DE102009021232B4

DE102009021232B4 - Patientenliege, Verfahren für eine Patientenliege und bildgebendes medizinisches Gerät

Info

Publication number: DE102009021232B4
Application number: DE102009021232.9A
Authority: DE
Inventors: Dr. Hannemann Thilo; Dr. Popescu Stefan; Dr. Wittmann Georg
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2009-05-14
Filing date: 2009-05-14
Publication date: 2017-04-27
Anticipated expiration: 2029-05-15
Also published as: US8689377B2; US20100292559A1; DE102009021232A1

Abstract

Bildgebendes medizinisches Gerät, welches ein Röntgencomputertomograph (1) oder ein C-Bogen-Röntgengerät ist, aufweisend eine Patientenliege (2) für das bildgebende medizinische Gerät mit einer Patientenlagerungsplatte (12), welche wenigstens eine Radar-Antenne (23) zur Gewinnung physiologischer und/oder geometrischer Daten eines auf der Patientenlagerungsplatte (12) gelagerten Patienten (P) aufweist, wobei die wenigstens eine Radar-Antenne eine Patchantenne (23) ist, wobei die wenigstens eine Radar-Antenne unter Verwendung eines Impuls-Radar-Verfahrens betrieben werden kann, wobei ein 3D-Bild von einem auf der Patientenlagerungsplatte gelagerten Patienten erzeugbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein bildgebendes medizinisches Gerät, aufweisend eine Patientenliege, insbesondere die Ausstattung einer Patientenlagerungsplatte der Patientenliege mit einer technischen Vorrichtung zur Gewinnung von Informationen über einen auf der Patientenlagerungsplatte bzw. der Patientenliege gelagerten Patienten sowie ein Verfahren zum Betrieb der technischen Vorrichtung der Patientenliege.
Bildgebende medizinische Geräte, insbesondere größere bildgebende medizinische Geräte wie Magnetresonanzgeräte, Röntgencomputertomographen für Schichtbildgebung oder ein größeres C-Bogen-Röntgengerät aufweisende Röntgenanlagen umfassen in der Regel eine Patientenliege zur Lagerung eines Patienten während der Bildgebung. Derartige Patientenliegen sind zuweilen mit verschiedenartigen Vorrichtungen ausgestattet, beispielsweise um im Betrieb des bildgebenden Gerätes Informationen über die Lage eines Patienten auf der Patientenliege zu erhalten. In der DE 10 2006 036 575 A1 ist z. B. eine für einen Computertomographen vorgesehene Patientenliege beschrieben, welche röntgenpositive Markierungen zur Bestimmung der Lage des Patienten im diagnostischen Einsatz des Computertomographen aufweist.
Die DE 10 2008 006 711 A1 betrifft eine medizinische Diagnose- oder Therapieeinheit mit mindestens einem 3D-Radararray zur Detektion von Orts- und/oder Bewegungsdaten von Objekten in einem Untersuchungsraum der medizinischen Diagnose- oder Therapieeinheit.
Die DE 10 2005 004 142 A1 betrifft ein System zur Untersuchung eines auf einer Liegefläche einer Patientenliege positionierbaren Patienten mittels eines bildgebenden medizinischen Diagnosegeräts.
Die US 2008/0071169 A1 betrifft eine Vorrichtung zum Messen einer internen Struktur eines Objekts, aufweisend einen Sender, der dazu ausgestaltet ist, um Wellenenergie auf das Objekt zu richten.
Die DE 102 59 522 A1 betrifft ein System zur Sensierung von Informationen über Lage und/oder Bewegungen des Körpers eines Lebewesens oder eines Körperteils im Körperinneren.
Die EP 2 040 336 A1 betrifft einen Radarsensor, vorzugsweise für kurze bis mittlere Entfernungen von bspw. etwa 20 m, insbesondere für Türöffneranwendungen, mit einer Sendeantenne zum Abstrahlen eines Mikrowellensignals.
Die US 2009/0299175 A1 betrifft eine Vorrichtung zur Verwendung in der diagnostischen Bildgebung, umfassend einen Metalldetektor, welcher zur Bestimmung der Position eines metallischen Objekts in einem lebenden Körper angepasst ist, eine Ultraschallsonde und Führungsmittel für das Ausrichten der Sonde.
