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DE102010010191A1 - Medizinische Untersuchungs- und/oder Behandlungsvorrichtung - Google Patents

Medizinische Untersuchungs- und/oder Behandlungsvorrichtung Download PDF

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DE102010010191A1
DE102010010191A1 DE102010010191A DE102010010191A DE102010010191A1 DE 102010010191 A1 DE102010010191 A1 DE 102010010191A1 DE 102010010191 A DE102010010191 A DE 102010010191A DE 102010010191 A DE102010010191 A DE 102010010191A DE 102010010191 A1 DE102010010191 A1 DE 102010010191A1
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DE
Germany
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transmitter
body part
fmcw signal
spatial position
movement
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE102010010191A
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English (en)
Inventor
Paul Beasley
Dr. Heid Oliver
Dr. Hughes Timothy
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Priority to US13/028,967 priority patent/US20110218459A1/en
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Abstract

Medizinische Untersuchungs- und/oder Behandlungsvorrichtung mit einer Einrichtung zur Erfassung der Bewegung wenigstens eines seine Raumlage periodisch oder aperiodisch verändernden Körperteils eines Untersuchungsobjekts, wobei die Einrichtung wenigstens einen das FMCW-Signal aussendenden Sender (8) und wenigstens einen Empfänger (11) zum Empfang des von dem sich bewegenden Körperteil reflektierten FMCW-Signals umfasst und zur Ermittlung (3) der sich bewegungsbedingt ändernden Raumlage des Körperteils aus der Frequenzverschiebung eines vom Körperteil reflektierten FMCW-Signals ausgebildet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine medizinische Untersuchungs- und/oder Behandlungsvorrichtung mit einer Einrichtung zur Erfassung der Bewegung wenigstens eines seine Raumlage periodisch oder aperiodisch verändernden Körperteils eines Untersuchungsobjekts.
  • Die Bewegung eines Körperteils eines Patienten stellt im Rahmen einer medizinischen Untersuchung und/oder Behandlung regelmäßig Probleme dar, da durch die sich zyklisch räumlich ändernde Position bzw. Größe eines Organs sich z. B. Schwierigkeiten aufgrund von Bewegungsartefakten ergeben können. Eine sogenannte Triggerung, d. h. es wird in regelmäßigen Abständen ein Auslösesignal (Triggersignal) zur Durchführung beispielsweise einer Bildaufnahme abgegeben, wird verwendet, um eine Untersuchung immer zu einem gleichen Zeitpunkt innerhalb eines Bewegungszyklus durchzuführen. Verschiedene Ansätze sind zur Reduzierung solcher Bewegungsartefakte über die Verwendung eines Auslösesignals bzw. zur Bestimmung einer Bewegung eines Körperteils, d. h. zur physiologischen Überwachung, offenbart. Hierzu zählen beispielsweise EKG zur Erfassung der Herzbewegung, spezielle über Kraft-Dehnstreifen verfügende Brustgurte zur Erfassung der Atembewegung oder auf Magnetresonanz basierende Systeme.
  • Aus der US 4,513,748 ist es bekannt, die Herzfrequenz über die Verwendung eines Doppler-Signals zu bestimmen. Hierbei werden zwei RF-Signale unterschiedlicher Frequenzen auf das zu untersuchende Herz eines Patienten gerichtet. Ein vom Patienten reflektiertes, frequenzverschobenes Dopplersignal einer hohen Frequenz gibt Informationen über Bewegungen des Atemapparats des Patienten. Ein vom Patienten reflektiertes, frequenzverschobenes Dopplersignal einer niedrigen Frequenz gibt dabei Aufschluss über Atem- und Herzbewegungen. Die Beiträge der mit dem Herzschlag zusammenhängenden Doppler-Komponenten sind hierbei vergleichsweise schwach und werden über einen Verstärker verstärkt, so dass letzten Endes die Bewegung des Herzens befriedigend erfassbar ist.
  • Das der Erfindung zugrunde liegende Problem liegt darin, eine verbesserte medizinische Untersuchungs- und/oder Behandlungsvorrichtung mit einer besonders genauen Erfassung einer physiologisch bedingten Bewegung eines Körperteils eines Patienten anzugeben.
  • Das Problem wird erfindungsgemäß durch eine medizinische Untersuchungs- und/oder Behandlungseinrichtung der eingangs genannten Art gelöst, welche sich dadurch auszeichnet, dass die Einrichtung wenigstens einen das FMCW-Signal aussendenden Sender und wenigstens einen Empfänger zum Empfang des von dem sich bewegenden Körperteil reflektierten FMCW-Signals umfasst und zur Ermittlung der sich bewegungsbedingt ändernden Raumlage des Körperteils aus der Frequenzverschiebung eines vom Körperteil reflektierten FMCW-Signals ausgebildet ist.
  • Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist die Erfassung einer physiologischen Bewegung aus der sich bewegungsbedingt ändernden Raumlage eines Körperteils. Die Ermittlung der Raumlage erfolgt erfindungsgemäß mittels eines FMCW-Signals.
  • Bei FMCW-Signalen kann die Frequenzverschiebung (Phasenbeziehung) zwischen Sende- und Empfangssignal ausgewertet werden. Dies geschieht durch die Aussendung eines zeitkontinuierlichen, frequenzmodulierten Signals definierter Länge, welches Signal im Verhältnis zur Signallaufzeit sehr lang ist. Die Signallaufzeit ist die Zeit zwischen Aussenden des FMCW-Signals durch den Sender und Empfangen des FMCW-Signals durch den Empfänger, sie hängt von der Ausbreitungsgeschwindigkeit des Signals ab.
  • Das FMCW-Signal wird erfindungsgemäß von einem Körperteil eines Untersuchungsobjekts frequenzverschoben reflektiert. D. h., dass das auf das Körperteil eingestrahlte FMCW-Signal eine andere Frequenz als das von diesem reflektierte FMCW-Signal hat. Die Frequenzverschiebung des FMCW-Signals gibt dabei Aufschluss über die Raumlage des bestrahlten Körperteils. Hiermit ist allerdings nicht die absolute Raumlage, sondern eine relative Raumlage gemeint, welche sich aus der Proportionalität zwischen der Frequenzverschiebung des FMCW-Signals und dem Abstand des bestrahlten Gegenstands zu dem die FMCW-Signale aussendenden bzw. empfangenen Gegenstand. Der Abstand ist somit ein Maß für die relative Raumlage des Körperteils und logischerweise von dieser abhängig. Deshalb lässt sich aus der Frequenzverschiebung des FMCW-Signals mittelbar auf die relative Raumlage des Körperteils schließen. Insofern liegt einer sich zeitlich ändernden Frequenzverschiebung stets eine Bewegung eines Körperteils, welche sich in der Änderung seiner Raumlage niederschlägt, zugrunde.
  • Die Änderung der Raumlage kann entsprechend der Bewegung aperiodisch oder periodisch erfolgen. Insbesondere periodische Änderungen der Raumlage lassen Rückschlüsse auf periodische Änderungen der Bewegungen eines oder mehrerer Körperteile, etwa durch die regelmäßige Kontraktion des Herzens entsprechend der Pulsfrequenz, zu.
  • Aufgrund der seine Raumlage verändernden Bewegung eines Körperteils, welche durch die Vorrichtung erfasst wird, kann diese gegebenenfalls ein Triggersignal (Auslösesignal) erzeugen, welches die medizinische Untersuchung und/oder Behandlung des Untersuchungsobjekts steuert. Eine medizinische Untersuchung und/oder Behandlung kann sonach in Abhängigkeit des Trigger- bzw. Auslösesignals stets zu gleichen Zeitpunkten bezogen auf ein sich z. B. periodisch bewegendes Körperteil erfolgen.
  • Die Einrichtung umfasst wenigstens einen das FMCW-Signal aussendenden Sender und wenigstens einen Empfänger zum Empfangen des von dem sich bewegenden Körperteil reflektierten FMCW-Signals. Sonach ergibt sich die Frequenzverschiebung aus dem Unterschied der Frequenz des vom Sender ausgesendeten und des vom Empfänger empfangenen FMCW-Signals. Sender und Empfänger werden dabei auf das zu untersuchende bzw. behandelnde Körperteil, worunter auch ein Körperbereich fallen kann, gerichtet. Natürlich können der Einrichtung mehrere Sender und Empfänger zugeordnet sein. Besonders vorteilhaft ist jedem Sender ein spezieller Empfänger zugeordnet, so dass es im Falle mehrerer Sender stets eindeutig zuordbar ist, welcher Empfänger FMCW-Signale von welchem Sender empfängt.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das ausgesendete FMCW-Signal eine vorbestimmte Frequenz oder einen vorbestimmten Frequenzbereich hat. Es kann somit sein, dass im Rahmen der oben genannten Zuordnung von Sendern und Empfängern diese Zuordnung über entsprechende vorbestimmte Frequenzen bzw. Frequenzbereiche erfolgt. Ein Sender kommuniziert dann mit einem Empfänger ausschließlich oder vorwiegend über eine diesen eigene Frequenz bzw. einen entsprechenden Frequenzbereich. Interferenzen mit anderen Sender-Empfänger-Paaren sind ausgeschlossen, da diese auf anderen Frequenzen bzw. Frequenzbereichen, d. h. mit anderen FMCW-Signalen miteinander kommunizieren.
