektronischen Mitteln zum Antreiben und Steuern der Mittel, die Wellen oder Strahlen erzeugen, senden und empfangen, und den elektronischen Mitteln zum Verarbeiten der empfangenen Strahlen oder Wellen aus dem untersuchten Körper oder dem Teil davon und zum Umwandeln der empfangenen Signale in anzeigbare Bilddaten bereitgestellt ist, die in dem Gehäuse oder Rahmen zum Beherbergen und/oder Tragen der Mittel, die Wellen oder Strahlen erzeugen, senden und empfangen, und/oder in der Konsole zum Beherbergen mindestens der Befehls- und Steuerungseingabemittel und des mindestens einen Monitors zum Anzeigen der Bilddaten und/oder in einem Teil der Struktur des Patiententrageelements wie etwa eines Patientenstuhls, eines Tisch/Stuhls, eines Tisches oder dergleichen beherbergt ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse oder der Rahmen zum Beherbergen und/oder Tragen der Mittel zum Erzeugen, Senden und Empfangen der Wellen oder Strahlen Funktionen zum Tragen oder Setzen des Patienten aufweist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1, 3, 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Tisch, Stuhl oder Tisch/Stuhl (2) mindestens ein Schrank-ähnliches Basisblockelement (202) zum Beherbergen, mindestens teilweise, der elektronischen Schaltungen der Bildgebungsgeräte, des Gehäuses zum Beherbergen mindestens eines Teils der der elektronischen Mittel zum Antreiben und Steuern der Mittel, die Wellen oder Strahlen erzeugen, senden und empfangen, und der elektronischen Mittel zum Verarbeiten der empfangenen Strahlen oder Wellen aus dem untersuchten Körper oder dem Teil davon und zum Umwandeln der empfangenen Signale in anzeigbare Bilddaten aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Schrank-ähnliches Basisblockelement (202) des Stuhls, Tisches oder Tisches/Stuhls (2) mindestens ein mittleres Trageelement in Form eines dreidimensionalen Podestes aufweist, welches einen Raum zum Beherbergen, mindestens teilweise, der elektronischen Schaltungen der Bildgebungsgeräte, des Gehäuses zum Beherbergen mindestens eines Teils der elektronischen Mittel zum Antreiben und Steuern der Mittel, die Wellen oder Strahlen erzeugen, senden und empfangen, und der elektronischen Mittel zum Verarbeiten der empfangenen Strahlen oder Wellen aus dem untersuchten Körper oder dem Teil davon und zum Umwandeln der empfangenen Signale in anzeigbare Bilddaten umschließt.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Konsole (3) direkt von der Struktur des Tisches, des Stuhls oder Tisch/Stuhls (2) getragen wird, über Gelenk- und/oder fest verbundene Mittel (4, 104, 204).
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Konsole von einem oder mehreren fest verbundenen Armen) und/oder von einer Kombination aus Schwenkbalken und -armen oder Hebeln (104) getragen wird, die derart miteinander verbunden sind, dass verschiedene Grade der Bewegungsfreiheit und insbesondere in vertikaler Richtung, quer zur Längsachse des Tisches, Stuhls oder Tisch/Stuhls und/oder eine Schwenkbewegung um eine horizontale Achse und/oder eine vertikale Achse ermöglicht wird.
