DE102010020923A1

DE102010020923A1 - Medizinische Bildgebungsvorrichtung und ein Messverfahren zu einer Positionserfassung einer Transportvorrichtung der medizinischen Bildgebungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102010020923A1
Application number: DE102010020923A
Authority: DE
Inventors: Patrick Dr. 91094 Gross
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2009-12-18
Filing date: 2010-05-19
Publication date: 2011-06-22
Also published as: US8692181B2; US20110147611A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine medizinische Bildgebungsvorrichtung mit einer in zumindest eine Richtung (6) zumindest teilweise bewegbaren Transportvorrichtung (3) und einer Positionserfassungsvorrichtung (11), die zumindest ein Sendeelement (12), das zu einer Positionserfassung der Transportvorrichtung (3) eine Positionsmessstrahlung (13) aussendet, und zumindest ein Detektorelement (15) aufweist, wobei die Positionserfassungsvorrichtung (11) zumindest ein semitransparentes Reflektorelement (24) aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine medizinische Bildgebungsvorrichtung mit einer in zumindest eine Richtung zumindest teilweise bewegbaren Transportvorrichtung und einer Positionserfassungsvorrichtung, die zumindest ein Sendeelement, das zu einer Positionserfassung der Transportvorrichtung eine Positionsmessstrahlung aussendet, und zumindest ein Detektorelement aufweist.
Es ist bereits eine medizinische Bildgebungsvorrichtung bekannt mit einer in zumindest eine Richtung bewegbaren Transportvorrichtung. Die medizinische Bildgebungsvorrichtung, beispielsweise eine Magnetresonanztomographievorrichtung, eine Computertomographievorrichtung und/oder eine PET-Vorrichtung, weist eine hohe Genauigkeit auf, die eine präzise Erfassung einer Position der Transportvorrichtung voraussetzt, um eine Behandlung und/oder eine Untersuchung durchführen zu können. Ein Patient wird hierbei mittels der Transportvorrichtung in einen Aufnahmebereich der medizinischen Bildgebungsvorrichtung eingefahren, wobei die Transportvorrichtung vorzugsweise eine Transportliege umfasst, die entlang zumindest einer Richtung bewegbar angeordnet ist. Für eine Positionsbestimmung der bewegbaren Transportvorrichtung weist die medizinische Bildgebungsvorrichtung eine Positionserfassungsvorrichtung auf.
In einer herkömmlichen Positionserfassungsvorrichtung wird eine Position der Transportvorrichtung mittels eines Kodierers, der in einer Antriebseinheit der Transportvorrichtung angeordnet und/oder mit dieser gekoppelt ist, erfasst. Diese Methode beinhaltet jedoch eine große Ungenauigkeit in der erfassten Position der Transportvorrichtung.
Eine weitere bekannte Positionserfassungsvorrichtung umfasst Fadenzüge, die bei einer Bewegung der Transportvorrichtung mitbewegt werden. Diese Bewegung der Fadenzüge wird erfasst und daraus die Position der Transportvorrichtung ermittelt. Jedoch weist diese Methode den Nachteil auf, dass aufgrund einer Elastizität und/oder Dehnung eines Materials der Fadenzüge eine hohe Ungenauigkeit in der erfassten Position der Transportvorrichtung enthalten ist.
Des Weiteren ist eine Positionserfassungsvorrichtung mit optischen Sensoren und/oder Reglern zu einer Bestimmung und/oder Erfassung einer Bewegung und/oder Position der Transportvorrichtung bekannt. Allerdings weist diese Methode den Nachteil auf, dass diese Sensoren und/oder Regler zumindest teilweise innerhalb des Aufnahmebereichs angeordnet werden und damit einer Behandlungs- und/oder Untersuchungsstrahlung ausgesetzt sind. Dies kann sowohl die Behandlung als auch die Positionserfassung in unerwünschterweise beeinträchtigen.
Ferner weist eine weitere bekannte Positionserfassungsvorrichtung einer medizinischen Bildgebungsvorrichtung ein Lasersystem auf, das eine Laserquelle zu einem Aussenden eines Lasersignals und ein Detektorelement zu einem Empfangen des Lasersignals umfasst. Das Lasersignal wird dabei direkt von der Laserquelle auf das Detektorelement gestrahlt. Übliche Messmethoden, wie beispielsweise eine Time of Flight Methode, weisen jedoch eine große Ungenauigkeit in der Positionsbestimmung auf. Zudem ist die Laserquelle und/oder das Detektorelement an der bewegbaren Transportvorrichtung angeordnet und damit einer Untersuchungsstrahlung ausgesetzt.
Der vorliegenden Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine medizinische Bildgebungsvorrichtung bereitzustellen, die eine präzise Erfassung einer Position der Transportvorrichtung ermöglicht. Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Erfindung geht aus von einer medizinischen Bildgebungsvorrichtung mit einer in zumindest eine Richtung zumindest teilweise bewegbaren Transportvorrichtung und einer Positionserfassungsvorrichtung, die zumindest ein Sendeelement, das zu einer Positionserfassung der Transportvorrichtung eine Positionsmessstrahlung aussendet, und zumindest ein Detektorelement aufweist.
Es wird vorgeschlagen, dass die Positionserfassungsvorrichtung zumindest ein semitransparentes Reflektorelement aufweist. Die medizinische Bildgebungsvorrichtung ist insbesondere von einer Magnetresonanztomographievorrichtung, einer Computertomographievorrichtung und/oder einer PET-Vorrichtung gebildet und weist einen Aufnahmebereich auf, in dem eine bildgebende, medizinische Untersuchung an einem Untersuchungsobjekt, insbesondere an einem Patienten, erfolgen kann. Unter einem semitransparenten Reflektorelement soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Element verstanden werden, mittels dessen ein erster Strahlungsanteil einer einfallenden Strahlung, insbesondere der einfallenden Positionsmessstrahlung, reflektiert werden kann und ein weiterer Strahlungsanteil der einfallenden Strahlung durch das semitransparente Reflektorelement transmittieren kann. Das semitransparente Reflektorelement kann beispielsweise von einem semitransparenten Spiegel gebildet sein und/oder besonders platzsparend von einer semitransparenten Folie und/oder einer semitransparenten Beschichtung, die auf eine Detektorfläche aufgetragen ist. Die Positionserfassungsvorrichtung kann zudem mehrere Detektorelemente umfassen, die besonders vorteilhaft innerhalb eines Detektorarrays angeordnet sind. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann vorteilhaft eine Entfernung von dem Sendeelement und/oder dem Detektorelement zu der Transportvorrichtung, insbesondere einem Referenzpunkt der Transportvorrichtung, präzise erfasst werden, indem Strahlungsanteile mit einer unterschiedlichen Weglänge zwischen dem Sendelement und dem Detektorelement erfasst werden können. Nach jedem Auftreffen der Positionsmessstrahlung auf dem semitransparente Reflektorelement kann der das semitransparente Reflektorelement transmittierende Strahlungsanteil erfasst werden und der von dem semitransparenten Reflektorelement reflektierte Strahlungsanteil muss nochmals eine zumindest doppelte Weglänge zwischen dem semitransparenten Reflektorelement und einem weiteren Reflektorelement durchstrahlen, bevor er erneut auf das semitransparente Reflektorelement auftrifft.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das semitransparente Reflektorelement entlang eines Strahlungswegs der Positionsmessstrahlung vor dem Detektorelement angeordnet ist. Das semitransparente Reflektorelement ist dabei derart innerhalb der Positionserfassungsvorrichtung angeordnet, dass eine Länge des einfachen Strahlungswegs von dem Sendeelement zu dem semitransparenten Reflektorelement im Wesentlichen einer Länge des einfachen Strahlungswegs von dem Sendeelement zu dem Detektorelement entspricht. Es kann hierbei ein das semitransparente Reflektorelement durchdringender Strahlungsanteil von dem Detektorelement direkt erfasst werden und zudem eine vorteilhafte Multiplizität einer Wegstrecke einer zu erfassenden Entfernung und damit eine Minimierung einer Ungenauigkeit der zu erfassenden Entfernung erreicht werden.
