DE102012216292B4

DE102012216292B4 - Magnetresonanzbaueinheit, eine Magnetresonanzvorrichtung mit der Magnetresonanzbaueinheit sowie ein Verfahren zu einem Bestimmen einer Bewegung eines Patienten während einer Magnetresonanzuntersuchung

Info

Publication number: DE102012216292B4
Application number: DE102012216292.5A
Authority: DE
Inventors: Stephan Biber
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2012-09-13
Filing date: 2012-09-13
Publication date: 2021-02-18
Anticipated expiration: 2032-09-14
Also published as: DE102012216292A1; US9766308B2; US20140070807A1

Abstract

Magnetresonanzvorrichtung mit einer Magneteinheit (11), die einen Hauptmagneten (13), eine Gradientenspuleneinheit (17) und eine Hochfrequenzantenneneinheit (19) umfasst, einem Patientenaufnahmebereich (14), der von der Magneteinheit (11) zumindest teilweise umgeben ist, einer Patientenlagerungsvorrichtung (16), die innerhalb des Patientenaufnahmebereichs (14) bewegbar angeordnet ist, und zumindest einer Magnetresonanzbaueinheit (27, 28, 29), wobei die Magnetresonanzbaueinheit (27, 28, 29) eine Gehäuseeinheit (25, 39, 42), einen Patientenaufnahmebereich (14, 26) zu einer Aufnahme und/oder Lagerung von zumindest einem Teilbereich eines Patienten (15) für eine Magnetresonanzuntersuchung, wobei der Patientenaufnahmebereich (14, 26) zumindest teilweise von der Gehäuseeinheit (25, 39, 42) umgeben ist, eine erste Bewegungssensoreinheit (30, 31, 32), die zu einer Erfassung einer ersten Bewegungsinformation einer Bewegung des Patienten (15) ausgelegt ist, und zumindest eine zweite Bewegungssensoreinheit (30, 31, 32), die zu einer Erfassung einer zweiten Bewegungsinformation der Bewegung des Patienten (15) ausgelegt ist, aufweist, wobei die erste Bewegungssensoreinheit (30, 31, 32) ein erstes Sichtfeld (33, 46) zur Erfassung eines ersten Teilbereichs (34, 35, 47) des Patienten (15) und/oder des Patientenaufnahmebereichs (14, 26) aufweist und die zumindest eine zweite Bewegungssensoreinheit (30, 31, 32) ein zweites Sichtfeld (33, 46) zur Erfassung eines zweiten Teilbereichs (34, 35, 47) des Patienten (15) und/oder des Patientenaufnahmebereichs (14, 26), der unterschiedlich ausgebildet ist zum ersten Teilbereich (34, 35, 47) des Patienten (15) und/oder des Patientenaufnahmebereichs (14, 26), aufweist, wobei die Hochfrequenzantenneneinheit (19) die Magnetresonanzbaueinheit (27, 29) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Bewegungssensoreinheiten (30, 31, 32) außerhalb des Patientenaufnahmebereichs (14, 26) angeordnet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung geht aus von einer Magnetresonanzbaueinheit mit einer Gehäuseeinheit, einen Patientenaufnahmebereich zu einer Aufnahme und/oder Lagerung von zumindest einen Teilbereich eines Patienten für eine Magnetresonanzuntersuchung, wobei der Patientenaufnahmebereich zumindest teilweise von der Gehäuseeinheit umgeben ist, einer ersten Bewegungssensoreinheit, die zu einer Erfassung einer ersten Bewegungsinformation einer Bewegung des Patienten ausgelegt ist, und zumindest einer zweiten Bewegungssensoreinheit, die zu einer Erfassung einer zweiten Bewegungsinformation der Bewegung des Patienten ausgelegt ist.
Für die Magnetresonanzbildgebung ist es wichtig, dass ein Patient für die gesamte Dauer der Magnetresonanzuntersuchung keine Bewegungen, insbesondere in einem für die Magnetresonanzuntersuchung relevanten Bereich des Patienten, ausführt. Bewegungen des Patienten während der Magnetresonanzuntersuchung können Artefakte in den Magnetresonanzbildern erzeugen, die anschließend bei einer medizinischen Bewertung der Magnetresonanzbilder zu einer Fehlinterpretation und/oder einer Reduzierung einer Aussagekraft führen können. Zudem kann es sein, dass die Magnetresonanzuntersuchung wiederholt werden muss. Insbesondere bei Magnetresonanzuntersuchungen von klaustrophobisch veranlagten Patienten und/oder Schmerzpatienten und/oder Kindern ist es oft schwierig, dass der Patient für die Dauer der Magnetresonanzuntersuchung bewegungslos liegen bleibt.
Es sind bereits Verfahren bekannt, bei denen eine Bewegung des Körpers des Patienten mittels der Magnetresonanzuntersuchung erfasst wird und anschließend eine Änderung in einem Ablauf einer Messsequenz erfolgt, wie beispielsweise eine Anpassung einer Gradientenebene. Jedoch müssen derartige Verfahren für jede Magnetresonanzsequenz einzeln entwickelt werden.
Des Weiteren ist es bekannt, die Bewegung des Patienten mittels einer Sensoreinheit zu erfassen. So ist beispielsweise aus US 8 121 361 B2 eine Vorrichtung zur Erfassung einer Bewegung eines Patienten bekannt, bei der an dem Patienten Markierungselemente, insbesondere optische Markierungselemente, angeordnet werden. Eine Position dieser Markierungselemente wird mittels einer Detektionseinheit erfasst und daraus eine Positionsänderung und/oder Bewegung des Patienten abgeleitet. Jedoch muss hierbei vor der Magnetresonanzuntersuchung der Patient von einem medizinischen Bedienpersonal für eine derartige Messung vorbereitet werden, was zu einer zeitaufwendigen Vorbereitungsphase für die Magnetresonanzuntersuchung führt.
Ferner ist aus US 7 945 304 B2 eine Vorrichtung bekannt, bei der mittels einer Ultraschalleinheit Organe des Patienten vermessen werden, wobei hierzu eine Detektoreinheit direkt an einem Gewebe des Patienten anliegen muss. Eine derartige Messung ist jedoch aufgrund des nur beschränkt zur Verfügung stehenden Platzangebots schwierig zu realisieren, da zumeist für eine Magnetresonanzuntersuchung eine lokale Magnetresonanzspule direkt und/oder in geringem Abstand zu dem zu untersuchenden Bereich des Patienten anliegt.
WO 2009/129 457 A1 beschreibt ein kamerabasiertes Verfahren zur Bewegungskorrektur in der Magnetresonanzbildgebung. WO 2007/ 063 516 A2 beschreibt ein Radarsystem zur Herzfrequenzmessung. WO 2012/143 826 A1 beschreibt ein System zur Patientenlokalisierung. DE 10 2007 034 955 A1 beschreibt ein Verfahren zur Bewegungsvorgänge berücksichtigenden Aufnahme von Messdaten eines Patienten.
Der vorliegenden Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine besonders zuverlässige Erfassung einer Bewegung des Patienten während einer Magnetresonanzuntersuchung zu ermöglichen. Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Erfindung geht aus von einer Magnetresonanzvorrichtung mit einer Magneteinheit, die einen Hauptmagneten, eine Gradientenspuleneinheit und eine Hochfrequenzantenneneinheit umfasst, einem Patientenaufnahmebereich, der von der Magneteinheit zumindest teilweise umgeben ist, einer Patientenlagerungsvorrichtung, die innerhalb des Patientenaufnahmebereichs bewegbar angeordnet ist, und zumindest einer Magnetresonanzbaueinheit mit einer Gehäuseeinheit, einem Patientenaufnahmebereich zu einer Aufnahme und/oder Lagerung von zumindest einem Teilbereich des Patienten für eine Magnetresonanzuntersuchung, wobei der Patientenaufnahmebereich zumindest teilweise von der Gehäuseeinheit umgeben ist, einer ersten Bewegungssensoreinheit, die zu einer Erfassung einer ersten Bewegungsinformation einer Bewegung des Patienten ausgelegt ist, und zumindest einer zweiten Bewegungssensoreinheit, die zu einer Erfassung einer zweiten Bewegungsinformation der Bewegung des Patienten ausgelegt ist.
