DE102013226242A1

DE102013226242A1 - Einstellung eines Aufnahmebereichs

Info

Publication number: DE102013226242A1
Application number: DE102013226242.6A
Authority: DE
Inventors: Bastian Rackow; Martin Sedlmair
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2013-12-17
Filing date: 2013-12-17
Publication date: 2015-06-18
Also published as: CN104706424A; US20150164440A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (Y) zur Einstellung eines Aufnahmebereichs (A) einer medizintechnischen Bildgebung mittels eines medizintechnischen Tomografiegeräts (25), bei dem mittels einer Anzahl optischer und/oder quasi-optischer Erfassungsmittel (9, 19) ein Bereich (7a) eines Patiententischs (7) erfasst wird und auf Basis der dadurch generierten Erfassungsdaten (ED) eine Benutzereingabe eines Benutzers (B) von Aufnahmebereichsdaten (ABD) erfasst wird. Außerdem betrifft die Erfindung ein entsprechend ausgebildetes Einstellungssystem (27).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung eines Aufnahmebereichs einer medizintechnischen Bildgebung mittels eines medizintechnischen Tomografiegeräts. Sie betrifft außerdem ein Erstellungssystem für denselben Zweck.
Als medizintechnische Tomografiegeräte werden beispielsweise Computertomografen (CT), Magnetresonanztomografen (MR), Angiografen, Einzelprotonenemissionscomputertomografen (SPECT) und Positronenemissionstomografen (PET) bezeichnet.
Bei heutigen bildgebenden Untersuchungen mithilfe medizintechnischer Tomografiegeräte ist der folgende Ablauf üblich:
Ein Patient bzw. ein Untersuchungsobjekt wird in einen Untersuchungsraum gebracht, wo er sich auf einer Patientenliege platziert bzw. dort vom Personal, also einem Benutzer des Tomografiegeräts, platziert wird.
Anschließend wird der Patient vom Personal beispielsweise mithilfe eines in das Tomografiegerät integrierten Lasermarkers auf einer Startposition positioniert.
Von einem dem Untersuchungsraum benachbarten Bedienraum wird dann die Durchführung einer Übersichtsaufnahme, eines sogenannten Topogramms, gestartet. Bei einer CT-Aufnahme beispielsweise wird hierzu mittels einer feststehenden Röntgenröhre mit Dauerstrahlung eine kontinuierliche Röntgen-Durchleuchtungsaufnahme erzeugt.
Auf dieser Durchleuchtungsaufnahme wird dann der Aufnahmebereich, die sogenannte Scanrange, geplant, die für den folgenden eigentlichen bildgebenden Scan, also für die Bildgebung die Start- und Endposition beschreibt. Diese Planung erfolgt also ausschließlich vom Bedienraum aus.
Mit diesem Procedere ist ein erheblicher Zeitaufwand für die Positionierung der Startposition des Topogramms verbunden. Der Patient wird meist durch mehrfaches Hin- und Herbewegen des Patiententischs mittels diverser Steuertasten auf die Startposition gefahren, ggf. muss er sich gar noch einmal selbst anders positionieren. Die Endposition des Scans kann überhaupt nicht bestimmt werden; sie wird dann erst in der Folge im Bedienraum vordefiniert eingestellt. Dabei kann es auch vorkommen, dass versehentlich eine zu kurze Scanlänge eingestellt wurde und das Topogramm nicht alle relevanten Körperregionen des Patienten umfasst.
Außerdem wird auf Basis des Topogramms und dessen Schwächungsinformationen auch die Dosismodulation der Röntgenstrahlung des bildgebenden Scans gesteuert. Es muss also sichergestellt sein, dass für eine solche Dosismodulation ausreichend Informationen vorhanden sind, da die notwendigen Informationen sonst nur indirekt aus dem Topogramm deduziert bzw. extrapoliert werden können oder lokal überhaupt keine Dosismodulation erfolgen kann. Letzteres bedeutet, dass der Patient an sich unnötigerweise mit einer erhöhten Strahlendosis gescannt wird.
Ein Lösungsansatz bei fehlenden Informationen aus Topogrammen besteht darin, einen weiteren Topogramm-Scan durchzuführen und dabei die Scanlänge des Topogramms zu vergrößern, was wiederum eine Aussetzung des Patienten mit unnötigerweise erhöhter Strahlung bedeuten würde. Alternativ kann ein zusätzlicher Topogramm-Scan nur der noch fehlenden Körperregion durchgeführt werden, um das ursprünglich aufgenommene Topogramm zu ergänzen. Hierbei wiederum kann es im letztlich resultierenden Topogramm jedoch zu Inkonsistenzen (beispielweise aufgrund von Bewegungen oder gar Umlagerungen des Patienten) kommen, so dass auch in diesem Ansatz ein Gefahrenpotenzial besteht, dass die darauffolgende Dosismodulation beim bildgebenden Scan nicht effizient durchgeführt werden kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Möglichkeit der einfachen und möglichst verlässlichen Einstellung eines Aufnahmebereichs einer medizintechnischen Bildgebung mittels eines medizintechnischen Tomografiegeräts bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und durch ein Einstellungssystem gemäß Anspruch 13 gelöst.
