DE102009018282A1

DE102009018282A1 - Ortsbestimmung von Spulen in einer Magnet-Resonanztomographie-Anlage

Info

Publication number: DE102009018282A1
Application number: DE102009018282A
Authority: DE
Inventors: Stephan Dr. Biber; Carl Udo Dr. Maier; Jochen Ostermaier; Kay Uwe Dr. Seemann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2009-04-21
Filing date: 2009-04-21
Publication date: 2010-12-09
Also published as: US8587312B2; US20100272229A1

Abstract

Wenigstens eine nicht ortsfeste Spule in einer Magnetresonanztomographie-Anlage wird mit Befestigungsmitteln an der einschiebbaren Liege befestigt, wobei die Befestigungsmittel Mittel zum Bestimmen der Position oder eines Teils der Position der nicht ortsfesten Spule umfassen. Der Teil der Position ist dabei beispielsweise die Position längs der Symmetrieachse der Messröhre.

Description

Neben ortsfesten Empfangsspulen, beispielsweise Shoulder-Array-Spulen, kommen in der Magnet-Resonanztomographie (MR) auch nicht-ortsfeste Empfangsspulen zum Einsatz, beispielsweise Body-Matrix-Spulen. Während der Messung werden die Messspulen in das Iso-Zentrum der Messröhre gefahren. Hierzu wird die Position, vor allem längs der Symmetrieachse der Messröhre, durch Anvisieren mit einem Laserkreuz bestimmt. Nachteilig ist hieran, dass ein solches Anvisieren fehlerbehaftet ist und unter Umständen zeitaufwändig.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Aufbau und ein Verfahren anzugeben, die eine verbesserte Ortsbestimmung von nicht-ortsfesten Spulen in einer MR-Anlage erlauben. Dabei sollen insbesondere die oben genannten Nachteile vermieden werden.
Diese Aufgabe wird durch einen Aufbau mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 10 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Liegetisch für eine Magnetresonanztomographie-Anlage ist wenigstens eine seiner Seitenkanten zur Befestigung von Befestigungsmitteln für Spulen zur Verwendung in einer Magnetresonanztomographie-Anlage ausgestaltet. Weiterhin sind Mittel zur Bestimmung der Position eines oder mehrerer Befestigungsmittel an der Seitenkante vorgesehen. Die Position wird dabei zweckmäßig entlang einer Achse – der Ausdehnung der Seitenkante – erfasst.
An dem erfindungsgemäßen Liegetisch können beispielsweise Fixierbänder angebracht werden, die wiederum selbst die Spule oder Spulen am Körper des Patienten positionieren. Die Posi tion des Fixierbandes und damit der Spule wird dann zumindest entlang der Ausdehnung der Seitenkante anhand des Befestigungspunktes an der Seitenkante ermittelt.
Im Gegensatz zur manuellen Anpeilung mittels eines Laserkreuzes umfasst der erfindungsgemäße Liegetisch die Mittel zur Positionsbestimmung also selbst. Dadurch wird erreicht, dass ein Bedienvorgang bei der Benutzung der Magnetresonanztomographie-Anlage vermieden wird, was die Sicherheit gegenüber Bedienfehlern und die Geschwindigkeit des Messvorgangs erhöht. Auch das Laserkreuz, das für sich schon für einen Patienten unangenehm sein kann, kann entfallen.
Gegenüber einer möglichen Lösung über funktechnische Ortung der Position weist die erfindungsgemäße Anordnung den Vorteil auf, genauer und unempfindlicher gegen Reflektionen und Mehrwegsausbreitung zu sein. Dies wird erreicht durch die beispielsweise kabel- oder fasergebundene Positionsbestimmung, die in den Befestigungsmitteln selbst geschieht.