Die US 5 766 208 A betrifft einen Monitor zum Erfassen der Bewegung eines oder mehrerer Körperteile, umfassend einen ersten Impulsgenerator, einen gepulsten HF-Generator, eine Sendeantenne, einen Bereichsverzögerungsgenerator, eine Empfangsantenne, einen Abtastempfänger und einen Signalprozessor.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren für eine Patientenliege und ein bildgebendes medizinisches Gerät der eingangs genannten Art derart anzugeben, dass Informationen von einem auf der Patientenliege gelagerten Patienten gewonnen werden können.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch ein bildgebendes medizinisches Gerät, welches ein Röntgencomputertomograph oder ein C-Bogen-Röntgengerät ist, aufweisend eine Patientenliege mit einer Patientenlagerungsplatte, welche wenigstens eine Radar-Antenne aufweist, wobei die wenigstens eine Radar-Antenne eine Patchantenne ist, wobei die wenigstens eine Radar-Antenne unter Verwendung eines Impuls-Radar-Verfahrens betrieben werden kann, wobei ein 3D-Bild von einem auf der Patientenlagerungsplatte gelagerten Patienten erzeugbar ist.
Die Erfindung beruht auf der Überlegung, dass es mit der Radartechnik möglich ist, nicht nur geometrische, die Position und Ausrichtung eines Patienten auf der Patientenlagerungsplatte betreffende Daten bzw. Informationen, sondern auch physiologische, beispielsweise die Atmung und den Herzschlag betreffende Daten bzw. Parameter eines auf der Patientenlagerungsplatte gelagerten Patienten zu ermitteln. Mit der wenigstens einen Radar-Antenne werden Primärsignale in Form von elektromagnetischen Wellen in Richtung des Patienten ausgesandt. Weist die Patientenlagerungsplatte nur eine Radar-Antenne auf, werden die vom Patienten bzw. Geweben des Patienten reflektierten Sekundärsignale mit derselben Radar-Antenne empfangen und einer Steuer- und Auswerteeinheit zur Analyse zugeführt. Weist die Patientenlagerungsplatte hingegen mehrere Radar-Antennen auf, kann jede der Radar-Antennen Primärsignale in Richtung des Patienten aussenden. Entsprechend können die Sekundärsignale von einer oder von mehreren Radar-Antennen empfangen und der Steuer- und Auswerteeinheit zugeführt werden.
Durch das Vorsehen der wenigstens einen Radar-Antenne in bzw. an der Patientenlagerungsplatte bewegt sich die Radar-Antenne bei Verstellungen der Patientenlagerungsplatte beispielsweise relativ zu einem Bildaufnahmesystem mit dem Patienten mit, so dass es zu keinen Relativbewegungen zwischen dem Patienten und der wenigstens einen Radar-Antenne kommt. Dies vereinfacht die Auswertung der mit der Radar-Antenne empfangenen Sekundärsignale, insbesondere die Extraktion der gewünschten geometrischen und/oder physiologischen Daten bzw. Parameter aus den Sekundärsignalen.
Das Vorsehen der wenigstens einen Radar-Antenne in bzw. an der Patientenlagerungsplatte hat zudem den Vorteil, dass der Abstand zwischen Patient und Radar-Antenne praktisch minimiert wird, so dass der Einfluss der Umgebung der Patientenliege auf die Radarsignale verhältnismäßig gering ist.
Nach der Erfindung handelt es sich bei der wenigstens einen Radar-Antenne um eine sogenannte Patchantenne. Die Patchantenne umfasst beispielsweise eine quadratische oder rechteckförmige Metallfläche bzw. Metallschicht, deren Längsseite vorzugsweise eine Länge von λ/2 aufweist, so dass die Metallfläche als Resonator wirkt. Eine Patchantenne ist im Falle der vorliegenden Erfindung sehr gut als Radar-Antenne geeignet, da sie sich sehr flach realisieren und somit leicht in der Patientenlagerungsplatte vorsehen lässt.
Vorzugsweise liegt die Schichtdicke der Metallfläche einer Patchantenne zwischen 2 μm und 20 μm, bevorzugt bei 5 μm. In der Regel liegt die Schichtdicke der Metallfläche in der Größenordnung der Skin-Tiefe des Metalls, die von der verwendeten Betriebsfrequenz bzw. den verwendeten Betriebsfrequenzen abhängig ist. Kupfer besitzt bei einer Frequenz von 100 MHz z. B. eine Skin-Tiefe von 6,6 μm. Schichtdicken oberhalb von ungefähr 10 μm verbessern in diesem Fall daher die Funktion der Patchantenne nur noch vernachlässigbar. Bei höheren Frequenzen reduziert sich die Skin-Tiefe und damit die nötige Schichtdicke der Patchantenne weiter. Die Minimierung der Schichtdicke der Patchantenne ist insbesondere dann angebracht, wenn die Metallschicht wie z. B. bei Computertomographen oder C-Bogen-Geräten von Röntgenstrahlen durchstrahlt werden soll, um die Röntgenabsorption der Metallschicht zu minimieren.