Erfindungsgemäß wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art mittels einer Anzahl optischer und/oder quasi-optischer Erfassungsmittel ein Bereich eines Patiententischs erfasst und auf Basis der dadurch generierten Erfassungsdaten eine Benutzereingabe eines Benutzers von Aufnahmebereichsdaten erfasst.
Optische Erfassungsmittel umfassen all jene Mittel, die im Betrieb eine Erfassung auf Basis elektromagnetischer Lichtwellen, insbesondere bevorzugt im sichtbaren Lichtwellenbereich, durchführen. Hierunter zählen insbesondere Kamera- und Laser-Erfassungssysteme. Als quasi-optische Erfassungsmittel werden all jene Mittel bezeichnet, die im Betrieb eine Erfassung durchführen, die in einem anderen als dem Lichtwellenbereich operieren, auf Basis derer optische Bilder rekonstruiert werden können. Hierzu zählen unter anderem Ultraschall-Erfassungsmittel. Bevorzugt sind die quasi-optischen Erfassungsysteme derart ausgebildet, dass sie im Wesentlichen keine für den Menschen direkt schädliche Strahlung (also Röntgen- oder radioaktive Strahlung) emittieren.
Als Bereich des Patiententischs wird insbesondere derjenige Raumbereich definiert, der oberhalb des Patiententischs liegt, d. h. der durch eine senkrechte Projektion des Patiententischs nach oberhalb des Patiententischs definiert ist. Dabei ist "oberhalb" des Patiententischs auf der Seite des Patiententischs, wo auch der Patient bestimmungsgemäßerweise gelagert wird. Dieser Bereich, bevorzugt auch ein Bereich seitlich um den Patiententisch, wird also optisch bzw. quasi-optisch erfasst, besonders bevorzugt mindestens der gesamte, durch die oben erwähnte Projektion definierte Bereich und/oder der Bereich, der in einer senkrechten Projektion nach oben des Umrisses des Patienten liegt. Der Bereich des Patiententischs kann insbesondere vom Untersuchungsbereich des Tomografiesystems, also einem Innenraum, etwa innerhalb einer Gantry, des Tomografiesystems abgegrenzt werden, in dem sich der Patient in der Regel nur zu Bidgebunszwecken befindet.
Mithilfe dieser optischen bzw. quasi-optischen Erfassung kann die Lage bzw. der Umriss bzw. ein Bild des Patienten erfasst werden und/oder Einwirkungen eines Benutzers in diesem Bereich. Die so generierten (quasi-)optischen Informationen dienen in der Folge und/oder im Rahmen der Erfassung der Benutzereingabe.
Die Erfassungsmittel können beispielsweise mit dem Tomografiegerät verbunden bzw. als Teil desselben in das Tomografiegerät integriert sein. Hierzu kann jedes Erfassungsmittel einzeln bzw. mehrere Erfassungsmittel im Verbund mit Verbindungsmitteln zur Verbindung mit dem Tomografiegerät ausgestattet sein. Die Erfassungsmittel können auch anderswo angeordnet sein, beispielsweise an einer Raumdecke bzw. Raumwand des Untersuchungsraums. Werden mehrere Erfassungsmittel verwendet, so können diese auch teilweise mit dem Tomografiegerät verbunden bzw. damit integriert sein, während andere Erfassungsmittel anderswo angeordnet sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet unter Anderem die Möglichkeit der Einstellung von Start- und/oder Endposition (bevorzugt von beiden) des Aufnahmebereichs auf Basis von belastbaren Daten, nämlich beispielsweise den Umrissen des Patienten und/oder von im Bereich des Patiententischs direkt vorgenommenen Markierungen durch einen Benutzer.
Erfindungsgemäß umfasst das eingangs erwähnte Einstellungssystem eine Anzahl optischer und/oder quasi-optischer Erfassungsmittel, die im Betrieb einen Bereich eines Patiententischs erfassen, wobei das Einstellungssystem so ausgebildet ist, dass es auf Basis von durch die Erfassungsmittel generierten Erfassungsdaten eine Benutzereingabe von Aufnahmebereichsdaten erfasst. Hierzu umfasst das Einstellungssystem bevorzugt eine Aufnahmebereichsdaten-Ableitungseinheit, die im Betrieb aus den Erfassungsdaten die Aufnahmebereichsdaten ableitet.
Die Erfindung betrifft auch ein medizintechnisches Tomografiegerät mit einer Aufnahmeeinheit und einem erfindungsgemäßen Einstellungssystem.
Insgesamt können ein Großteil der Komponenten zur Realisierung des Einstellungssystems in der erfindungsgemäßen Weise ganz oder teilweise in Form von Software-Modulen auf einem Prozessor realisiert werden.