Weiterhin ist auch gegenüber der Positionsbestimmung mittels Laserkreuz der Vorteil gegeben, dass nachträglich Positionsänderungen der Spule, die beispielsweise durch Bewegungen des Patienten bedingt sind, gemessen und berücksichtigt werden können. Auch eine Abdeckung des Patienten, beispielsweise mit einer Decke zum Wärmen, ist problemlos möglich, ohne die Positionsbestimmung zu behindern.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der erfindungsgemäße Liegetisch zusammen mit einer erfindungsgemäßen Spulenanordnung verwendet wird. Die erfindungsgemäße Spulenanordnung für eine Magnetresonanztomographie-Anlage umfasst wenigstens eine Spule zur Verwendung in der Magnetresonanztomographie-Anlage sowie wenigstens ein Befestigungsmittel, mittels dessen die Spulenanordnung an einem Liegetisch für die Magnetresonanztomographie-Anlage an einem Befestigungspunkt befestigt und die Spule am Körper eines Patienten ausgerichtet werden kann, wobei das Befestigungsmittel weiterhin Mittel zur Bestimmung der Position der Spule relativ zum Befestigungspunkt entlang wenigstens einer Raumrichtung umfasst.
Im Gegensatz zu den einfachen Fixierbändern umfasst die Spulenanordnung also selbst Möglichkeiten, die Ausrichtung und den Ort der Spule relativ zu einem Fußpunkt der Spulenanordnung, an dem die Befestigung am Liegetisch stattfindet, zu ermitteln. Die Ausrichtung und die Position können dabei beispielsweise entlang einer Raumrichtung bestimmbar sein, also beispielsweise entlang der Achse, die durch die Seitenkante des Liegetisches vorgegeben wird, oder aber auch in allen Raumrichtungen.
Die Kombination der beiden erfindungsgemäßen Elemente zu einem Liegetisch-System erlaubt es, aus der Position des Befestigungspunkts des Befestigungsmittels am Liegetisch und der Position der Spule relativ zum Befestigungspunkt die Position der Spule in Bezug auf den Liegetisch zu ermitteln. Je nach Ausgestaltung der Spulenanordnung kann dabei die Position auch in drei Dimensionen bestimmt werden, was mit unmodifizierten Fixierbändern nicht oder nur schwer möglich ist.
Für die Mittel zur Bestimmung der Position eines oder mehrerer Befestigungsmittel an der Seitenkante kommen beispielsweise optische oder kapazitive Näherungsschalter oder elektrische oder mechanische Kontaktsensoren in Frage.
Die Spulenanordnung wiederum kann zur Positionierung der Spule eine Kombination von Dreh- und/oder Kugelgelenklagern umfassen, die die Ausrichtung von beispielsweise Teleskopvorrichtungen ermöglichen. Eine beispielhafte Kombination aus drei Drehgelenken und drei Stangen, von denen wenigstens zwei teleskopartig in der Länge variierbar sind, erlaubt eine nahezu freie Positionierung der Spule über dem Liegetisch.
Dabei bestehen die Elemente der Spulenanordnung zweckmäßig aus nicht magnetisch wechselwirkenden Materialien. Es können beispielsweise Kunststoffe, Glasmessstäbe und optische Fasern zum Einsatz kommen. Ebenfalls zweckmäßig ist es, eventuell nötige elektronische Komponenten außerhalb des Messraums unterzubringen, beispielsweise im Fußpunkt der Spulenanordnung, der bei Befestigung am Liegetisch im Bereich von dessen Seitenkante bleibt.
Die Mittel zur Bestimmung der Position in der Spulenanordnung wenigstens einen optischen Sensor und wenigstens einen Lichtwellenleiter umfassen. Mit optischen Sensoren kann am leichtesten gewährleistet werden, dass keine magnetische Wechselwirkung eintritt und somit auch keine gegenseitigen Störungen von Positionsbestimmung und Magnetresonanzmessung zu erwarten sind.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Bestimmen der Position einer Spule in einer Magnetresonanztomographie-Anlage in Bezug auf einen Liegetisch für die Magnetresonanztomographie-Anlage wird die Spule am Körper eines Patienten platziert, mittels eines Befestigungsmittels am Liegetisch befestigt, die Position des Befestigungspunkts des Befestigungsmittels am Liegetisch ermittelt, die Position der Spule relativ zum Befestigungspunkt ermittelt und daraus die Position der Spule in Bezug auf den Liegetisch ermittelt.
Bevorzugte, jedoch keinesfalls einschränkende Ausführungsbeispiele für die Erfindung werden nunmehr anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei sind die Merkmale schematisiert dargestellt und sich entsprechende Merkmale sind mit gleichen Bezugszeichen markiert. Die Figuren zeigen dabei im Einzelnen