Darüber hinaus kann eine vorteilhafte Multiplizität der zu erfassenden Entfernung, insbesondere eine Position eines Referenzpunkts der Transportvorrichtung bezüglich des Sendeelements und/oder des Detektorelements, erreicht werden, wenn die Positionserfassungsvorrichtung ein weiteres Reflektorelement aufweist. Das weitere Reflektorelement kann in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung von einem Retroreflektorelement gebildet sein, bei dem eine Reflexion der einfallenden Strahlung im Wesentlichen in eine Richtung zurück zu einer Strahlungsquelle der einfallenden Strahlung erfolgt. Zudem ist eine alternative Ausgestaltung des weiteren Reflektorelements jederzeit möglich.
Ist eine Strahlrichtung des Positionsmessstrahlung im Wesentlichen orthogonal zu einer Reflexionsfläche zumindest eines der Reflektorelement ausgerichtet, kann ein besonderes platzsparender Aufbau der Positionserfassungsvorrichtung für eine hohe Multiplizität einer Wegstrecke der Entfernung erreicht werden. Eine derart ausgestaltete Positionserfassungsvorrichtung kann besonders vorteilhaft bei der von einer Magnetresonanztomographievorrichtung gebildeten medizinischen Bildgebungsvorrichtung verwendet werden, da hier ein für die Positionserfassungseinheit zur Verfügung stehender Bauraum begrenzt ist. Eine Strahlführung eines auf das Reflektorelement auftreffenden Strahls und eine Strahlführung eines von dem Reflektorelement reflektierten Strahls der Positionsmessstrahlung sind hierbei im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Zudem können der auftreffende Strahl und der reflektierte Strahl der Positionsmessstrahlung entlang der Strahlungswegs zumindest teilweise überlagern. Weiterhin können auch Strahlungsanteile entlang einer Richtung mit einer unterschiedlich zurückgelegten Wegstrecke überlagern.
Besonders vorteilhaft ist eine Reflexionsfläche des semitransparentes Reflektorelements im Wesentlichen parallel zu einer Reflexionsfläche des zumindest einen weiteren Reflektorelements ausgerichtet, so dass selbst bei Mehrfachreflexionen zwischen beispielsweise dem semitransparenten Reflektorelement und dem weiteren Reflektorelement eine im Wesentlichen parallele Strahlführung des reflektierten Strahls und des auftreffenden Strahls erreicht werden kann.
Zur Erfassung der Position der Transportvorrichtung können das Sendelement und/oder das Detektorelement an der bewegbaren Transportvorrichtung angeordnet sein. Besonders vorteilhaft ist jedoch das weitere Reflektorelement an der bewegbaren Transportvorrichtung angeordnet. Hierdurch können das Sendeelement und/oder das Detektorelement außerhalb des Aufnahmebereichs der medizinischen Bildgebungsvorrichtung angeordnet werden, so dass nur das weitere Reflektorelement den strengen Anforderungen, die für einen störungsfreien Betrieb der medizinischen Bildgebungsvorrichtung erforderlich sind, genügen muss, wie beispielsweise eine magnetresonanzkompatible Ausbildung des weiteren Reflektorelements.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die medizinische Bildgebungsvorrichtung einen Aufnahmebereich zu einer Aufnahme der beweglichen Transportvorrichtung aufweist, wobei das zumindest eine Sendelement und/oder das zumindest eine Detektorelement stationär außerhalb des Aufnahmebereichs angeordnet sind. Es können somit insbesondere kostengünstige Sende- und/oder Detektorelemente verwendet werden, die im Wesentlichen außerhalb eines von einem Untersuchungsfeld oder einer Untersuchungsstrahlung durchsetzten Bereichs angeordnet sind. Zudem kann auf zusätzliche Kabel, die mit der Transportvorrichtung mitbewegt werden müssten und die bei einer Anordnung des Sendeelements und/oder des Detektorelements an der bewegbaren Transportvorrichtung erforderliche wären, vorteilhaft verzichtet werden. Insbesondere sind das Sendelement und das Detektorelement an einer gleichen Öffnungsseite des Aufnahmebereichs an dem Gehäuse der medizinischen Bildgebungsvorrichtung angeordnet und besonders bevorzugt auf einer gemeinsamen, an dem Gehäuse angeordneten Platine integriert, so dass eine vorteilhafte Zeitsteuerung zur Positionserfassung zwischen dem Sendeelement und dem Detektorelement erreicht werden kann. Besonders vorteilhaft ist hierbei das semitransparente Reflektorelement ebenfalls stationär außerhalb eines Aufnahmebereichs zur Aufnahme der bewegbaren Transportvorrichtung angeordnet.
Besonders vorteilhaft weist die Positionserfassungsvorrichtung ein weiteres optisches Element auf, das entlang eines Strahlungswegs von dem Sendeelement auf das Detektorelement vor dem Detektorelement angeordnet ist zu einer Fokussierung der Positionsmessstrahlung auf das Detektorelement. Es können vorteilhaft geringfügige Strahlabweichungen ausgeglichen werden, so dass die Positionsmessstrahlung für eine Positionserfassungsmessung stets von dem Detektorelement erfasst werden kann. Das weitere optische Element kann beispielsweise von einer Linse und/oder einem parabolischen Spiegel und/oder weiteren, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden optischen Elementen gebildet sein.
Es wird ferner vorgeschlagen, dass die Positionserfassungsvorrichtung zumindest eine Modulationseinheit aufweist, die zu einer Modulation einer Strahlungskenngröße der Positionsmessstrahlung vorgesehen ist. Die Strahlungskenngröße ist beispielsweise von einer Frequenz und/oder einer Polarisation und/oder einer Amplitude der Positionsmessstrahlung gebildet. Vorzugsweise erfolgt eine Modulation der Strahlungskenngröße periodisch über eine Zeit. Es kann vorteilhaft eine Entfernung anhand einer Phasenverschiebung zwischen einer detektierten Strahlungskenngröße und einer Strahlungskenngröße der zum Detektionszeitpunkt ausgesandten Positionsmessstrahlung gemessen werden.
