DE102014226756A1

DE102014226756A1 - Bildgebungsanordnung sowie Verfahren zum Positionieren eines Patienten in einer Bildgebungsmodalität

Info

Publication number: DE102014226756A1
Application number: DE102014226756.0A
Authority: DE
Inventors: Johann Uebler; Christoph Braun
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2014-12-22
Filing date: 2014-12-22
Publication date: 2016-03-03
Also published as: US20160174930A1; CN105708485A; KR20160076487A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bildgebungsanordnung mit einer Bildgebungsmodalität, einer Steuerungseinrichtung, einer verfahrbaren Patientenliege und einer Positioniervorrichtung, wobei die Positioniervorrichtung wenigstens eine optische Bildaufnahmevorrichtung zur Aufnahme wenigstens eines fotorealistischen Bildes der Patientenliege umfasst. Wenigstens eine Positionierungsinformation wird mit Bezug auf ein an der Anzeigevorrichtung (6) dargestellten Bildes der Patientenliege (3) und eines ggf. darauf positionierten Patienten (4) eingegeben. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Positionieren eines Patienten in einer Bildgebungsmodalität.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bildgebungsanordnung mit einer Bildgebungsmodalität, einer Steuerungseinrichtung, einer verfahrbaren Patientenliege und einer Positioniervorrichtung.
Soll eine radiologische Untersuchung zum Beispiel mit einem Computertomographen (CT) durchgeführt werden, muss der zu untersuchende Körper/Organbereich sorgfältig ausgewählt und auf den diagnostisch notwendigen Bereich eingeschränkt werden, um unnötige Strahlungsexposition zu vermeiden. Heute übliches Verfahren ist, den Startpunkt einer geplanten Untersuchung (diagnostischer Scan) mittels eines in der Scanebene befindlichen Laser-Lichtvisiers festzulegen. Dabei wird der auf der CT-Liege befindliche Patient mittels Liegenbewegung in den Tunnel des CT Geräts gefahren, bis der Lichtstreifen des Laserlichtvisiers mit dem gewünschten Startpunkt des Untersuchungsbereichs zur Deckung kommt. Bei Magnetresonanzuntersuchungen wird diese Anvisierung außerhalb des Tomographen vorgenommen und der Patient danach soweit in den Tunnel des Tomographen verfahren, dass der ausgewählte Untersuchungsbereich im Zentrum des Tomographen liegt.
Die Justierung der Liegenposition selbst erfolgt typischerweise über manuelle Betätigung von Steuerelementen zum Verfahren der Liege in Liegenlängsrichtung bzw., falls vorgesehen, in vertikaler Richtung.
Die Anzeige des Lichtstreifens auf dem Patienten in der Gantry ist hier das einzige visuelle Feedback für die planende Person. Das Wissen um die zu planende Untersuchung und deren im Scanprotokoll festgelegten Parameter (Körperregion/Organ, Startposition, Scanrichtung und Länge) sind hier typischerweise eine verbale Kommunikation im Team und/oder eine Gedächtnisleistung der positionierenden Untersuchungserson.
Die Korrektheit dieser Positionierarbeit wird erst sichtbar, wenn der Scan ausgelöst wurde und das Resultat als einlaufendes Topogramm oder als anatomische Abfolge von Echtzeitbildern auf dem Monitor sichtbar wird.
Bei den bekannten Vorgehensweisen besteht das Problem, dass die Positionierung nicht an der Konsole durchgeführt werden kann, wo das Wissen um die zu planende Untersuchung und das festgelegte Scan Protokoll verfügbar sind, sondern direkt an der Liege im Untersuchungsraum. Weiterhin ist die Positioniermethode ungenau, wenn die Position des Lichtstreifens des Laserlichtvisiers von außerhalb des Tunnels aus der Entfernung geschätzt werden muss. Eine Kontrolle der Positionierung erfolgt erst durch den Scan selbst, wodurch also im Fall eines CT-Geräts bereits Röntgenstrahlen vom Patienten aufgenommen werden.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bildgebungsmodalität und ein entsprechendes Positionierungsverfahren anzugeben, die eine verbesserte Positionierung erlauben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Bildgebungsanordnung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 12 gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise auf der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Bei der Erfindung wird die Position der Patientenliege durch eine optische Bildaufnahmeeinrichtung erfasst. Dabei handelt es sich vorzugsweise um eine 2D-Kamera (Foto- oder Videokamera). Die Bildaufnahmevorrichtung ist so aufgestellt, dass sie ein Bild der Oberseite der Liege (ggf. mit darauf liegenden Patienten) aufnimmt. Durch die Erfindung wird eine fotorealistische graphische Planung z.B. mit Start- und Endpunkt des Untersuchungsbereichs in Zusammenwirken mit einem aktuellen zweidimensionalen (2D) Foto- oder Videobild des Patienten auf der Patientenliege ermöglicht. Die Darstellung und Planung kann mit einer Anzeigevorrichtung, z.B. mit einem geeigneten Touchscreen an der Gantry oder einem beliebigen anderen interaktionsfähigen graphischen Eingabesystem lokal (an oder in Sichtweite der Bildgebungsanordnung) oder remote (an der Konsole, z.B. in einem Kontrollraum) erfolgen. Nach erfolgter Planung und Anpassung kann der Patient z.B. mittels eines einzigen Bewegungskommandos direkt auf die am Bild des Patienten auf der Liege geplante Zielposition gefahren werden.
