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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Positionsbestimmung von
wenigstens einer an einer Patientenliege einer Magnetresonanzeinrichtung
angeordneten oder anzuordnenden Lokalspule und eine Magnetresonanzanlage
mit einer solchen Vorrichtung. Daneben betrifft die Erfindung ein
Verfahren zur Positionsbestimmung von wenigstens einer an einer
Patientenliege einer Magnetresonanzeinrichtung angeordneten oder
anzuordnenden Lokalspule.
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Für verschiedene
Anwendungen im Bereich der Magnetresonanz ist es notwendig und sinnvoll, die
Position verschiedener, auf einem auf einer Patientenliege befindlichen
Patienten oder auf der Patientenliege unmittelbar angeordneter Lokalspulen
zu erfassen. Solche Lokalspulen werden vorgesehen, um Aufnahmen
höherer
Qualität
bestimmter Bereiche eines Patienten erzeugen zu können. Bekannt sind
beispielsweise Kopfspulen, Torsospulen, Rückenspulen, Beinspulen und
dergleichen.
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Um
die Position dieser Spulen auf der Liege feststellen zu können, ist
es bekannt, eine Magnetresonanzmessung vorzunehmen und die erhaltenen Magnetresonanzdaten
im Hinblick auf die Spulenposition oder -Orientierung auszuwerten.
Dieses bekannte Vorgehen hat allerdings einige Nachteile.
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So
werden zunächst
nur die Lokalspulen erkannt, die nicht weit entfernt vom Isozentrum
der Magnetresonanzeinrichtung liegen. Der erfasste Bereich liegt
dabei in etwa bei 25 cm um das Isozentrum herum. Alle Lokalspulen,
die außerhalb
dieses Suchfensters liegen, werden nicht oder sogar falsch erkannt.
Dafür verantwortlich
sind magnetresonanzspezifische Artefakte, insbesondere die Nichtlinearität der Gradienten
außerhalb des
Blickfelds oder Störungen
durch den Patienten selber. Selbst innerhalb des Suchfensters liegt
die Genauigkeit der Positionserkennung allenfalls im Bereich einiger
Zentimeter. Schließlich
sind die Messungen zeitaufwendig, da sie mehrere Sekunden benötigen, und
skalieren mit der Anzahl der zu erkennenden Lokalspulen. Würde man mit
diesem Verfahren alle Lokalspulen erkennen wollen, so müsste ein
Patient von Kopf bis Fuß an
mehreren Stellen gemessen werden, so dass die Zeit bis in den Minutenbereich
andauern kann.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung anzugeben,
mit der eine verbesserte, insbesondere genaue Erkennung der Spulenposition
und/oder Spulenorientierung auf der Patientenliege möglich ist.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß eine Vorrichtung
zur Positionsbestimmung von wenigstens einer an einer Patientenliege
einer Magnetresonanzeinrichtung angeordneten oder anzuordnenden
Lokalspule vorgesehen, umfassend wenigstens einen auf der Lokalspule
angeordneten optischen Spulenmarker, wenigstens eine optische Sensorvorrichtung
zur Detektion der Spulenmarker, deren Blickfeld die Patientenliege
in wenigstens einer Liegenposition, insbesondere einer vollständig ausgefahrenen
Position, wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, überdeckt,
und einen zur Ermittlung der Spulenposition, insbesondere der Spulenposition und
Spulenorientierung, auf der Patientenliege aus Messdaten der Sensorvorrichtung
ausgebildete, insbesondere einen Teil einer Steuereinheit der Magnetresonanzeinrichtung
bildende Recheneinrichtung.
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Erfindungsgemäß wird also
ein vollkommen neuer Zugang zur Positionsbestimmung von Lokalspulen
auf einer Patientenliege vorgeschlagen, bei dem mit Hilfe von optischen
Sensorvorrichtungen gearbeitet wird, das bedeutet, es werden Spulenmarker verwendet,
die mit optischen Sensorvorrichtungen detektiert werden können. Der
optische Bereich soll im Rahmen dieser Erfindung nicht nur den vom menschlichen
Auge wahrnehmbaren Wellenlängenbereich
umfassen, sondern auch den Ultraviolett- und Nahinfrarotbereich. Diese Strahlungsbereiche haben
den Vorteil, dass sie von optischen Sensorvorrichtungen gut detektiert
werden können
und außerdem
mit Standardoptiken beeinflusst werden kann. Es sind daher drei
neuartige Komponenten wesentlich, nämlich der wenigstens eine Spulenmarker,
der auf der Lokalspule angeordnet ist, die optische Sensorvorrichtung
und die Recheneinrichtung, die mit besonderem Vorteil als Teil einer
Steuereinheit der Magnetresonanzeinrichtung realisiert werden kann.
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Im
Vergleich zur herkömmlichen
Methode, bei der Magnetresonanzdaten gemessen werden, werden dabei
eine Vielzahl von Vorteilen erreicht. Zum einen ist die neu vorgeschlagene
Vorrichtung treffsicherer als das alte Verfahren, da keine Magnetresonanzartefakte
auftreten können.
Zudem ist die Genauigkeit der Positionsbestimmung von der Auflösung der
optischen Sensorvorrichtung abhängig und
kann daher beliebig hoch gewählt
werden. Schließlich
erhöht
sich die Auswertezeit nicht mit der Anzahl der Spulen und ist auch
konkret viel kürzer anzusetzen,
etwa im Bereich einer Sekunde.
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Ist
mit besonderem Vorteil die Patientenliege durch das Blickfeld der
optischen Sensorvorrichtung vollständig überdeckt, so können mittels
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
alle Lokalspulen erkannt werden, die sich auf dem Patienten bzw.
der Patientenliege befinden, und nicht nur jene, die nahe zum Isozentrum
liegen, wie dies im Stand der Technik der Fall war.
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Die
Spulenposition bzw. die Spulenorientierung kann dann auf vielfältige Weise
weiter verwendet werden. Lediglich beispielhaft seien Verfahren genannt,
bei denen die Spulenposition die Aufnahmeposition wiedergibt und
somit die Kenntnis der Spulenposition eine automatisierte Positionierung des
Patienten ermöglichen
kann. Auch für
Verfahren, bei denen automatisch festgestellt werden soll, welche
von mehreren Lo kalspulen das beste Signal liefert, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung
vorteilhaft einsetzbar.
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Für die meisten
dieser Verfahren ist die Spulenposition in Längsrichtung der Patientenliege
die relevante Größe. Werden
aus mehreren gleichartigen Spulenelementen zusammengesetzte Lokalspulen
verwendet, bei denen beispielsweise zwei Spulenelemente in Längsrichtung
der Patientenliege aufeinanderfolgen, kann auch die Spulenorientierung
relevant sein, um so auch die Position der einzelnen Spulenelemente
zuordnen zu können.
Mit besonderem Vorteil kann daher vorgesehen sein, dass die Vorrichtung
zur Bestimmung der Spulenposition und gegebenenfalls der Spulenorientierung
wenigstens entlang der Längsrichtung
der Patientenliege ausgebildet ist. Somit kann in jedem Fall die
Spulenposition in der relevanten Richtung ermittelt werden. Die
folgende Beschreibung wird sich auf die Bestimmung der Spulenposition
und/oder Spulenorientierung entlang der Längsrichtung der Patientenliege
beschränken,
es sei jedoch hervorgehoben, dass grundsätzlich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
die vollständige
dreidimensionale Position und Orientierung bestimmt werden kann,
wenn die Marker bzw. die Zahl oder Art der optischen Sensorvorrichtungen
daraufhin ausgelegt sind.
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Wie
bereits erwähnt,
kann es vorteilhaft sein, wenn das Blickfeld der optischen Sensorvorrichtung die
Patientenliege vollständig überdeckt.
Dies kann am einfachsten realisiert werden, wenn die Patientenliege
eine vollständig
ausgefahrene Position einnimmt. Diese Position wird häufig auch
als Home-Position
bezeichnet. Dann kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die optische
Sensorvorrichtung über
der ausgefahrenen Patientenliege an der Decke einer Magnetresonanzkabine,
in der sich die Magnetresonanzeinrichtung befindet, angeordnet werden kann.
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Sinnvoll
ist es, worauf im Folgenden noch näher eingegangen wird, wenn
der Marker einem bestimmten Spektralbereich zuge ordnet ist, wobei
dann die optische Sensorvorrichtung im ausgewählten Spektralbereich sensitiv
sein muss.
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Bestimmt
werden soll letztlich die Position der Lokalspule bzw. der mehreren
Lokalspulen im Koordinatensystem der Patientenliege. Wird grundsätzlich in
einer bestimmten Liegenposition gemessen, beispielsweise einer ausgefahrenen
Liegenposition (Home-Position), so ist die Anordnung der optischen
Sensorvorrichtung relativ zu der Patientenliege grundsätzlich bekannt,
so dass durch einen Kalibrationsvorgang die Positions- bzw. Orientierungsinformationen
der Lokalspulen im Koordinatensystem der Patientenliege erhalten
werden können.
In zweckmäßiger Ausgestaltung
der vorliegenden Erfindung kann jedoch auch vorgesehen sein, dass
die Vorrichtung ferner wenigstens einen insbesondere zur Kalibration
und/oder zur Ermittlung der Spulenposition und/oder Spulenorientierung
nutzbaren, an der Patientenliege befestigten Liegenmarker umfasst. Auch
an der Patientenliege können
folglich ein oder mehrere Marker vorgesehen sein, die im Folgenden als
Liegenmarker bezeichnet werden sollen. Da sie fest mit der Patientenliege
verbunden sind, geben sie einen Referenzpunkt im Koordinatensystem
der Patientenliege an, der ebenso durch die optische Sensorvorrichtung,
die selbstverständlich
auch zur Detektion der Liegenmarker ausgebildet ist, detektiert
werden kann.