Des Weiteren geht die Erfindung aus von einem Messverfahren zu einer Positionserfassung einer Transportvorrichtung einer medizinischen Bildgebungsvorrichtung, wobei in einem Aussendeschritt eine Positionsmessstrahlung mittels zumindest eines Sendelements der medizinischen Bildgebungsvorrichtung ausgesendet wird und in einem Detektionsschritt die Positionsmessstrahlung mittels zumindest eines Detektionselements der medizinischen Bildgebungsvorrichtung detektiert wird.
Es wird vorgeschlagen, dass ein erster Strahlungsanteil der Positionsmessstrahlung entlang eines Strahlungswegs zwischen dem Aussendeschritt und dem Detektionsschritt an zumindest einem semitransparenten Reflektorelement transmittiert wird und ein zweiter Strahlungsanteil der Positionsmessstrahlung an dem semitransparenten Reflektorelement reflektiert wird. Es kann somit ein Strahlungsanteil von dem Detektorelement erfasst werden und ein weiterer Strahlungsanteil für ein Durchlaufen einer weiteren Reflexionsstrecke zur Verfügung stehen. Hierdurch kann vorteilhaft eine Entfernung von dem Sendeelement und/oder dem Detektorelement zu der Transportvorrichtung, insbesondere einem Referenzpunkt der Transportvorrichtung, präzise erfasst werden, indem die Entfernung mit einer unterschiedlichen hohen Multiplizität einer Wegstrecke der Entfernung erfasst werden kann und somit eine methodenabhängige Ungenauigkeit bei der Bestimmung der Entfernung minimiert werden kann.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Positionsmessstrahlung an zumindest einem weiteren Reflektorelement reflektiert wird, wodurch vorteilhaft eine hohe Multiplizität einer Wegstrecke der zu erfassenden Entfernung und/oder einer von der Transportvorrichtung zurückgelegte Wegstrecke erreicht werden kann und derart eine Genauigkeit der zu erfassenden Position und/oder eines zu erfassenden Abstands erhöht werden kann.
Es wird ferner vorgeschlagen, dass der erste Strahlungsanteil der Positionsmessstrahlung nach einer Transmission detektiert wird. Es kann hierbei vorteilhaft nach einem jedem Durchlaufen einer Reflexionsstrecke der Positionserfassungsvorrichtung ein Strahlungsanteil der Positionsmessstrahlung erfasst werden, so dass Strahlungsanteile mit einer unterschiedlichen Weglänge zwischen dem Sendelement und dem Detektorelement erfasst werden können. Besonders vorteilhaft kann dies erreicht werden, wenn der zweite Strahlungsanteil der Positionsmessstrahlung von dem semitransparenten Reflektorelement auf das weitere Reflektorelement reflektiert wird.
Besonders vorteilhaft werden die unterschiedlichen Strahlungsanteile der Positionsmessstrahlung nach einer unterschiedlichen Anzahl an Reflexionen nacheinander detektiert. Es kann eine systematische, insbesondere konstante, Ungenauigkeit einer Messmethode zu einer Abstandsbestimmung und/oder einer Positionsbestimmung minimiert werden, indem eine Wegstrecke einer Entfernung mehrfach mit einer unterschiedlichen hohen Multiplizität der Wegstrecke erfasst werden kann. Derart kann besonders präzise eine Bewegung und/oder eine Position der Transportvorrichtung bezüglich einem Gehäuse der Magnetresonanzvorrichtung bestimmt werden.
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass in dem Detektionsschritt zumindest ein Zeitsignal erfasst wird, wodurch vorteilhaft anhand einer Laufzeit eine Position der Transportvorrichtung erfasst werden kann. Die Laufzeit kann von einer Laufzeit zwischen einer Aussendezeit und der Detektionszeit des Positionsmessstrahlung gebildet sein oder von einer Laufzeit zwischen zwei nacheinander auf das Detektorelement auftreffenden Strahlungsanteilen mit jeweils einer unterschiedlichen Anzahl an Reflexionen.
Wird zumindest teilweise ein Signalverlauf der Positionsmessstrahlung für eine Einstellung einer Triggerung erfasst, kann vorteilhaft eine Triggerschwelle zum Auslösen eines Detektionsvorgangs an beispielsweise eine sinkende Signalstärke angeglichen werden. Derart können insbesondere Signalanteile mit einer hohen Anzahl an Reflexionen und damit einer besonders niedrigen Signalstärke vorteilhaft erfasst werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass eine Strahlungskenngröße der Positionsmessstrahlung vor dem Aussendeschritt moduliert wird, wodurch vorteilhaft eine Entfernung anhand einer Phasenverschiebung zwischen einer detektierten Strahlungskenngröße und einer Strahlungskenngröße der zum Detektionszeitpunkt ausgesandten Positionsmessstrahlung gemessen werden kann.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Strahlungskenngröße mit einer Modulationsfrequenz moduliert wird. Vorzugsweise ist die Modulationsfrequenz von einer Winkelfrequenz gebildet. Es kann hierbei eine maximales Empfangssignal in dem Detektorelement und/oder einer Auswerteelektronik erfasst werden, wenn die Modulationsfrequenz ein ganzzahliges Vielfaches von der Kreiszahl n ist, so dass alle zu einem Zeitpunkt am Detektorelement auftreffenden Signalanteile in Phase schwingen.
Besonders vorteilhaft wird die Positionsmessstrahlung mit einer Strahlrichtung, die im Wesentlichen orthogonal zu einer Reflexionsfläche eines Reflektorelements ist, in dem Aussendeschritt ausgesendet, wodurch ein besonders platzsparender Aufbau der Positionserfassungsvorrichtung für eine hohe Multiplizität einer Wegstrecke einer zu erfassenden Entfernung erreicht werden kann. Zudem können hierbei ein auf die Reflexionsfläche auftreffender Strahl und ein von der Reflexionsfläche reflektierter Strahl der Positionsmessstrahlung entlang der Strahlungswegs zumindest teilweise miteinander überlagern.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Positionsmessstrahlung mit einer Strahlrichtung ausgesendet wird, die einen Winkel von größer als 0° zu einer Flächennormale einer Reflexionsfläche eines Reflektorelements einschließt. Vorzugsweise ist der Winkel abhängig ist von einer maximalen Anzahl an Reflexionen der Positionsmessstrahlung entlang eines Strahlungswegs von dem Sendelement zu dem Detektorelement. Zudem kann der Winkel von einer Breite der Reflexionsfläche und/oder einer Breite der Detektionsfläche abhängig sein, so dass die Reflexionsfläche und/oder die Detektionsfläche effektiv genutzt werden können. Es können somit Ungenauigkeiten einer Messmethode besonders exakt erfasst werden und damit eine Entfernung präzise ermittelt werden.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:
1 Eine erfindungsgemäße medizinischen Bildgebungsvorrichtung in einer schematischen Darstellung,
2 eine schematische Detailansicht einer Positionserfassungsvorrichtung und einer Transportvorrichtung der medizinischen Bildgebungsvorrichtung,
3 ein Ablaufplan eines ersten erfindungsgemäßen Verfahrens,
4 eine zu 2 alternative, schematisch dargestellte Detailansicht der Positionserfassungsvorrichtung und der Transportvorrichtung,
5 ein Ablaufplan eines zweiten erfindungsgemäßen Verfahrens,
6 eine weitere, zu 2 alternative, schematische Detailansicht einer Positionserfassungsvorrichtung und einer Transportvorrichtung und
7 ein Ablaufplan eines dritten erfindungsgemäßen Verfahrens.