Schnittstellen des Einstellungssystems müssen nicht zwangsläufig als Hardware-Komponenten ausgebildet sein, sondern können auch als Software-Module realisiert sein, beispielsweise wenn die Daten von einer bereits auf dem gleichen Gerät realisierten anderen Komponente, wie zum Beispiel einer Bildrekonstruktionsvorrichtung oder dergleichen, übernommen werden können, oder an eine andere Komponente nur softwaremäßig übergeben werden müssen. Ebenso können die Schnittstellen aus Hardware- und Software-Komponenten bestehen, wie zum Beispiel eine Standard-Hardware-Schnittstelle, die durch Software für den konkreten Einsatzzweck speziell konfiguriert wird. Außerdem können mehrere Schnittstellen auch in einer gemeinsamen Schnittstelle, beispielsweise einer Input-Output-Schnittstelle zusammengefasst sein.
Die Erfindung umfasst daher auch ein Computerprogrammprodukt, das direkt in einen Prozessor eines programmierbaren Einstellungssystems ladbar ist, mit Programmcode-Mitteln, um alle Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen, wenn das Programmprodukt auf dem Einstellungssystem ausgeführt wird.
Weitere besondere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich auch aus den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung. Dabei kann das Einstellungssystem auch entsprechend den jeweiligen abhängigen Ansprüchen zum Verfahren weitergebildet sein.
Bevorzugt erfolgt die Benutzereingabe auf Basis einer Bildaufnahme des – in diesem Falle optischen – Erfassungsmittels in Kombination mit einer Gestenerkennung. Unter einer solchen Gestenerkennung kann beispielsweise die Erkennung einer Benutzereingabe auf einem Touchscreen verstanden werden, wobei die Bildaufnahme auf diesem Touchscreen angezeigt wird. Mithilfe der Geste(n), beispielsweise eine einfachen Berührens eines Druckknopfs, insbesondere aber auch eines Erweiterns eines bestimmten Auswahlbereichs am Touchscreen, welcher Auswahlbereich den Aufnahmebereich repräsentiert, kann einfach und insbesondere intuitiv der gewünschte Aufnahmebereich festgelegt werden. Weitere Möglichkeiten der Gestenerkennung werden untenstehend näher beschrieben.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung werden die Erfassungsdaten auf einem Anzeigegerät ausgegeben – beispielsweise wie oben erläutert einem Touchscreen. Der Benutzer gibt dann die Aufnahmebereichsdaten über eine Eingabeschnittstelle ein. Die Erfassungsdaten werden dem Benutzer über das Anzeigegerät, beispielsweise einen Monitor angezeigt. Dabei kann das Anzeigegerät sowohl im Untersuchungsraum angeordnet sein als auch im Bedienraum. Als Eingabeschnittstelle kann beispielsweise eine Computermaus, ein Joystick, eine Touchpanel (Touchscreen), jedoch auch eine berührungslose Eingabeschnittstelle dienen. Auf Basis der ihm angezeigten Erfassungsdaten, die insbesondere bevorzugt solche Daten umfassen, die in der Anzeige auf dem Anzeigegerät einen Rückschluss für den Benutzer auf die Position und/oder den Umriss des Patienten zulassen, kann der Benutzer also seine Aufnahmebereichsdaten eingeben. Diese Eingabe wird ihm in der Folge bevorzugt direkt auf dem Anzeigegerät wiedergegeben.
In diesem Rahmen ist es bevorzugt, dass das optische Erfassungsmittel eine Kamera umfasst, wobei bevorzugt mithilfe der Anzahl an optischen Erfassungsmitteln ein dreidimensionales (3D-)Tiefeninformationsbild generiert wird. Eine solche Kamera, beispielsweise eine Fotokamera (die stehende Bilder generiert), bevorzugt jedoch eine Videokamera (die bewegte Bilder generiert) stellt somit eine Bildaufnahme des Patienten bzw. des Bereichs des Patiententischs bereit, auf Basis derer der gewünschte Aufnahmebereich sehr genau und mit einfacher Inaugenscheinnahme durch den Benutzer festgelegt werden kann. Diese Festlegung kann wiederum sowohl im Untersuchungsraum als auch im Bedienraum, beispielsweise an einem Kontrollmonitor (insbesondere des Tomografiesystems), erfolgen. Dabei arbeitet die Kamera bevorzugt mindestens auch im für Menschen sichtbaren Lichtwellenbereich. Bevorzugt ist außerdem eine Farbbilddarstellung auf Basis des durch die Kamera generierten Kamerabilds, was dem Benutzer nochmals weiter die Navigation erleichtert.