Bei der Bildaufnahmevorrichtung handelt es sich bevorzugt um eine (einzige) 2D-Digitalkamera (Foto- oder bevorzugt Videokamera), so dass diese lediglich zweidimensionale, keine dreidimensionalen Bilder liefert. Damit ist eine Positionierung im 3D-Raum eigentlich nicht möglich, jedoch wird dies Problem vorzugsweise dadurch überwunden, dass die Positioniervorrichtung derart kalibriert ist, dass jeder Punkt auf der Oberseite der Patientenliege auf dem fotorealistischen Bild einer Position entlang der Längsrichtung bzw. einer Position auf der Oberfläche der Patientenliege zuordenbar ist. Eine Zuordnung zu einer Position in Querrichtung der Liege kann vorgesehen sein, ist jedoch bei CT-Geräte nicht entscheidend, da der Untersuchungsbereich sich stets über die gesamte Scanebene erstreckt, die senkrecht zur Liegenlängsrichtung ausgerichtet ist. Bei Magnetresonanztomographen hingegen kann der Untersuchungsbereich (Field of View) kleiner sein und eine Positionierung in beide Richtungen auf der Liegenoberfläche notwendig sein.
Die Positionierungsinformation (z.B. Start- und Endpunkt einer Untersuchung) werden daher vorzugsweise mit Bezug auf das Bild der Patientenliege eingegeben, wobei die Untersuchungsperson sich z.B. an den Bereichen orientiert, die nicht vom Patienten oder dessen Kleidung verdeckt sind.
Die Planung am Bild setzt eine eindeutigen Koordinatentransformation voraus, d.h. ein Pixel im Planungsbereich (auf dem Bild der Patientenliege) muss eindeutig ins Koordinatensystem der Bildgebungsmodalität transformiert werden – vereinfacht ausgedrückt, es muss berechenbar sein, welches Pixel des dargestellten Bildes welcher Liegenkoordinate entspricht. Die Liegenkoordinate wiederum ist bekannt, wenn absolute Positionsgeber für die Liegenposition in der Bildgebungsanordnung verwendet werden und die Bildaufnahmevorrichtung ortsfest angeordnet ist.
Für eine leere und definierte Liegenoberfläche ist die Koordinatentransformation möglich, wenn Abmaß, Oberfläche und Position der leeren Liege im einem funktionsfähigen System zu jedem Zeitpunkt bekannt sind und somit berechenbar ist, welcher Raumkoordinate ein Pixel der Liegenoberfläche entspricht. Befindet sich jedoch ein beliebiges dreidimensionales Objekt (Patient) auf der Liege, wäre eine dreidimensionale Erfassung der veränderten Objektoberfläche Voraussetzung, um im Bereich des auf der Liege befindlichen dreidimensionalen Objekts eine solche Transformation durchführen zu können. Die Erfindung löst dieses Problem dadurch, dass die Planung anhand der zweidimensionalen Liegenoberfläche erfolgt. Zur Erleichterung der Eingabe der Positionierungsinformationen wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform die Positionierungsinformation mit Bezug auf einen Bereich des Bildes der Patientenliege eingegeben, der nicht vom Patienten verdeckt ist, insbesondere mit Bezug auf den Liegenrand.
Dadurch können kostengünstige 2D (Video-)Kameras eingesetzt werden, um eine graphische Planung eines Untersuchungsbereiches basierend auf einer foto-realistischen Abbildung des Patienten auf der Liege an einem geeigneten Display durchzuführen zu können.