In 1 ist eine erfindungsgemäße medizinische Bildgebungsvorrichtung 1 dargestellt, die von einer Magnetresonanztomographievorrichtung 2 gebildet ist. Die Magnetresonanztomographievorrichtung 2 umfasst einen nicht näher dargestellten Hauptmagneten zur Erzeugung eines starken und konstanten Magnetfelds. Des Weiteren weist die Magnetresonanztomographievorrichtung 2 nicht näher dargestellte Gradientenspulen, die zur Erzeugung eines linearen Gradientenfeldes vorgesehen sind, und nicht näher dargestellte Hochfrequenzspulen auf. Zudem umfasst die Magnetresonanztomographievorrichtung 2 einen Aufnahmebereich 4 zur Aufnahme eines Untersuchungsobjekts und/oder eines Patienten für eine bildgebende Untersuchung. In einer alternativen Ausgestaltung kann die medizinische Bildgebungsvorrichtung 1 zudem von einer Computertomographievorrichtung und/oder einer PET-Vorrichtung gebildet sein.
Die medizinische Bildgebungsvorrichtung 1 umfasst weiterhin eine Transportvorrichtung 3, die eine Patientenliege 6 umfasst und entlang einer z-Richtung 7 bewegbar angeordnet ist. Die z-Richtung 7 verläuft parallel zu einer Flächennormale einer Aufnahmeöffnung des zylinderförmigen Aufnahmebereichs 4. Zudem ist es in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung jederzeit denkbar, dass die Transportvorrichtung 3 entlang weiterer Richtungen, wie beispielsweise entlang einer y-Richtung 8 und/oder einer x-Richtung 26, bewegbar angeordnet ist. Die x-Richtung 26, die y-Richtung 8 und die z-Richtung 7 bilden zusammen ein orthogonales System. Mittels der Transportvorrichtung 3, auf der ein Untersuchungsobjekt und/oder der Patient liegend positioniert werden kann, wird das Untersuchungsobjekt und/oder der Patient in oder aus den Aufnahmebereich 4 entlang der z-Richtung 7 bewegt.
In einem Betrieb der medizinischen Bildgebungsvorrichtung 1 wird ein Untersuchungsbereich für eine Untersuchung ausgewählt. Der Untersuchungsbereich umfasst eine selektive Schicht oder mehrere selektive Schichten, die von einem Behandlungspersonal der medizinischen Bildgebungsvorrichtung 1 ausgewählt werden können. Mit diesen selektiven Schichten soll im Betrieb der medizinischen Bildgebungsvorrichtung 1 ein Untersuchungsvolumen in dem Patienten abgebildet werden. Hierzu ist eine Information über eine exakte Position des Untersuchungsvolumens und/oder des Patienten erforderlich. Die medizinische Bildgebungsvorrichtung 1 weist zu diesem Zweck eine Positionserfassungsvorrichtung 11 auf, die zu einer Erfassung einer Position der Transportvorrichtung 3 ausgelegt ist.
Die Positionserfassungsvorrichtung 11 ist in 2 näher dargestellt und weist ein Sendeelement 12 zu einem Aussenden einer Positionsmessstrahlung 13 auf. Das Sendeelement 12 umfasst eine Laserquelle 14, so dass die von einer Laserstrahlung gebildet Positionsmessstrahlung 13 im Betrieb der Positionserfassungsvorrichtung 11 ausgesendet wird. Mittels der Laserquelle 14 kann eine universell einsetzbare Positionsmessstrahlung 13 zur Verfügung gestellt werden, die hierbei alle, dem Fachmann bekannte Arten von Laserstrahlung umfassen kann, wie beispielsweise eine Infrarot-Laserstrahlung, eine Mikrowellen-Laserstrahlung usw. Des Weiteren weist die Positionserfassungsvorrichtung 11 ein Detektorarray 32 mit mehreren Detektorelementen 15 zu einem Detektieren der von dem Sendeelement 12 ausgesandten Positionsmessstrahlung 13 auf. Das Sendeelement 12 ist in einer Ebene mit den einzelnen Detektorelementen 15 des Detektorarrays 32 angeordnet, wobei das Sendelement 12 von den einzelnen Detektorelementen 15 umgeben ist und somit ein zentrales Element bezüglich der Detektorelemente 15 darstellt. Sowohl das Sendeelement 12 als auch das Detektorarray 32 sind stationär außerhalb des Aufnahmebereichs 4 an einem Gehäuse 10 der medizinischen Bildgebungsvorrichtung 1 angeordnet. Das Sendeelement 12 und das Detektorarray 32 sind an einer gleichen Gehäuseseite 16 der medizinischen Bildgebungsvorrichtung 1 angeordnet und auf einer gemeinsamen Platine integriert. Das Sendeelement 12 und das Detektorarray 32 können in einer alternativen Ausgestaltung auch nebeneinander angeordnet sein. Zudem sind das Sendeelement 12 und das Detektorarray 32 entlang der y-Richtung 8 der medizinischen Bildgebungsvorrichtung 1 auf einer Höhe der Transportvorrichtung 3, insbesondere der Patientenliege 6 der Transportvorrichtung 3, angeordnet. Die Positionserfassungsvorrichtung 11 weist zudem eine Auswerteelektronik 33 mit einer Recheneinheit auf, die zu einem Auswerten der von dem Detektorarray 32 erfassten Daten vorgesehen ist.
Weiterhin umfasst die Positionserfassungsvorrichtung 11 ein semitransparentes Reflektorelement 24, das zusammen mit dem Sendeelement 12 und dem Detektorarray 32 stationär außerhalb des Aufnahmebereichs 4 angeordnet ist. Das semitransparente Reflektorelement 24 ist entlang eines Strahlungswegs der Positionsmessstrahlung 13 von dem Sendelement 12 zu dem Detektorarray 32 vor dem Detektorarray 32 angeordnet. Dabei ist das semitransparente Reflektorelement 24 derart vor dem Detektorarray 32 angeordnet, dass die Positionsmessstrahlung 13 von dem semitransparenten Reflektorelement 24 direkt auf das Detektorarray 32 strahlen kann ohne nochmals umgelenkt zu werden.