Dabei stellt die Generierung eines 3D-Tiefeninformationsbilds eine bevorzugte Möglichkeit dar, mithilfe derer der Benutzer ein plastisches Bild des Bereichs des Patiententischs zur Verfügung gestellt bekommt, wodurch er einfacher bei der Eingabe der Aufnahmebereichsdaten navigieren kann. 3D-Tiefeninformationen können beispielsweise durch eine einzelne 3D-Kamera und/oder durch eine Mehrzahl von Kameras, die an unterschiedlichen Positionen relativ zum Patiententisch angeordnet sind, generiert werden.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, die sowohl alternativ zur ersten Ausführungsform als auch ergänzend hierzu eingesetzt werden kann, erfolgt die Benutzereingabe auf Basis einer berührungslosen Gestenerkennung im Bereich des Patiententischs, wobei Gesten eines Benutzers durch die Anzahl optischer und/oder quasi-optischer Erfassungsmittel erfasst und in Folge (von einer Auswertungseinheit) ausgewertet, d. h. analysiert, werden. Dies bedeutet, dass sich der Benutzer im Untersuchungsraum, bevorzugt direkt neben dem Patienten am Patiententisch, befindet und während er die Position bzw. den Umriss des Patienten genau im Blick hat, den Aufnahmebereich anzeigt. Die Gestenerkennung nimmt diese Anzeige des Aufnahmebereichs auf – wiederum mit den oben erwähnten optischen bzw. quasi-optischen Erfassungsmitteln – und leitet hieraus die Aufnahmebereichsdaten ab. Dabei umfassen die Erfassungsmittel wiederum bevorzugt eine Kamera, besonders bevorzugt werden wie oben erwähnt auch in diesem Kontext (insbesondere kameratechnisch) 3D-Tiefeninformationen generiert.
Bevorzugt umfasst die Gestenerkennung eine Bewegungsdetektion von Extremitäten des Benutzers. Die Extremitäten umfassen insbesondere die Gliedmaßen, insbesondere die Arme und Hände (bzw. Teile hiervon, speziell die Finger) und den Kopf des Benutzers. Eine solche Bewegungsdetektion ist auch unter dem Stichwort "Motion-Tracking" bekannt. Geräte zum Motion Tracking von Fingerbewegungen werden zum Beispiel unter der Bezeichnung "Leap Motion Controller" von der Firma Leap Motion aus San Francisco, USA, vertrieben.
Es ist weiterhin besonders bevorzugt, dass die Benutzereingabe in demselben Raum erfolgt, in dem sich das medizintechnische Tomografiegerät befindet. Dies bedeutet, dass der Benutzer dort seine Benutzereingaben tätigt, wo das Tomografiegerät operiert. Dadurch ist sogar eine direkte Interaktion des Benutzers mit dem Tomografiegerät möglich. Ein Wechsel von diesem Raum in einen anderen zwecks der Benutzersteuerung ist also nicht notwendig und auch nicht gewünscht, außer zu Sicherheitszwecken, insbesondere dem Strahlenschutz.
Zusätzlich kann vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass mittels einer optischen Projektion, beispielsweise mithilfe eines Beamers oder eine Lichtquelle (auch etwa eines Lasers, zum Beispiel eines Fächerlasers), auf den Patiententisch ein aktuell eingestellter Aufnahmebereich angezeigt wird. Hierdurch erhält der Benutzer während der gestenerkennungsbasierten Eingabe des Aufnahmebereichs eine direkte Rückmeldung, welchen Aufnahmebereich das Einstellungssystem erfasst hat. Fehler bzw. Missverständnisse bei der Eingabe des Aufnahmebereichs können damit umgehend und unkompliziert direkt korrigiert werden.
Die Benutzereingabe mittels Gestenerkennung kann mehrere logische Teilschritte umfassen. Ein zentraler Teilschritt ist dabei eine Massangabe-Eingabe, bei der die Aufnahmebereichsdaten erfasst werden. Hierbei handelt es sich also um eine gestenbasierte Längen- und/oder Breitenangabe des Aufnahmebereichs in Relation zum Patiententisch und/oder Patienten, ggf. untermauert durch eine Höhenangabe. Diese Massangabe-Eingabe kann durch Erkennung einer oder mehrerer Extremitäten erfolgen, beispielsweise durch Anzeige der Startposition und der Endposition des Scans nacheinander mit derselben Hand bzw. demselben Arm oder durch gleichzeitige (oder auch zeitlich aufeinander abfolgend) durch unterschiedliche Extremitäten, beispielsweise beide Hände bzw. Arme.
Diesem Schritt vorgestellt, aber prinzipiell auch als Benutzereingabe alleine oder in Kombination mit anderen Benutzereingaben als der Massangabe-Eingabe, kann die Benutzereingabe eine Signaleingabe eines Eingabe-Initiationssignals umfassen, mit dem ein Beginn einer Angabe der Aufnahmebereichsdaten angezeigt wird. Ein solches Eingabe-Initiationssignal dient also der Initiierung des Beginns einer Massangabe des Aufnahmebereichs – wobei die Massangabe des Aufnahmebereichs nicht zwangsläufig, aber bevorzugt, ebenfalls gestenbasiert erfolgt. Mit dem Eingabe-Initiationssignal wird das Einstellungssystem sozusagen von einem Standby-Modus in einen Aufnahmemodus versetzt.
Analog hierzu kann nach eines Massangabe des Aufnahmebereichs vorgesehen sein, dass die Benutzereingabe eine Signaleingabe eines Bestätigungssignals umfasst, das vorher getätigte Benutzereingaben freigibt und/oder eines Löschsignals umfasst, das vorher getätigte Benutzereingaben, insbesondere zeitlich vor einem Bestätigungssignal, rückgängig macht. Mithilfe des Bestätigungs- bzw. des Löschsignals kann der Eingabevorgang der Massangabe somit abgeschlossen (bestätigt und zur Durchführung/Weiterverarbeitung freigegeben) bzw. noch einmal rückgängig gemacht werden.