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Mit
besonderem Vorteil kann vorgesehen sein, dass die Recheneinrichtung
zur kontinuierlichen Ermittlung von Messdaten durch die Sensorvorrichtung
bis zu einem Beendungskriterium, insbesondere dem Einfahren der
Patientenliege einer Patientenaufnahme der Magnetresonanzeinrichtung und/oder
dem Schließen
der Tür
einer Magnetresonanzkabine, in der die Magnetresonanzeinrichtung befindlich
ist, ausgebildet ist, wobei die letzte ermittelte Position und Orientierung
einer Lokalspule gespeichert und der Magnetresonanzeinrichtung und/oder
einer Steuereinheit der Magnetresonanzeinrichtung zur Verfügung gestellt
wird. Der übliche Arbeitsablauf
zur Positionierung einer oder mehrerer Lokalspulen ist, dass zunächst der Patient
auf der Patientenliege gelagert wird. Dann werden die benötigten Lokalspulen
herbeigeholt, an entsprechende Spulensteckplätze auf der Patientenliege
angeschlossen und relativ zum Patienten auf dem Patienten bzw. der
Patientenliege positioniert. Bis die Lokalspulen fest positioniert
sind, werden sie folglich bewegt, so dass als Spulenposition die
Endposition, also die letzte ermittelte Position und Orientierung der
Lokalspule, relevant ist. Um diese Position und Orientierung auch
messen zu können,
wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
eine kontinuierliche Messung vorzunehmen, wobei die letzte gemessene Position
bzw. Orientierung der Lokalspule nach ihrer Positionierung verfolgt
wird. Während
dieser gesamten Messzeit oder in einer nachfolgenden Auswertung
wird die Spulenposition bzw. Spulenorientierung bestimmt, wobei
der letzte ermittelte Wert dann als relevanter Wert ausgewählt wird.
Als Beendungskriterium kann dabei beispielsweise das Einfahren der Patientenliege
in eine Patientenaufnahme der Magnetresonanzeinrichtung oder das
Schließen
der Tür einer
Magnetresonanzkabine dienen. Im Fall dieser Ereignisse steht fest,
dass die Lokalspulen nicht weiter bewegt werden. Erfindungsgemäß kann zudem vorgesehen
sein, dass die Vorrichtung zu Beginn der kontinuierlichen Ermittlung
anhand eines Anfangskriteriums, insbesondere dem Einstecken einer
Lokalspule und/oder dem Öffnen
der Tür
der Magnetresonanzkabine, ausgebildet ist. Wird ein Spulenstecker in
einen entsprechenden Spulensteckplatz auf der Patientenliege eingesteckt,
so entsteht bei den meisten Magnetresonanzanlagen ein sogenanntes „Coil-Change-Event”, es wird
also im System, insbesondere in einer Steuereinheit der Magnetresonanzeinrichtung,
festgestellt, dass gerade eine Lokalspule angeschlossen wurde. Der
erste Anschließvorgang einer
solchen Lokalspule kann somit vorteilhaft zum Starten der Positionsbestimmung
dienen.
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Selbstverständlich ist
es auch möglich,
einen Messvorgang durch die optische Sensorvorrichtung benutzerinitiiert
oder zeitgefenstert vorzunehmen, was jedoch zu Unsicherheiten bezüglich der
tatsächlichen
Spulenpositionen und gegebenenfalls Spulenorientierungen führen kann.
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Bei
einer ersten Gruppe von Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Sensorvorrichtung
eine Kamera umfasst und die Recheneinrichtung zur Bildverarbeitung
der Kamerabilder zur Detektion des oder der in den Kamerabildern
und/oder daraus abgeleiteten Bildern dargestellten Marker ausgebildet
ist. Es wird also eine Bilder aufnehmende Kamera verwendet, beispielsweise
kann eine übliche
CCD-Kamera verwendet werden. Die Bilder werden dann beispielsweise
bei einer kontinuierlichen Ermittlung der Spulenposition und/oder
Spulenorientierung in einem Videostream mit beispielsweise 24 FPS
aufgenommen. Die Auflösung
der Kamera sollte dabei relativ hoch sein, je nachdem, welche Genauigkeit
der Spulenerkennung gefordert wird. So kann beispielsweise bei einer
VGA-Auflösung
von 640 × 480
Pixeln mit einer Genauigkeit von etwa 3 mm gerechnet werden, wenn
das Objektiv der Kamera exakt auf die Patientenliege mit einer Länge von
zwei Metern ausgerichtet wird. Mit hochauflösenden Kameras sind deutlich genauere
Ergebnisse möglich,
beispielsweise +/–0,5 mm
bei 4000 × 2000
Pixeln Auflösung.
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Bei
Verwendung einer Kamera kann vorgesehen sein, dass der oder die
Marker nicht angesteuerte passive Marker sind, insbesondere reflektierende
und/oder fluoreszierende Marker. In diesem Fall ist also keine Ansteuerung
der Marker selber erforderlich, da diese so gewählt sind, dass sie bereits ohne
spezielle Ansteuerung die Voraussetzungen erfüllen, in den Kamerabildern
oder daraus abgeleiteten Bildern detektiert zu werden.
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Werden
mehrere Lokalspulen auf der Patientenliege angeordnet, so ist es
relativ wichtig, dass die detektierten Marker in den Kamerabildern
den entsprechenden Lokalspulen auch zugeordnet werden können. Daher
kann mit besonderem Vorteil vorgesehen sein, dass der oder die Marker
eine insbesondere spulenspezifische Musterung und/oder eine insbesondere
spulenspezifische Zeichenfolge umfassen. Beliebige Ausgestaltungen
sind hier denkbar, beispielsweise Marker in Form bestimmter Musterungen,
bis hin zu Strichcodes, oder auch das Aufbringen von beispielsweise
Seriennummern als Marker. Allgemein ist es dabei besonders vorteilhaft,
wenn die Marker besonders kontrastreich ausgebildet sind, so dass
sie durch Bildverarbeitungsverfahren leicht segmentiert werden können. Zu
denken ist hier beispielsweise bei einer Messung im sichtbaren Bereich an
die auch bei Kollisionsexperimenten im Kraftfahrzeugbereich verwendeten
Marker auf Crashtest-Dummies.
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Mit
besonderem Vorteil kann vorgesehen sein, dass eine Lichtquelle zur
Beleuchtung des oder der Marker, insbesondere eine W-Lichtquelle
oder eine Infrarot-Lichtquelle, insbesondere benachbart zu der Kamera,
vorgesehen ist. Ist eine solche Lichtquelle aktiv, so können die
Marker entweder erst angeregt oder aber besonders hervorgehoben
werden. Ein besonders guter Kontrast wird erzielt, wenn die Lichtquelle
benachbart zu der Kamera angeordnet ist. Dies sei an zwei zweckmäßigen Ausgestaltungen näher erläutert. So
kann nämlich
vorgesehen sein, dass der oder die Marker retroreflektierende, insbesondere
mit einem Lichtaustrittsfilter versehene Marker sind. Retroreflektoren
sind weithin bekannt und werden beispielsweise im Verkehr zur Erkennung von
anderen Verkehrsteilnehmern, beispielsweise Fußgängern, im Dunkeln verwendet.
Sie reflektieren den größten Teil
des Lichts über
alle Wellenlängen, so
dass ein entsprechend ausgebildeter Marker bei Beleuchtung durch
die Lichtquelle besonders hell strahlt. Dabei kann auch ein Filter
an dem Marker vorgesehen sein, so dass beispielsweise nur Licht
in einem bestimmten Spektralbereich, beispielsweise im Nahinfrarotbereich,
reflektiert wird. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass ein
Infrarotreflektierender Marker durch eine Infrarot-Lichtquelle angestrahlt wird
und durch eine im Infrarot-Bereich empfindliche Kamera aufgenommen
wird. In anderer Ausgestaltung kann auch vorgesehen sein, dass der
Marker bei einer UV-Lichtquelle ein durch UV-Licht anregbarer fluoreszierender
Marker ist. Dabei ist anzumerken, dass der Marker auch so gewählt werden
kann, dass das Fluoreszenzlicht im sichtbaren Bereich liegt, somit
eine im sichtbaren Bereich empfindliche Kamera als Sensorvor richtung
verwendet werden kann. Der Vorteil dieser Ausgestaltungen ist es,
dass die Marker sehr viel heller leuchten und daher im Rahmen der
Bildverarbeitung leichter in den Kamerabildern zu detektieren sind.
Zudem können
die Marker im sichtbaren Bereich unauffällig gestaltet werden. Mit
besonderem Vorteil kann zusätzlich
vorgesehen sein, dass die Recheneinrichtung zur Ermittlung der Spulenposition
und/oder der Spulenorientierung anhand einer Bildbearbeitung eines
Differenzbildes aus einem mit aktiver Lichtquelle und einem mit ausgeschalteter
Lichtquelle aufgenommenen Bild ausgebildet ist. Das bedeutet, dass
immer – insbesondere
unmittelbar aufeinanderfolgend – zwei
Bilder aufgenommen werden, nämlich
eines mit eingeschalteter Lichtquelle und eines mit ausgeschalteter Lichtquelle.