Zu einer Fokussierung der Positionsmessstrahlung 13 auf das Detektorarray 32 weist die Positionserfassungsvorrichtung 11 ein weiteres optisches Element 37 auf, das entlang des Strahlungswegs von dem Sendelement 12 zu dem Detektorarray 32 zwischen dem semitransparenten Reflektorelement 24 und dem Detektorarray 32 angeordnet ist. Das weitere optische Element 37 ist beispielsweise von einer optischen Linse und/oder einem parabolischen Spiegel gebildet. Das semitransparente Reflektorelement 24 kann beispielsweise von einem semitransparenten Spiegel und/oder von einer semitransparenten Beschichtung, die auf dem weiteren optischen Element 37 aufgebracht ist, gebildet sein. Das weitere optische Element 37 ist für eine Strahlung entlang der Richtung von dem Sendeelement 12 auf das semitransparente Reflektorelement 24 durchlässig.
Die Positionserfassungsvorrichtung 11 umfasst ein weiteres Reflektorelement 17, das an der entlang der z-Richtung 7 bewegbaren Transportvorrichtung 3, insbesondere an der Patientenliege 6, angeordnet ist. Das weitere Reflektorelement 17 ist an einer Seitefläche 18 der Patientenliege 6 angeordnet, die im Wesentlichen senkrecht zu einer Liegefläche 19 der Patientenliege 6 ausgerichtet ist, so dass ein Liegekomfort für den Patienten während einer Behandlung und/oder einer Untersuchung unbeeinträchtigt bleibt. Zudem ist das weitere Reflektorelement 17 entlang einer Längserstreckung der Transportvorrichtung 3 im Wesentlichen an einem, entlang einer Einführbewegungsrichtung 20 vorderen Endbereich 21 an der Transportvorrichtung 3 angeordnet. Die Längserstreckung der Transportvorrichtung 3 ist parallel zur z-Richtung 7 ausgerichtet. Die Einführbewegungsrichtung 20 gibt eine Bewegungsrichtung der Transportvorrichtung 3 bei einem Einführvorgang der Transportvorrichtung 3 in den Aufnahmebereich 4 wieder. Grundsätzlich ist eine Anordnung des Reflektorelements 17 an einem hinteren Endbereich und/oder an weiteren, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Bereichen der Transportvorrichtung 3 jederzeit denkbar.
Das weitere Reflektorelement 17 ist beispielsweise von einem Retroreflektorelement gebildet, bei dem eine Reflexion einer einfallenden Strahlung im Wesentlichen in eine Richtung zurück zu einer Strahlungsquelle der einfallenden Strahlung erfolgt. Die beiden Reflektorelemente 17, 24 sind derart zueinander angeordnet, dass eine Reflexionsfläche 34, 35 des jeweiligen Reflektorelements 17, 24 an einer dem jeweils anderen Reflektorelement 17, 24 zugewandten Seite des Reflektorelements 17, 24 angeordnet ist. Zudem sind die beiden Reflexionsflächen 34, 35 der beiden Reflektorelemente 17, 24 im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Hierzu weisen die beiden Reflektorelemente 17, 24 jeweils ein Justiermittel 36 auf, das beispielsweise von einem Beschleunigungssensor gebildet ist und selbsttätig eine Ausrichtung der Reflexionsfläche 34, 36 bezüglich einer Schwerkraft einstellt. Zudem können die Reflektorelemente 17, 24 weitere Justiermittel 36 aufweisen, die zu einer insbesondere selbsttätigen Ausrichtung des jeweiligen Reflektorelements 17, 24 bezüglich einer weiteren, vorzugsweise senkrecht zur Schwerkraft ausgerichteten Richtung vorgesehen sind.
Im Betrieb der Positionserfassungsvorrichtung 11 zusammen mit der medizinischen Bildgebungsvorrichtung 1 wird zur Erfassung der Position der Transportvorrichtung 3 zunächst in einem Aussendeschritt 50 die Positionsmessstrahlung 13 von dem Sendeelement 12 ausgesendet (3). Eine Strahlrichtung der Positionsmessstrahlung 13 verläuft im Wesentlichen orthogonal zur Reflexionsfläche 35 des weiteren Reflektorelements 17 in Richtung des weiteren Reflektorelements 17. An dem weiteren Reflektorelement 17 erfolgt eine erste Reflexion 51 der Positionsmessstrahlung, wobei die Positionsmessstrahlung 13 im Wesentlichen in eine Richtung des Sendeelements 12 bzw. des semitransparenten Reflektorelements 24 zurückreflektiert wird. Der Strahlungsweg der Positionsmessstrahlung 13 von dem Sendeelement 12 zu dem weiteren Reflektorelement 17 ist im Wesentlichen parallel zu dem Strahlungsweg der Positionsmessstrahlung 13 von dem weiteren Reflektorelement 17 zu dem semitransparenten Reflektorelement 24. Ein erster Strahlungsanteil der Positionsmessstrahlung 13 erfährt an dem semitransparenten Reflektorelement 24 eine Transmission 59 und trifft zunächst auf das weitere, optische Element 37. An diesem erfährt der erste Strahlungsanteil eine Fokussierung 60 auf das Detektorarray 32 und wird an diesem in einem sich anschließenden Detektionsschritt 58 detektiert.
Ein zweiter Strahlungsanteil der Positionsmessstrahlung 13 erfährt an dem semitransparenten Reflektorelement 17 eine Reflexion 52 und wird in Richtung des weiteren Reflektorelements 17 zurück reflektiert, wobei der Strahlungsweg des zweiten Strahlungsanteils ebenfalls im Wesentlichen orthogonal zur Reflexionsfläche 35 des weiteren Reflektorelements 17 ausgerichtet ist. An dem weiteren Reflektorelement 17 erfolgt erneut die Reflexion 51 der Positionsmessstrahlung 13 erneut in Richtung des semitransparenten Reflektorelements 24. An dem semitransparenten Reflektorelement 24 erfolgen wieder eine Transmission 59 eines Strahlungsanteils der Positionsmessstrahlung 13 in Richtung des Detektorarrays 32 und eine Reflexion 54 eines weiteren Strahlungsanteils der Positionsmessstrahlung 13 zurück zu dem weiteren Reflektorelement 17. Nach der Transmission 59 erfolgt erneut eine Fokussierung 60 und ein Detektionsschritt 58 der Positionsmessstrahlung 13. Ein Transmissionskoeffizient für die Transmission 59 an dem semitransparenten Reflektorelement 24 kann beispielsweise 0,1 betragen, so dass jeweils 10% der auf das semitransparenten Reflektorelement 24 auftreffenden Strahlung transmittiert werden und 90% der auf das semitransparenten Reflektorelement 24 auftreffenden Strahlung reflektiert werden. Eine Signalamplitude der detektierten Signalanteile wird mit einer zunehmenden Anzahl an Reflexionen 51, 52 kleiner.