Gegebenenfalls wird die Relativposition der Patientenliege im Vergleich zur Bildgebungsmodalität für jede Bildgebungsanordnung einmalig kalibriert. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird dies durch eine geeignete zweidimensionale geometrische Struktur (z.B. ein Schachbrettmuster) erreicht, welche an genau definierter Stelle auf der Oberfläche der leeren Liege angeordnet wird. Daraufhin wird durch die Bildaufnahmevorrichtung ein Bild oder Video aufgenommen und mittels eines geeigneten Algorithmus, welcher die geometrische Struktur auf dem Bild/Video erkennt, eine Verbindung von Bild- bzw. Videopixel zu Liegenkoordinate hergestellt. Vorteilhafterweise muss dies nur einmal pro Installation einer Bildgebungsanordnung durchgeführt werden bzw. nur bei Versetzen der Kamera an eine andere Position wiederholt werden. Dabei ist es zudem vorteilhaft, wenn die Positionserfassung der Patientenliege mit einem absoluten Positionsgeber versehen sind, so dass die Verbindung Bild-/Videopixel – Liegenkoordinate – Systemkoordinatensystem der Bildgebungsanordnung, z.B. CT, nur einmalig kalibriert werden muss und die Position der Liege bzw. der relevanten Punkte der Liegenoberfläche im System stets bekannt sind.
Dies gilt auch für Bildgebungsanordnungen, bei denen die Höhe der Patientenliege verstellbar ist. Aufgrund der absoluten Positionsgeber ist die Höhe der Liegenoberfläche relativ zu der kalibrierten Position bzw. die absolute Distanz zur Bildaufnahmevorrichtung bekannt. Daraus kann z.B. durch Anwendung des Strahlensatzes eine Abbildungsvorschrift ermittelt werden, die jeden Pixel auf dem Bild/Video eine Position auf der Liegenoberfläche zuordnet. Die Erfindung wird bevorzugt jedoch bei Bildgebungsanordnungen ohne vertikale Liegenverstellung angewendet.
Vorzugsweise kann wenigstens einem mit der Bildaufnahmevorrichtung aufgenommenen Bild der Patientenliege wenigstens eine Positionsmarkierung überlagerbar sein. Hierbei wird die Positionsmarkierung rein virtuell dargestellt, indem sie der Darstellung der Patientenliege an der Anzeigevorrichtung überlagert wird. Dies bietet den Vorteil, dass sie immer erkennbar ist, während bspw. die Kleidung des Patienten eine optische Positionsmarkierung bedecken kann. Auch kann die Ausgestaltung der Positionsmarkierung beliebig geändert werden, wodurch sie an die Bedürfnisse einer Untersuchungsperson anpassbar ist. Besonders bevorzugt wird ein virtueller Streifen des Liegenrands links und rechts per Computergraphik eingeblendet. Dieser virtuelle Seitenstreifen ist per Definition dem leeren Liegenrand entsprechend und somit hinsichtlich seiner Koordinaten wie eine vollkommen leere Liege definiert und berechenbar. Bevorzugt ist der virtuelle Streifen bei Bedarf ein/ausblendbar. Ferner ist die Positionsmarkierung bevorzugt in Längsrichtung gerastert, z.B. in cm-Schritten. Die Ausrichtung der Streifen des Rasters ist dabei bevorzugt parallel zur Scanebene der Bildgebungsmodalität.
Die eingeblendeten virtuellen Positionsmarkierungen z.B. an den Liegenrändern können dann vorteilhaft verwendet werden, um eine Planung des Untersuchungsbereichs durchzuführen. Dazu kann die Untersuchungsperson z.B. einfach den erwünschten Untersuchungsbereich interaktiv markieren (z.B. links oder rechts) und die Richtung, also Start und Zielkoordinate über z.B. einen interaktiven Bereichsbalken definieren und nach Bedarf anpassen. Für die Korrektheit dieses Verfahrens ist es wichtig, dass die Definition des Untersuchungsbereichs nur auf den eingeblendeten virtuellen Seitenrändern erfolgt, da nur hier sicher gestellt ist, dass die Koordinaten immer eindeutig definiert sind und nicht durch Gegenstände auf der Liege beeinflusst werden können. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Bild im markierten Untersuchungsbereich farbig angezeigt, während der Rest des Bildes außerhalb des markierten Untersuchungsbereichs schwarz-weiß dargestellt wird.
Das Problem fehlender Rückkopplung hinsichtlich korrekter Planung (gemäß Scanprotokoll) kann u.a. auch dadurch gelöst werden, dass bei geladenem Scan- bzw. Untersuchungsprotokoll die darin festgelegten Untersuchungsparameter wie Scanrichtung und -länge, Untersuchungsbereich (Field of View), sowie ausgewählte Körperregion/Organ und Untersuchungsart an der Anzeigevorrichtung angezeigt werden. Zusätzlich können bereits während der aktiven Planungsphase des Untersuchungsbereichs Hinweise auf Unstimmigkeiten wie falsche Scanrichtung oder Überschreiten der möglichen Scanlänge oder -position angezeigt werden. Es kann also anhand eines mit der Bildaufnahmevorrichtung aufgenommenen Bildes eine Kontrolle der eingestellten Aufnahmeparameter durchführbar sein. Vorteilhafterweise kann bei Erkennen einer unzulässigen eingegebenen Positionsinformation eine Fehlermeldung ausgebbar sein.