Wie bereits erwähnt kann die Patchantenne bzw. die Metallschicht der Patchantenne quadratisch oder rechteckig ausgeführt sein. Die Patchantenne kann aber auch eine andere Form haben, insbesondere in Anpassung an die mit der Patchantenne zu erzielende Richtcharakteristik. Die Abmessungen einer Patchantenne richten sich vor allem nach ihrer gewünschten Betriebsfrequenz, die im Falle der vorliegenden Erfindung bevorzugt zwischen 100 MHz und 5 GHz liegt.
Eine weitere Variante der Erfindung sieht vor, dass die Patientenlagerungsplatte ein Array von Radar-Antennen, insbesondere ein Array von Patchantennen aufweist. Bevorzugt sind wenigstens zwei Radar-Antennen nebeneinander angeordnet. Vorzugsweise deckt das Array von nebeneinander angeordneten Radar-Antennen bis auf die erforderlichen Zwischenräume zwischen den Radar-Antennen die gesamte Fläche der Patientenlagerungsplatte ab, so dass jedes Körperteil bzw. der gesamte Körper eines auf der Patientenlagerungsplatte gelagerten Patienten mit dem Array erfasst werden kann.
Das Vorsehen eines Arrays von Radar-Antennen eröffnet zudem die Möglichkeit aus dem Array der Radar-Antennen diejenige Radar-Antenne oder ein Paar oder Paare von Sende- und Empfangsantennen auszuwählen, welche das bzw. die zur Bestimmung geometrischer und/oder physiologischer Daten bzw. Parameter am besten geeignete Signal liefert bzw. am besten geeigneten Signale liefern.
Neben einer einfachen Antennenauswahl lässt sich auch die Korrelation der Signale mehrerer Antennen zur Informationsgewinnung heranziehen.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Patientenliege bzw. die Patientenlagerungsplatte der Patientenliege eine vorzugsweise flexible Folie oder eine vorzugsweise starre Trägerschicht, welche die wenigstens eine Radar-Antenne aufweist. Die Radar-Antenne bzw. das Array von Radar-Antennen ist bevorzugt auf der dem Patienten zugewandten Seite der Folie bzw. der Trägerschicht angeordnet. Handelt es sich bei den Radar-Antennen um Patchantennen, so sind diese beispielsweise reihen- und spaltenförmig oder matrixartig auf der dem Patienten zugewandten Seite der Folie bzw. der Trägerschicht angeordnet.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Folie oder die Trägerschicht aus einem Material für Leiterplatten ausgebildet. Beispielsweise kann es sich bei dem Material um FR4 (Epoxydharz und Glasfasergewebe) handeln. Alternativ kommt als Material eine flexible Polyimid-Folie in Frage.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Folie oder die Trägerschicht zusätzlich zu der Radar-Antenne bzw. dem Array von Radar-Antennen wenigstens eine elektrisch leitende Beschichtung auf. Die Folie bzw. die Trägerschicht kann auch mehrere Lagen von elektrisch leitenden Beschichtungen aufweisen. Vorzugsweise ist eine solche elektrisch leitende Beschichtung auf der dem Patienten abgewandten Seite der Folie flächenhaft bzw. durchgängig ausgebildet. Diese elektrisch leitende Beschichtung dient als Reflektor, wodurch sich für die Radar-Antenne bzw. das Array von Radar-Antennen eine Richtwirkung bzw. eine Richtcharakteristik auf den Patienten hin ergibt.
Als Reflektor kann jedoch auch die Patientenlagerungsplatte selbst dienen, wenn sie aus einem leitfähigen Material, wie z. B. Kohlefaser, hergestellt ist.
Gemäß einer Variante der Erfindung ist die wenigstens eine elektrisch leitende Beschichtung eine metallische Beschichtung, z. B. eine Beschichtung aus Kupfer. Die Dicke der Beschichtung liegt in der Regel zwischen 2 μm und 20 μm, vorzugsweise bei 5 μm.