Nun leuchten aber in dem einen der Bilder die Marker besonders auffällig, während der
Hintergrund gleich bleibt. Durch Differenzbildung ist es folglich
möglich,
ein Bild zu erhalten, in dem letztlich nur die Marker sichtbar sind.
Insbesondere im Fall einer mit einer Infrarot-Lichtquelle bestrahlten und mit einer
Infrarot-Kamera aufgenommene Szene ist dieser Idealfall, dass nur
die Marker selbst zu sehen sind, einfach zu erreichen. Auf diese
Weise wird die Bildverarbeitung extrem vereinfacht, da die Segmentierung
auf besonders einfache Art und Weise erfolgen kann. So wird eine
besonders hohe Treffsicherheit erzielt. Es sei noch angemerkt, dass
es alternativ zur Differenzbildung aus zwei Bildern auch denkbar ist,
beispielsweise im Falle einer Anregung von Markern mit UV-Licht,
die Messung bei verdunkelter Magnetresonanzkabine vorzunehmen, so
dass im Bild letztlich auch lediglich die Marker zu sehen sind,
da nur diese fluoreszieren.
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Es
sei noch an dieser Stelle angemerkt, dass auch handelsübliche CCD-Kameras
grundsätzlich
im Nahinfrarotbereich (etwa 750–1000
nm) sensitiv sind. Normalerweise werden solche Kameras mit einem
IR-Cat-Filter ausgestattet, der nur das sichtbare Spektrum (350–750 nm)
durchlässt
und den Nahinfrarotanteil herausfiltert. Ersetzt man diesen IR-Cat-Filter
durch einen Nahinfrarot-Filter, so hat man den umgekehrten Effekt – das sichtbare
Licht wird unterdrückt
und der Nahinfrarotanteil durchgelassen. Die Kamera wird dadurch
zu einer „Nachtsichtkamera”. Diese
Variante ist äußerst kostengünstig. Alternativ
ist es selbstverständlich
auch möglich, Spezialkameras
zu verwenden, die nur im Infrarotbereich sensitiv sind. Als Beispiele
seien Kameras mit einem Sensor aus Indium-Gallium-Arsenid oder Germanium anstelle
von Silizium genannt.
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Allgemein
kann bei der Spulenpositionsbestimmung mit einer Kamera zweckmäßigerweise auch
vorgesehen sein, dass ein zusätzlicher
Steckermarker auf einen zum Einstecken in einen Steckplatz der Patientenliege
vorgesehen Spulenstecker der Lokalspule vorgesehen ist. Bei heutigen
Magnetresonanzanlagen ist es üblich,
dass mit Eintreten des bereits erwähnten „Coil-Change-Events”, also
mit dem Einstecken der Spule in einen Steckplatz auf der Patientenliege,
ein innerer Widerstand der Lokalspule gemessen wird, der deren Modell
beschreibt. Für
die spätere
Ansteuerung ist es wichtig, zu wissen, welche Spule – deren
Spulenposition und gegebenenfalls Spulenorientierung ja dann bestimmt
wurde – in welchem
Steckplatz eingesteckt ist, folglich, wie diese Spule angesteuert
werden kann/soll. Daher ist es sinnvoll, insbesondere, falls ohnehin
spulenspezifische Marker verwendet werden, auch auf dem Spulenstecker
einen insbesondere spulenspezifischen Marker zu verwenden, so dass
die Steckplätze
den detektierten Spulen zugeordnet werden können. Da die Position der Steckplätze auf
der Patientenliege grundsätzlich
bekannt ist, kann ein an diesen Positionen detektierter Marker auch
leicht als Steckermarker erkannt werden. Alternativ ist es im Übrigen auch möglich, beispielsweise
eine Zuleitung von dem Spulenstecker zu der Lokalspule mit Markern
zu versehen, so dass der Verlauf dieser Zuleitung und somit der
entsprechende Steckplatz festgestellt werden kann. Bei der Verwendung
von Steckermarkern ist es also mit besonderem Vorteil möglich, dass
die Recheneinrichtung zur Ermittlung wenigstens einer Steckerposition
einer Lokalspule aus den Kamerabildern und zur Verknüpfung der
Steckerposition mit einer durch die Recheneinrichtung und/oder eine
Steuereinheit der Magnetreso nanzeinrichtung gewonnenen Spulentypinformation
anhand des benutzten Steckplatzes ausgebildet sind.
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Eine
weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung als Ausführungsbeispiel
der ersten Gruppe, bei der die optische Sensorvorrichtung eine Kamera
umfasst, sieht vor, dass die Marker wenigstens eine im Infrarot-
oder Ultraviolettbereich strahlende Diode umfassen. In diesem Fall
wird also ein aktiver Marker verwendet, der bestromt und/oder angesteuert
wird. Der Vorteil einer solchen Ausgestaltung ist es, dass wiederum
die Bildverarbeitung extrem vereinfacht wird, da die Dioden in einem
bestimmten Spektralbereich, besonders bevorzugt im Infrarotbereich,
hell leuchten und daher besonders einfach in den Kamerabildern detektierbar
bzw. feststellbar sind. Um den Ansteuerungsaufwand möglichst
gering zu halten, kann vorgesehen sein, dass die Diode der Spulenmarker
zum kontinuierlichen Leuchten mit Anschließen der Lokalspule an einen
Steckplatz der Patientenliege ausgebildet ist. Auch in einer solchen Ausgestaltung
können
nämlich
die Spulenmarker bzw. die Dioden einer speziellen Lokalspule zugeordnet
werden, wenn wie bereits beschrieben eine kontinuierliche Positionsbestimmung
erfolgt. Denn dann kann vorgesehen sein, dass die Recheneinrichtung zur
Zuordnung einer im Kamerabild detektierten Diode eines Spulenmarkers
zu einer bestimmten Lokalspule anhand der Zuordnung des Zeitpunktes
des Auftauchens des Diodenlichts in den Kamerabildern zu dem Zeitpunkt
des Einsteckens der Lokalspule in einen Steckplatz der Patientenliege
ausgebildet ist. Das Anschließen
der Spule löst,
wie bereits beschrieben, das sogenannte „Coil-Change-Event” aus, wobei
im gleichen Moment die Dioden der Spulenmarker dieser Lokalspule
zu leuchten beginnen. Wird also zum einen durch die Kamera ein Videostream aufgenommen,
und werden auf der anderen Seite die „Coil-Change-Events” mitprotokolliert,
so folgt bereits durch Verknüpfung
der Zeitpunkte die Information, welche Spulenmarker der Spule welchem
Steckplatz zugeordnet sind. Wird zusätzlich, wie bereits beschrieben,
das Spulenmodell beispielsweise durch eine Widerstandsmessung noch
identifiziert, so kann auch diese Information gleich der Spulenposition und/oder
Spulenorientierung zugeordnet werden. Es sei an dieser Stelle angemerkt,
dass die Auswertung des von der Kamera aufgenommenen Videosignals bzw.
Videostreams auch mit Eintritt des bereits diskutierten Beendungskriteriums
erst erfolgen kann. Dabei wird der besagte aufgenommene Videostream
in Fragmente aufgeteilt, die mit einem „Coil-Change-Event” beginnen
und mit einem anderen „Coil-Change-Event” oder dem
Beendungskriterium enden. Nach jedem „Coil-Change-Event” taucht im
Videostream wenigstens ein neuer heller Punkt auf, nämlich die
Abbildung der wenigstens einen Diode. Diese Punkte werden in dem
Videostream verfolgt, bis sie sich nicht mehr bewegen, was bedeutet, dass
sich die Spule selbst nicht mehr bewegt und somit positioniert wurde.
Aus der Position dieses wenigstens einen hellen Punkts kann die
Spulenposition ermittelt werden, gegebenenfalls unter Berücksichtigung
von Spulenmarkern, deren Dioden dann beispielsweise grundsätzlich leuchten
können.
Soll auch die Spulenorientierung ermittelt werden, so sind mindestens
drei Dioden auf einer Lokalspule notwendig. Diese können beispielsweise
so auf der Lokalspule angeordnet werden, dass sie auf einer geraden
Linie liegen, aber unterschiedliche Abstände aufweisen. Dabei ist die
Gerade insbesondere so gewählt,
dass sie bei der fertig positionierten Lokalspule in Längsrichtung
der Patientenliege verläuft.
So kann auch die Orientierung in Längsrichtung der Patientenliege
ermittelt werden.
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Werden
solche Dioden verwendet, kann die Bildverarbeitung noch weiter vereinfacht
werden, wenn die Recheneinrichtung zur Binarisierung der Kamerabilder
anhand eines Schwellwerts derart ausgebildet ist, dass nur das Diodenlicht
in den Kamerabildern sichtbar bleibt. Es wird also für jedes
Kamerabild ein Schwellwertverfahren durchgeführt, das den besonders hell
im ausgewählten
Spektralbereich, wie bereits erwähnt
besonders bevorzugt der Nahinfrarotbereich, leuchtenden Dioden beispielsweise
den Wert 1 zuordnet, allen anderen Punkten den Wert O. Dann entsteht
ein Bild, das als Punkte die Position von Dioden zeigt.
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Wird
mit Infrarotdioden, also im Infrarotbereich, gearbeitet, können die
bereits diskutierten Kameras verwendet werden, insbesondere wie
bereits diskutiert auch eine handelsübliche CCD-Kamera mit einem
Nahinfrarotfilter.