In dem Aussendeschritt 50 wird die Positionsmessstrahlung 13 in Form eines Pulssignals ausgesendet. Dieses Pulssignal bzw. Signalanteile des Pulssignals werden in dem Detektionsschritt 58 mit einer Abtastfrequenz f erfasst. Die Abtastfrequenz f bestimmt sich nach folgender Berechnung: f > 2/2·dx/c.
C ist hierbei die Lichtgeschwindigkeit, (2·dx/c) gibt die zusätzliche Laufzeit des Pulssignals bei einer Änderung dx der Wegstrecke an. Der Faktor 2 ergibt sich für eine vollständige Abbildung eines Signals bei einer zeitlich konstanten Abtastrate, wobei hier eine mehr als doppelt so hohe Abtastrate als eine Signalfrequenz erforderlich ist. Bei einer erstrebten Ortsauflösung dx von ca. 0,5 mm muss daher die Abtastfrequenz f ca. 600 GHz sein.
Die unterschiedlichen Strahlungsanteile der Positionsmessstrahlung 13 werden jeweils nach einer unterschiedlichen Anzahl an Reflexionen 51, 52 nacheinander in mehreren Detektionsschritten 58 detektiert. Die Recheneinheit umfasst eine Triggereinheit, die ein Zeitsignal anhand einer zeitlichen Differenz zweier nacheinander detektierte Signale an dem Detektorarray 32 und/oder anhand eines Zeitsignals für ein Aussenden der Positionsmessstrahlung 13 und eines darauffolgenden detektierten Signals an dem Detektorarray 32 generiert. Anhand des Zeitsignals wird anschließend in einem Auswerteschritt 61, der sich an die Detektionsschritte 58 anschließt, ein Abstand und/oder eine Position der Transportvorrichtung 3 bestimmt. Hierzu werden von der Triggereinheit und/oder der Auswerteelektronik eine Aussendezeit für die Aussendung des Positionsmesssignals 13 durch das Aussendelement 12 und eine Detektionszeit für eine Detektion eines Signalanteils durch das Detektorarray 32 erfasst. Für eine korrekte Auslösung eines Triggersignals der Triggereinheit ist eine möglicht exakte Kenntnis des zu erfassenden Signals erforderlich, wie beispielsweise ein Signalverlauf des auf das Detektorarray 32 treffenden Strahlungsanteils. Hierbei wird vorzugsweise eine Anfangskante und/oder eine Endkante des Signalverlaufs erfasst. Zudem kann mittels des erfassten Signalverlaufs in dem Auswerteschritt 61 von der Triggereinheit eine Triggerschwelle zur Erfassung des detektierten Signalanteils an eine sinkende Signalamplitude angepasst werden.
Des Weiteren ist es denkbar, dass aufgrund der kurzen Abstände zwischen den einzelnen Signalpulsen, die auf das Detektorarray 32 auftreffen, nur jeder zweite auf das Detektorarray 32 auftreffender Signalpuls erfasst wird und eine Anzahl der Reflexionen bzw. eine zurückgelegte Wegstrecke zwischen dem Sendelement und dem Detektorarray 32 mit in die Berechung der Position der Transportvorrichtung 3 eingehen. Beispielsweise kann die Triggereinheit hierzu erst wieder nach einem 1,5fachen einer Signallaufzeit des ersten Signalanteils von Sendeelement 12 zu dem Detektorarray 32 für eine weiteren Datenaufnahme zur Verfügung stehen, so dass der nächste, von der Auswerteelektronik erfasste Signalanteil die Reflexionsstrecke des ersten Signalanteils dreimal durchlaufen hat. Zudem kann eine Zeit zwischen zwei von der Auswerteelektronik 33 erfassten Signalanteilen von zwei unterschiedlichen und nacheinander ausgesendeten Pulssignalen hervorgerufen werden. Anhand mehrerer Zeitsignale kann zudem die Position der Transportvorrichtung 3 in dem Auswerteschritt 33 mehrfach erfasst werden und damit eine in die Bestimmung der Position der Transportvorrichtung 3 eingehende Ungenauigkeit der Positionsmessvorrichtung 11 minimiert werden.
Das zu untersuchende Untersuchungsvolumen kann somit möglichst exakt mit dem Untersuchungsbereich in zumindest teilweiser räumlicher Übereinstimmung gebracht werden, indem eine exakte Positionsänderung der Transportvorrichtung 3 aufgrund der präzisen Positionserfassung möglich ist. Insbesondere bei einer Abbildung von größeren Bereichen und/oder Organen mittels der medizinischen Bildgebungsvorrichtung 1, bei der eine Verschiebung des Patienten zur vollständigen Abbildung erforderlich ist, kann somit eine präzise Position der Transportvorrichtung 3 und damit des Patienten für eine Positionierung erfasst werden. Eine Präzision der Positionserfassung der Transportvorrichtung 3 wird durch eine Anzahl an Reflexionen 51, 52 der Positionsmessstrahlung 13 bestimmt, wobei eine Genauigkeit der Positionserfassung mit der Anzahl der Reflexionen 51, 52 der Positionsmessstrahlung 13 zunimmt. Die Position der Patientenliege 6 wird hierbei absolut durch die Recheneinheit bestimmt, so dass zusätzliche Referenzmessungen für eine relative Positionsbestimmung der Patientenliege 6 vermieden werden können.
In den 4 bis 7 sind alternative Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Im Wesentlichen gleich bleibende Bauteile, Merkmale und Funktionen sind grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen beziffert. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel in den 2 und 3, wobei bezüglich gleich bleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels in den 2 bis 3 verwiesen wird.
In den 4 und 5 ist eine zu den 2 und 3 alternative Positionserfassungsvorrichtung 11 bzw. ein alternatives Verfahren zur Bestimmung einer Position einer Transportvorrichtung 3 dargestellt. Die Positionserfassungsvorrichtung 11 aus 4 weist alle Bauteile und Einheiten der Positionserfassungsvorrichtung aus 2 auf und zusätzlich eine Modulationseinheit 40, mittels der eine Strahlungskenngröße der Positionsmessstrahlung 13 moduliert werden kann. Die Strahlungskenngröße kann beispielsweise von einer Frequenz und/oder einer Polarität und/oder einer Amplitude usw. gebildet sein.
Im Folgenden wird das Verfahren nach 5 anhand einer Frequenzmodulation beschrieben. Gleiches gilt jedoch auch für eine Amplitudenmodulation und/oder eine Polarisationsmodulation. Die Frequenz der Positionsmessstrahlung 13 wird in einem Modulationsschritt 63 kontinuierlich innerhalb eines Frequenzbereichs moduliert. Diese Modulation der Frequenz erfolgt hierbei periodisch mit einer Modulationsfrequenz f_m. In dem Aussendeschritt wird die Positionsmessstrahlung 13 daraufhin von dem Sendeelement 12 ausgesendet. Ein Detektionsschritt 58, Reflexionen 51, 52 und Transmissionen 59 mit anschließender Fokussierung 60 erfolgen analog zu dem Verfahren nach 3.