Diese Art der Benutzereingabe ist analog zum Drücken einer "Enter"-Taste bzw. eines "Delete"-Taste am Rechner zu sehen. Es wird damit sichergestellt, dass kein fehlerhafter Input durch den Benutzer umgesetzt wird, ohne dass der Benutzer dies tatsächlich wollte. Außerdem ist es so möglich, die Umsetzung von durch die Benutzereingabe generierten Steuerbefehlen richtig zu timen. Im Rahmen der Erfindung, die ja potenziell ausschließlich auf berührungslosen Benutzereingaben basiert, bietet eine solche bestätigende abschließende Benutzereingabe bzw. die Bereitstellung einer Lösch-Funktion vor der Umsetzung der Steuerbefehle den Vorteil der erhöhten Prozesssicherheit und vor allem der Erhöhung des Vertrauens des Benutzers in das System. Hierdurch kann also die Akzeptanz der Benutzer für die neuartige berührungslose Steuerung erhöht werden.
Bezüglich des Eingabe-Initiationssignals und/oder des Bestätigungssignals ist vorzugsweise vorgesehen, dass diese auf Basis einer Anzahl vordefinierter Gesten erfolgen, die mittels der berührungslosen Gestenerkennung erfasst werden. Dies bedeutet, dass (auch) die Signale vor bzw. nach der Erfassung des Aufnahmebereichs gestenbasiert erfasst werden, was die gestenbasierte Erfassung insgesamt vereinfacht.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Eingabe-Initiationssignal und/oder das Bestätigungssignal auf Basis einer Anzahl von Signaleingaben erfolgt, die unabhängig von der berührungslosen Gestenerkennung erfasst wird. In diesem Falle dient also eine andere Erkennungslogik als die Gestenerkennung zur Erfassung der jeweiligen Signale. Hierdurch kann potenziell die Genauigkeit bzw. Verlässlichkeit des Gesamtablaufs der Benutzereingabe erhöht werden. Beispielsweise können die erwähnten Signale mithilfe einer berührungsbasierten Eingabe, etwa über Mausklick, Touchpanelberührung, Fußschalterbetätigung, Joysticksignal uvm., abgegeben werden.
Alternativ zur berührungsbasierten Eingabe der Signale kann die Anzahl von Signaleingaben mithilfe einer weiteren berührungslosen Benutzereingabe-Erkennungslogik, insbesondere einer Augenpositions- und/oder Bewegungserkennung und oder einer Erkennung von akustischen Signalen, insbesondere Sprachsignalen, des Benutzers erfasst werden.
Man kann sich also beispielsweise des sogenannten "Eye-Trackings" (Augendetektion) bedienen, einer Technologie, bei der die Augenposition (d. h. die Blickrichtung und/oder die Fokussierung eines menschlichen Auges) und/oder die Bewegung des Auges detektiert wird. Diese Technologie wird derzeit zur Aufmerksamkeitsforschung in der Werbung ebenso eingesetzt wie bei der Kommunikation mit schwerstbehinderten Menschen. Die Fixierung von Punkten (Fixation) im Raum ist ein willentlich steuerbarer Vorgang, wohingegen Augenbewegungen (Sakkaden) ballistisch und damit geradlinig sind und in der Regel nicht komplett absichtlich steuerbar. Sowohl die Fixierung von Punkten als auch die Augenbewegung kann heute mithilfe von Eye-Tracking ermittelt werden, und beide Informationskomponenten können für eine Benutzereingabeerkennung genutzt werden – die erstere beispielsweise als Wiedergabe willentlicher Prozesse, die letztere beispielsweise zur Verifikation solcher Willensbezeugung durch Untersuchung unterbewusster Reaktionen. Eye-Tracking-Geräte für Computer werden beispielsweise von der Firma Tobii aus Danderyd, Schweden, angeboten. Andere Eye-Tracking-Algorithmen sind prinzipiell jedoch auch verwendbar.
Akustische Signale können beispielsweise Klänge bzw. Geräusche umfassen, wie wir sie beispielsweise auch im täglichen Gebrauch der Lautsprache nutzen – etwa Laute zur Bejahung ("mhh") oder Verneinung ("ä – äh"), insbesondere umfassen sie jedoch Sprachsignale, die mithilfe von Spracherkennungs-Algorithmen als Benutzereingaben erkennbar gemacht werden können. Beispielsweise bietet die Firma Nuance aus Burlington, USA bietet unter dem Namen Dragon Naturally Speaking eine Spracherkennungs-Software an, die in diesem Rahmen genutzt werden kann. Andere Spracherkennungs-Algorithmen sind prinzipiell jedoch auch im Rahmen der Erfindung verwendbar.
Jede der Varianten hat ihre spezifischen Vorteile. Die Spracherkennung bietet den Vorteil, dass ein Benutzer nicht eigens ein "Vokabular" an Augenbewegungen erlernen muss, um Benutzereingaben zu machen, sondern dass er komplett intuitiv auf Basis seiner Sprache bzw. seiner Laute steuern kann: Der Spracherkennungs-Algorithmus erlernt stattdessen das Vokabular des Benutzer. Dagegen hat die Augenbewegungserkennung den Vorteil, dass Patienten während der Steuerung der Bildgebung (bzw. Bildwiedergabe) nicht durch Sprachinformationen des Benutzers irritiert werden oder sich gar selbst angesprochen fühlen.