Die dünnen Schichtdicken der Patchantennen als auch der Reflektorschicht sind insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Patientenliege für einen Röntgencomputertomographen oder ein Röntgengerät im Allgemeinen vorgesehen ist, da die Patchantennen und die Reflektorschicht, wenn überhaupt, dann nur geringe Bildartefakte hervorrufen, wenn sie sich im Strahlengang der Röntgenstrahlung befinden.
Werden mehrere Lagen von elektrisch leitenden Beschichtungen verwendet, so können diese z. B. zum Aufbau einer gestapelten Patchantenne dienen. Alternativ oder gleichzeitig lassen sich mit mehreren elektrisch leitenden Schichten Streifenbandleitungen für die Antenne(n) realisieren. Eine solche Streifenbandleitung kann z. B. derart aufgebaut sein, dass sich die eigentliche elektrische Leitung zwischen zwei als Masse dienenden, elektrisch leitenden Beschichtungen befindet, welche zwei elektrisch leitende Beschichtungen den Einfluss von Störsignalen reduzieren. Die so realisierten Streifenbandleitungen befinden sich dabei in der Regel außerhalb des Areals bzw. des Arrays der Patchantennen, d. h. die für die Streifenbandleitungen verwendeten weiteren gestapelten metallischen Beschichtungen sind in der Regel nicht durchgängig über die gesamte Folie bzw. die gesamte Trägerschicht. Bevorzugt sind die Streifenbandleitungen im Randbereich der Folie bzw. der Trägerschicht realisiert.
Nach einer Variante der Erfindung weist die Folie oder die Trägerschicht eine Dicke zwischen 0,5 mm und 2,5 mm auf und lässt sich damit einfach in die Patientenlagerungsplatte aufnehmen. Vorzugsweise ist die Folie oder die Trägerschicht in die Patientenlagerungsplatte vollständig integriert oder die Folie oder die Trägerschicht ist auf der dem Patienten zugewandten Oberfläche der Patientenlagerungsplatte aufgebracht. Insbesondere eine flexibel ausgeführte Folie schmiegt sich auf diese Weise an die Oberfläche der Patientenlagerungsplatte an, die üblicherweise nicht vollständig eben ist, sondern Krümmungen aufweist. Dadurch wird auch verhindert, dass in dem Fall, dass die Patientenliege einem Röntgengerät zugeordnet ist, die Folie in einer bestimmten Position des Röntgenstrahlers senkrecht, d. h. in Richtung ihrer Quererstreckung durchstrahlt wird, wodurch die effektive Dicke der Folie so groß werden würde, dass signifikante Bildartefakte auftreten würden.
Bei der Auslegung einer Radar-Antenne ist es vorteilhaft, ihre Einsatzbedingungen zu berücksichtigen. Dazu gehört die Krümmung der Radar-Antenne, wenn sie sich an die Oberfläche der Patientenlagerungsplatte anschmiegt, der Einfluss des Patienten unmittelbar oberhalb der Radar-Antenne und die Variation dieses Einflusses aufgrund der Anatomie verschiedener Patienten. Weiter bietet es sich an, auch die Variation der Antennengeometrie zu berücksichtigen, die durch den Druck des auf der Radar-Antenne liegenden Patienten hervorgerufen wird.
Die relative Position von Radar-Antenne und Patient ist so, dass sich der Patient in der Regel im Nahfeld der Radar-Antenne befindet. Die Auslegung des Antennenfeldes an sich sollte daher so erfolgen, dass mit dem Nahfeld der Radar-Antenne gezielt das interessante Volumen des Patienten erfasst werden kann, insbesondere um physiologische Vorgänge im Patienten beobachten zu können. Weiter kann durch eine Minimierung der ins Fernfeld abgestrahlten bzw. aus dem Fernfeld empfangenen Leistung die Störabstrahlung und -empfindlichkeit der Radar-Antenne minimiert werden.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist die Patientenliege einen Sockel oder einen Liegenfuß auf, an dem die Patientenlagerungsplatte vorzugsweise verstellbar angeordnet ist, wobei die zum Betrieb der wenigstens einen Radar-Antenne erforderliche, mit der wenigstens einen Radar-Antenne elektrisch verbundene Steuer- und Auswerteeinheit in dem Sockel oder in dem Liegenfuß angeordnet ist. Die Steuer- und Auswerteeinheit bleibt auf diese Weise beispielsweise im Falle eines Röntgengerätes stets außerhalb des Strahlenganges der Röntgenstrahlung und lässt sich bei Bedarf sogar gegen Röntgenstreustrahlung abschirmen.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst durch ein Verfahren für eine vorstehend beschriebene, wenigstens eine Radar-Antenne aufweisende Patientenliege, bei dem die wenigstens eine Radar-Antenne unter Verwendung eines Impuls-Radar-Verfahrens, z. B. in Form des Ultrabreitband-Radars (UWB-Radar) betrieben wird. Mit dem UWB-Radar können unter Ausnutzung der Eigenschaften elektromagnetischer Felder mit einer verhältnismäßig großen Bandbreite zerstörungsfrei, berührungslos und mit einer auch für medizinische Anwendungen ausreichenden Auflösung Informationen über den Zustand einer Umgebung bzw. im Falle der vorliegenden Erfindung Informationen über einen Patienten gewonnen werden.