Die Positionsmessstrahlung 13 durchläuft einen Strahlungsweg mit einer Reflexion 51 oder mehreren Reflexionen 51 an einem weiteren Reflektorelement 17 und zumindest einer oder mehrerer Reflexionen 52 und Transmissionen 59 an dem semitransparenten Reflektorelement 24 gemäß den Ausführungen zu 3. An dem Detektorarray 32 werden daraufhin in dem Detektionsschritt 58 Signalanteile der Positionsmessstrahlung 11 zu einem Detektionszeitpunkt detektiert, die eine Frequenz aufweisen, die unterschiedlich ist zu einer weiteren Frequenz der gleichzeitig mit einer vom Sendeelement 12 zum Detektionszeitpunkt ausgesendeten Positionsmessstrahlung 13. Mittels der Modulationsfrequenz f_m wird in der Recheneinheit eine Phasenverschiebung q zwischen der detektierten Frequenz und der zeitgleich ausgesendeten Frequenz wie folgt bestimmt: q = (2x/c)(2π·f_m).
Hierbei entspricht der Faktor (2x/c) einer Zeit, die die Positionsmessstrahlung 13 für die Zurücklegung einer Strecke x von dem Sendeelement 12 über das weitere Reflektorelement 17 zu dem Detektorarray 32 benötigt. Der Faktor (2π·f_m) entspricht einer Winkelfrequenz der Modulation. Anhand der Phasendifferenz wird die Position der Transportvorrichtung 3 bestimmt.
Bei Mehrfachreflexionen wird von dem Detektorarray 32 eine Summe an Signalen S_total erfasst. S_total = Σ(k_rexp(r·q))
Hierbei stellt r eine Anzahl an Reflexionen dar und k_r eine für die jeweilige Reflexion 51, 52 skalierte Amplitude. Ist hierbei die Modulationsfrequenz f_m ein ganzzahliges Vielfaches der Kreiszahl π, sind alle Signale am Detektorarray 32 in Phase und addieren sich zu einem maximalen Signal. Ist dagegen die Modulationsfrequenz f_m ein halbzahliges Vielfaches der Kreiszahl π, sind alle Signale am Detektorarray 32 gegenphasig zueinander ausgerichtet und addieren sich zu einem minimalen Signal. Die Modulationsfrequenz f_m wird zur Abstandsbestimmung derart variiert, bis obige Bedingung erfüllt ist und damit die Position der Transportvorrichtung 3 erfasst wird.
In den 6 und 7 ist eine zu den 2 und 5 alternative Positionserfassungsvorrichtung 11 bzw. ein alternatives Verfahren zur Bestimmung einer Position einer Transportvorrichtung 3 dargestellt. Die Positionserfassungsvorrichtung 11 aus 6 weist alle Bauteile und Einheiten aus 2 auf, wobei ein Sendeelement 12 neben einem Detektorarray 32 angeordnet ist (6). Eine Positionsbestimmung der Transportvorrichtung 3 erfolgt mittels eines Triangulationsverfahrens nach 7. Analog zu der Beschreibung zu 3 wird in einem Aussendeschritt 50 die Positionsmessstrahlung 13 ausgesendet und an dem weiteren Reflektorelement 17 reflektiert. Ein Detektionsschritt 58, Reflexionen 51, 52 und Transmissionen 59 mit anschließender Fokussierung 60 erfolgen analog zu dem Verfahren nach 3. Die auf das weitere Reflektorelement 17 auftreffende Strahlung weist bezüglich einer Flächennormale zur Reflexionsfläche 35 des weiteren Reflektorelements 17 einen Winkel α auf, der größer 0° ist und der sich bei den weiteren Reflexionen 51, 52 an dem semitransparenten und/oder dem weiteren Reflektorelement 17, 24 fortsetzt. Ein Abstand y zwischen einem Aussendeort und einem Detektionsort der Positionsmessstrahlung 13 nach einer Reflexion 51 an dem weiteren Reflektorelement 17 wird wie folgt bestimmt: y = 2xtan(α)
Somit ist der Abstand y abhängig von einem Abstand eines Referenzpunkts der Transportvorrichtung 3 zu dem Sendeelement 12 und/oder dem Detektorarray 32.
Bei Messungen mit Mehrfachreflexionen treffen die einzelnen Strahlungsanteile nacheinander auf das Detektorarray 32, wobei die einzelnen Auftrefforte auf dem Detektorarray 32 nebeneinander angeordnet sind, so dass ein Abstand y_r nach der r-ten Reflexion 51, 52 bezüglich des Aussendeorts nach y_r = 2r·xtan(α) bestimmt wird. Eine maximale Anzahl an Reflexionen 51, 52 mit dem Reflexionswinkel α ist hierbei durch eine Breite einer Reflexionsfläche 34, 35 eines der Reflektorelemente 17, 24 und/oder einer Breite einer Detektorfläche des Detektorarrays 32 bestimmt. Zudem kann der Reflexionswinkel α derart ausgewählt werden, dass stets eine gesamte Breite einer Reflexionsfläche 34, 35 eines der Reflektorelemente 17, 24 und/oder eine gesamte Breite einer Detektorfläche des Detektorarrays 32 für eine Abstandsmessung genutzt wird.
Mittels dieser Methode kann insbesondere besonders genau die Position der Transportvorrichtung 3 erfasst werden, da selbst sehr kleine Ungenauigkeiten dα in dem Winkel α zwischen einem einfallenden Strahl und der Flächennormale der Reflexionsfläche 34, 35 und/oder einer Ausrichtung der beiden Reflektorflächen 34, 35 zueinander mit in die Berechnung eingehen bzw. der Fehler derart erfasst und anschließend eliminiert werden kann.
Hierzu wird der Abstand y nach y = x(tan(α) + tan(α + dα)) bzw. der Abstand y_r nach der r-ten Reflexion 51, 52, 53 nach
bestimmt. Hierbei ist es jedoch erforderlich, dass unterschiedliche Strahlungsanteile der Positionsmessstrahlung 13 nacheinander nach einer unterschiedlichen Anzahl an Reflexionen 51, 52, 53 auf das Detektorelement 32 auftreffen und von der Auswerteelektronik 33 in einem Auswerteschritt 61 erfasst werden.