Als unzulässige Aufnahmeparameter können insbesondere eine falsche Scanrichtung und/oder das Überschreiten eines zulässigen Untersuchungsbereichs ausgebbar sein. Weiterhin kann in Abhängigkeit des geladenen Scan- oder Untersuchungsprotokolls auch überprüft werden, ob die Positionierung des Patienten für das zu untersuchende Organ optimiert ist. Hat sich die Untersuchungsperson bei der manuellen Eingabe des Untersuchungsbereichs geirrt, sei es aus mangelnder Erfahrung oder Konzentrationsmangel, wird die Positions-Eingabe auch in dieser Hinsicht kontrolliert. Es ist also noch vor Auslösung der Strahlung eine Überprüfung und ggf. eine Anpassung der Planung möglich.
Die Bildaufnahmeeinrichtung ist vorzugsweise so angeordnet, dass sie einen Bereich vor oder hinter der Bildgebungsmodalität erfasst. Sie kann an oder über der Bildgebungsmodalität angeordnet sein, z.B. an der Decke befestigt oder bei einem CT-Gerät an der Gantry.
Vorzugsweise kann ein auf der Patientenliege positionierter Patient erfassbar sein. Dann kann auch die Position des Patienten relativ zur Patientenliege sowie die Position der Patientenliege im Vergleich zur Bildgebungsmodalität erfasst werden. Dies lässt insgesamt einen Rückschluss auf die Position des Patienten relativ zur Bildgebungsmodalität zu.
Mit besonderem Vorteil kann die Positioniervorrichtung einen Speicher und eine Anzeigevorrichtung aufweisen, wobei wenigstens eine Positionierungsinformation anhand eines an der Anzeigevorrichtung dargestellten Bildes der Patientenliege und/oder des Patienten eingebbar ist. Durch die Eingebbarkeit der Positionierungsinformation mittels der Anzeigevorrichtung ist eine sehr exakte und reproduzierbare Positionierung möglich. Auch kann die Positionierungsinformation abgespeichert werden und steht so für Kontrollen der durchgeführten Untersuchung zur Verfügung.
Vorteilhafterweise kann die Anzeigevorrichtung als Touchscreen-Vorrichtung ausgebildet sein und eine Positionierungsinformation durch Berührung der Anzeigevorrichtung eingebbar sein. Die Anzeigevorrichtung kann also als Tablet oder Ultrabook, ein Notebook mit Touchscreen, ausgebildet sein. Alternativ ist es selbstverständlich möglich, die Eingabe der Positionierungsinformation an einem beliebig ausgestalteten Rechner mit einer Maus oder mittels Tastatureingaben, bspw. mit Pfeiltasten, einzugeben. Es ist auch jedes andere interaktive Graphiksystem verwendbar.
Vorteilhaferweise kann die Anzeigevorrichtung an der Bildgebungsmodalität angeordnet sein. Alternativ kann die Anzeigevorrichtung in einem Kontrollraum, z.B. an einer Konsole von der aus die Bildgebungsmodalität gesteuert wird, angeordnet sein. Bei der letztgenannten Anordnung muss die Untersuchungsperson nicht im Untersuchungsbereich anwesend sein, vielmehr kann nach dem Ablegen des Patienten auf der Patientenliege die gesamte Untersuchung von einem Kontrollraum aus durchgeführt werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann an der Patientenliege wenigstens eine optische und/oder modalitätsspezifische physische (nicht virtuelle) Positionsmarkierung angeordnet sein. Die optische Positionsmarkierung kann als Raster am Rand der Patientenliege ausgestaltet sein. Die Liegenränder können aber auch mit Gittern oder anderen visuell erfassbaren Darstellungen versehen sein. Bei einer modalitätsspezifischen physischen Positionsmarkierung kann es sich bei einem Computertomographen um ein metallisches Element und bei einer Magnetresonanzanlage um ein wassergefülltes Volumen handeln. Es wird also in einem Bild der Bildgebungsmodalität ein geometrisch abgegrenzter Bereich erzeugt, der kein oder überdurchschnittlich viel Signal erzeugt und sich dadurch vom Rest des Bildes abhebt. Bevorzugt ist die modalitätsspezifische Positionsmarkierung auch eine optische Positionsmarkierung. Dann kann ein Abgleich des Bildes der Bildaufnahmeeinrichtung und eines Bildes der Bildgebungsmodalität stattfinden.