Nach der Erfindung wird mit diesem Verfahren vorzugsweise unter Verwendung eines Arrays von Radar-Antennen ein 3D-Bild von einem auf der Patientenlagerungsplatte gelagerten Patienten erzeugt.
Nach einer weiteren Variante der Erfindung werden mit dem Verfahren physiologische Parameter eines auf der Patientenlagerungsplatte gelagerten Patienten, die Position eines Patienten auf der Patientenlagerungsplatte und/oder die Ausrichtung eines auf der Patientenlagerungsplatte gelagerten Patienten ermittelt, welche Informationen bei der Bildgebung mit dem bildgebenden Gerät verwendet werden können.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
1 einen Röntgencomputertomographen mit einer Patientenliege,
2 eine vereinfachte Darstellung der mit einer Folie versehenen Patientenliege aus 1 und
3 die Folie aus 2 in einer vereinfachten Seitenansicht.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente durchwegs mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht zwingend maßstabsgetreu, wobei Maßstäbe zwischen den Figuren variieren können. Auf den Röntgencomputertomographen und die Patientenliege des Röntgencomputertomographen wird im Folgenden und ohne Einschränkung der Allgemeinheit nur insoweit eingegangen als es zum Verständnis der Erfindung als erforderlich erachtet wird.
In 1 ist ein Röntgencomputertomograph 1 mit einer Patientenliege 2 zur Lagerung eines zu untersuchenden Patienten P gezeigt. Der Röntgencomputertomograph 1 umfasst ferner eine Gantry 4 mit einem um eine Systemachse 5 drehbar gelagerten Röhren-Detektor-System. Das Röhren-Detektor-System weist einander gegenüberliegend eine Röntgenröhre 6 und eine Röntgendetektoreinheit 7 auf. Im Betrieb geht von der Röntgenröhre 6 Röntgenstrahlung 8 in Richtung der Röntgendetektoreinheit 7 aus, und wird mittels dieser erfasst.
Die Patientenliege 2 weist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung einen Sockel bzw. einen Liegenfuß 11 auf, an dem eine zur eigentlichen Lagerung des Patienten P vorgesehene Patientenlagerungsplatte 12 angeordnet ist. Die Patientenlagerungsplatte 12 ist derart relativ zu dem Liegenfuß 11 verstellbar, dass die Patientenlagerungsplatte 12 mit dem Patienten P in die Öffnung 13 der Gantry 4 zur Aufnahme von 2D-Röntgenprojektionen von dem Patienten P, z. B. in einem Spiralscan, eingeführt werden kann. Die rechnerische Verarbeitung der 2D-Röntgenprojektionen bzw. die Rekonstruktion von Schichtbildern oder 3D-Bildern basierend auf den 2D-Röntgenprojektionen erfolgt mit einem schematisch dargestellten Bildrechner 14 des Röntgencomputertomographen 1, welche Schichtbilder oder 3D-Bilder auf einer Anzeigevorrichtung 15 darstellbar sind.
Zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung ist die Patientenliege 2, insbesondere die Patientenlagerungsplatte 12 der Patientenliege 2 in 2 in einer vereinfachten Draufsicht dargestellt.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung ist die dem Patienten P zugewandte Oberfläche 20 der Patientenlagerungsplatte 12 mit einer flexiblen Folie 21 versehen, die ein Array 22 von Radar-Antennen 23 aufweist. Die Folie 21 weist eine Dicke zwischen 0,5 mm und 2,5 mm, vorzugsweise von ca. 1 mm auf und ist aus einem Material für Leiterplatten, vorliegend aus Polyimid, ausgebildet.