1 einen Aufbau zur Positionsbestimmung von nicht ortsfesten Spulen mittels Teleskopbefestigungen,
2 einen Aufbau zur Positionsbestimmung von nicht ortsfesten Spulen mittels flexiblen Bändern.
1 zeigt einen Menschen, der auf dem Liegetisch 1 einer MR-Anlage liegt. Zwei sogenannte Body-Matrix-Spulen 5 sind auf seinem Körper platziert. Die Spulen 5 sind dabei an je weils einem Teleskoparmsystem befestigt und werden mittels des Teleskoparmsystems positioniert. Das Teleskoparmsystem umfasst in diesem Ausführungsbeispiel 3 Kugelgelenke 3. Die Kugelgelenke 3 können auch wenigstens teilweise durch Drehgelenke ersetzt werden. Die Kugelgelenke 3 sind durch Teleskopstangen 4 miteinander verbunden. Die Verbindung aus den Teleskopstangen 4 und den Kugelgelenken 3 erlaubt es, die entsprechende Spule 5 sehr flexibel in drei Dimensionen auf dem Körper des zu untersuchenden Patienten zu platzieren.
In diesem Ausführungsbeispiel wird nun die Position der Spule 5 ermittelt. Anstatt über ein manuelles Anvisieren mittels eines Laserkreuzes geschieht das über mehrere zusätzliche Elemente im Teleskoparmsystem. Die Befestigung des Teleskoparmsystems am Liegetisch erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel flexibel über eine Kontaktstelle 2, deren Ort variierbar ist. An der Kontaktstelle ist der Fußpunkt des Teleskoparmsystems angesteckt und damit verankert. Eine Sensorik, beispielsweise durch Näherungssensoren im Liegetisch 1 selbst, erlaubt es, den Ort der Kontaktstelle festzustellen. Somit ist die Position des Fußpunkts des Teleskoparmsystems bekannt.
Im Teleskoparmsystem selbst sind weitere Sensoren untergebracht. Bei diesen handelt es sich um Drehwinkelsensoren und Längensensoren. Die Drehwinkelsensoren erfassen die Ausrichtung jedes der Kugelgelenke. Die Längensensoren erfassen die Länge der Teleskopstangen. Aus diesen Daten sowie dem Ort der Kontaktstelle 2 lässt sich die Position der Spulen 5 relativ zum Liegetisch 1 ermitteln.
Es ist vorteilhaft, wenn die Sensoren im Teleskoparmsystem so ausgestaltet sind, dass sie die Messung nicht beeinflussen und selbst auch nicht magnetisch beeinflusst werden. Hierfür eignen sich beispielsweise optische Systeme, die beispielsweise glas- oder kunststofffaserbasiert arbeiten. Die Auswerteelektronik für die Sensoren befindet sich zweckmäßig außerhalb des MR-Messraums. Hierfür kommt als Lage beispielsweise eine Anordnung bei der Kontaktstelle 2, also im Fußbereich des Teleskoparmsystems in Frage. Die Auswerteelektronik nimmt die Daten für die Position der Kontaktstelle 2, an der das Teleskoparmsystem angesteckt ist, sowie die Daten der Längen- und Winkelmessgeber und errechnet daraus die Position der Spule.
Das Teleskoparmsystem ermöglicht also über die Drehwinkelsensoren und Längensensoren sowie die Position der Kontaktstelle 2 eine dreidimensionale Bestimmung der Position. Es kann also neben der Lage in Richtung der Symmetrieachse der Messröhre auch die Höhe über dem Liegetisch und die seitliche Versetzung von der Mittelachse des Liegetischs ermittelt werden.
Eine einfachere Umsetzung, die die Bestimmung der Position im Hinblick auf die Lage in Richtung der Symmetrieachse der Messröhre erlaubt, ist als zweites Ausführungsbeispiel in 2 dargestellt. In diesem Fall wird die Spule 5 durch ein Fixierungsband 6 befestigt. Das Fixierungsband 6 ist einerseits mit der Spule 5 befestigt und wird andererseits am Liegetisch 1 an einem Ansteckplatz 2 angesteckt. Die Ansteckposition am Liegetisch wird wiederum beispielsweise durch kapazitive oder optische Näherungssensoren ermittelt. Da die Position des Ansteckplatzes in diesem Ausführungsbeispiel auf die Kante des Liegetischs 1 festgelegt ist, wird hier nur die Position entlang der Längsachse des Liegetischs 1 festgestellt, d. h. entlang der Symmetrieachse der Messröhre.