Zudem kann in einer weiteren Ausgestaltung der Positionserfassungsvorrichtung 11 diese ein zweites Sendeelement aufweisen, das an einer dem ersten Sendeelement 12 gegenüberliegenden Seite des Detektorarrays 32 neben diesem angeordnet ist. Mittels des zweiten Sendeelements wird eine Positionsmessstrahlung 13 in eine Richtung des weiteren Reflektorelements ausgesandt, die einen Winkel – α zwischen der einfallenden Positionsmessstrahlung der Flächennormale der Reflektionsfläche 35 einschließt. Wird zusätzlich von dem zweiten Sendeelement eine Positionsmessstrahlung ausgesendet, so können die auf dem Detektorarray 32 auftreffenden Signale mittels eines Multiplexers der Auswerteelektronik 33 erfasst und den einzelnen Positionsmessstrahlungen der einzelnen Sendelemente 12 zugeordnet werden.
Weiterhin ist eine Kombination der Positionserfassungsmethode des Ausführungsbeispiels aus den 6 und 7 mit einem der Ausführungsbeispiele aus den 2 bis 5 jederzeit denkbar.
Neben der stationären Anordnung des semitransparenten Reflektorelements 24 an dem Gehäuse 10 der medizinischen Bildgebungsvorrichtung 1 in den 1, 2, 4 und 6 ist zudem eine Anordnung des semitransparenten Retroreflektorelements 24 an der bewegbaren Transportvorrichtung 3 zusammen mit dem Detektorarray 32 jederzeit denkbar. Zudem kann eine Reflexionsfläche 34, 35 zumindest eines der beiden Reflektorelemente 17, 24 konkav ausgebildet sein, um eine unerwünschte Strahlabweichung und/oder Strahlablenkung während eines Messbetriebs der Positionserfassungsvorrichtung 11 zu verhindern.

Claims

Medizinische Bildgebungsvorrichtung mit einer in zumindest eine Richtung (6) zumindest teilweise bewegbaren Transportvorrichtung (3) und einer Positionserfassungsvorrichtung (11), die zumindest ein Sendeelement (12), das zu einer Positionserfassung der Transportvorrichtung (3) eine Positionsmessstrahlung (13) aussendet, und zumindest ein Detektorelement (15) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionserfassungsvorrichtung (11) zumindest ein semitransparentes Reflektorelement (24) aufweist.
Medizinische Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das semitransparentes Reflektorelement (24) entlang eines Strahlungswegs der Positionsmessstrahlung (13) vor dem Detektorelement (15) angeordnet ist.
Medizinische Bildgebungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionserfassungsvorrichtung (11) zumindest ein weiteres Reflektorelement (17) aufweist.
Medizinische Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Strahlrichtung der Positionsmessstrahlung (13) im Wesentlichen orthogonal zu einer Reflexionsfläche (34, 35) zumindest eines der Reflektorelemente (17, 24) ausgerichtet ist.
Medizinische Bildgebungsvorrichtung zumindest nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reflexionsfläche (34) des semitransparentes Reflektorelements (24) im Wesentlichen parallel zu einer Reflexionsfläche (35) des zumindest einen weiteren Reflektorelements (17) ausgerichtet ist.
Medizinische Bildgebungsvorrichtung zumindest nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Reflektorelement (17) an der bewegbaren Transportvorrichtung (3) angeordnet ist.
Medizinische Bildgebungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet einen Aufnahmebereich (4) zu einer Aufnahme der beweglichen Transportvorrichtung (3), wobei das zumindest eine Sendeelement (12) und/oder das zumindest eine Detektorelement (15) stationär außerhalb des Aufnahmebereichs (4) angeordnet sind.
Medizinische Bildgebungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das semitransparente Reflektorelement (24) stationär außerhalb eines Aufnahmebereichs (4) zur Aufnahme der bewegbaren Transportvorrichtung (17) angeordnet ist.
Medizinische Bildgebungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionserfassungsvorrichtung (11) ein weiters optisches Element (37) aufweist, das entlang eines Strahlungswegs von dem Sendeelement (12) auf das Detektorelement (15) vor dem Detektorelement (15) angeordnet ist zu einer Fokussierung (60) der Positionsmessstrahlung (13) auf das Detektorelement (15).
Medizinische Bildgebungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionserfassungsvorrichtung (11) zumindest eine Modulationseinheit (40) aufweist, die zu einer Modulation einer Strahlungskenngröße der Positionsmessstrahlung (13) vorgesehen ist.
Messverfahren zu einer Positionserfassung einer Transportvorrichtung (3) einer medizinischen Bildgebungsvorrichtung (1), wobei in einem Aussendeschritt (50) eine Positionsmessstrahlung (13) mittels zumindest eines Sendeelements (12) der medizinischen Bildgebungsvorrichtung (1) ausgesendet wird und in einem Detektionsschritt (58) die Positionsmessstrahlung (15) mittels zumindest eines Detektionselements (15) der medizinischen Bildgebungsvorrichtung (1) detektiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Strahlungsanteil der Positionsmessstrahlung (13) entlang eines Strahlungswegs zwischen dem Aussendeschritt (50) und dem Detektionsschritt (58) an zumindest einem semitransparenten Reflektorelement (24) transmittiert wird und ein zweiter Strahlungsanteil der Positionsmessstrahlung (13) an dem semitransparenten Reflektorelement (24) reflektiert wird.
Messverfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsmessstrahlung (13) an zumindest einem weiteren Reflektorelement (17) reflektiert wird.
Messverfahren nach zumindest einem der Ansprüche 11 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Strahlungsanteil der Positionsmessstrahlung (13) nach einer Transmission (59) detektiert wird.
Messverfahren nach zumindest einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Strahlungsanteil der Positionsmessstrahlung (13) von dem semitransparenten Reflektorelement (24) auf das weitere Reflektorelement (17) reflektiert wird.
Messverfahren nach zumindest einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass unterschiedliche Strahlungsanteile der Positionsmessstrahlung (13) nach einer unterschiedlichen Anzahl an Reflexionen (51, 52) nacheinander detektiert werden.
Messverfahren nach zumindest einem der Ansprüche 11 bis 15 , dadurch gekennzeichnet, dass in dem Detektionsschritt (58) zumindest ein Zeitsignal erfasst wird.
Messverfahren nach zumindest einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest teilweise ein Signalverlauf der Positionsmessstrahlung (13) für eine Einstellung einer Triggerung erfasst wird.
Messverfahren nach zumindest einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Strahlungskenngröße der Positionsmessstrahlung (13) vor dem Aussendeschritt (50) moduliert wird.
Messverfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungskenngröße mit einer Modulationsfrequenz moduliert wird.
Messverfahren nach zumindest einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsmessstrahlung mit einer Strahlrichtung, die im Wesentlichen orthogonal zu einer Reflexionsfläche (34, 35) eines Reflektorelements (17, 24) ist, in dem Aussendeschritt (50) ausgesendet wird.
Messverfahren nach zumindest einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsmessstrahlung (13) mit einer Strahlrichtung ausgesendet wird, die einen Winkel von größer als 0° zu einer Flächennormale einer Reflexionsfläche (34, 35) eines Reflektorelements (17, 24) einschließt.