Die Folie 21 ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung auf ihrer der Oberfläche 20 der Patientenlagerungsplatte 12 zugewandten Seite mit einer elektrisch leitenden metallischen Beschichtung 24 versehen, wie dies aus 3 zu erkennen ist. Die metallische Beschichtung 24 ist vorzugsweise flächenhaft, d. h. durchgängig ausgeführt. Bei der metallischen Beschichtung kann es sich beispielsweise um eine Beschichtung aus Kupfer handeln, die eine Dicke zwischen 2 μm und 20 μm, vorzugsweise von ca. 10 μm aufweist. Die metallische Beschichtung dient als Schirm bzw. Reflektor, dadurch wird eine Richtwirkung bzw. Richtcharakteristik erzielt, so dass die Ausbreitung der Radarwellen im Wesentlichen auf die Seite der Folie 21 beschränkt ist, auf der sich der Patienten P befindet.
Wie aus 2 und 3 zu erkennen ist, sind im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung die Radar-Antennen des Arrays 22 als Patchantennen 23 realisiert. Jede Patchantenne 23 des Arrays 22 weist im vorliegenden Fall eine quadratische Metallfläche auf, welche als Resonator wirkt. Bei jeder Metallfläche oder Metallschicht kann es sich um eine Kupferfläche bzw. eine Kupferschicht handeln, die eine Schichtdicke zwischen 2 μm und 20 μm, vorzugsweise von ca. 10 μm aufweist. Bei den Metallflächen der Patchantennen 23 muss es sich aber nicht notwendigerweise um quadratische Flächen handeln. Vielmehr können die Metallflächen auch rechteckig oder, soweit sinnvoll, andersförmig ausgeführt sein. Die Patchantennen 23 sind bevorzugt aber so auf der dem Patienten P zugewandten Seite der Folie 21 angeordnet bzw. realisiert, dass möglichst der ganze Körper eines auf der Patientenlagerungsplatte 12 bzw. der Folie 21 gelagerten Patienten P mit Radarsignalen beaufschlagt werden kann.
Die Folie 21 ist auf der Oberfläche 20, insbesondere auf dem gekrümmten Teil 27 der Oberfläche 20 der Patientenlagerungsplatte 12 vorzugsweise plan anliegend angeordnet. Hierzu kann die Folie 21 auf die Oberfläche 20 der Patientenlagerungsplatte 12 beispielsweise aufgeklebt sein.
Die Patchantennen 23 des Arrays 22 sind über Leitungen 25, bei denen es sich auf der Folie 21 um Streifenbandleitungen handeln kann, mit einer Radar-Elektronik in Form einer Steuer- und Auswerteeinheit 26 elektrisch verbunden. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung ist die Steuer- und Auswerteeinheit 26 in den Liegenfuß 11 integriert und befindet sich demnach stets außerhalb des Strahlengangs der Röntgenstrahlung 8. Die Steuer- und Auswerteeinheit 26 kann zusätzlich in nicht dargestellter Weise, beispielsweise mit einer Platte oder einem Gehäuse aus Blei gegen Röntgenstreustrahlung abgeschirmt sein. Die Steuer- und Auswerteeinheit 26 ist außerdem mit dem Bildrechner 14 zum Datenaustausch verbunden.
Das Array 22 von Patchantennen 23 wird im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung bevorzugt unter Verwendung eines Impuls-Radar-Verfahrens, insbesondere des Ultrabreitband-Radars (UWB-Radar) mit der Steuer- und Auswerteeinheit 26 betrieben. Mit dem UWB-Radar können geometrische und physiologische Informationen, Daten bzw. Parameter über den Zustand des auf der Patientenlagerungsplatte 12 bzw. auf der Folie 21 gelagerten Patienten P gewonnen werden. Hierzu werden gesteuert durch die Steuer- und Auswerteeinheit 26, bei der es sich in der Regel um einen Rechner handelt, elektromagnetische Primärsignale mit den Patchantennen 23 ausgesandt und an Körpergewebe des Patienten P reflektierte elektromagnetische Sekundärsignale empfangen, die wiederum von der Steuer- und Auswerteeinheit 26 ausgewertet bzw. analysiert werden.