Vorrichtung nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Konsole von einem Gleitwagen (204) getragen wird, der auf horizontalen Mitteln läuft, quer zur Längsachse des Tisches, Stuhls oder Tisch/Stuhls, an dem der Gleitwagen derart zu einem Gelenk befestigt ist, dass er winklig um eine Achse beweglich ist, welche parallel zu der Führung verläuft, über mindestens ein Paar Schwenkarme (104), wobei die Konsole (3) zwischen einer Ebene oberhalb der tragenden Fläche oder eines anderen Teils des Tisches, Stuhls oder Tisch/Stuhls und einer Ebene unterhalb der tragenden Fläche oder des anderen Teils des Tisches, Stuhls oder Tisch/Stuhls geschwenkt werden kann und sogar quer zur Längsachse des Tisches in eine Position versetzt werden kann, in der sie zu diesem benachbart ist und mindestens derart zurückgesetzt ist, dass sie im Wesentlichen unter der Fläche oder eines anderen Teils des Tisches, Stuhls oder Tisch/Stuhls (2) verschwindet.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Querführung (204) in einer Ausdehnung in Bezug auf den Tisch, Stuhl oder Tisch/Stuhl (2) erstreckt, mit der die Konsole (3) aus einer benachbarten Position auf einer Seite zu einer benachbarten Position auf der gegenüberliegenden Seite versetzt werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Konsole (3) von mindestens einem Schwenkarm (104) an dem Tisch, Stuhl oder Tisch/Stuhl getragen wird, wobei der Arm an der Konsole und/oder dem Tisch, Stuhl oder Tisch/Stuhl gelenkig befestigt ist, z.B. über eine Kugelgelenkverbindung.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Arm aus mehreren Gelenkabschnitten besteht.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebungs- und Anzeigegerät sowie ein Ultraschall-Bildgebungs- und Anzeigegerät enthält, die in die Vorrichtung integriert sind, wobei die elektronischen Mittel zum Antreiben und Steuern der Mittel, die Wellen oder Strahlen erzeugen, senden und empfangen, und die elektronischen Mittel zum Verarbeiten der empfangenen Strahlen oder Wellen aus dem untersuchten Körper oder dem Teil davon und zum Umwandeln der empfangenen Signale in anzeigbare Bilddaten sowohl der Magnetresonanz-Tomographie-Vorrichtung als auch der Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung vollständig in dem Gehäuse oder Rahmen zur Beherbergung und/oder zum Tragen der Mittel zum Erzeugen, Senden und Empfangen der Wellen oder Strahlen und/oder in der Struktur oder einem Rahmen eines Patiententrageelements wie etwa eines Patientenstuhls, eines Tisch/Stuhls, eines Tisches oder dergleichen und/oder in der Konsole zum Beherbergen mindestens der Befehls- und Steuerungseingabemittel und des mindestens einen Monitors zum Anzeigen der Bilddaten beherbergt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung Befehls- und Steuerungseingabemittel und den mindestens einen Monitor zum Anzeigen der Bilddaten umfasst, die in einer gemeinsamen Konsole mit dem Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebungsgerät oder in getrennten, einzelnen Konsolen für je ein Bildgebungsgerät beherbergt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die getrennten, einzelnen Konsolen jeweils für eines der Bildgebungsgeräte bereitgestellt ist, wobei die Konsolen an je einer Seite des Stuhls oder Patiententragetisches angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine gemeinsame Konsole für die beiden Bildgebungsgeräte bereitgestellt ist, wobei die gemeinsame Konsole Mittel zur Eingabe bestimmter Befehle für jede Art Bildgebungsgerät umfasst, wobei die Mittel für jedes der bestimmten Bildgebungsgeräte getrennt sind.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetstruktur des Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebungs gerätes angeschlossen und der Stuhl oder Tisch/Stuhl gegenüber der Magnetstruktur versetzbar ist, wobei die Magnetstruktur und/oder der Stuhl oder Tisch/Stuhl auf Kombinationen aus Führungen und Laufwagen befestigt sind, die mit der Magnetstruktur und/oder dem Tisch, Stuhl oder Tisch/Stuhl verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass Suchermittel zum Bestimmen der relativen Position und/oder Ausrichtung zwischen dem Tisch, Stuhl oder Tisch/Stuhl und der Magnetstruktur bereitgestellt sind und die Magnetstruktur und der Tisch, Stuhl oder Tisch/Stuhl mit der Kombination aus Führungen und Laufwagen zum Versetzen der Magnetstruktur und/oder des Tisches, Stuhls oder Tisch/Stuhls verbunden sind.