Erfindungsgemäß weist die erste Bewegungssensoreinheit ein erstes Sichtfeld zur Erfassung eines ersten Teilbereichs des Patienten und/oder des Patientenaufnahmebereichs auf und die zumindest eine zweite Bewegungssensoreinheit ein zweites Sichtfeld zur Erfassung eines zweiten Teilbereichs des Patienten und/oder des Patientenaufnahmebereichs, der unterschiedlich ausgebildet ist zum ersten Teilbereich des Patienten und/oder des Patientenaufnahmebereichs, auf. Es kann hierdurch eine Bewegung des Patienten mittels der zumindest zwei Bewegungssensoreinheiten aus unterschiedlichen Perspektiven zu dem Patienten bestimmt und/oder erfasst werden und damit einer besonders zuverlässige und effiziente Erfassung und/oder Bestimmung der Bewegung des Patienten während der Magnetresonanzuntersuchung erreicht werden. Hierbei können ferner auch insbesondere Drehbewegungen neben translatorischen Bewegungen des Patienten zuverlässig erfasst werden. Zudem kann mittels der zumindest zwei Bewegungssensoreinheiten die Bewegung des Patienten während der Magnetresonanzuntersuchung redundant erfasst werden und/oder es können Messfehler und/oder Messungenauigkeiten aus den erfassten Bewegungsdaten der zumindest zwei Bewegungssensoreinheiten eliminiert werden.
In diesem Zusammenhang soll unter einem Patientenaufnahmebereich der Magnetresonanzbaueinheit insbesondere ein von der Gehäuseeinheit zumindest teilweise umgebender Bereich verstanden werden, der speziell zur Aufnahme und/oder Lagerung des Patienten ausgelegt ist. Dieser Patientenaufnahmebereich ist zumindest während der Magnetresonanzvorrichtung innerhalb eines für die Magnetresonanzuntersuchung relevanten Detektionsbereich der Magnetresonanzvorrichtung angeordnet, so dass ein Field of View (FOV) der Magnetresonanzvorrichtung während der Magnetresonanzuntersuchung zumindest teilweise mit dem Patientenaufnahmebereich übereinstimmt. Des Weiteren soll unter einem Sichtfeld einer der Bewegungssensoreinheiten insbesondere ein von der Bewegungssensoreinheit erfasster optischer Bereich entlang einer optischen Achse der Bewegungssensoreinheit verstanden werden. Die Sichtfelder der einzelnen Bewegungssensoreinheiten können zumindest teilweise miteinander überlappen. Die Bewegungssensoreinheiten sind zur Erfassung von Sensordaten ausgelegt, wobei die Sensordaten von insbesondere Nichtmagnetresonanzdaten gebildet sind.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die zumindest zwei Bewegungssensoreinheiten an der Gehäuseeinheit angeordnet sind, wodurch zusätzliche Bauteile und/oder zusätzlicher Bauraum zur Anordnung und/oder Befestigung der zumindest zwei Bewegungssensoreinheiten vorteilhaft eingespart werden können.
Erfindungsgemäß sind die zumindest zwei Bewegungssensoreinheiten außerhalb des Patientenaufnahmebereichs angeordnet, wodurch vorteilhaft ein dem Patienten zur Verfügung stehender Bereich für die Lagerung und/oder Positionierung des Patienten uneingeschränkt zu Verfügung steht. Bevorzugt sind die zumindest zwei Bewegungssensoreinheiten an der Gehäuseeinheit, insbesondere in einem an einer dem Patientenaufnahmebereich abgewandten Seite angeordneten Bereich, angeordnet, wobei hierzu die Gehäuseeinheit einen transparenten und/oder strahldurchlässigen Bereich aufweisen kann, so dass eine von den zumindest zwei Bewegungssensoreinheiten ausgesandte und/oder zu detektierende Strahlung die Gehäuseeinheit zur Erfassung einer Bewegungsinformation zuverlässig erfasst werden kann. Zudem kann das Sensorsignal auch mittels einer Signalübertragungseinheit in den Patientenaufnahmebereich und/oder von dem Patientenaufnahmebereich zur Bewegungssensoreinheit übertragen werden, wobei die Signalübertragungseinheit beispielsweise optischer Fasern zur Signalübertragung der Sensorsignale umfassen kann.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die erste Bewegungssensoreinheit und/oder die zumindest eine zweite Bewegungssensoreinheit zumindest eine Bewegungsinformation der Bewegung des Patienten mittels einer Laufzeitmessung zumindest eines Sensorsignals erfasst. Es kann derart insbesondere ein Abstand der ersten Bewegungssensoreinheit und/oder der zumindest einen zweiten Bewegungssensoreinheit zu einem innerhalb des Patientenaufnahmebereichs angeordneten Teilbereich des Patienten erfasst werden. Zudem kann hierdurch eine besonders exakte Erfassung der Bewegung des Patienten mit einer hohen Ortsauflösung erreicht werden. Mittels der Laufzeitmessung wird bevorzugt von der Bewegungssensoreinheit ein Sensorsignal ausgesendet, das anschließend von dem innerhalb des Patientenaufnahmebereichs angeordneten Teilbereichs des Patienten reflektiert wird und von der Bewegungssensoreinheit detektiert wird. Des Weiteren kann auf die Verwendung von optischen Markierungselementen, die vor der Magnetresonanzuntersuchung an dem Patienten angebracht werden müssen, vorteilhaft verzichtet werden und derart ein Arbeitsaufwand für ein medizinisches Bedienpersonal, beispielsweise einen Arzt und/oder ein die Magnetresonanzuntersuchung betreuendes Bedienpersonal, für die Vorbereitung des Patienten für die Magnetresonanzuntersuchung reduziert werden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die erste Bewegungssensoreinheit und/oder die zumindest eine zweite Bewegungssensoreinheit eine optische Bewegungssensoreinheit umfasst. Es kann hierdurch eine hohe Genauigkeit bei der Erfassung der Bewegungsinformation mittels der ersten Bewegungssensoreinheit und/oder der zumindest einen zweiten Bewegungssensoreinheit erreicht werden. Zudem kann vorteilhaft auf die Verwendung von optischen Markierungselementen an dem Patienten verzichtet werden.
Eine besonders Kosten günstige Magnetresonanzbaueinheit kann erreicht werden, wenn die optische Bewegungssensoreinheit zumindest ein optisches 1D-Bewegungssensorelement oder ein optisches 2D-Bewegungssensorelement umfasst. Vorzugsweise ist das optische 1D-Bewegungssensorelement zu einer Erfassung einer Bewegungsinformation entlang einer einzigen Dimension und/oder einer einzigen Richtung ausgelegt und das optische 2D-Bewegungssensorelement zu einer Erfassung einer Bewegungsinformation entlang von zwei Dimensionen und/oder zwei Richtungen, insbesondere eines 2D-Sensordatenmessfelds ausgelegt.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die erste Bewegungssensoreinheit und/oder die zumindest eine zweite Bewegungssensoreinheit eine Ultraschallsensoreinheit umfasst. Hierdurch kann eine besonders zuverlässige und einfache Erfassung der Bewegungsinformation der Bewegung des Patienten erreicht werden. Vorzugsweise erfolgt die Erfassung der Bewegungsinformation mittels einer Laufzeitmessung von Ultraschallsignalen und/oder einer Frequenzmodulation von Ultraschallsignalen. Alternativ oder zusätzlich kann die Erfassung der Bewegungsinformation mittels der Ultraschallsensoreinheit auch eine Continuous Wave Methode umfassen, bei der Trägersignale angeschaltet und ausgeschaltet werden, wobei eine Information durch eine Abfolge und/oder einen Rhythmus von gesendeten Signalen und Pausen übertragen wird. Vorzugsweise ist hierbei die Ultraschallsensoreinheit mit einem Abstand zu dem Patienten innerhalb der Magnetbaueinheit angeordnet und bevorzugt außerhalb des Patientenaufnahmebereichs der Magnetresonanzbaueinheit.
Alternativ oder zusätzlich kann die Erfassung der Bewegungsinformation der Bewegung des Patienten mittels eines optischen Musters durch die erste Bewegungssensoreinheit und/oder die zumindest eine zweite Bewegungssensoreinheit erfolgen. Hierbei werden beispielsweise Muster, insbesondere Streifen, auf dem Patienten, insbesondere auf einem für die Magnetresonanzuntersuchung relevanten Teilbereich des Patienten und/oder auf einem für eine Bewegungserfassung relevanten Teilbereich des Patienten, projiziert und von den Bewegungssensoreinheiten erfasst. Anhand einer Änderung des Musters, beispielsweise anhand einer Änderung einer Größe und/oder einer Änderung einer Position und/oder einer Änderung einer Musterform, kann eine Bewegungsinformation der Bewegung des Patienten ermittelt werden.