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Es
sei nochmals hervorgehoben, dass bei der Verwendung solcher Dioden
spulenspezifische Spulenmarker nicht mehr notwendig sind, da ja über das „Coil-Change-Event” und den
entsprechenden Zeitpunkt des Auftauchens der Spulenmarker eine eindeutige
Zuordnung bereits problemlos ermöglicht wird.
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Allgemein
liegt bei Verwendung einer Kamera auch das Problem vor, dass Patienten
unterschiedliche Dicken aufweisen und daher selbst bei Annahme einer
Durchschnittshöhe
von Patienten bei auf den Patienten aufgelegten Lokalspulen Projektionsfehler
auftreten können,
die zu einer Fehlbestimmung der Position führen können. Deswegen kann erfindungsgemäß vorgesehen
sein, dass mehr als eine Kamera vorgesehen ist und die Recheneinrichtung
zur Ermittlung der Spulenposition durch die Angulation der Daten
mehrerer Kameras ausgebildet ist. Auf diese Weise können solche
Projektionsfehler eliminiert werden.
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Eine
besonders vorteilhafte zweite Gruppe von Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zeichnet sich dadurch aus, dass die Sensorvorrichtung eine im Infrarot-Bereich sensitive PSD-Einrichtung
umfasst und die Marker wenigstens eine zum Betrieb ansteuerbare
Infrarot-Diode umfassen. Die Abkürzung
PSD steht für
Position Sensitive Device. Ein PSD-Sensor ist ein flächiger Halbleiter, bei
dem abhängig
von der Position eines Lichtpunktes sich der innere Widerstand ändert, so
dass sich an beiden Seiten abgegriffene Messströme ebenfalls verändern, wobei
aus dem Verhältnis
der beiden Ströme
die Position des Lichtschwerpunktes berechnet werden kann (sogenannter
lateraler Photoeffekt). Solche PSD-Einrichtungen haben – insbesondere im Vergleich
zu einer Kamera – eine
ganze Reihe von Vorteilen. Zunächst
sind PSD-Sensoren
sehr schnell, sie lassen sich beispielsweise mit ei ner Frequenz
von 10 kHz betreiben (im Vergleich zu einer Kamera, die beispielsweise
20–30
Bilder pro Sekunde aufnimmt). Zudem messen PSD-Sensoren analog und
somit sehr genau. Zudem ist die Datendichte relativ gering und die
Auswertung des Signals gestaltet sich sehr einfach. Schließlich sind
PSD-Sensoren günstig
in der Anschaffung.
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Dabei
sind im Wesentlichen zwei Ausgestaltungen denkbar, da es zwei unterschiedliche
Ausgestaltungen von PSD-Sensoren gibt. So kann vorgesehen sein,
dass die PSD-Einrichtung einen PSD-Sensor und eine diesem vorgeschaltete
Optik umfasst, die das Sichtfeld des PSD-Sensors auf die gesamte
Fläche
der Patientenliege erweitert. In diesem Fall wird ein standardisierter
PSD-Sensor verwendet, bei dem an zwei Seiten einer zusammenhängenden
Halbleiterfläche
die entsprechenden Ströme
abgegriffen werden. Solche PSD-Sensoren werden auch eindimensionale
PSD-Sensoren genannt und messen die Schwerpunktsposition des einfallenden
Lichts.
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In
einer bevorzugten Alternative kann vorgesehen sein, dass die PSD-Einrichtung
einen zur Winkelmessung ausgebildeten PSD-Sensor umfasst. Bei solchen
zur Winkelmessung ausgebildeten PSD-Sensoren, auch kombinierte PSD-Sensoren
genannt, werden auf zwei Seiten eines Trennelements eindimensionale
PSD-Sensoren kombiniert.
Bei Verwendung eines solchen zur Winkelmessung ausgebildeten PSD-Sensors
erhält
man nicht die Position des Lichteinfalls auf dem PSD-Sensor, sondern
unmittelbar den Winkel, so dass eine vorgeschaltete Optik nicht
mehr erforderlich ist und auch die Rechenvorgänge vereinfacht werden.
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PSD-Sensoren
können
allerdings lediglich einen einzigen Lichtpunkt verarbeiten, das
bedeutet, es darf immer nur eine einzige Infrarot-Diode aktiv sein.
Daher sind die Infrarot-Dioden
bei dieser Erfindungsausgestaltung auch einzeln ansteuerbar. Um nun
zu wissen, was für
eine Position gerade bestimmt wird, ist es erforderlich, dass die
Infrarot-Dioden mit den entsprechenden Markern, insbesondere den
Spulenmar kern, in Relation gesetzt werden. Mit besonderem Vorteil
kann daher vorgesehen sein, dass die Recheneinrichtung und/oder
die Steuereinheit der Magnetresonanzeinrichtung zur Ansteuerung
der Dioden der Spulenmarker über
Ansteuerungsanschlüsse
der Steckplätze
der Patientenliege ausgebildet ist. In einer solchen Ausgestaltung
werden also Ansteuerungsleitungen für die Dioden der Spulenmarker
(bzw., falls vorgesehen, auch die Dioden der Liegenmarker) gezielt,
insbesondere in einem fest vorgegebenen Zyklus, bestromt. Diese
Ansteuerungsleitungen können übrigens,
wie im Weiteren noch ausgeführt
werden wird, auch „mitgenutzte” Leitungen
sein, mit denen ansonsten andere Komponenten der Spule angesteuert
würden.
Dann muss die Lokalspule nur soweit modifiziert werden, dass die
zusätzliche
Infrarot-Diode angebracht wird. Wichtig ist es bei dieser Ansteuerung,
dass Synchronität vorliegt.
Daher kann die Recheneinrichtung und/oder die Steuereinheit zur
sukzessiven synchronen Ansteuerung jeweils einer Diode eines Liegenmarkers oder
eines Ansteuerungsanschlusses und der PSD-Einrichtung zur Aufnahme
von Sensordaten ausgebildet sein. Das bedeutet, immer wenn eine
Infrarot-Diode zum Leuchten gebracht wird, werden auch Messdaten
aufgenommen, die dieser Infrarot-Diode zugeordnet werden.
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Dabei
ist zu beachten, dass selbstverständlich nicht zu jedem Ansteuerungssignal
in der aktuellen Situation auch eine Diode vorhanden sein muss. Umfasst
die Patientenliege beispielsweise zehn Steckplätze, sind – wenn auch die Spulenorientierung
bestimmt werden soll – jedem
dieser Steckplätze
zwei Ansteuerungsanschlüsse
zugeordnet, und umfasst die Patientenliege zudem noch zwei Liegenmarker
mit jeweils einer Diode, so werden folglich 22 sukzessive Ansteuerungssignale
gesendet, die eine Diode – so
sie denn angeschlossen ist – aufleuchten lassen.
Wird folglich mit der PSD-Einrichtung kein Signal erfasst, so bedeutet
dies lediglich, dass beispielsweise an dem entsprechenden Steckplatz
gerade keine Lokalspule angeschlossen ist.
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Es
wurde bereits erwähnt,
dass das Datenaufkommen und die Datenauswertung bei PSD-Sensoren
sehr viel geringer ist. Daher ist es mit besonderem Vorteil möglich, in
einer Ausgestaltung mit PSD-Sensoren allgemein einen Mikrocontroller
zur Auswertung zu verwenden, der jeweils einer Diode zugeordnete
Positionen ermittelt und beispielsweise an die Steuereinheit der
Magnetresonanzeinrichtung weitergibt. Konkret im gerade dargestellten
Fall der sukzessiven synchronen Ansteuerung kann vorgesehen sein,
dass die Recheneinrichtung einen Mikrocontroller zur Ermittlung
von einzelnen Dioden oder Ansteuerungsanschlüssen zugeordneten, mit einem Zeitstempel
versehenen Positionsinformation umfasst. Diese Informationen können selbstverständlich auch
um weitere Informationen ergänzt
werden. Wie bereits mehrfach erwähnt,
kann durch Messung eines bestimmten Widerstands festgestellt werden, welches
Modell einer Lokalspule gerade an einem Steckplatz der Patientenliege
angeschlossen ist. Daher kann vorgesehen sein, dass die Recheneinrichtung,
insbesondere der Mikrocontroller, zur Zuordnung eines Spulentyps
zu einer Positionsinformation anhand einer durch die Recheneinrichtung
und/oder eine Steuereinheit der Magnetresonanzeinrichtung gewonnenen
steckplatzspezifischen Spulentypinformation ausgebildet ist.