Bevorzugt kann die Bildgebungsmodalität als Computertomographievorrichtung ausgebildet sein. Allgemeiner oder alternativ kann die Vorrichtung als Bildgebungsmodalität mit hohlzylindrischer Patientenaufnahme ausgebildet sein, z.B. eine Magnetresonanzanlage, PET- oder SPECT-Anlage.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auch gelöst mit einem Verfahren zur Positionierung einer einen Patienten tragenden Patientenliege einer Bildgebungsmodalität. Dieses umfasst die Schritte:

– Ablegen eines Patienten auf einer Patientenliege,
– Aufnahme wenigstens eines Bildes des Patienten,
– Darstellung des Bildes an einer Anzeigevorrichtung,
– Eingabe wenigstens einer Positionsinformation in Abhängigkeit des Bildes, und
– Positionierung des Patienten durch Verfahren der Patientenliege in die Bildgebungsmodalität anhand der Positionsinformation.

Danach wird vorzugsweise die die Untersuchung bzw. der Scan gemäß den eingegebenen Positionsinformationen durchgeführt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens korrespondieren zu entsprechenden Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Bildgebungsmodalität. Zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen wird somit auf die entsprechenden Vorrichtungsmerkmale und deren Vorteile verwiesen.
Vorzugsweise kann ein Betätigungsknopf zum Bewegen der Patientenliege vorhanden sein und die Patientenliege durch eine vorgegebene Betätigungsbewegung des Betätigungsknopfes bewegt werden. Bspw. kann ein einmaliges Antippen des Betätigungsknopfes ausreichen, um die Patientenliege anhand der eingegebenen Positionsinformation in die Scan-Anfangsposition (Zielposition) zu verfahren.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird während des Verfahrens der Liege in die Scan-Anfangsposition auf der Anzeigevorrichtung ein von der Bildaufnahmevorrichtung augenommener Life-Videostream eingeblendet, um die der Untersuchungsperson abgewandte Seite der Liege (abgewandte Patientenseite) im Display sichtbar zu machen, um ggf. hinsichtlich klemmender Schläuche oder Kabel in der Liegen-Bewegungsfuge einschreiten zu können. Nach erreichter Zielposition erscheint bevorzugt das bei Bewegungsbeginn eingefrorene Patientenbild für ggf. weiter Aktionen, z.B. Planung und Positionierung weiterer Untersuchungen.
Die Implementierung der vorgenannten Verfahren in der Steuervorrichtung kann dabei als Software oder aber auch als (fest verdrahtete) Hardware erfolgen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Besonderheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung.
Dabei zeigen
1 eine Computertomographievorrichtung,
2 ein erstes Bild,
3 ein zweites Bild,
4 ein drittes Bild,
5 ein viertes Bild,
6 ein fünftes Bild, und
7 ein Ablaufschema.
1 zeigt eine Bildgebungsanordnung 1 mit einer eine hohlzylindrische Patientenaufnahme aufweisenden Computertomographievorrichtung 2. In die Computertomographievorrichtung 2 ist eine Patientenliege 3, auf der ein Patient 4 gelagert ist, verfahrbar. Über der Patientenliege 3 ist eine Digitalkamera 5 ortsfest angeordnet, z.B. an der Decke befestigt, mit der ein Bereich vor der Computertomographievorrichtung 2 erfassbar ist. Insbesondere kann die Oberseite der Patientenliege 3 abgebildet werden.
An der Computertomographievorrichtung 2 ist eine Anzeigevorrichtung 6 angeordnet. Die Computertomographievorrichtung 2, die Digitalkamera 5 und die Anzeigevorrichtung 6 sind über eine Steuerungsvorrichtung 7 verbunden.
Die Anzeigevorrichtung 6 ist als Tablet, auch Tabletcomputer oder Flachrechner genannt, ausgebildet. Die Anzeigevorrichtung 6 umfasst dementsprechend einen Touchscreen 8. Damit ist die Anzeigevorrichtung 6 gleichzeitig eine Eingabevorrichtung.
2 zeigt die Anzeigevorrichtung 6 im Detail. Der auf der Patientenliege 3 gebettete Patient 4 oder zumindest ein von der Digitalkamera 5 erfasster Teil kann foto-realistisch z.B. in einer Videodarstellung präsentiert werden, wie in den folgenden Figuren gezeigt.