Eine besonders exakte Erfassung einer Bewegungsinformation der Bewegung des Patienten kann vorteilhaft erreicht werden, wenn die erste Bewegungssensoreinheit und/oder die zumindest eine zweite Bewegungssensoreinheit die Bewegungsinformation der Bewegung des Patienten mit einer Auflösung von maximal 5 mm erfasst. Bevorzugt wird die Bewegungsinformation der Bewegung des Patienten mit einer Auflösung von maximal 3 mm und besonders bevorzugt mit einer Auflösung zwischen 0,1 mm bis maximal 1,0 mm erfasst.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Magnetresonanzbaueinheit eine Auswerteeinheit umfasst, wodurch eine Positionsänderung des Patienten und/oder eine Bewegung des Patienten besonders schnell und direkt anhand der Sensordaten ermittelt werden kann. Zudem kann es vorgesehen sein, dass jede der Bewegungssensoreinheiten eine eigene Auswerteeinheit umfasst.
Des Weiteren geht die Erfindung auf von einer Magnetresonanzvorrichtung mit einer Magneteinheit, die einen Hauptmagneten, eine Gradientenspuleneinheit und eine Hochfrequenzantenneneinheit umfasst, einen Patientenaufnahmebereich, der von der Magneteinheit zumindest teilweise umgeben ist, einer Patientenlagerungsvorrichtung, die innerhalb des Patientenaufnahmebereichs bewegbar angeordnet ist, und zumindest einer Magnetresonanzbaueinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10. Es kann hierdurch eine Bewegung des Patienten mittels der zumindest zwei Bewegungssensoreinheiten aus unterschiedlichen Perspektiven zu dem Patienten bestimmt und/oder erfasst werden und damit einer besonders zuverlässige und effiziente Erfassung und/oder Bestimmung der Bewegung des Patienten während der Magnetresonanzuntersuchung erreicht werden. Hierbei können ferner auch insbesondere Drehbewegungen neben translatorischen Bewegungen des Patienten zuverlässig erfasst werden. Zudem kann mittels der zumindest zwei Bewegungssensoreinheiten die Bewegung des Patienten während der Magnetresonanzuntersuchung redundant erfasst werden und/oder es können Messfehler und/oder Messungenauigkeiten aus den erfassten Bewegungsdaten der zumindest zwei Bewegungssensoreinheiten eliminiert werden. Die zumindest eine Magnetresonanzbaueinheit ist bevorzugt magnetresonanzkompatibel ausgebildet.
Erfindungsgemäß umfasst die Hochfrequenzantenneneinheit die Magnetresonanzbaueinheit, wodurch eine Bewegung des Patienten besonders einfach in einem für die Magnetresonanzuntersuchung relevanten Bereich erfasst werden kann. Vorzugsweise ist die Hochfrequenzantenneneinheit fest innerhalb der Magneteinheit installiert, so dass die erste Bewegungssensoreinheit und die zumindest eine zweite Bewegungssensoreinheit für jede Magnetresonanzmessung zu einer Bewegungsmessung zur Verfügung steht.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Magnetresonanzvorrichtung eine lokale Magnetresonanzspulenvorrichtung aufweist, die die Magnetresonanzbaueinheit umfasst, wodurch direkt in einem für die Magnetresonanzmessung relevanten Bereich, insbesondere innerhalb des Patientenaufnahmebereichs der Lokalspulenvorrichtung, eine Bewegung des Patienten erfasst werden kann. Die lokale Magnetresonanzspulenvorrichtung kann beispielsweise von einer Kopfspulenvorrichtung, einer Armspulenvorrichtung, einer Kniespulenvorrichtung usw. gebildet sein.
Alternativ oder zusätzlich hierzu kann die Magnetresonanzbaueinheit auch von der Patientenlagerungsvorrichtung umfasst sein, wodurch vorteilhaft jede Bewegung des auf der Patientenlagerungsvorrichtung positionierten Patienten erfasst werden kann.
Ferner geht die Erfindung aus von einem Verfahren zu einem Bestimmen einer Bewegung eines Patienten während einer Magnetresonanzuntersuchung, umfassend die folgenden Verfahrensschritte:

- einem Erfassen von Magnetresonanzdaten vor der Magnetresonanzuntersuchung mittels einer Magneteinheit,
- einem Auswerten der Magnetresonanzdaten, wobei eine dreidimensionale räumliche Anordnung von innerhalb des Patientenaufnahmebereichs angeordneten Objekten bestimmt wird,
- einem Bestimmen eines Abstands zumindest einer Bewegungssensoreinheit zu einem Patienten innerhalb des Patientenaufnahmebereichs mittels der dreidimensionalen räumlichen Anordnung,
- einem Erfassen von Sensordaten mittels der zumindest einen Bewegungssensoreinheit während der Magnetresonanzuntersuchung und
- einem Bestimmen einer Bewegung des Patienten anhand der erfassten Sensordaten, wobei die Bewegung des Patienten mittels einer Modellberechnung und/oder einer Fitting-Methode berechnet wird und wobei in die Modellberechnung und/oder in die Fitting-Methode die erfassten Sensordaten und die aus den Magnetresonanzdaten ermittelte, dreidimensionale räumliche Anordnung eingehen,
- einem Überprüfen einer Plausibilität der zu bestimmenden Bewegung des Patienten, wobei das Überprüfen der Plausibilität nach dem Bestimmen der Bewegung des Patienten erfolgt.

Es kann hierdurch eine Bewegung des Patienten während der Magnetresonanzuntersuchung besonders schnell und direkt erfasst werden und somit auch direkt auf die Bewegung während der Magnetresonanzuntersuchung reagiert werden, wie beispielsweise mittels eine Änderung und/oder Anpassung eines Werts eines Magnetfeldgradienten und/oder mittels einer Wiederholung einer Teilmessung der Magnetresonanzuntersuchung usw. In diesem Zusammenhang soll unter einem Erfassen von Magnetresonanzdaten insbesondere eine Erfassung Daten, bevorzugt von 3D-Daten, einer Übersichtsmessung und/oder einer Navigatormessung mittels der Magneteinheit verstanden werden, wobei mittels der Daten eine dreidimensionale Struktur und/oder dreidimensionale Anordnung innerhalb des Patientenaufnahmebereichs ermittelt werden kann. Des Weiteren soll unter einer dreidimensionalen räumlichen Anordnung insbesondere eine dreidimensionale räumliche Struktur innerhalb des Patientenaufnahmebereichs verstanden werden. Ferner sollen unter innerhalb des Patientenaufnahmebereichs angeordneten Objekten insbesondere ein Patient, beispielsweise ein Teilbereich des Patienten, und/oder eine lokale Magnetresonanzspulenvorrichtung und/oder eine oder mehrere Bewegungssensoreinheiten und/oder Positionierungseinheiten zur Positionierung des Patienten auf der Patientenlagerungsvorrichtung usw. verstanden werden. Die mittels der zumindest einen Bewegungssensoreinheit erfassten Sensordaten sind bevorzugt von 1D-Sensordaten und/oder von 2D-Sensordaten, insbesondere einem 2D-Sensordatenmessfeld gebildet. Aufgrund der Kombination der vor der Magnetresonanzuntersuchung erfassten Magnetresonanzdaten, insbesondere 3D- Magnetresonanzdaten, und der Sensordaten, insbesondere der 1D-Sensordaten und/oder von 2D-Sensordaten, kann mit geringen Kosten eine besonders zuverlässige und exakte Bestimmung einer Bewegung des Patienten erfolgen. Vorzugsweise weist hierzu die Bewegungssensoreinheit mehrere Bewegungssensorelemente zur Erfassung der 1D-Sensordaten und/oder von 2D-Sensordaten auf.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Sensordaten von zumindest zwei unterschiedlich zu dem Patienten positionierten Bewegungssensoreinheiten erfasst werden. Es kann hierdurch eine Bewegung des Patienten mittels der zumindest zwei Bewegungssensoreinheiten aus unterschiedlichen Perspektiven zu dem Patienten bestimmt und/oder erfasst werden und damit einer besonders zuverlässige Erfassung und/oder Bestimmung der Bewegung des Patienten während der Magnetresonanzuntersuchung erreicht werden. Hierbei können auch Drehbewegungen neben translatorischen Bewegungen des Patienten effektiv erfasst werden. Zudem kann mittels der zumindest zwei Bewegungssensoreinheiten die Bewegung des Patienten während der Magnetresonanzuntersuchung redundant erfasst werden und/oder es können Messfehler und/oder Messungenauigkeiten aus den erfassten Bewegungsdaten der zumindest zwei Bewegungssensoreinheiten eliminiert werden.
Erfindungsgemäß wird die Bewegung des Patienten mittels einer Modellberechnung und/oder einer Fitting-Methode berechnet, wobei in die Modellberechnung und/oder in die Fitting-Methode die erfassten Sensordaten und die aus den Magnetresonanzdaten ermittelte, dreidimensionale räumliche Anordnung eingehen. Dadurch kann besonders schnell und zuverlässig auf die Bewegung des Patienten zurückgerechnet werden, wobei in die Berechnung eine geringere Anzahl an unterschiedlichen Messdaten gegenüber einer Anzahl an Freiheitsgraden der zu ermittelnden Bewegung des Patienten eingehen können. Zudem kann hierbei die Bewegung des Patienten besonders Kosten günstig erfasst und/oder bestimmt werden, da auf eine große Anzahl an Bewegungssensoreinheiten, bei der jeder Freiheitsgrad der Patientenbewegung durch eine Sensorgröße abgedeckt werden muss, vorteilhaft verzichtet werden kann.