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Insgesamt
kann folglich die Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens verwendet
werden, bei dem zunächst
aufgrund eines Anfangskriteriums – beispielsweise das Öffnen einer
Tür einer
Magnetresonanzkabine und/oder ein „Coil-Change-Event” – mit einer
kontinuierlichen Messung auf die beschriebene Art begonnen wird, bis
ein Beendungskriterium – das
Schließen
der Tür der
Magnetresonanzkabine und/oder das Einfahren der Patientenliege in
die Aufnahme der Magnetresonanzeinrichtung – beendet wird. Während dieser
Zeit werden kontinuierlich alle Infrarot-Dioden der Spulenmarker
bzw. auch Liegenmarker nacheinander getriggert, also bestromt, und
das Licht wird von der PSD-Einrichtung erfasst. Um ein möglichst
gutes Signal/Rausch-Verhältnis
zu erhalten, erfolgt diese Messung mehrmals pro Sekunde. Die Messung durch
die PSD-Einrichtung und die Triggerung der Infrarot-Dioden erfolgt
dabei syn chron. Während
der Messung entsteht so ein kontinuierlicher Datenstrom mit folgendem
Inhalt: Zeitstempel, Nummer der Infrarot-Diode oder alternativ ein
Tripel aus Steckplatznummer, Ansteuerungsanschlussnummer und einer Spulenidentifikationsinformation,
und Positionsinformation oder alternativ, wenn später ausgewertet
werden soll, die Sensordaten, sowie gegebenenfalls, falls diese
veränderlich
ist, die Tischposition. Dieser Datenstrom wird dann schließlich, wie
bereits beschrieben, dahingehend ausgewertet, dass zunächst zu
jeder Infrarot-Diode die letzte Position bestimmt wird, woraus dann
die Spulenposition und/oder die Spulenorientierung bestimmt werden
kann, da die Diode ja einem Ansteuerungsanschluss, somit einem Steckplatz,
und der Steckplatz wiederum einer Lokalspule zugeordnet ist. Es
sei an dieser Stelle angemerkt, dass es in diesem Fall zur Bestimmung
der Spulenorientierung in Längsrichtung
der Patientenliege selbstverständlich
ausreichend ist, zwei Infrarot-Dioden pro Lokalspule/Steckplatz
zu verwenden, da man ja weiß,
welcher der beiden Infrarot-Dioden eine
erhaltene Positionsinformation zugeordnet ist.
-
Mit
besonderem Vorteil kann vorgesehen sein, dass zur Ansteuerung der
Dioden außerhalb des
Aufnahmebetriebs nicht benötigte
Steuerleitungen der Lokalspule verwendet werden. Ein Beispiel für solche
Steuerleitungen sind die sogenannten Pin-Dioden-Steuerleitungen. Die Pin-Dioden
dienen üblicherweise
zum Abklemmen der Lokalspule, falls ein Stromfluss durch diese während der
Magnetresonanzmessung vermieden werden soll. Die Pin-Diode funktioniert
somit als ein Schalter. Während
die Patientenliege ausgefahren ist und die Lokalspulen positioniert
werden, werden diese Steuerleitungen grundsätzlich nicht benötigt. Daher
können
sie erfindungsgemäß genutzt
werden, um die Infrarot-Dioden zu bestromen. Das Leuchten der Infrarot-Dioden
stört die
Magnetresonanzmessung im späteren
Verlauf nicht, anders herum stört
das Zu- und Abschalten der Lokalspule die Positionserkennung nicht.
Die Änderungen
an den Spulen wären
somit minimal und es wären
insbesondere auch keine weiteren Ansteuerungsanschlüsse an den
Steckplätzen
erforderlich.
-
Wie
bereits erwähnt,
können
allgemein für jede
Lokalspule zwei unabhängig
ansteuerbare Infrarot-Dioden vorgesehen sein, wenn die Spulenorientierung
in einer Richtung, insbesondere der Längsrichtung der Patientenliege,
bestimmt werden soll.
-
Auch
bei der Verwendung von PSD-Einrichtungen tritt das Problem der Projektionsfehler
auf, wenn Lokalspulen auf Patienten verschiedener Höhen bzw.
Dicken aufgelegt werden. Daher kann auch hier zweckmäßigerweise
vorgesehen sein, dass mehr als eine PSD-Einrichtung vorgesehen ist
und die Recheneinrichtung zur Ermittlung der Spulenposition durch
Triangulation der Daten mehrerer PSD-Einrichtungen ausgebildet ist.
Dabei ist an dieser Stelle anzumerken, dass sich bei der Verwendung
mehrerer PSD-Einrichtungen auch weitere Koordinaten der Lokalspule
bestimmen lassen, beispielsweise bei der Verwendung von zwei PSD-Einrichtungen
auch die Spulenposition in Querrichtung senkrecht zur Längsrichtung
der Patientenliege bzw. bei drei PSD-Einrichtungen sämtliche
räumlichen
Koordinaten der Infrarot-Diode und somit der Lokalspule.
-
Allgemein
ist noch anzumerken, dass grundsätzlich
die Verwendung von nicht im sichtbaren Bereich liegenden Markern – also von
Infrarot- oder UV-Markern, den Vorteil hat, dass die Marker das
optische Erscheinungsbild der Spulen (bzw. der Liege/der Spulenstecker)
nicht negativ beeinflussen.
-
Neben
der Vorrichtung betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Magnetresonanzanlage
mit einer solchen Vorrichtung. Beispielsweise kann die Magnetresonanzanlage
eine Magnetresonanzkabine umfassen, in der die Magnetresonanzeinrichtung
angeordnet ist. An der Decke der Magnetresonanzkabine kann dann
die Sensorvorrichtung zur Detektion der Spulenmarker angebracht
werden, deren Blickfeld die in Home-Position befindliche Patientenliege vollständig überdeckt.
Alle Ausführungen,
die bezüglich
der Vorrichtung zur Positionsbestimmung niedergelegt wurden, lassen
sich analog auf die Magnetresonanzanlagen übertragen.
-
Schließlich betrifft
die vorliegende Erfindung noch ein Verfahren zur Positionsbestimmung
von wenigstens einer an einer Patientenliege einer Magnetresonanzeinrichtung
angeordneten oder anzuordnenden Lokalspule, wobei
- – mittels
wenigstens eines optischen Sensors Sensordaten wenigstens eines
auf der Lokalspule angeordneten Spulenmarkers aufgenommen werden
und
- – aus
den Sensordaten die Spulenposition und/oder Spulenorientierung ermittelt
wird.
-
Auch
auf das erfindungsgemäße Verfahren lassen
sich alle vorangehenden Ausgestaltungen und Ausführungsformen übertragen.
-
Weitere
Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich
aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand
der Zeichnungen. Dabei zeigen:
-
1 eine
allgemeine Darstellung der grundsätzlichen Komponenten der vorliegenden
Erfindung,
-
2 eine
Aufsicht auf eine Patientenliege bei einem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung,
-
3 eine
Prinzipskizze der Funktionsweise eines zweiten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung,
-
4 eine
Aufsicht auf eine Patientenliege bei dem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung,
-
5 ein
mögliches
Differenzbild bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung,
-
6 eine
Aufsicht auf die Patientenliege bei einem dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung,
-
7 die
Ansicht aus 6 zu einem zweiten Zeitpunkt,
-
8 die
Ansicht aus 6 zu einem dritten Zeitpunkt,
-
9 die
Ansicht aus 6 zu einem vierten Zeitpunkt,
-
10 ein
aufgenommenes binarisiertes Kamerabild vor dem Anschließen der
Spule in 6,
-
11 ein 6 entsprechendes
binarisiertes Kamerabild,
-
12 ein 7 entsprechendes
binarisiertes Kamerabild,
-
13 ein 8 entsprechendes
binarisiertes Kamerabild,
-
14 ein 9 entsprechendes
binarisiertes Kamerabild,
-
15 eine
Prinzipskizze eines vierten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung,
-
16 eine
erste Ausführungsform
einer PSD-Einrichtung,
-
17 eine
zweite Ausführungsform
einer PSD-Einrichtung,
-
18 eine
Prinzipskizze zur Funktionsweise des vierten Ausführungsbeispiels
unter Verwendung von zwei PSD-Einrichtungen,
und
-
19 eine
Aufsicht auf eine Patientenliege beim vierten Ausführungsbeispiel.
-
Zunächst sei
angemerkt, dass zur Vereinfachung der folgenden Darstellung für gleiche
Bestandteile innerhalb der nun erfolgenden Beschreibung grundsätzlich dieselben
Bezugszeichen verwendet werden sollen.
-
1 zeigt
eine Skizze der prinzipiellen Komponenten einer erfindungsgemäßen Magnetresonanzanlage 1 mit
einer erfin dungsgemäßen Vorrichtung
zur Positionsbestimmung wenigstens einer Lokalspule. Die Magnetresonanzanlage 1 umfasst eine
in einer Magnetresonanzkabine 2 angeordnete Magnetresonanzeinrichtung 3,
von der hier der Grundfeldmagnet 4 und die in eine Aufnahme 5 einfahrbare
Patientenliege 6 näher
dargestellt sind. Auf der Patientenliege 6 respektive einem
darauf gebetteten Patienten 7 können Lokalspulen 8 angeordnet werden,
wobei vorliegend eine Kopfspule 9 und eine auf dem Bauch
des Patienten 7 anzuordnende Spule 10 beispielhaft
dargestellt sind.
-
Die
Magnetresonanzanlage 1 umfasst, wie bereits gesagt, eine
erfindungsgemäße Vorrichtung, die
zur Positionsbestimmung der Lokalspulen 8 dient. Diese
Positionsbestimmungsvorrichtung umfasst Spulenmarker 11 sowie
Liegenmarker 12, die jeweils auf den Lokalspulen 8 bzw.
der Patientenliege 6 angeordnet sind. Die Marker 11, 12 können durch eine
optische Sensorvorrichtung 13, die vorliegend an der Decke 41 der
Magnetresonanzkabine 2 angeordnet ist, detektiert werden.
Das Blickfeld der optischen Sensorvorrichtung 13 überdeckt
dabei die gesamte Patientenliege 6 in der hier dargestellten
vollständig
ausgefahrenen Position (Home-Position). Die Messdaten der Sensorvorrichtung 13 werden
an eine Recheneinrichtung 14 weitergeleitet, die einen weiteren
Teil der erfindungsgemäßen Positionsbestimmungsvorrichtung
bildet. Die Recheneinrichtung 14 kann optional Teil einer
Steuereinheit 15 der Magnetresonanzeinrichtung 3 sein,
was durch den gestrichelten Kasten angedeutet ist. Die Recheneinrichtung 14 ist
nun dazu ausgebildet, aus den Messdaten der Sensorvorrichtung 13 die
Spulenposition und die Spulenorientierung entlang der Längsrichtung
der Patientenliege 6 für
jede auf der Patientenliege 6 angeordnete Lokalspule 8 zu
bestimmen, was im Folgenden für
verschiedene Ausführungsbeispiele
noch näher
ausgeführt
wird.