Weiterführend kann vorgesehen sein, dass die Benutzereingabe im Rahmen der Gestenerkennung außerdem eine Auslösungseingabe zur Auslösung einer Durchführung einer Bildgebung durch das medizintechnische Tomografiegerät umfasst. Nach der Bestimmung des Aufnahmebereichs mittels Gestenerkennung kann die Gestenerkennung also auch noch dazu genutzt werden, die Bildgebung selbst zu initiieren.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Dabei sind in den verschiedenen Figuren gleiche Komponenten mit identischen Bezugsziffern versehen. Es zeigen:
1 ein schematisches Blockdiagramm zur Veranschaulichung zweier Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens,
2 eine perspektivische Ansicht eines medizintechnischen Tomografiegeräts gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
3 eine Frontalansicht eines Anzeigegeräts, wie es im Rahmen des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung verwendet werden kann,
4 eine perspektivische Ansicht eines medizintechnischen Tomografiegeräts gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
5 ein schematische Blockdiagramm zur Veranschaulichung von Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Tomografiegeräts.
1 zeigt schematisch den Ablauf zweier Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens Z zur Einstellung eines Aufnahmebereichs einer medizintechnischen Bildgebung mittels eines medizintechnischen Tomografiegeräts.
In einem ersten Schritt Y wird mittels optischer und/oder quasi-optischer Erfassungsmittel ein Bereich eines Patiententischs erfasst und hieraus Erfassungsdaten ED generiert. In einem zweiten Schritt X wird dann auf Basis der Erfassungsdaten ED eine Benutzereingabe eines Benutzers von Aufnahmebereichsdaten erfasst.
Der zweite Schritt kann gemäß zweier alternativer oder einander ergänzender Schrittvarianten X_a, X_b erfolgen.
Die erste Schrittvariante X_a sieht zwei Teilschritte X_a1, X_a2 vor. Im ersten Teilschritt X_a1 erfolgt dabei eine Ausgabe der Erfassungsdaten ED auf einem Anzeigegerät, beispielsweise einem Monitor. Im zweiten Teilschritt X_a2 gibt ein Benutzer dann die Aufnahmebereichsdaten über eine Eingabeschnittstelle ein.
Die zweite Schrittvariante X_b basiert auf einer Gestenerkennung von Gesten eines Benutzers und umfasst im hier dargestellten Ausführungsbeispiel drei Teilschritte X_b1, X_b2, X_b3. Der erste Teilschritt X_b1 umfasst eine gestenbasierte Signaleingabe X_b1 eines Eingabe-Initiationssignals, mit dem ein Beginn einer Angabe von Aufnahmebereichsdaten angezeigt wird. Der zweite Teilschritt X_b2 umfasst eine gestenbasierte Massangabe-Eingabe X_b2, bei der die Aufnahmebereichsdaten erfasst werden, und der dritte Teilschritt X_b3 umfasst eine ebenfalls gestenbasierte Signaleingabe X_b3 eines Bestätigungssignals, das die vorher getätigten Benutzereingaben X_b1, X_b2 freigibt. Alternativ umfasst der dritte Teilschritt X_b3 eine ebenfalls gestenbasierte Signaleingabe eines Löschsignals, das die vorher getätigten Benutzereingaben rückgängig macht.
Anhand der 2 und 3 werden die Schritte der ersten Schrittvariante X_a näher erläutert: In einem Untersuchungsraum R befindet sich ein medizintechnisches Tomografiesystem 25, hier ein CT-Gerät 25 mit einer Aufnahmeeinheit 1, die eine Gantry 3 umfasst, die einen innerhalb der Gantry 3 befindlichen Untersuchungsbereich 5 umschließt. Ein Patient P wird auf einem Patiententisch 7 des CT-Geräts 25 gelagert. Mithilfe einer 3D-Kamera 9 wird ein Erfassungsbereich 11 im Bereich des Patiententischs 7, d. h. im Speziellen oberhalb des Patiententischs 7 so erfasst, dass die 3D-Kamera 9 ein 3D-Tiefeninformationsbild, beispielsweise ein Videobild oder ein statisches Bild, generiert. Ein Benutzer B lagert den Patienten P bestimmungsgemäß auf der Oberseite des Patiententischs 7.
Aus der Erfassung mittels der 3D-Kamera 9 wird also ein Bild des Patienten P auf dem Patiententisch 7 generiert, das in der Folge – hierzu siehe 3 – auf einem Anzeigegerät 13, hier einem Computermonitor 13 dem Benutzer B angezeigt wird. Dort ist im unteren Bildbereich des Computermonitors 13 ein Bedienmenü 15 angezeigt und oben links das Bild des Patienten P. Mithilfe des Ziehens eines Rahmens 17 wird der Aufnahmebereich A vom Benutzer definiert. Dieser Aufnahmebereich A wird bei der Erstellung des Topogramms des Patienten P und/oder bei einem darauffolgenden CT-Scan (insbesondere mit Dosismodulation) aufgenommen.