Erfindungsgemäß wird nach dem Bestimmen der Bewegung des Patienten eine Plausibilität der zu bestimmenden Bewegung des Patienten überprüft. Es kann hierdurch eine Anzahl der mittels der Modellberechnung und/oder der Fitting-Methode ermittelten Bewegungen des Patienten reduziert werden und bevorzugt auf eine wahrscheinliche Bewegung des Patienten eingeschränkt werden. Hierzu können mehrere Sensordaten und/oder Sensorsignale, die in zeitlicher Hinsicht nacheinander erfasst wurden, zur Überprüfung der Plausibilität der zu bestimmenden Bewegung verwendet werden. Beispielsweise wird mittels der Sensordaten und der Modellberechnung und/oder der Fitting-Methode eine Bewegungstrajektorie bestimmt und/oder berechnet, wobei die nachfolgenden Sensorsignale auf dieser Bewegungstrajektorie liegen müssen.
Ferner wird vorgeschlagen, dass abhängig von der erfassten Bewegung des Patienten eine Bewegungskorrektur erfolgt. Es kann derart besonders schnell auf die Positionsänderung und/oder die Bewegung des Patienten während der Magnetresonanzuntersuchung reagiert werden. Beispielsweise können bei nur geringen Bewegungen die Bewegungskorrekturen erst während einer Auswertung der Magnetresonanzuntersuchung erfolgen.
Alternativ oder zusätzlich kann die Bewegungskorrektur Änderungen in einem Messablauf der Magnetresonanzuntersuchung umfassen. Hierbei können einzelnen Teilmessung wiederholt werden und/oder unterbrochen werden, bis der Patient wieder eine bewegungslose Lage eingenommen hat. Derart können bereits während der Magnetresonanzuntersuchung einzelne Teilabschnitte der Magnetresonanzuntersuchung, die für eine diagnostische und/oder medizinische Auswertung unbrauchbar sind, erkannt werden und wiederholt werden. Zudem ist es auch möglich, dass einzelne Sequenzen, beispielsweise Magnetfeldgradientensequenzen abhängig von der Bewegung des Patienten, angepasst und/oder korrigiert werden.
Des Weiteren kann es vorgesehen sein, dass die erfasste Bewegung des Patienten eine Auslösekriterium und/oder ein Startkriterium für zumindest einen Teilbereich der Magnetresonanzmessung darstellt. So kann beispielsweise der zumindest ein Teilbereich der Magnetresonanzmessung nur gestartet werden, wenn der Patient keine oder nur geringe Bewegungen ausführt. Derart kann eine Erfassung von für eine diagnostische und/oder medizinische Auswertung unbrauchbaren Magnetresonanzdaten vorteilhaft verhindert werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnungen.
Es zeigen:

1 eine Magnetresonanzvorrichtung in einer schematischen Darstellung,
2 ein Schnitt durch eine Kopfspulenvorrichtung und
3 ein zu 2 alternativer Schnitt durch die Kopfspulenvorrichtung und
4 ein schematischer Ablaufplan eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung einer Bewegung des Patienten.

In 1 ist eine erfindungsgemäße Magnetresonanzvorrichtung 10 dargestellt. Die Magnetresonanzvorrichtung 10 umfasst eine Magneteinheit 11 mit einem Hauptmagneten 12 zu einem Erzeugen eines starken und insbesondere konstanten Hauptmagnetfelds 13. Zudem weist die Magnetresonanzvorrichtung 10 einen zylinderförmigen Patientenaufnahmebereich 14 auf zu einer Aufnahme eines Patienten 15 auf, wobei der Patientenaufnahmebereich 14 in einer Umfangsrichtung von der Magneteinheit 11 umschlossen ist. Der Patient 15 kann mittels einer Patientenlagerungsvorrichtung 16 der Magnetresonanzvorrichtung 10 in den Patientenaufnahmebereich 14 geschoben werden.
Die Magneteinheit 11 weist weiterhin eine Gradientenspuleneinheit 17 zu einer Erzeugung von Magnetfeldgradienten auf, die für eine Ortskodierung während einer Bildgebung verwendet wird. Die Gradientenspuleneinheit 17 wird über eine Gradientensteuereinheit 18 angesteuert. Des Weiteren weist die Magneteinheit 11 eine fest innerhalb der Magneteinheit 11 integrierte Hochfrequenzantenneneinheit 19 und eine Hochfrequenzantennensteuereinheit 20 zu einer Anregung einer Polarisation, die sich in dem von dem Hauptmagneten 12 erzeugten Hauptmagnetfeld 13 einstellt, auf. Die Hochfrequenzantenneneinheit 19 wird von der Hochfrequenzantennensteuereinheit 20 gesteuert und strahlt hochfrequente Magnetresonanzsequenzen in einen Untersuchungsraum, der im Wesentlichen von dem Patientenaufnahmebereich 14 gebildet ist, ein. Hierdurch wird die Magnetisierung aus ihrer Gleichgewichtslage ausgelenkt.
Zu einer Steuerung des Hauptmagneten 12, die Gradientensteuereinheit 18 und zur Steuerung der Hochfrequenzantennensteuereinheit 20 weist die Magnetresonanzvorrichtung 10 eine von einer Recheneinheit gebildete Systemsteuereinheit 21 auf. Die Systemsteuereinheit 21 steuert zentral die Magnetresonanzvorrichtung 10, wie beispielsweise das Durchführen einer vorbestimmten bildgebenden Magnetfeldgradientenechosequenz. Steuerinformationen wie beispielsweise Bildgebungsparameter, sowie rekonstruierte Magnetresonanzbilder können auf einer Anzeigeeinheit 22, beispielsweise einem Monitor, der Magnetresonanzvorrichtung 10 angezeigt werden. Zudem weist die Magnetresonanzvorrichtung 10 eine Eingabeeinheit 23 auf, mittels der Informationen und/oder Parameter während eines Messvorgangs von einem Bediener eingegeben werden können.
Des Weiteren umfasst die Magnetresonanzvorrichtung 10 eine lokale Magnetresonanzspulenvorrichtung 24, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel von einer Kopfspulenvorrichtung gebildet ist. Alternativ hierzu kann die lokale Magnetresonanzspulenvorrichtung 24 auch von einer Kniespulenvorrichtung, einer Armspulenvorrichtung, einer Brustspulenvorrichtung usw. gebildet sein. Die Kopfspulenvorrichtung umfasst eine Gehäuseeinheit 25, die einen lokalen Patientenaufnahmebereich 26 der Kopfspulenvorrichtung kalottenförmig umgibt (2 und 3) .
Zu einer Erfassung einer Bewegung des Patienten 15 während einer Magnetresonanzuntersuchung weist die Magnetresonanzvorrichtung 10 mehrere Magnetresonanzbaueinheiten 27, 28, 29 auf, die jeweils mehrere Bewegungssensoreinheiten 30, 31, 32 umfassen (1). Eine erste Magnetresonanzbaueinheit 29 ist von der Hochfrequenzantenneneinheit 19 umfasst, eine zweite Magnetresonanzbaueinheit 28 ist von der Patientenlagerungsvorrichtung 16 umfasst und eine dritte Magnetresonanzbaueinheit 27 ist von der Kopfspulenvorrichtung 24 umfasst. Erfindungsgemäß umfasst die Magnetresonanzvorrichtung 10 nur eine oder zwei Magnetresonanzbaueinheiten 29, die von der Hochfrequenzantenneneinheit 19 umfasst sind. Alternativ hierzu kann die Magnetresonanzvorrichtung 10 auch nur eine oder zwei Magnetresonanzbaueinheiten 27, 28 umfassen, die von der Patientenlagerungsvorrichtung 16 und/oder der lokalen Magnetresonanzspulenvorrichtung 24 umfasst sind.