Erkennbar in 2 sind der Kopf 9, der Rumpf 10 und die Arme 11. Je nach anstehender Untersuchung tippt die Untersuchungsperson auf einen Punkt 12 des Touchscreens 8, wodurch eine diesem Punkt 12 entsprechende Position in Längsrichtung, also in der Richtung, in der die Patientenliege 3 verfahrbar ist, vorgegeben wird. Bevorzugt wählt die Untersuchungsperson den Punkt 12 auf einen Teil des Bildes aus, der einem Teil der Patientenliege 3 entspricht, in dem ihre Oberfläche nicht durch den Patienten 4 verdeckt ist, da das Bild auf die Oberfläche der Patientenliege kalibriert ist. Dies muss aber nicht vorgeschrieben sein, so dass eine Eingabe eines Punktes 12 an beliebiger Stelle auf dem Touchscreen akzeptiert wird. Der Punkt 12 markiert den Starpunkt eines Scans. Möglicherweise wird die Untersuchungsperson danach zur Eingabe eines weiteren Punkts (nicht dargestellt) aufgefordert, der den Endpunkt eines Scans markiert und somit den gesamten Untersuchungsbereich definiert. Alternativ ist der Endpunkt durch das bereits festgelegte Scanprotokoll vorgegeben. Die Scanrichtung wird durch den Pfeil 13 dargestellt und kann u.U. ebenfalls durch eine Eingabe auf der Anzeigevorrichtung 6 geändert werden.
Aus der bekannten Relativposition zwischen Digitalkamera 5 und Computertomographievorrichtung 2 kann auf die Relativposition zwischen dem Bereich 12 und der Computertomographievorrichtung 2 geschlossen werden.
Dementsprechend kann die Steuerungsvorrichtung eine Bewegung der Patientenliege 3 in Längsrichtung veranlassen, sodass der Bereich 12 im Mittelpunkt der Computertomographievorrichtung 2 positioniert ist und somit den Startpunkt des Scans bzw. der Untersuchung darstellt.
Der Betätigungsknopf 14 zum Starten der Patientenliege kann als vorgegebener Bereich am Touchscreen 8 oder allgemeiner an der Anzeigevorrichtung 6 ausgebildet sein. Durch Berührung des Touchscreens an dieser Stelle wird dann die Patientenliege 3 verfahren.
3 zeigt eine weitere Darstellungsmöglichkeit der Patientenliege 3. Dabei wird den Liegenrändern als Positionsmarkierung jeweils ein Raster 15 überlagert. Dieses dient der besseren Visualisierung der Oberfläche der Patientenliege 3, auf welche die Positioniervorrichtung kalibriert ist. Da die Bildaufnahmevorrichtung kein 3D-Bild liefert, ist eine exakte Positionierung auf dem Patienten 4 selbst nicht möglich, da dieser sich dreidimensional von der Liegenoberfläche abhebt. Hat die Untersuchungsperson jedoch einen Bezugspunkt auf der Liegenoberfläche – hier die Positionsmarkierung – kann sie aus der perspektivischen Darstellung des Patienten relativ genau einschätzen, welchen Verlauf eine (gedachte) Scanebene, also eine Ebene senkrecht zur Liegenlängsrichtung, durch den Patienten nehmen wird. Die Untersuchungsperson kann sich mithilfe der Positionsmarkierung also am Liegenrand orientieren, auch wenn dieser ganz oder teilweise durch Kleidung des Patienten verdeckt ist. Dies erlaubt eine genauere Positionierung des Untersuchungsbereichs.
Vorzugsweise kann die Positionsmarkierung 16 untersuchungsbereichsspezifische Angaben enthalten, wie 4 zeigt. Zum Beispiel kann ein erster Bereich 17 der Positionsmarkierung gerastert sein, ein zweiter Bereich 18 ein Gitter aufweisen, und bei allen weiteren Bereichen 19 und 20 in dieser Reihenfolge wiederholend. Der erste Bereich 17 gibt z.B. die Erstreckung des Kopfes 9 wieder, der zweite Bereich 18 die des Herzens 21, der dritte Bereich 19 die der Bauchregion 22 und der vierte Bereich 20 die der Hüfte 23 des Patienten 4.
Die Bereiche 17 bis 20 können auch durch unterschiedliche Farbgebung oder andere optischen Unterscheidungshilfen voneinander abgehoben werden. Ihre Anzahl ist grundsätzlich beliebig und an den abgebildeten Bereich des Patienten 4 oder Untersuchungsgegebenheiten anpassbar.
Eine weitere Positionsmarkierung kann auch in der Richtung des Pfeils 24 angezeigt werden, jedoch ist dies lediglich notwendig, wenn auch eine Verschiebung der Patientenliege 3 in dieser Richtung möglich ist.