Anhand von 4 werden die Schritte der zweiten Schrittvariante X_b näher erläutert: Hier wird analog zur 2 ein Patient P auf einem Patiententisch 7 gelagert. Gleiche Bezugszeichen wie in 2 werden hier der Übersichtlichkeit nicht nochmals eigens erwähnt – sie beziehen sich auf dieselben Funktionseinheiten wie in 2. Statt der 3D-Kamera 9 in 2 wird bei dieser Schrittvariante X_b ein Gestenerkennungssystem 19 verwendet (welches jedoch üblicherweise ebenfalls eine Kamera, nämlich eine 3D-Videokamera, bzw. mehrere (Video-)Kameras umfasst, sowie eine Gestenerkennungsauswertungseinheit). Der Benutzer B zeigt mit seinen beiden Armen 21a, 21b eine Erstreckung des gewünschten Aufnahmebereichs A an. Die Position seines linken Arms korrespondiert dabei mit der Endposition des gewünschten Aufnahmebereichs A, die Position seines rechten Arms mit der Startposition des gewünschten Aufnahmebereichs A.
Der Ablauf der gestenerkennungsbasierten Schrittvariante X_b kann wie folgt ausgeführt sein: Das Gestenerkennungssystem 19 umfasst eine (3D-)Kamera, die dazu genutzt werden kann, unterschiedliche Höhenlagen im Bereich des Patententischs 7 zu erfassen und geometrische Verzeichnungen zu korrigieren. Die so generierten Bildinformationen der Kamera werden in einer Gestenerkennungsauswertungseinheit dazu genutzt, Gesten, beispielsweise Hand- und/oder Armgesten des Benutzers mittels dezidierter Gestenerkennungs-Algorithmen zu erfassen. Der Benutzer kann mittels solcher Gesten (ähnlich einem Zollstock) die Start- und Endposition des Aufnahmebereichs A anzeigen und so einstellen. Hierbei werden bevorzugt nur die vorab als maßgeblich definierten Gliedmaßen des Benutzers analysiert, besonders bevorzugt auch nur im Bereich des Patiententischs 7. Weitere Gesten (zum Beispiel von anderen Gliedmaßen des Benutzer und/oder von anderen Personen – beispielsweise des Patienten P – und/oder außerhalb des Bereichs des Patiententischs 7) werden bevorzugt nicht erfasst bzw. gefiltert/ignoriert, um Fehlsteuerungen zu vermeiden.
Der Patient P wird also auf dem Patiententisch 7 gelagert. Sodann legt der Benutzer den Aufnahmebereich A mittels Gesten fest. Um Fehlgesten zu vermeiden, ist bevorzugt eine bestimmte Anzahl von vordefinierten Gesten kodiert – etwa ein Drehen der Hände des Benutzers B und/oder ein Verharren der Arme 21a, 21b bzw. Hände des Benutzers B in einer Position für eine bestimmte Zeit.
Gemäß einer Weiterbildung dieser Schrittvariante wird nach Abschluss der Gestenerkennung, d. h. nach Abschluss der Einstellung des Aufnahmebereichs A, keine Neueinstellung des Aufnahmebereichs A mehr durchgeführt, außer der Benutzer entfernt seine Arme aus dem Bereich des Patiententischs 7 bzw. aus dem Erfassungsbereich des Gestenerkennungssystems 19 und führt sie danach nochmals ein.
5 zeigt in einem schematischen Blockdiagramm ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Tomografiegeräts 25 mit einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Einstellungssystems 27. Das Tomografiegerät 25 umfasst außerdem einen Patiententisch 7 (der prinzipiell auch unabhängig vom Tomografiegerät 25 ausgebildet sein kann), eine Aufnahmeeinheit 1 und eine Beleuchtungseinheit 33 (die prinzipiell ebenfalls unabhängig vom Tomografiegerät 25 ausgebildet sein kann).
Das Einstellungssystem 27 umfasst eine Anzahl optischer und/oder quasi-optischer Erfassungsmittel 9, 19, also beispielsweise die oben näher beschriebene 3D-Kamera bzw. das oben näher erläuterte Gestenerkennungssystem 19, eine Eingabe- und/oder Auswertungseinheit 29 und eine Ausgangsschnittstelle 31.