Die Hochfrequenzantenneneinheit 19, insbesondere die Magnetresonanzbaueinheit 29 der Hochfrequenzantenneneinheit 19, umfasst mehrere Bewegungssensoreinheiten 32, wobei in 1 exemplarisch nur zwei der Bewegungssensoreinheiten 32 dargestellt sind. Die Bewegungssensoreinheiten 32 sind jeweils zu einer Erfassung einer Bewegungsinformation einer Bewegung des Patienten 15 ausgelegt, wobei hierzu die Bewegungssensoreinheiten 32 Sensordaten erfassen, die von Nichtmagnetresonanzdaten gebildet sind. Die beiden Bewegungssensoreinheiten 32 umfassen jeweils ein optisches Sichtfeld 33 zur Erfassung von jeweils einem Teilbereich 34, 35 des Patienten, wobei ein erstes optisches Sichtfeld 33 einer ersten der beiden Bewegungssensoreinheiten 32 auf einen ersten Teilbereich 34 des Patienten 15 bzw. des Patientenaufnahmebereichs 14 gerichtet ist und ein zweites optisches Sichtfeld 33 einer zweiten der beiden Bewegungssensoreinheiten 32 auf einen zweiten Teilbereich 35 des Patienten 15 bzw. des Patientenaufnahmebereichs 14 gerichtet ist. Der erste Teilbereich 34 des Patienten 15 bzw. des Patientenaufnahmebereichs 14 und der zweite Teilbereich 35 des Patienten 15 bzw. des Patientenaufnahmebereichs 14 sind zudem an unterschiedlichen Positionen an dem Patienten 15 bzw. innerhalb des Patientenaufnahmebereichs 14 angeordnet. Die beiden Bewegungssensoreinheiten 32 weisen somit eine zu dem Patientenaufnahmebereich 14, insbesondere zu dem innerhalb des Patientenaufnahmebereichs 14 angeordneten Patienten 15, unterschiedliche Perspektive zur Erfassung einer Bewegungsinformation der Bewegung des Patienten 15 auf.
Die unterschiedlichen optischen Sichtfelder 33 der Bewegungssensoreinheiten 32 sind derart an der Hochfrequenzantenneneinheit 19 angeordnet, dass die optischen Sichtfelder 33 an Randbereichen überlappen. Somit überlappen auch die beiden mittels der Bewegungssensoreinheiten 32 erfassten Teilbereiche 34, 35 des Patienten 15 bzw. des Patientenaufnahmebereichs 14.
Die Hochfrequenzantenneneinheit 19, insbesondere die Magnetresonanzbaueinheit 29 der Hochfrequenzantenneneinheit 19, umfasst eine Gehäuseeinheit 36, die den Patientenaufnahmebereich 14 der Magnetresonanzvorrichtung 10 zylinderförmig umgibt. Die beiden Bewegungssensoreinheiten 32 sind an der Gehäuseeinheit 36 angeordnet, wobei die beiden Bewegungssensoreinheiten 32 in einem Bereich der Hochfrequenzantenneneinheit 19 angeordnet sind, der an einer dem Patientenaufnahmebereich 14 abgewandten Seite der Gehäuseeinheit 36 angeordnet ist. Somit sind die beiden Bewegungssensoreinheiten 32 außerhalb des Patientenaufnahmebereichs 14 angeordnet.
In diesem Bereich der Hochfrequenzantenneneinheit 19 sind auch weitere Hochfrequenzantennenelemente 55 der Hochfrequenzantenneneinheit 19 angeordnet, die beispielsweise eine Spulenerkennungseinheit und/oder eine Verstimmschaltung und/oder eine Anpassschaltung und/oder eine Stromzuführung und/oder eine Spannungsquelle und/oder einzelne Antennenelemente usw. umfassen können.
Zu einer zuverlässigen Aussendung von Sensordaten in den Patientenaufnahmebereich 14 und/oder einer zuverlässigen Erfassung von Sensordaten kann beispielsweise die Gehäuseeinheit 36 transparente und/oder strahlungsdurchlässige Teilbereiche, die insbesondere für von den Bewegungssensoreinheiten 32 ausgesandte Sensorsignalen und/oder von den Bewegungssensoreinheiten 32 zu empfangenden Sensorsignalen transparent und/oder strahlungsdurchlässig ausgebildet sind, umfassen. Alternativ hierzu ist es auch denkbar, dass zusätzlich die von den Bewegungssensoreinheiten 32 ausgesandte Sensorsignale und/oder von den Bewegungssensoreinheiten 32 zu empfangenden Sensorsignale mittels optischer Fasern von dem Patientenaufnahmebereich 14 zu den Bewegungssensoreinheiten 32 übertragen werden.
Die beiden Bewegungssensoreinheiten 32 sind derart ausgestaltet, dass sie hierbei eine Bewegungsinformation der Bewegung des Patienten 15 mit einer Auflösung von maximal 5 mm erfassen können. Bevorzugt jedoch wird die Bewegungsinformation der Bewegung des Patienten 15 mit einer Auflösung von maximal 3 mm und besonders vorteilhaft mit einer Auflösung zwischen 0,1 mm bis maximal 1,0 mm erfasst. Zudem umfassen die beiden Bewegungssensoreinheiten 32 jeweils eine optische Bewegungssensoreinheit 32. Die optischen Bewegungssensoreinheiten 32 umfassen jeweils ein optisches Bewegungssensorelement 37, das von einem optischen 1D-Bewegungsensorelement 37 und/oder einem optischen 2D-Bewegungsensorelement 37 gebildet sein kann. Mittels der optischen 1D-Bewegungsensorelemente 37 und/oder der optischen 2D-Bewegungssensorelemente 37 wird eine Bewegungsinformation der Bewegung des Patienten 15 innerhalb des Patientenaufnahmebereiches 14 entlang einer Dimension und/oder entlang zwei Dimensionen, insbesondere ein 2D-Sensordatenmessfeld erfasst. Beispielsweise umfassen die optischen 1D-Bewegungssensorelemente 37 und/oder die optischen 2D-Bewegungsensorelemente 37 ein Lasersystem zur Erfassung der Bewegungsinformation der Bewegung des Patienten 15. Zudem sind weitere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausgestaltungen der optischen Bewegungssensorelemente 37 möglich.
Mittels der beiden optischen Bewegungssensorelemente 37 wird die Bewegungsinformation der Bewegung des Patienten 15 mittels einer Laufzeitmessung der Sensorsignale erfasst und hieraus ein Abstand 38 zwischen den Bewegungssensorelementen 37 und dem Patienten 15 ermittelt. Hierzu werden von den optischen Bewegungssensorelementen 37 optische Sensorsignale in Richtung des Patienten 15 ausgesandt und an dem jeweiligen Teilbereich 34, 35 des Patienten 15 reflektiert. Die reflektierten Sensorsignale werden anschließend von den optischen Bewegungssensorelementen 37 erfasst. Alternativ hierzu kann es auch vorgesehen sein, dass nur eines der optischen Bewegungssensorelemente 37 ein optisches Sensorsignal aussendet und das weitere der optischen Bewegungssensorelemente 37 das reflektierte optische Sensorsignal erfasst.
Des Weiteren sind die optischen Bewegungssensoreinheiten 32, insbesondere die optischen Bewegungssensorelemente 37, zu einer Erfassung der Bewegungsinformation der Bewegung des Patienten 15 mittels einer Erfassung eines optischen Musters, beispielsweise eines optischen Streifenmusters, ausgelegt. Während einer Änderung einer Position des Patienten 15 und/oder eine Bewegung des Patienten 15 innerhalb des Patientenaufnahmebereichs 14 ändert sich somit auch das optische Muster, wobei diese Änderung eine Änderung einer Größe und/oder eine Änderung einer Position des Musters und/oder von Teilbereichen des Musters umfassen kann. Diese Änderung wird von den optischen Bewegungssensoreinheiten 32 erfasst.
Die Magnetresonanzbaueinheit 29 der Hochfrequenzantenneneinheit 19 weist eine Auswerteeinheit 48 und eine Datenübertragungseinheit 49 auf. Die Datenübertragungseinheit 49 umfasst eine Datensendeeinheit mit einem Antennenelement 50 zu einer kabellosen und/oder drahtlosen Datenübertragung. Mittels der Datenübertragungseinheit 49 werden die ausgewerteten Sensordaten und/oder die von den Bewegungssensoreinheiten 32 empfangen Sensordaten an eine Datenübertragungseinheit 51 der Systemsteuereinheit 21 übertragen werden. Die Datenübertragungseinheit 51 der Systemsteuereinheit 21 umfasst eine Datenempfangseinheit mit einem Antennenelement 52 zur kabellosen und/oder drahtlosen Datenübertragung.