5 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Eingabe des Untersuchungsbereichs. Statt eines Antippens wie in 2 gezeigt wird durch die Untersuchungsperson ein gewünschter Abschnitt in Längsrichtung der Liege überstrichen, zum Beispiel einer der Abschnitte 25 und 26. Durch Berücksichtigung der Richtung, in der überstrichen wird, kann gleichzeitig die Scanrichtung vorgegeben werden. Auf diese Art und Weise kann nicht nur das Zentrum als Mitte des überstrichenen Bereichs 25 oder 26 festgelegt werden, wobei das Zentrum des Untersuchungsbereichs mit dem Zentrum, also dem Mittelpunkt in axialer und/oder radialer Richtung, der Computertomographievorrichtung 2 zur Deckung gebracht wird, sondern auch der abzubildende Bereich, auch Untersuchungsbereich oder Field of View (FoV) genannt.
Besonders vorteilhaft kann diese Art der Eingabe des Untersuchungsbereichs mit der überlagerten Positionsmarkierung wie in 4 gezeigt kombiniert werden. Insbesondere kann dann die Auswahl eines Field of View durch Antippen eines der Bereiche 17 bis 20 festgelegt werden.
6 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Darstellung des Untersuchungsbereichs. Bei dieser wird die Position des Laserlichtstreifens und damit des Zentrums der Computertomographievorrichtung 2 als Linie 27 an der Anzeigevorrichtung 6 dem Patienten 4 überlagert dargestellt. Da sie nur eingeblendet ist, kann sie sich nicht wie der Lichtstreifen eines Laservisiers der Kontur des Patienten anpassen, die Untersuchungsperson kann sich den Linienverlauf jedoch ungefähr anhand des Bildes (Fotos oder Video) des Patienten vorstellen. Zur Positionierung sollte die Untersuchungsperson sich am Verlauf der eingeblendeten Linie am Liegenrand orientierten, der nicht vom Patienten verdeckt ist, denn die Linie 27 ist auf die Oberfläche der Liege kalibriert. Die Linie 27 wandert mit der Bewegung der Patientenliege. Dadurch kann die Untersuchungsperson nach Abschluss der Bewegung der Patientenliege 3 kontrollieren, ob die Positionseingabe wie erwünscht erfolgt ist. Die Linie 26 steht senkrecht zur Bewegungsrichtung der Patientenliege 3 und bei alleiniger Bewegung in Längsrichtung senkrecht zur Längsrichtung der Patientenliege 3.
7 zeigt ein Ablaufschema für ein Verfahren zur Positionierung einer einen Patienten 4 tragenden Patientenliege 3 einer Bildgebungsanordnung.
In Schritt S1 wird der Patient 4 auf einer Patientenliege 3 abgelegt. Im folgenden Schritt S2 wird wenigstens ein Bild mit einer optischen Bildaufnahmevorrichtung 5 aufgenommen. Anhand dieses Bildes ist es möglich, die Lage des Patienten 4 im Vergleich zur Oberseite der Liege 3 zu bestimmen, da die Relativposition der Digitalkamera 5 zur C Oberseite der Liege 3 bekannt ist.
Danach wird als Schritt S3 das Bild an der Anzeigevorrichtung 6 dargestellt. Insbesondere wird dem Patientenbild eine Positionsmarkierung 16 überlagert.
Anschließend wird als Schritt S4 an der Anzeigevorrichtung 6 Positionsinformation in Abhängigkeit des Bildes eingegeben, entweder durch Berühren des Bildes oder durch überstreichen eines Abschnitts 25 oder 26. Dabei kann sich die Anzeigevorrichtung 6 in einem Positionseingabemodus befinden, der bspw. durch das Drücken eines bestimmten Knopfes aktiviert werden kann. Das heißt, dass eine Positionseingabe nicht immer erfolgen kann sondern nur, wenn – durch das Drücken des Knopfes – die Anzeigevorrichtung 6 eine Positionseingabe erwartet.
Danach wird in Schritt S5 der Patient 4 unter Berücksichtigung der Positionsinformation in der Computertomographievorrichtung 2 positioniert.
Bei allen Ausführungsbeispielen wird unter einem Bild insbesondere auch ein Videobild verstanden, d.h. dass die Einzelbilder in Echtzeit vorliegen und der Eingabe einer Positionsmarkierung zugrunde liegen können.