Mithilfe der Erfassungsmittel 9, 19 wird ein Bereich 7a des Patiententischs 7 erfasst. Als Eingabeeinheit 29 kann beispielsweise eine Computermaus oder ein anderes berührungsbasiertes und/oder berührungslos arbeitendes Eingabemedium verwendet werden, so dass die Eingabeeinheit 29 der Eingabe im Rahmen der ersten Schrittvariante X_a dienen kann. Ist die Einheit 29 eine Auswertungseinheit 29, so dient sie beispielsweise als Gestenerkennungsauswertungseinheit im Rahmen der Schrittvariante X_b. In jedem Falle ist die Eingabe- und/oder Auswertungseinheit 29 als Generierungseinheit 29 zur Generierung von Aufnahmebereichsdaten ABD ausgebildet, welche Aufnahmebereichsdaten ABD den Aufnahmebereich A repräsentieren. Über die Ausgangsschnittstelle 31 werden die Aufnahmebereichsdaten ABD an die Aufnahmeeinheit 1 des Tomografiegeräts 25 weitergegeben sowie optional an die Beleuchtungseinheit 33. Auf Basis der Aufnahmebereichsdaten ABD führt die Aufnahmeeinheit 1 eine medizintechnische Bildgebung genau im zuvor bestimmten Aufnahmebereich A durch. Die Beleuchtungseinheit 33 kann zusätzlich durch Lichtprojektion auf den Bereich 7a des Patiententischs 7 dem Benutzer den festgelegten Aufnahmebereich A anzeigen.
Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei dem vorhergehend detailliert beschriebenen Verfahren sowie bei den dargestellten Vorrichtungen lediglich um Ausführungsbeispiele handelt, welche vom Fachmann in verschiedenster Weise modifiziert werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Weiterhin schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein“ bzw. „eine“ nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können.

Claims

Verfahren (Y) zur Einstellung eines Aufnahmebereichs (A) einer medizintechnischen Bildgebung mittels eines medizintechnischen Tomografiegeräts (25), bei dem mittels einer Anzahl optischer und/oder quasi-optischer Erfassungsmittel (9, 19) ein Bereich (7a) eines Patiententischs (7) erfasst wird und auf Basis der dadurch generierten Erfassungsdaten (ED) eine Benutzereingabe eines Benutzers (B) von Aufnahmebereichsdaten (ABD) erfasst wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Benutzereingabe auf Basis einer Bildaufnahme des optischen Erfassungsmittels in Kombination mit einer Gestenerkennung erfolgt.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungsdaten (ED) auf einem Anzeigegerät (13) ausgegeben werden und der Benutzer (B) die Aufnahmebereichsdaten (ABD) über eine Eingabeschnittstelle eingibt.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Erfassungsmittel (9) eine Kamera (9) umfasst, wobei bevorzugt mithilfe der Anzahl an optischen Erfassungsmitteln (9, 19) ein 3D-Tiefeninformationsbild generiert wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Benutzereingabe auf Basis einer berührungslosen Gestenerkennung im Bereich (7a) des Patiententischs (7) erfolgt, wobei Gesten eines Benutzers (B) durch die Anzahl optischer und/oder quasi-optischer Erfassungsmittel (9, 19) erfasst und ausgewertet werden.
Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Benutzereingabe in demselben Raum (R) erfolgt, in dem sich das medizintechnische Tomografiegerät (25) befindet.
Verfahren gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer optischen Projektion (Licht, Laser o.ä.) auf den Patiententisch (7) ein aktuell eingestellter Aufnahmebereich angezeigt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Benutzereingabe eine Signaleingabe (X_b1) eines Eingabe-Initiationssignals umfasst, mit dem ein Beginn einer Angabe der Aufnahmebereichsdaten (ABD) angezeigt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Benutzereingabe eine Signaleingabe (X_b3) eines Bestätigungssignals umfasst, das vorher getätigte Benutzereingaben freigibt und/oder eines Löschsignals umfasst, das vorher getätigte Benutzereingaben, insbesondere zeitlich vor einem Bestätigungssignal, rückgängig macht.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingabe-Initiationssignal und/oder das Bestätigungssignal auf Basis einer Anzahl vordefinierter Gesten erfolgt, die mittels der berührungslosen Gestenerkennung erfasst werden.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingabe-Initiationssignal und/oder das Bestätigungssignal auf Basis einer Anzahl von Signaleingaben erfolgt, die unabhängig von der berührungslosen Gestenerkennung erfasst wird.
Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl von Signaleingaben mithilfe einer weiteren berührungslosen Benutzereingabe-Erkennungslogik, insbesondere einer Augenpositions- und/oder Bewegungserkennung und oder einer Erkennung von akustischen Signalen, insbesondere Sprachsignalen, des Benutzers (B) erfasst wird.
Einstellungssystem (27) zur Einstellung eines Aufnahmebereichs einer medizintechnischen Bildgebung mittels eines medizintechnischen Tomografiegeräts (25), umfassend eine Anzahl optischer und/oder quasi-optischer Erfassungsmittel (9, 19), die im Betrieb einen Bereich (7a) eines Patiententischs (7) erfassen, wobei das Einstellungssystem so ausgebildet ist, dass es auf Basis von durch die Erfassungsmittel (9, 19) generierten Erfassungsdaten (ED) eine Benutzereingabe von Aufnahmebereichsdaten (ABD) erfasst.
Medizintechnisches Tomografiegerät (25) mit einer Aufnahmeeinheit (1) und einem Einstellungssystem (27) gemäß Anspruch 13.
Computerprogrammprodukt, das direkt in einen Prozessor eines programmierbaren Einstellungssystems (27) ladbar ist, mit Programmcode-Mitteln, um alle Schritte eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 auszuführen, wenn das Programmprodukt auf dem Einstellungssystem (27) ausgeführt wird.