Die Patientenlagerungsvorrichtung 16 umfasst einen Lagerungstisch 40, der bewegbar innerhalb des Patientenaufnahmebereichs 14 der Magnetresonanzvorrichtung 10 angeordnet ist. Zudem weist die Patientenlagerungsvorrichtung 16 eine Basiseinheit 53, auf der der Lagerungstisch 40 bewegbar angeordnet ist. Auf einer Lagerungsfläche 41 des Lagerungstischs wird der Patient 15 für die Magnetresonanzuntersuchung gelagert. Ein Patientenaufnahmebereich 54 und/oder ein Patientenlagerungsbereich der Patientenlagerungsvorrichtung 16 ist an einer der Basiseinheit abgewandten Seite des Lagerungstischs 40 angeordnet, so dass der Patientenaufnahmebereich 54 und/oder Patientenlagerungsbereich der Patientenlagerungsvorrichtung 16 nach unten durch den Lagerungstisch 40 begrenzt ist. Für eine Magnetresonanzuntersuchung wird der Patient zusammen mit dem Lagerungstisch 40 in den Patientenaufnahmebereich 14 der Magnetresonanzvorrichtung 10 gefahren, so dass der Patientenaufnahmebereich 54 der Patientenlagerungsvorrichtung 16 zumindest teilweise mit dem Patientenaufnahmebereich 14 der Magnetresonanzvorrichtung 10 überlappt.
Zur Erfassung einer Bewegung des Patienten 15 während einer Magnetresonanzuntersuchung weist die Patientenlagerungsvorrichtung 16, insbesondere die Magnetresonanzbaueinheit 28 der Patientenlagerungsvorrichtung 16, ebenfalls mehrere Bewegungssensoreinheiten 31 auf, wobei in 1 exemplarisch nur drei der Bewegungssensoreinheiten 31 dargestellt sind. die Bewegungssensoreinheiten 31 sind ebenfalls von optischen Bewegungssensoreinheiten 31 gebildet. Eine weitere Ausgestaltung der einzelnen Bewegungssensoreinheiten 31 ist analog zu der Beschreibung der Ausgestaltung der Bewegungssensoreinheiten 32 der Hochfrequenzantenneneinheit 19.
Die Bewegungssensoreinheiten 31 der Patientenlagerungsvorrichtung 16 sind innerhalb des Lagerungstischs 40, jedoch außerhalb des Patientenaufnahmebereichs 54 der Patientenlagerungsvorrichtung 16 angeordnet. Der Lagerungstisch 40 weist eine Gehäuseeinheit 39 auf, die den Patientenaufnahmebereich 54 der Patientenlagerungsvorrichtung 16 zumindest teilweise umgibt. Die Anordnung der Bewegungssensoreinheiten 31 innerhalb der Patientenlagerungsvorrichtung 16 ist analog zu der Beschreibung der Anordnung der Bewegungssensoreinheiten 32 innerhalb der Hochfrequenzantenneneinheit 19, wobei auch jede der Bewegungssensoreinheiten 32 der Patientenlagerungsvorrichtung 14 ein optisches Sichtfeld 33 aufweist, um einen Teilbereich 34 des Patienten 14 und/oder des Patientenaufnahmebereichs 54 der Patientenlagerungsvorrichtung 16 zu erfassen. Die einzelnen optischen Sichtfelder 33 der einzelnen Bewegungssensoreinheiten 31 können hierbei ebenfalls zumindest teilweise überlagern, so dass auch die von den Bewegungssensoreinheiten 31 erfassten Teilbereiche 34 des Patienten 15 und/oder des Patientenaufnahmebereichs 54 der Patientenlagerungsvorrichtung 16 zumindest teilweise überlagern .
Die Magnetresonanzbaueinheit 28 der Patientenlagerungsvorrichtung 14 weist eine Auswerteeinheit 48 und eine Datenübertragungseinheit 49 auf, wobei die Datenübertragungseinheit 49 eine Datensendeeinheit mit einem Antennenelement 50 zu einer kabellosen und/oder drahtlosen Datenübertragung umfasst.
Die Kopfspulenvorrichtung, insbesondere die Magnetresonanzbaueinheit 27 der Kopfspulenvorrichtung, umfasst ebenfalls mehrere Bewegungssensoreinheiten 30, wie dies insbesondere in 2 und 3 näher dargestellt ist. Die Kopfspulenvorrichtung weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel sechs Bewegungssensoreinheiten 30 auf. Diese sechs Bewegungssensoreinheiten 30 sind vorliegend von Ultraschallsensoreinheiten gebildet. Zudem ist es auch denkbar, dass die Kopfspulenvorrichtung optische Bewegungssensoreinheiten anstelle von Ultraschallsensoreinheiten aufweist oder eine Kombination von Ultraschallsensoreinheiten und optischen Bewegungssensoreinheiten umfasst. Dementsprechend ist es auch denkbar, dass die Bewegungssensoreinheiten 31, 32 der Patientenlagerungsvorrichtung 16 und/oder der Hochfrequenzantenneneinheit 19 Ultraschallsensoreinheiten und/oder eine Kombination von Ultraschallsensoreinheiten und optischen Bewegungssensoreinheiten umfassen. Zudem ist es auch möglich, dass die Bewegungssensoreinheiten 30, 31, 32 zumindest teilweise eine Kamera und/oder weitere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Bewegungssensoreinheiten 30, 31, 32 zur Erfassung der Bewegungsinformation der Bewegung des Patienten 15 umfassen.
Die einzelnen Ultraschallsensoreinheiten erfassen hierbei die Bewegungsinformation der Bewegung des Patienten 15 mittels einer Laufzeitmessung. Des Weiteren kann die Erfassung der Bewegungsinformation der Bewegung des Patienten 15 auch mittels einer Frequenzmodulation der ausgesandten und empfangenden Sensorsignale und/oder mittels einer Continuous Wave Methode zur Aussendung von Sensorsignalen und/oder mittels weiterer, dem Fachmann als sinnvoll erscheinender Methoden erfolgen. Die Laufzeitmessung mittels der einzelnen Ultraschallsensoreinheiten erfolgt analog zu der Beschreibung der Laufzeitmessung zu 1.
Die Gehäuseeinheit 25 der Kopfspulenvorrichtung umfasst eine innere Gehäuseeinheit 42 und eine äußere Gehäuseeinheit 43 auf, wobei zwischen der inneren Gehäuseeinheit 42 und der äußeren Gehäuseeinheit 43 ein geschlossener Bauraum 44 der Kopfspulenvorrichtung vorhanden ist, in dem Hochfrequenzspulenelemente 45 zur Erfassung von Magnetresonanzsignalen angeordnet sind. Die Hochfrequenzspulenelemente 45 können beispielsweise eine Spulenerkennungseinheit und/oder eine Verstimmschaltung und/oder eine Anpassschaltung und/oder eine Stromzuführung und/oder eine Spannungsquelle und/oder einzelne Antennenelemente usw. umfassen.
Die sechs Bewegungssensoreinheiten 30 sind ebenfalls zwischen der inneren Gehäuseeinheit 42 und der äußeren Gehäuseeinheit 43 angeordnet, wobei die Bewegungssensoreinheiten 30 einen jeweils zu den anderen Bewegungssensoreinheiten 30 unterschiedlichen Blickwinkel auf den Patienten 15 und/oder den lokalen Patientenaufnahmebereich 26 der Kopfspulenvorrichtung aufweisen, so dass eine Position des Patienten 15 innerhalb des lokalen Patientenaufnahmebereichs 26 der Kopfspulenvorrichtung aus unterschiedlichen Perspektiven erfasst werden kann. Die unterschiedlichen Bewegungssensoreinheiten 30 umfassen jeweils ein optisches Sichtfeld 46 zur Erfassung von jeweils einem Teilbereich 47 des Patienten 15, wobei ein erstes optisches Sichtfeld 46 einer ersten der beiden Bewegungssensoreinheiten 30 auf einen ersten Teilbereich 47 des Patienten 15 gerichtet ist und ein zweites optisches Sichtfeld 46 einer zweiten der beiden Bewegungssensoreinheiten 30 auf einen zweiten Teilbereich 47 des Patienten 15 gerichtet ist. Der erste Teilbereich 47 des Patienten 15 und der zweite Teilbereich 47 des Patienten 15 sind zudem an unterschiedlichen Positionen an dem Patienten 15 angeordnet, wobei die einzelnen Teilbereiche 47 an Randbereichen überlappen können.
Die Bewegungssensoreinheiten 32 der Magnetresonanzbaueinheit 27 sind derart ausgestaltet, dass sie hierbei eine Bewegungsinformation der Bewegung des Patienten 15 mit einer Auflösung von maximal 5 mm erfassen können. Bevorzugt jedoch wird die Bewegungsinformation der Bewegung des Patienten 15 mit einer Auflösung von maximal 3 mm und besonders vorteilhaft mit einer Auflösung zwischen 0,1 mm bis maximal 1,0 mm erfasst.
Die einzelnen Bewegungssensoreinheiten 30 sind derart an der Kopfspuleneinheit angeordnet, dass die von den Bewegungssensoreinheiten 30 erfassten Teilbereiche 47 insbesondere eine Kopfvorderseite des Patienten 15 und/oder ein Gesicht des Patienten 15 und eine Kopfoberseite des Patienten 15 umfassen, so dass die für eine Bewegung relevanten Bereiche des Kopfs des Patienten 15 erfasst werden.