Die Erfindung erlaubt somit eine Einfache und intuitive Planung auf photorealistischer Basis durch Computergraphik ohne zusätzlich nötige Hardware Indikatoren für den Untersuchungsbereich auf der Liegenhardware. Es ist keine 3D Konturerfassung des auf der Liege befindlichen Patienten nötig. Durch Planung und ggf. Einblendung einer Positionsmarkierung auf dem virtuellem Liegenrand kann immer sicher geplant werden, unabhängig von der tatsächlichen Bedeckung des realen Liegenrands. Ferner kann insbesondere bei Computertomographievorrichtungen eine unnötige Strahlenexposition vermieden werden.

Claims

Bildgebungsanordnung (1) mit einer Bildgebungsmodalität (2), einer Steuerungseinrichtung (7), einer verfahrbaren Patientenliege (3) und einer Positioniervorrichtung, wobei die Positioniervorrichtung wenigstens eine optische Bildaufnahmevorrichtung (5) zur Aufnahme wenigstens eines Bildes und eine Anzeigevorrichtung (6) zur Anzeige des aufgenommenen Bildes umfasst, wobei die Bildaufnahmevorrichtung (5) in zumindest einer Position der verfahrbaren Patientenliege (3) oberhalb der Patientenliege (3) angeordnet ist und dazu konfiguriert ist, ein fotorealistisches Bild der Patientenliege (3) und eines ggf. darauf positionierten Patienten (4) aufzunehmen, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Positionierungsinformation mit Bezug auf ein an der Anzeigevorrichtung (6) dargestellten Bildes der Patientenliege (3) und eines ggf. darauf positionierten Patienten (4) eingebbar ist.
Bildgebungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniervorrichtung derart kalibriert ist, dass jeder Punkt auf der Oberseite der Patientenliege (3) auf dem fotorealistischen Bild einer Position entlang der Längsrichtung der Patientenliege (3) zuordenbar ist.
Bildgebungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierungsinformation mit Bezug auf einen Bereich des Bildes der Patientenliege (3) und eines darauf positionierten Patienten (4) eingegeben wird, der nicht vom Patienten verdeckt ist.
Bildgebungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierungsinformation mit Bezug auf eine Positionsmarkierung eingegeben wird, welche mit dem dargestellten Bild des Patienten überlagert dargestellt wird.
Bildgebungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsmarkierung einen Teil der Oberseite der Liege repräsentiert, insbesondere einen oder mehrere Abschnitte am Rand der Liege.
Bildgebungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigevorrichtung (6) als Touchscreen (8) ausgebildet ist und eine Positionierungsinformation durch Berührung der Anzeigevorrichtung (6) eingebbar ist.
Bildgebungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigevorrichtung (6) an der Bildgebungsmodalität (2) angeordnet ist.
Bildgebungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigevorrichtung (6) in einem Kontrollraum angeordnet ist.
Bildgebungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildaufnahmevorrichtung als 2D-Digitalfotokamera oder 2D-Digitalvideokamera (5) ausgebildet ist.
Bildgebungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildgebungsmodalität als Computertomographievorrichtung (2) ausgebildet ist.
Bildgebungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Anzeigevorrichtung (6) überlagert zu dem Bild der Patientenliege bestimmte Parameter eines ausgewählten Untersuchungsprotokolls anzeigbar sind, insbesondere die Scanrichtung und die Scanlänge.
Verfahren zur Positionierung einer einen Patienten (4) tragenden Patientenliege (3) in einer Bildgebungsmodalität (2), mit den Schritten: – Ablegen eines Patienten (4) auf einer Patientenliege (3), – Aufnahme wenigstens eines Bildes des Patienten (4) mit einer optischen Bildaufnahmevorrichtung (5), – Darstellung des Bildes an einer Anzeigevorrichtung (6), – Eingabe wenigstens einer Positionsinformation in Abhängigkeit des Bildes, und – Positionierung des Patienten (4) durch Verfahren der Patientenliege (3) in die Bildgebungsmodalität (2) anhand der Positionsinformation.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei bestimmte Parameter eines ausgewählten Untersuchungsprotokolls mit der Darstellung des Bildes an der Anzeigevorrichtung überlagert angezeigt werden.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei die eingegebenen Positionsinformationen auf Unstimmigkeiten überprüft werden und ggf. eine Fehlermeldung ausgegeben wird, bevor der Patient durch Verfahren der Patientenliege (3) positioniert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betätigungsknopf (14) zum Bewegen der Patientenliege (3) vorhanden ist und die Patientenliege (3) durch eine vorgegebene Betätigungsbewegung des Betätigungsknopfes (14) verfahren wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildgebungsmodalität als Computertomographievorrichtung (2) ausgebildet ist und die eingegebenen Positionierungsinformation zumindest den Start- und Endpunkt des Scanbereichs umfasst.