Bevorzugt wird basierend auf den mit den Patchantennen 23 empfangenen Sekundärsignalen mit der Steuer- und Auswerteeinheit 26 ein hinsichtlich der Auflösung eher grobes 3D-Bild des Patienten P ermittelt. Das 3D-Bild ist jedoch ausreichend, um die Position und die Ausrichtung des Patienten P auf der Patientenlagerungsplatte 12 ermitteln zu können. Das 3D-Bild kann auf der Anzeigevorrichtung 15 dargestellt werden. Des Weiteren kann das 3D-Bild gleichzeitig oder alternativ Eingang in die Aufnahmeplanungs- und/oder -steuerungsfunktionen des Röntgencomputertomographen 1 finden.
Darüber hinaus können anhand des 3D-Bildes und anhand des kontinuierlichen oder intermittierenden Betriebs des Arrays 22 von Patchantennen 23 auch physiologische Informationen, Daten bzw. Parameter des Patienten P ermittelt werden. So besteht die Möglichkeit, aus der Detektion und Auswertung der von dem sich bewegenden Brustkorb des Patienten P reflektierten Sekundärsignale den Atemzyklus des Patienten zu ermitteln. In vergleichbarer Weise kann aus der Detektion und Auswertung der von dem sich bewegenden Herzen des Patienten P reflektierten Sekundärsignale der Herzzyklus des Patienten ermittelt werden. Hierzu müssen im Übrigen nicht alle Patchantennen 23 des Arrays 22 ständig betrieben werden. Vielmehr kann zunächst die Patchantenne 23 bzw. können zunächst die Patchantennen 23 des Arrays 22 identifiziert werden, deren empfangene Sekundärsignale sich am besten zur Ermittlung des Atemzyklus oder zur Ermittlung des Herzzyklus eignen. Anschließend kann nur diese identifizierte Patchantenne 23 bzw. können nur diese identifizierten Patchantennen 23 zur Ermittlung des Atem- oder Herzzyklus betrieben werden.
Die so gewonnenen geometrischen und/oder physiologischen Daten können auf der Anzeigevorrichtung 15 dargestellt werden und auch Eingang in die Aufnahmeplanung des Röntgencomputertomographen 1 finden, z. B. als Eingangsparameter für die von der Strahlungsrichtung abhängige Dosismodulation oder bei einem Scan des Herzens kann basierend auf dem ermittelten Herzzyklus der Zeitpunkt der Aufnahme einer 2D-Projektion festgelegt werden.
Die das Array 22 von Patchantennen 23 aufweisende Folie 21 kann im Übrigen auch in einfacher Weise an bestehenden Patientenliegen bzw. medizinischen bildgebenden Geräten nachgerüstet werden.
Das Array 22 von Patchantennen 23 sowie die metallische Reflektorschicht 24 müssen nicht notwendigerweise eine flexible Folie als Träger aufweisen. Alternativ kann auch ein anderer Träger, insbesondere ein starrer Träger oder eine starre Trägerschicht vorgesehen sein, welcher auf einer Seite das Array von Patchantennen und auf seiner anderen Seite eine metallische Reflektorschicht aufweist. Sowohl die Folie 21 als auch ein anderer das Array von Patchantennen und die metallische Reflektorschicht aufweisender Träger können vollständig in die Patientenlagerungsplatte bzw. die Patientenliege integriert, im Sinne von aufgenommen, insbesondere äußerlich nicht erkennbar aufgenommen sein. In diesem Sinne wird als Patientenlagerungsplatte auch eine Patientenauflage verstanden, die auf ein verstellbares Patientenbrett auflegbar ist.
Im Unterschied zu dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die Patientenlagerungsplatte auch vollständig eben ausgebildet sein, so dass auch die Folie oder Trägerschicht in Anpassung an die Patientenlagerungsplatte eben ausgeführt ist.
Es können auch andere geeignete Radar-Antennen in bzw. an der Patientenlagerungsplatte vorgesehen sein.

Claims

Bildgebendes medizinisches Gerät, welches ein Röntgencomputertomograph (1) oder ein C-Bogen-Röntgengerät ist, aufweisend eine Patientenliege (2) für das bildgebende medizinische Gerät mit einer Patientenlagerungsplatte (12), welche wenigstens eine Radar-Antenne (23) zur Gewinnung physiologischer und/oder geometrischer Daten eines auf der Patientenlagerungsplatte (12) gelagerten Patienten (P) aufweist, wobei die wenigstens eine Radar-Antenne eine Patchantenne (23) ist, wobei die wenigstens eine Radar-Antenne unter Verwendung eines Impuls-Radar-Verfahrens betrieben werden kann, wobei ein 3D-Bild von einem auf der Patientenlagerungsplatte gelagerten Patienten erzeugbar ist.