Die Magnetresonanzbaueinheit 27 29 weist eine Auswerteeinheit 48 und eine Datenübertragungseinheit 49 auf. Die Datenübertragungseinheit 49 umfasst eine Datensendeeinheit mit einem Antennenelement 50 zu einer kabellosen und/oder drahtlosen Datenübertragung auf. Mittels der Datenübertragungseinheit 49 werden die ausgewerteten Sensordaten und/oder die von den Bewegungssensoreinheiten 30, 31, 32 empfangen Sensordaten an eine Datenübertragungseinheit 51 der Systemsteuereinheit 21 übertragen werden.
Zur Bestimmung einer Bewegung des Patienten 15 wird mittels der Magnetresonanzbaueinheiten 27, 28, 29 und der Systemsteuereinheit 21 ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Bestimmung einer Bewegung des Patienten 15 während einer Magnetresonanzuntersuchung durchgeführt. Dieses Verfahren zur Bestimmung der Bewegung des Patienten 15 ist in 4 näher dargestellt. Die Systemsteuereinheit 21 und die Auswerteeinheiten 48 der einzelnen Magnetresonanzbaueinheiten 27, 28, 29 sind speziell zur Durchführung des Verfahrens zur Bestimmung einer Bewegung des Patienten 15 während der Magnetresonanzuntersuchung ausgelegt, wobei hierzu die Systemsteuereinheit 21 und die Auswerteeinheiten 48 spezielle Computerprogramme und spezielle Softwareeinheiten umfassen, die in einer nicht näher dargestellten Speichereinheit der Systemsteuereinheit 21 und/oder der Auswerteeinheiten 48 gespeichert sind und auf einen nicht näher dargestellten Prozessor der Systemsteuereinheit 21 und/oder der Auswerteeinheiten 48 ausgeführt werden.
In diesem Verfahren erfolgt zunächst in einem ersten Verfahrensschritt 100 eine erste Magnetresonanzmessung mittels der Magneteinheit 11, wobei die erste Magnetresonanzmessung vor der Magnetresonanzuntersuchung an dem Patienten 15 durchgeführt wird. Diese erste Magnetresonanzmessung ist von einer Übersichtsmessung, beispielsweise von einer Navigatormessung gebildet. Mittels der ersten Magnetresonanzmessung werden in diesem Verfahrensschritt 100 3D-Magnetresonanzdaten erfasst. In einem weiteren Verfahrensschritt 101 werden die mittels der ersten Magnetresonanzmessung erfassten 3D-Magnetresonanzdaten ausgewertet, wobei die Auswertung von der Systemsteuereinheit 21 erfolgt, die hierzu eine nicht näher dargestellte Auswerteeinheit umfasst. In dem Auswerteschritt wird aus den erfassten 3D-Magnetresonanzdaten der ersten Magnetresonanzmessung eine dreidimensionale räumliche Anordnung von innerhalb des Patientenaufnahmebereichs 14 angeordneten Objekten, insbesondere des Patienten 14 und gegebenenfalls der Bewegungssensoreinheiten 30, bestimmt und/oder erfasst. In einem weiteren Verfahrensschritt 102 wird mittels der ermittelten dreidimensionalen räumlichen Anordnung innerhalb der Patientenaufnahmebereichs 14 der Abstand 38 für jede der Bewegungssensoreinheiten 30, 31, 32 zu dem Patienten 15 bestimmt. Die Position der einzelnen Bewegungssensoreinheiten 30, 31, 32 kann hierbei aus der dreidimensionalen räumlichen Anordnung ermittelt werden und/oder aus einer Datenbank ausgelesen werden.
In einem weiteren Verfahrensschritt 103 erfolgt eine Erfassung von Sensordaten mittels der Bewegungssensoreinheiten 30, 31, 32 und in einem darauffolgenden Verfahrensschritt 104 wird eine Bewegung des Patienten 15 anhand der erfassten Sensordaten berechnet und der aus den 3D-Magnetresonanzdaten ermittelten dreidimensionalen räumlichen Anordnung. Die Sensordaten der Bewegungssensoreinheiten 30, 31, 32 umfassen 1D-Sensordaten und/oder 2D-Sensordaten, insbesondere ein 2D-Sensordatenmessfeld. Hierbei werden zunächst die erfassten 1D-Sensordaten und/oder 2D-Sensordaten der Bewegungssensoreinheiten 30, 31, 32 mittels der Datenübertragungseinheiten 49, 41 an die Systemsteuereinheit 21 der Magnetresonanzvorrichtung 10 übertragen. Innerhalb der Auswerteeinheit der Systemsteuereinheit 21 werden die 1D-Sensordaten und/oder 2D-Sensordaten ausgewertet. Für die Auswertung wird eine Modellberechnung und/oder eine Fitting-Methode verwendet, wobei in die Modellberechnung und/oder in die Fitting-Methode die erfassten 1D-Sensordaten und/oder 2D-Sensordaten und die aus den Magnetresonanzdaten ermittelte dreidimensionale räumliche Anordnung von Objekten innerhalb des Patientenaufnahmebereichs 14 eingehen.
Sofern nur eine der Magnetresonanzbaueinheiten 27, 28, 29 für die Erfassung der Bewegung des Patienten 15 verwendet wird, kann die Auswertung auch zumindest teilweise von der Auswerteeinheit 48 der Magnetresonanzbaueinheit 48 durchgeführt werden.
Nachdem eine Bewegung des Patienten 15 bestimmt wurde, erfolgt in einem weiteren Verfahrensschritt 105 eine Plausibilitätsabfrage der erfassten Bewegung des Patienten 15. Zur Überprüfung der Plausibilität der erfassten Bewegung des Patienten 15 werden in zeitlicher Hinsicht nacheinander erfasste 1D-Sensordaten und/oder 2D-Sensordaten berücksichtigt, wobei eine mittels der Modellberechnung und/oder der Fitting-Methode bestimmte und/oder erfasste Bewegungstrajektorie zur Bestimmung und/oder Erfassung der Bewegung des Patienten die in zeitlicher Hinsicht nacheinander erfassten 1D-Sensordaten und/oder 2D-Sensordaten umfassen muss.
Ist dieses Plausibilitätskriterium nicht erfüllt, wird dies innerhalb der Systemsteuereinheit 21 als eine Nichtbewegung des Patienten 15 registriert. Sofern dieses Plausibilitätskriterium erfüllt ist, wird eine Bewegung des Patienten 15 erfasst.
Sofern die Magnetresonanzuntersuchung noch nicht gestartet ist, kann das Plausibilitätskriterium als Startkriterium und/oder als Auslösekriterium für die Magnetresonanzuntersuchung an dem Patienten 15 dienen. Ob die Magnetresonanzuntersuchung bereits gestartet wurde, wird in einer weiteren Abfrage 106 ermittelt und abhängig vom Ergebnis der Abfrage 106 die Magnetresonanzmessung in einem weiteren Verfahrensschritt 107 gestartet. Hierbei wird beispielsweise die Magnetresonanzuntersuchung nur gestartet, wenn der Patient 15 keine Bewegung, insbesondere in einem für die Magnetresonanzuntersuchung relevanten Teilbereich des Patienten 15, ausführt.
Auch während der Magnetresonanzuntersuchung wird ständig mittels der Bewegungssensoreinheiten 30, 31, 32 eine Bewegungsinformation in dem Verfahrensschritt 103 erfasst, so dass auch während der Magnetresonanzuntersuchung eine ständige Überwachung hinsichtlich einer Bewegung des Patienten 15 erfolgen kann.
Zudem erfolgt während der Magnetresonanzuntersuchung mittels der Systemsteuereinheit 21 der Magnetresonanzvorrichtung 10 in Abhängigkeit der erfassten Bewegung des Patienten 15 in einem weiteren Verfahrensschritt 108 eine Bewegungskorrektur. Hierzu erfolgt vorher erneut eine Abfrage 109, ob die Magnetresonanzuntersuchung bereits gestartet wurde. Ist die Magnetresonanzmessung noch nicht gestartet, wird erneut ein Sensorsignal mittels der Bewegungssensoreinheiten 30, 31, 32 aufgenommen. Ist die Magnetresonanzuntersuchung bereits gestartet, wird anschließend der Verfahrensschritt 108 zur Bewegungskorrektur durchgeführt. Die Bewegungskorrektur kann ein Abspeichern der Bewegungsdaten des Patienten 15 umfassen, so dass die von dem Patienten 15 während der Magnetresonanzuntersuchung ausgeführten Bewegungen erst bei einer Auswertung der Magnetresonanzuntersuchung berücksichtigt werden und mit in die Auswertung der Magnetresonanzdaten eingehen. Hierbei werden die Bewegungsdaten zusammen mit den Magnetresonanzdaten der Magnetresonanzuntersuchung abgespeichert.