-
Mit
der Magnetresonanzanlage 1 kann auch das erfindungsgemäße Verfahren
ausgeführt
werden, welches durch die folgende nähere Beschreibung weiterer
Ausführungsbeispiele
näher dargelegt wird.
Vorweg sei jedoch angemerkt, dass die Recheneinrichtung 14 grundsätzlich zur
kontinuierlichen Ermittlung der Messdaten der Sensoreinrichtung 13 von
einem Anfangskriterium, insbesondere dem Einstecken einer Lokalspule 8 in
einen Steckplatz der Patientenliege 6 und/oder dem Öffnen einer
Tür der Magnetresonanzkabine 2,
bis zu einem Beendungskriterium, insbesondere dem Einfahren der
Patientenliege 6 in die Patientenaufnahme 5 der
Magnetresonanzeinrichtung 3 und/oder dem Schließen der
Tür der
Magnetresonanzkabine 2, ausgebildet ist. Dabei wird die
letzte ermittelte Spulenposition und Spulenorientierung für jede Lokalspule 8 gespeichert
und als endgültige
Spulenposition und Spulenorientierung der Steuereinheit 15 der
Magnetresonanzeinrichtung 3 zur Verfügung gestellt. Diese Überlegung
beruht darauf, dass die Bedienperson, die die Lokalspulen 8 an
der Patientenliege 6 anordnet, diese ins Blickfeld der
Sensorvorrichtung 13 bringt, wonach sie erst positioniert
werden. Gegebenenfalls wird die Positionierung der Lokalspulen 8 auch
noch nachkorrigiert. Relevant ist also die endgültige Position, die der letzten erfassten
Position entspricht, die nicht unbedingt mit dem Auftreten des Beendungskriteriums
zusammenfällt,
da es vorkommen kann, dass beispielsweise die Spulenmarker 11 einer
Lokalspule 8 durch eine Decke oder dergleichen überdeckt
werden, nachdem die Lokalspule 8 positioniert ist. Daher
wird erfindungsgemäß eine derartige
Nachverfolgung unter kontinuierlicher Aufnahme der Messdaten vorgeschlagen.
Die Messdaten der Sensorvorrichtung 13 können im Übrigen unmittelbar
ausgewertet werden oder auch erst nach Eintritt des Beendungskriteriums in
einer abschließenden
Gesamtauswertung.
-
Die
Liegenmarker 12 können
auf zweierlei Art Verwendung finden. Wie erwähnt, soll die Spulenposition
und Spulenorientierung entlang der Längsachse der Patientenliege 6 bestimmt
werden. Dies soll im Koordinatensystem der Patientenliege 6 erfolgen.
Daher können
die Spulenmarker 11 zum einen zur Durchführung einer
einmaligen Kalibrierung dienen, wobei davon ausgegangen wird, dass
die Messung im Folgenden immer in der gleichen Liegenposition, insbesondere
in der vollständig
ausgefahrenen Liegenposition, stattfindet. Selbstverständlich können die
Liegenmarker 12 jedoch auch kontinuierlich in ihrer Position
bestimmt werden, um so die relative Position der Spulenmarker 11 zu
den Liegenmarkern 12 bestimmen zu können.
-
2 zeigt
nun eine Aufsicht auf die Patientenliege 6 eines ersten
Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung.
-
Ersichtlich
sind auf der Patientenliege 6 acht Steckplätze 16 für Lokalspulen 8 vorgesehen,
wobei einer der Steckplätze 16 bereits
durch einen Spulenstecker 17 der hier beispielhaft dargestellten
Lokalspule 8 belegt ist. Auf der Lokalspule 8 ist
ein optischer Spulenmarker 11 vorgesehen, der einen deutlichen
Kontrast aufweist und spulenspezifisch ist. Ein dem Spulenmarker 11 entsprechender
Steckermarker 18 ist auf den Spulenstecker 17 der
Lokalspule 8 angeordnet.
-
Für dieses
erste Ausführungsbeispiel
ist als optische Sensorvorrichtung eine im sichtbaren Bereich empfindliche
Kamera, beispielsweise eine CCD-Kamera, vorgesehen. Durch die kontrastreichen
Marker 11, 18 können diese durch eine Bildverarbeitung
leicht in einem Kamerabild aufgefunden werden. Es ist bei der Musterung
und bei der Farbgebung der Marker 11, 18, darauf
zu achten, dass sich diese möglichst
deutlich von der Umgebung unterscheiden, wobei vorliegend den Markern
von Crashtest-Dummies nachgebildete Marker 11, 18 verwendet
werden. Obwohl das Ausführungsbeispiel
mit im sichtbaren Bereich liegenden optischen Markern bereits Vorteile
gegenüber
einer Bestimmung der Spulenposition und gegebenenfalls Spurenorientierung im
Vergleich zu einer Bestimmung der Spulenposition mittels Magnetresonanzdaten
bietet, ist es doch weniger bevorzugt, da die Bildverarbeitung recht
aufwändig
ist und die im sichtbaren Bereich liegenden Marker 11, 18 den
optischen Gesamteindruck stören könnten.
-
Der
Steckermarker 18 dient dabei bei diesem ersten Ausführungsbeispiel
dazu, die Lokalspule 8 einem Steckplatz 16 zuzuordnen.
Nur so kann festgestellt werden, über welchen Steckplatz 16 die
Lokalspule 8 anzusteuern ist und – falls die Lokalspule 8 und
der Steckplatz 16 zur Bestimmung des Modells der Lokalspule 8 aufgrund
eines internen Widerstands der angeschlossenen Lokalspule 8 ausgebildet
ist, auch das Modell der Lokalspule 8 der Position zuzuordnen.
Dies ist möglich,
da die Position der Steckplätze 16 bekannt
ist und sich die Spulenstecker 17 mit dem Steckermarker 18 grundsätzlich oberhalb
dieser Position befindet.
-
3 zeigt
ein zweites Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung. Der Einfachheit halber sind dort nur wesentliche
Komponenten dargestellt. Die optische Sensorvorrichtung 13 ist
hier als eine im Infrarotbereich empfindliche Kamera 19 ausgeführt, deren
Blickfeld wiederum die Patientenliege 6 überdeckt.
Dabei wurde eine handelsübliche
CCD-Kamera verwendet, wobei der dieser üblicherweise vorgeschaltete
Infrarot-Cat-Filter
durch einen nur Licht im Nahinfrarotbereich durchlassenden Nahinfrarotfilter ersetzt
wurde. Die Marker, von denen hier wiederum beispielhaft ein Spulenmarker 11 und
ein Liegenmarker 12 dargestellt sind, bestehen aus einem
auch im Infrarotbereich retroreflektierenden Material und sind ebenso
mit einem hier nicht näher
dargestellten Lichtaustrittsfilter versehen, der nur Licht im Nahinfrarotbereich
durchlässt.
Die Marker 11, 12 sind also grundsätzlich nicht
sichtbar und werden für
die Positionsbestimmung erst sichtbar gemacht.
-
Hierzu
dient eine benachbart zu der Kamera 19 angeordnete Lichtquelle 20,
die Licht im Nahinfrarotbereich abstrahlt, und zwar über den
Bereich der gesamten Patientenliege 6. Trifft das Infrarotlicht
auf die Marker 11, 12, so reflektieren diese es
aufgrund ihrer retroreflektierenden Eigenschaften hervorragend und
die im Nahinfrarotbereich empfindliche Kamera 19 kann Kamerabilder
aufzeichnen, in denen im wesentlichen nur die Marker 11, 12 zu
sehen sind. Um die Marker 11, 12 im Kamerabild
noch besser erkennen zu können,
kann vorgesehen sein, dass jeweils ein Bild mit angeschalteter und
ein Bild mit ausgeschalteter Lichtquelle 20 aufgenommen
werden, insbesondere zeitlich unmittelbar aufeinanderfolgend, wobei
diese Bilder dann voneinander subtrahiert werden. Es verblei ben
dann lediglich die Darstellungen der Marker 11, 12 in
dem resultierenden Differenzbild.
-
4 zeigt
nun eine Aufsicht auf die Patientenliege 6 im zweiten Ausführungsbeispiel.
Ersichtlich sind wiederum acht Steckplätze 16 vorgesehen. Der
Liegenmarker 12 ist am unteren Ende der Patientenliege 6 angeordnet,
der spulenspezifische Spulenmarker 11 zentral auf der Zentralspule 8.
Er umfasst in diesem Fall eine spulenspezifische Zeichenfolge 21,
die auch in dem Steckermarker 18 des Spulensteckers 17 vorkommt.
Die Ausgestaltung des Spulenmarkers 11 erlaubt es zudem,
die Orientierung der Lokalspule 8 in Längsrichtung der Patientenliege 6 zu bestimmen.