Claims

Liegetisch (1) für eine Magnetresonanztomographie-Anlage, bei dem – wenigstens eine seiner Seitenkanten zur Befestigung von Befestigungsmitteln (2 ... 4, 6) für Spulen (5) zur Verwendung in einer Magnetresonanztomographie-Anlage ausgestaltet ist und – Mittel zur Bestimmung der Position eines oder mehrerer Befestigungsmittel an der Seitenkante vorgesehen sind.
Liegetisch (1) gemäß Anspruch 1, bei dem die Mittel als optische oder kapazitive Näherungsschalter ausgestaltet sind.
Liegetisch (1) gemäß Anspruch 1, bei dem die Mittel als elektrische oder mechanische Kontaktsensoren ausgestaltet sind.
Spulenanordnung für eine Magnetresonanztomographie-Anlage, umfassend wenigstens eine Spule (5) zur Verwendung in der Magnetresonanztomographie-Anlage sowie wenigstens ein Befestigungsmittel (2 ... 4, 6), mittels dessen die Spulenanordnung an einem Liegetisch (1) für die Magnetresonanztomographie-Anlage an einem Befestigungspunkt befestigt und die Spule (5) am Körper eines Patienten ausgerichtet werden kann, wobei das Befestigungsmittel (2 ... 4, 6) weiterhin Mittel zur Bestimmung der Position der Spule (5) relativ zum Befestigungspunkt entlang wenigstens einer Raumrichtung umfasst.
Spulenanordnung gemäß Anspruch 4, bei der die Befestigungsmittel (2 ... 4, 6) Dreh- und/oder Kugelgelenklager (3) umfassen.
Spulenanordnung gemäß Anspruch 4 oder 5, bei der die Befestigungsmittel (2 ... 4, 6) Teleskopvorrichtungen (4) umfassen.
Spulenanordnung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, bei der die Befestigungsmittel (2 ... 4, 6) aus nicht magnetisch wechselwirkenden Materialien bestehen.
Spulenanordnung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7, bei der die Mittel zur Bestimmung der Position wenigstens einen optischen Sensor und wenigstens einen Lichtwellenleiter umfassen.
Liegetisch-System mit einem Liegetisch (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 und wenigstens einer Spulenanordnung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei aus der Position des Befestigungspunkts des Befestigungsmittels (2 ... 4, 6) am Liegetisch (1) und der Position der Spule (5) relativ zum Befestigungspunkt die Position der Spule (5) in Bezug auf den Liegetisch (1) ermittelbar ist.
Verfahren zum Bestimmen der Position einer Spule (5) in einer Magnetresonanztomographie-Anlage in Bezug auf einen Liegetisch (1) für die Magnetresonanztomographie-Anlage, bei dem die Spule (5) am Körper eines Patienten platziert wird, mittels eines Befestigungsmittels (2 ... 4, 6) am Liegetisch (1) befestigt wird, die Position des Befestigungspunkts des Befestigungsmittels (2 ... 4, 6) am Liegetisch (1) ermittelt wird, die Position der Spule (5) relativ zum Befestigungspunkt ermittelt wird und daraus die Position der Spule (5) in Bezug auf den Liegetisch (1) ermittelt wird.