Bildgebendes medizinisches Gerät nach Anspruch 1, wobei die wenigstens eine Patchantenne (23) eine Schichtdicke zwischen 2 μm und 20 μm aufweist.
Bildgebendes medizinisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei die Patientenlagerungsplatte (12) wenigstens ein Array (22) von Radar-Antennen (23) aufweist.
Bildgebendes medizinisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei bei der Patientenliege wenigstens zwei Radar-Antennen (23) nebeneinander angeordnet sind.
Bildgebendes medizinisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Patientenliege eine Folie (21) oder eine Trägerschicht umfasst, die die wenigstens eine Radar-Antenne (23) aufweist.
Bildgebendes medizinisches Gerät nach Anspruch 5, wobei die Folie (21) oder die Trägerschicht aus einem Material für Leiterplatten ausgebildet ist.
Bildgebendes medizinisches Gerät nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Folie (21) oder die Trägerschicht zusätzlich zu der wenigstens einen Radar-Antenne (23) wenigstens eine elektrisch leitende Beschichtung (24) aufweist.
Bildgebendes medizinisches Gerät nach Anspruch 7, wobei die elektrisch leitende Beschichtung (24) als durchgängige Beschichtung (24) auf der dem Patienten (P) abgewandten Seite der Folie (21) oder der Trägerschicht ausgebildet ist.
Bildgebendes medizinisches Gerät nach Anspruch 7 oder 8, wobei die wenigstens eine elektrisch leitende Beschichtung (24) eine metallische Beschichtung (24) ist.
Bildgebendes medizinisches Gerät nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die wenigstens eine elektrisch leitende Beschichtung (24) eine Dicke zwischen 2 μm und 20 μm aufweist.
Bildgebendes medizinisches Gerät nach einem der Ansprüche 5 bis 10, wobei die Folie (21) oder die Trägerschicht eine Dicke zwischen 0,5 mm und 2,5 mm aufweist.
Bildgebendes medizinisches Gerät nach einem der Ansprüche 5 bis 11, wobei die Folie (21) oder die Trägerschicht in die Patientenlagerungsplatte (12) integriert ist oder auf der dem Patienten (P) zugewandten Oberfläche (20) der Patientenlagerungsplatte (12) aufgebracht ist.
Bildgebendes medizinisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Patientenliege einen Sockel (11) oder einen Liegenfuß (11) aufweist, an dem die Patientenlagerungsplatte (12) angeordnet ist, wobei die zum Betrieb der wenigstens einen Radar-Antenne (23) erforderliche, mit der wenigstens einen Radar-Antenne (23) elektrisch verbundene Steuer- und Auswerteeinheit (26) in dem Sockel (11) oder in dem Liegenfuß (11) angeordnet ist.
Verfahren für eine Patientenliege (2), welche wenigstens eine Radar-Antenne (23) aufweist, bei dem die wenigstens eine Radar-Antenne (23) der Patientenliege eines bildgebenden medizinischen Geräts unter Verwendung eines Impuls-Radar-Verfahrens betrieben wird, wobei das bildgebende medizinische Gerät die Patientenliege (2) mit einer Patientenlagerungsplatte (12) aufweist, welche die wenigstens eine Radar-Antenne (23) zur Gewinnung physiologischer und/oder geometrischer Daten eines auf der Patientenlagerungsplatte (12) gelagerten Patienten (P) aufweist, wobei die wenigstens eine Radar-Antenne eine Patchantenne (23) ist, wobei mit der wenigstens einen Radar-Antenne (23) ein 3D-Bild von dem auf der Patientenlagerungsplatte (2) gelagerten Patienten (P) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das bildgebende medizinische Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13 ausgebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, bei dem mit der wenigstens einen Radar-Antenne (23) physiologische Parameter eines auf der Patientenlagerungsplatte (12) gelagerten Patienten (P), die Position eines Patienten (P) auf der Patientenlagerungsplatte (12) und/oder die Ausrichtung eines auf der Patientenlagerungsplatte (12) gelagerten Patienten (P) ermittelt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, bei dem mit der wenigstens einen Radar-Antenne (23) der Atemzyklus und/oder der Herzzyklus eines auf der Patientenlagerungsplatte (12) gelagerten Patienten (P) ermittelt werden.