-
5 zeigt
ein Differenzbild 22, welches aus der Differenz eines Kamerabildes
mit eingeschalteter Lichtquelle 20 und eines Kamerabildes
mit ausgeschalteter Lichtquelle 20 gebildet wurde. Ersichtlich sind
in dem Differenzbild 22 lediglich der Spulenmarker 11,
der Liegenmarker 12 und der Steckermarker 18 zu
erkennen, so dass aufgrund der verwendeten klaren Muster beziehungsweise
Zeichenfolgen eine einfachere Bildverarbeitung und Detektion der
Marker 11, 12, 18 in dem Differenzbild 22 möglich ist,
so dass eine Bestimmung der Spulenposition und Spulenorientierung
der Lokalspule 8 erfolgen kann.
-
Es
sei an dieser Stelle angemerkt, dass statt der hier dargestellten
Infrarot-Marker auch fluoreszierende Marker verwendet werden können, die
unter UV-Licht sichtbares Licht aussenden. Als Kamera kann dann
eine im normalen Bereich empfindliche Kamera verwendet werden. In
beiden Fällen – also sowohl
im Infrarotfall als auch im UV-Fall dieses zweiten Ausführungsbeispiels – kann statt
der Differenzbildung zwischen einem Bild mit ausgeschalteter und
einem Bild mit eingeschalteter Lichtquelle im Übrigen auch vorgesehen sein,
die Bilder bei abgedunkeltem Raum aufzunehmen. Dies ist allerdings
insbesondere im Rahmen der oben dargestellten kontinuierlichen Erfassung
weniger bevorzugt.
-
Es
sei noch angemerkt, dass die Bildverarbeitungsverfahren, die auf
die Kamerabilder beziehungsweise Differenzbilder angewandt werden, grundsätzlich bekannt
sind. Es können
bekannte Mustererkennungsverfahren, beispielsweise Pattern-Matching-Verfahren
wie die Kreuzkoordination, verwendet werden.
-
6 zeigt
eine Aufsicht auf die Patientenliege 6 eines dritten Ausführungsbeispiels
während der
Positionierung einer Lokalspule 8. Wiederum sind auf der
Patientenliege 6 acht Steckplätze 16 vorgesehen.
Die Spulenmarker 11 und die Liegenmarker 12 umfassen
in diesem Fall jedoch zum Emittieren von Licht im Nahinfrarotbereich
bei Bestromung ausgebildete Infrarot-Dioden 23, die mit
Einstecken des Spulensteckers 17 in einem Steckplatz 16 zu Leuchten
beginnen. Die Infrarot-Dioden 23 der
Liegenmarker 12 leuchten kontinuierlich. 6 zeigt
im Übrigen
den Zeitpunkt, in dem die Lokalspule 8 über den Stecker 17 gerade
an einem Steckplatz 16 der Patientenliege 6 angeschlossen
wurde. Dies kann beispielsweise durch die Bedienperson geschehen, die
die Lokalspulen 8 positionieren soll. Das bedeutet, dass 6 sowohl
den Augenblick zeigt, in dem die Infrarot-Dioden 23 des
Spulenmarkers 11 zu leuchten beginnen als auch den Moment,
in dem ein sogenanntes Coil-Change-Event in der Steuereinheit 15 der
Magnetresonanzeinrichtung 3 verzeichnet wird. Das bedeutet,
die Steuereinheit 15 registriert aufgrund eines wechselnden
Widerstands, dass die Lokalspule 8 in einen bestimmten
Steckplatz 16 der Patientenliege 6 eingesteckt
wird. Aufgrund der Höhe des
Widerstands lässt
sich auch bestimmen, welches Modell die Lokalspule 8 hat.
Das Zusammenfallen dieser beiden Ereignisse zu einem gemeinsamen Zeitstempel
ist bei der Zuordnung der Lokalspule 8 zu einer detektierten
Spulenposition relevant, wie im Folgenden noch dargestellt werden
wird.
-
Ersichtlich
sind drei Infrarot-Dioden 23 auf der Lokalspule 8 entlang
einer Geraden, jedoch unterschiedlich beabstandet angeordnet. Da
die Lokalspule 8 zwei gleiche Spulenelemente 24 umfasst,
ist auch ihre Spulenorientierung entlang der Längs achse der Patientenliege 6 relevant.
Diese kann aufgrund der Anordnung der drei Dioden 23 in
dem Kamerabild leicht ermittelt werden.
-
Als
Kamera kann wiederum die im Infrarotbereich sensitive Kamera 19 des
zweiten Ausführungsbeispiels
verwendet werden. Das bedeutet, dass das Kamerabild im Wesentlichen
nur Leuchtpunkte an den Positionen der Infrarot-Dioden 23 zeigt,
wie im Folgenden noch näher
erläutert
werden wird. Dabei ist vorgesehen, die Kamerabilder durch die Recheneinrichtung 14 zu
binarisieren, wobei ein Schwellwertverfahren angewendet wird, da
letztlich nur die Infrarot-Dioden 23 äußerst hell in dem Kamerabild
zu sehen sind. Auf diese Weise wird die Bildverarbeitung später deutlich
vereinfacht und beschleunigt. Die Bestimmung der Spulenposition
und die Zuordnung dieser Spulenposition beziehungsweise Spulenorientierung
zu einem Steckplatz 16 und Spulenmodell soll nun mit Hilfe
der 6 bis 14 näher erläutert werden. Die 6 bis 9 zeigen
jeweils eine Aufsicht auf die Patientenliege 6 im dritten
Ausführungsbeispiel
zu verschiedenen Zeitpunkten, während
die Lokalspule 8 positioniert wird. Dadurch verändert sich
auch die Position der Infrarot-Dioden 23 der Spulenmarker 11 in
dem entsprechenden Kamerabild, welches ja bekanntlich kontinuierlich
erzeugt wird. Im dargestellten Beispiel werden die Bilder durch
die Kamera 19 mit 24 FPS aufgenommen. Die Auflösung der
Kamera 19 sollte so gewählt
werden, dass die gewünschte
Genauigkeit der Bestimmung der Spulenposition erreicht wird. Die
kontinuierliche Aufnahme der Kamera 19 ergibt einen Videostream,
der in der Recheneinrichtung 14 gespeichert wird. Zudem
werden die Coil-Change-Events mit ihrem Zeitpunkt aufgezeichnet.
Tritt das Beendungskriterium ein, so beginnt die Auswertung des Videostreams.
Dabei wird der gesamte Infrarot-Videostream in Fragmente aufgeteilt,
die mit einem Coil-Change-Event beginnen und mit einem andern Coil-Change-Event oder
dem Beendungskriterium enden. Nach jedem Coil-Change-Event treten
im Videostream jeweils drei neue helle Lichtpunkte auf, die in dem
Videostream verfolgt werden, bis sie sich nicht mehr bewegen, das
bedeutet, bis die Lokalspule 8 positioniert wurde. Aus
der Position dieser drei Lichtpunkte und der den Liegenmarkern 12 zugeordneten
Lichtpunkte kann die Spulenposition und die Spulenorientierung der
Lokalspule 8 ermittelt werden. Dies soll nun durch die
Figuren bildlich genauer erläutert
werden. Dabei zeigen die 10 bis 14 jeweils
zu verschiedenen Zeitpunkten erstellte binarisierte Kamerabilder
des Videostreams.
-
10 zeigt
zunächst
ein binarisiertes Kamerabild 25, welches aufgenommen wurde,
bevor eine Lokalspule 8 in einen Steckplatz 16 der
Patientenliege 6 eingesteckt wurde. Zu sehen sind lediglich die
zwei Lichtpunkte 26, die den Infrarot-Dioden 23 der Liegenmarker 12 entsprechen.
-
11 zeigt
den Zeitpunkt, der der 6 entspricht. Die Lokalspule 8 ist
angeschlossen worden, das bedeutet, dass die Infrarot-Dioden 23 der Spulenmarker 11 nun
bestromt sind und ihrerseits Lichtpunkte 27 in dem Kamerabild 25 erzeugen. Über das
gleichzeitig mit dem Erscheinen der Lichtpunkte 27 auftretende
Coil-Change-Event lässt
sich der Steckplatz 16 und die Spuleninformationen aus
der Widerstandsmessung eindeutig diesen Lichtpunkten 27 zuordnen.
-
Die 12 entspricht
dem in 7 dargestellten Zustand. Ersichtlich wurde die
Lokalspule 8 zur Positionierung bereits etwas weiter bewegt.
-
13 und 14 entsprechen
jeweils den 8 und 9, in denen
die Lokalspule 8 fast beziehungsweise gänzlich positioniert ist. Nach
dem Positionieren der Lokalspule 8 verändert sich das Kamerabild 25 nicht
mehr, es verbleibt wie in 14 dargestellt.
Diese letzte Position der Lichtpunkte 27 wird dann verwendet,
um die Spulenposition und Spulenorientierung der Lokalspule 8 zu
bestimmen.
-
Das
dritte Ausführungsbeispiel
zeigt also im Unterschied zu den ersten beiden Ausführungsbeispielen
aktive Marker 12, 11, die bestromt werden müssen, um
detektierbares Licht auszusen den, was aber im vorliegenden dritten
Ausführungsbeispiel
sogar vorteilhaft genutzt werden kann, um das Erscheinen von Lichtpunkten 27 einem
Coil-Change-Event zuzuordnen.
-
Obwohl
die vorliegenden drei Ausführungsbeispiele
allesamt mit nur einer Kamera 19 dargestellt wurden, kann
durchaus vorgesehen sein, dass zur Korrektur von Projektionsfehlern
aufgrund der unterschiedlichen Dicke verschiedener Patienten 7 auch
zwei Kameras 19 vorgesehen werden, wobei die Recheneinrichtung 14 dann
zur Triangulation zur Bestimmung der tatsächlichen Spulenposition in Längsrichtung
der Patientenliege 6 ausgebildet ist.