Zudem kann es auch sein, dass die Bewegungskorrektur auch eine Änderung in einem Messablauf der Magnetresonanzuntersuchung umfasst. Die Änderung kann eine Anpassung und/oder eine Änderung einer oder mehrerer Gradientensequenzen umfassen, wie beispielsweise ein Nachführen des Magnetfeldgradienten, so dass die Magnetresonanzuntersuchung stets in der korrekten Projektion gemacht werden kann.
Die Änderung und/oder Anpassung des Magnetfeldgradienten kann auch in Echtzeit oder in Fast-Echtzeit erfolgen, wobei hierbei vor jedem Magnetfeldgradientenpuls erneut eine Position und/oder eine Bewegung des Patienten 15 bestimmt wird und daraus eine entsprechender Korrekturwert und/oder Offset des Magnetfeldgradienten berechnet wird. Dieser Korrekturwert und/oder Offset bleibt für eine Dauer eines Magnetresonanzpulses gleich.
Des Weiteren kann die Bewegungskorrektur auch einen Messabbruch umfassen, wobei nach dem Messabbruch die Magnetresonanzuntersuchung und/oder ein Teilbereich der Magnetresonanzuntersuchung neu gestartet wird. Gleichzeitig erhält hierbei auch das die Magnetresonanzuntersuchung betreuende Klinikpersonal einen Warnhinweis über die Ausgabeeinheit 22 mitgeteilt, wobei dieser Warnhinweis von der Systemsteuereinheit 21 generiert wird. Derart kann eine aufgrund einer Patientenbewegung unscharfe und/oder verwackelte Magnetresonanzmessung frühzeitig erkannt und abgebrochen werden.
Sobald die Magnetresonanzuntersuchung an dem Patienten 15 beendet ist, wird auch das Verfahren zur Bestimmung der Bewegung des Patienten 15 während der Magnetresonanzuntersuchung beendet. Hierzu weist das Verfahren die Abfrage 110 auf, mittels der ein Ende der Magnetresonanzuntersuchung an dem Patienten 15 ermittelt wird.

Claims

Magnetresonanzvorrichtung mit einer Magneteinheit (11), die einen Hauptmagneten (13), eine Gradientenspuleneinheit (17) und eine Hochfrequenzantenneneinheit (19) umfasst, einem Patientenaufnahmebereich (14), der von der Magneteinheit (11) zumindest teilweise umgeben ist, einer Patientenlagerungsvorrichtung (16), die innerhalb des Patientenaufnahmebereichs (14) bewegbar angeordnet ist, und zumindest einer Magnetresonanzbaueinheit (27, 28, 29), wobei die Magnetresonanzbaueinheit (27, 28, 29) eine Gehäuseeinheit (25, 39, 42), einen Patientenaufnahmebereich (14, 26) zu einer Aufnahme und/oder Lagerung von zumindest einem Teilbereich eines Patienten (15) für eine Magnetresonanzuntersuchung, wobei der Patientenaufnahmebereich (14, 26) zumindest teilweise von der Gehäuseeinheit (25, 39, 42) umgeben ist, eine erste Bewegungssensoreinheit (30, 31, 32), die zu einer Erfassung einer ersten Bewegungsinformation einer Bewegung des Patienten (15) ausgelegt ist, und zumindest eine zweite Bewegungssensoreinheit (30, 31, 32), die zu einer Erfassung einer zweiten Bewegungsinformation der Bewegung des Patienten (15) ausgelegt ist, aufweist, wobei die erste Bewegungssensoreinheit (30, 31, 32) ein erstes Sichtfeld (33, 46) zur Erfassung eines ersten Teilbereichs (34, 35, 47) des Patienten (15) und/oder des Patientenaufnahmebereichs (14, 26) aufweist und die zumindest eine zweite Bewegungssensoreinheit (30, 31, 32) ein zweites Sichtfeld (33, 46) zur Erfassung eines zweiten Teilbereichs (34, 35, 47) des Patienten (15) und/oder des Patientenaufnahmebereichs (14, 26), der unterschiedlich ausgebildet ist zum ersten Teilbereich (34, 35, 47) des Patienten (15) und/oder des Patientenaufnahmebereichs (14, 26), aufweist, wobei die Hochfrequenzantenneneinheit (19) die Magnetresonanzbaueinheit (27, 29) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Bewegungssensoreinheiten (30, 31, 32) außerhalb des Patientenaufnahmebereichs (14, 26) angeordnet sind.
Magnetresonanzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Bewegungssensoreinheiten (30, 31, 32) an der Gehäuseeinheit (25, 39, 42) angeordnet sind.
Magnetresonanzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Bewegungssensoreinheit (30, 31, 32) und/oder die zumindest eine zweite Bewegungssensoreinheit (30, 31, 32) zumindest eine Bewegungsinformation der Bewegung des Patienten (15) mittels einer Laufzeitmessung zumindest eines Sensorsignals erfasst.
Magnetresonanzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Bewegungssensoreinheit (30, 31, 32) und/oder die zumindest eine zweite Bewegungssensoreinheit (30, 31, 32) eine optische Bewegungssensoreinheit umfasst.
Magnetresonanzvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Bewegungssensoreinheit zumindest ein optisches 1D-Bewegungssensorelement (37) oder ein optisches 2D-Bewegungssensorelement (37) umfasst.
Magnetresonanzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Bewegungssensoreinheit (30, 31, 32) und/oder die zumindest eine zweite Bewegungssensoreinheit (30, 31, 32) eine Ultraschallsensoreinheit umfasst.
Magnetresonanzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Bewegungssensoreinheit (30, 31, 32) und/oder die zumindest eine zweite Bewegungssensoreinheit (30, 31, 32) eine Bewegungsinformation einer Bewegung des Patienten (15) mittels eines optischen Musters erfasst.
Magnetresonanzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Bewegungssensoreinheit (30, 31, 32) und/oder die zumindest eine zweite Bewegungssensoreinheit (30, 31, 32) eine Bewegungsinformation einer Bewegung des Patienten (15) mit einer räumlichen Auflösung von maximal 5 mm erfasst.
Magnetresonanzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetresonanzbaueinheit (27, 28, 29) eine Auswerteeinheit (48) umfasst.
Magnetresonanzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Patientenlagerungsvorrichtung (16) die Magnetresonanzbaueinheit (28) umfasst.
Verfahren zu einem Bestimmen einer Bewegung eines Patienten (15) während einer Magnetresonanzuntersuchung, umfassend die folgenden Verfahrensschritte: - einem Erfassen von Magnetresonanzdaten vor der Magnetresonanzuntersuchung mittels einer Magneteinheit (11), - einem Auswerten der Magnetresonanzdaten, wobei eine dreidimensionale räumliche Anordnung von innerhalb des Patientenaufnahmebereichs (14, 26) angeordneten Objekten bestimmt wird, - einem Bestimmen eines Abstands (38) zumindest einer Bewegungssensoreinheit (30, 31, 32) zu einem Patienten (15) innerhalb des Patientenaufnahmebereichs (14, 26) mittels der dreidimensionalen räumlichen Anordnung, - einem Erfassen von Sensordaten mittels der zumindest einen Bewegungssensoreinheit (30, 31, 32) während der Magnetresonanzuntersuchung und - einem Bestimmen einer Bewegung des Patienten (15) anhand der erfassten Sensordaten, wobei die Bewegung des Patienten (15) mittels einer Modellberechnung und/oder einer Fitting-Methode berechnet wird und wobei in die Modellberechnung und/oder in die Fitting-Methode die erfassten Sensordaten und die aus den Magnetresonanzdaten ermittelte, dreidimensionale räumliche Anordnung eingehen, - einem Überprüfen einer Plausibilität der zu bestimmenden Bewegung des Patienten (15), wobei das Überprüfen der Plausibilität nach dem Bestimmen der Bewegung des Patienten (15) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensordaten von zumindest zwei unterschiedlich zu dem Patienten (15) positionierten Bewegungssensoreinheiten (30, 31, 32) erfasst werden.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überprüfung der Plausibilität in zeitlicher Hinsicht nacheinander erfasste Sensordaten berücksichtigt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig von der erfassten Bewegung des Patienten (15) eine Bewegungskorrektur erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungskorrektur Korrekturen während einer Auswertung der Magnetresonanzuntersuchung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungskorrektur Änderungen in einem Messablauf der Magnetresonanzuntersuchung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die erfasste Bewegung des Patienten (15) ein Auslösekriterium und/oder ein Startkriterium für zumindest einen Teilbereich der Magnetresonanzuntersuchung darstellt.