-
Die
bislang dargestellten ersten drei Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung gehören einer
ersten Gruppe von Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung an, in denen eine Kamera 19 als
Sensorvorrichtung 13 verwendet wird. Die Sensorvorrichtung 13 kann
jedoch auch andere Arten von optischen Sensoren umfassen, wie im
Folgenden am Beispiel von PSD-Sensoren (Position Sensitiv Device)
dargestellt werden soll, einer zweiten Gruppe von Ausführungsbeispielen.
-
15 zeigt
eine Prinzipskizze eines vierten Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung. Dabei wird als optische Sensorvorrichtung 13 eine PSD-Einrichtung 28 verwendet.
Diese kann die Position eines einzelnen Lichtpunktes aufnehmen.
Erzeugt wird dieser von einer als Spulenmarker 11 beziehungsweise
Liegenmarker 12 genutzten angesteuerten Infrarot-Diode 29,
die vorliegend auch von der Recheneinrichtung 14 angesteuert
wird, die in diesem Fall als Mikrocontroller 30 ausgebildet
ist.
-
Die
PSD-Einrichtung 28 kann zwei Arten von PSD-Sensoren umfassen,
welche in den 16 und 17 jeweils
als Alternativen dargestellt sind. 16 zeigt
eine Anordnung 31, in der ein sogenannter linearer, das
bedeutet aus einem durchgehenden Halbleiter bestehender einzelner
PSD-Sensor 32 verwendet wird, der die Position des Lichtschwerpunkts
auf der O berfläche
des Halbleiters ermitteln kann. Damit das Blickfeld eines solchen
Sensors 32 auf die gesamte Patientenliege 6 erweitert wird,
ist eine Optik 33 erforderlich.
-
Bevorzugt
ist die in 17 dargestellt Alternative,
die häufig
als kombinierter PSD-Sensor 34 bezeichnet wird, der zur
Winkelmessung ausgebildet ist und zwei durch ein Trennelement 35 getrennt PSD-Sensoren 32 umfasst.
Hier ist vorteilhafterweise keine Optik 33 erforderlich.
Zudem gibt der zur Winkelmessung ausgebildete PSD-Sensor 34 unmittelbar
den Winkel an, unter dem das Licht eines Lichtpunkts auf den PSD-Sensor 34 trifft.
Im Folgenden soll daher von der Verwendung eines zur Winkelmessung
ausgebildeten PSD-Sensors 34 ausgegangen werden.
-
Solche
PSD-Sensoren haben den Vorteil, dass sie sehr schnell arbeiten (beispielsweise
mit einer Frequenz von 10 KHz betrieben werden können), günstig in der Anschaffung und – da sie
analog arbeiten – sehr
genau sind.
-
Wie
bereits mehrfach erwähnt,
kann die PSD-Einrichtung 28 beispielsweise mit einem PSD-Sensor 34 jedoch
immer nur den Winkel 36 eines einzelnen Lichtpunkts messen,
dargestellt in 15 für die Infrarot-Diode 29 des
Spulenmarkers 11. Es ist daher erforderlich, dass die PSD-Einrichtung 28 und
die Infrarot-Dioden 29 synchron angesteuert werden. Vorliegend
werden die Infrarot-Dioden 29 entweder im Fall der Patientenliege 6 über spezielle
Steuerleitungen in der Patientenliege 6 angesteuert, im
Fall der Spulenmarker 11 auf den Lokalspulen 8 jedoch über Ansteuerungsanschlüsse der
Steckplätze 16 der
Patientenliege 6. Zur Ansteuerung der Infrarot-Dioden 29 innerhalb
der Lokalspule 8 werden außerhalb des Magnetresonanz-Aufnahmebetriebs
nicht benötigte
Steuerleitungen der Lokalspule 8 verwendet, vorliegend
die Pin-Dioden-Leitungen.
-
Die
Recheneinrichtung 14 in Form des Mikrocontrollers 30,
der im übrigen
auch einen Teil der Steuereinheit 15 bilden kann, ist nun
dazu ausgebildet, jeweils eine Diode 29 eines Liegen markers 12 oder
einen Ansteuerungsanschluss und die PSD-Einrichtung 28 sukzessiv synchron
anzusteuern, das bedeutet, es ist immer nur maximal eine Infrarot-Diode 29 aktiv,
während
deren Leuchten Sensordaten aufgenommen werden. Sind – was später noch
erläutert
wird – an
der Patientenliege zwei Infrarot-Dioden 29 und für jeden
der acht Steckplätze 16 der
Patientenliege 6 zwei Ansteuerungsanschlüsse vorgesehen,
so werden also immer sukzessive achtzehn Ansteuerungssignale für Infrarot-Dioden 29 (unabhängig davon,
ob vorhanden oder nicht, das bedeutet, ob eine Lokalspule 8 an
einem Steckplatz 16 angeschlossen ist) generiert, wobei
jeweils Sensordaten durch die PSD-Einrichtung 28 aufgenommen werden.
Dabei können
Sensordaten zu jeder Infrarot-Diode 29 beziehungsweise
jedem Ansteuerungsanschluss mehrmals pro Sekunde zum Erreichen eines
guten Signal/Rausch-Verhältnisses
aufgenommen werden, da die PSD-Einrichtung 28 mit den PSD-Sensoren 34 wie
erwähnt
sehr schnell ist.
-
Dabei
wird ein sehr kompakter Datenstrom aufgezeichnet, der am Ende ausgewertet
wird. Der Datenstrom, der durch den Mikrocontroller 30 aufgenommen
und ausgewertet wird, kann beispielsweise folgende Einträge umfassen:
Zeitstempel, Nummer des Ansteuerungsanschlusses/der Diode 29 des
Liegenmarkers 12, gemessener Winkel sowie gegebenenfalls
die Tischposition. Alternativ zur Nummer des Ansteuerungsanschlusses/der
Infrarot-Diode 29 der Liegenmarker 12 kann für die Ansteuerungsanschlüsse auch – falls
das Modell der Lokalspule 8 erkannt werden kann – ein Tripel
gespeichert werden, das die Steckplatznummer, die Pin-Nummer und
einen entsprechenden Spulencode (oder einen keine eingesteckte Spule
angebenden Code) umfasst.
-
Nach
Eintritt des Beendungskriteriums können die Spulenposition und
Spulenorientierungen aus diesem Datenstrom ermittelt werden, indem
immer der letzte Messwert bezüglich
einer Infrarot-Diode 29 der Spulenmarker 11 betrachtet
wird, wie bereits beschrieben wurde.
-
Ein
Mikrocontroller ist für
diese Auswertung vollkommen ausreichend, so dass keine komplexe zusätzliche
Elektronik benötigt
wird. Die ermittelten Spulenpositionen beziehungsweise Spulenorientierungen
werden dann der Steuereinheit 15 der Magnetresonanzeinrichtung 3 durch
den Mikrocontroller 30 zur weiteren Verwendung übergeben.
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Auch
in diesem Fall kann es zu Projektionsfehlern aufgrund verschiedener
Dicken von Patienten 7 kommen. Daher sind mit besonderem
Vorteil auch bei dem vierten Ausführungsbeispiel zwei PSD-Einrichtungen 28 vorgesehen,
wobei die Recheneinrichtung 14, in Form des Mikrocontrollers 30,
zur Triangulation ausgebildet ist. Dies wird durch 18 näher erläutert. Gezeigt
sind zwei PSD-Einrichtungen 28, die beabstandet voneinander
angeordnet sind und zwei Infrarot-Dioden 29 einer auf der
Patientenliege 6 angeordneten Lokalspule 8. Zu
diesen werden nun jeweils zwei Winkel 36, 37 beziehungsweise 38, 39 gemessen,
so dass durch Triangulation die Position der Infrarot-Leuchtdioden 29 auf
der Lokalspule 8 in Längsrichtung
der Patientenliege 6 ermittelt werden kann. Es sei an dieser
Stelle darauf hingewiesen, dass bei einer solchen Konstellation
auch die Koordinate in Querrichtung der Patientenliege 6 bestimmt werden
kann. Werden drei PSD-Einrichtungen 28 verwendet, kann
sogar die vollständige
dreidimensionale Position einer Infrarot-Diode 29 bestimmt
werden.
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Aus
den Positionen der Infrarot-Dioden 29 kann dann leicht
die Spulenposition im Koordinatensystem der Patientenliege 6 ermittelt
werden, wie durch den Pfeil 40 angedeutet. Es sei angemerkt, dass
zur Bestimmung der Spulenorientierung in Längsrichtung der Patientenliege 6 hier
zwei Infrarot-Dioden 29 ausreichend sind, da bekannt ist,
welche Infrarot-Diode 29 wann vermessen wird.
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19 zeigt
schließlich
eine Aufsicht auf eine Patientenliege 6 im vierten Ausführungsbeispiel. In
diesem Fall sind beispielshalber zwei bereits aufgelegte Lokalspulen 8 angedeutet.
Jede Lokalspule 8 umfasst als Spulenmarker 11 zwei Infrarot-Leuchtdioden 29.
Zwei weitere Infrarot-Leuchtdioden 29 dienen als Liegenmarker 12. Über die
Steckplätze 16 beziehungsweise
in der Patientenliege 6 verlegte Steuerleitungen werden
die Infrarot-Dioden 29 sukzessive angesteuert und vermessen.
Da sechs der Steckplätze 16 nicht
belegt sind, leuchten hier zwangsläufig auch keine Infrarot-Leuchtdioden 29 auf.