  • Zudem ist es durch die Einstellung bzw. Veränderung der von einem Sender ausgesendeten Frequenz respektive einem Frequenzbereich eines ausgesendeten FMCW-Signals vorteilhaft möglich, die Raumlage und somit die Bewegung besonderer Körperteile hervorzuheben. Hohe Frequenzen eines FMCW-Signals im Bereich von 100 GHz oder mehr dringen nicht tief in den menschlichen Körper ein, so dass derartige FMCW-Signale vornehmlich Informationen über den Atemzyklus enthalten. Dahingegen liefern FMCW-Signale mit Frequenzen um 1 GHz an Informationen über den Atemzyklus und den Herzzyklus. Erfindungsgemäß ist es also möglich, auch mit nur einem Sender und einem Empfänger Bewegungen verschiedener Körperteile wie z. B. der Lungen oder des Herzens zu erfassen.
  • Daneben gibt es physiologische Prozesse, welche überwiegend aperiodisch verlaufen und somit störende, aperiodisch frequenzverschobene FMCW-Signale liefern (vgl. die Peristaltik von Speiseröhre oder Darm). Deshalb ist es zweckmäßig, wenn die Einrichtung einen Filter zur Filterung aperiodischer Anderungen der ermittelten Raumlage umfasst. Aperiodische Bewegungen des Körpers, welche sich in aperiodischen Frequenzverschiebungen zwischen ausgesendetem und empfangenem FMCW-Signal widerspiegeln, können erkannt und im Weiteren gefiltert werden, so dass diese keine Verfälschung der periodischen FMCW-Signale bedingen. Derart sind falsche Rückschlüsse aufgrund aperiodischer Bewegungen eines Körperteils auf periodische Bewegungen ausgeschlossen.
  • Hinsichtlich der Anbringung des Senders und des Empfängers ist es möglich, dass diese bevorzugt unmittelbar an der medizinischen Untersuchungs- und/oder Behandlungsvorrichtung und/oder an in einem Behandlungsraum befindlichen Befestigungsvorrichtungen und/oder an im Behandlungsraum frei positionierbar an Stativen angeordnet sind. Daraus ergibt sich, dass der oder die Sender und Empfänger an vielen Orten innerhalb eines Behandlungsraums anordbar sind und somit je nach gegebenem Platzangebot direkt an der medizinischen Untersuchungs- und/oder Behandlungsvorrichtung über geeignete Befestigungsmittel anbringbar bzw. angebracht sind. Eine zweite gegebenenfalls alternative Möglichkeit ist die Anbringung an in einem Untersuchungs- bzw. Behandlungsraum befindlichen Befestigungsvorrichtungen, welche z. B. an der Decke oder den Wänden vorgesehen sein können. Als dritte Möglichkeit ist erfindungsgemäß die Anordnung an frei bewegbaren Stativen, wodurch sich ein hohes Maß an Flexibilität der Anordnung eines oder mehrerer Sender bzw. Empfänger ergibt. Die Stative können beliebig, gegebenenfalls an vorbestimmten Positionen, positioniert und nach Beendigung der Untersuchung bzw. Behandlung einfach fortbewegt werden. Natürlich ist im Falle mehrerer Sender und Empfänger auch eine Anordnung mehrerer Sender bzw. Empfänger an einer der genannten Möglichkeiten denkbar. Gleichfalls kann sein, dass z. B. ein an der Decke befestigter Sender mit einem ihm zugeordneten, an einem Stativ befestigten Empfänger kommuniziert oder umgekehrt, mithin also an unterschiedlichen Gegenständen angebrachte Sender bzw. Empfänger miteinander kommunizieren.
  • Vorteilhaft sind die Sender bzw. Empfänger als Array ausgebildet. So kann eine Signalverstärkung des ausgesendeten FMCW-Signals durch Überlagerung (konstruktive Interferenz) erfolgen. Gleichermaßen ist die Empfindlichkeit eines Empfängers auf ein FMCW-Signal erhöht, weshalb insgesamt bessere Sende- und Empfangseigenschaften von Sender respektive Empfänger erzielbar sind.
  • Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Erfassung der Bewegung wenigstens eines seine Raumlage periodisch oder aperiodisch verändernden Körperteils eines Untersuchungsobjekts mit einer Einrichtung zur Erfassung der Bewegung des Körperteils, insbesondere unter Verwendung einer medizinischen Untersuchungs- und/oder Behandlungsvorrichtung mit einer Einrichtung gemäß den obigen Ausführungen. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Einrichtung über wenigstens einen Sender ein FMCW-Signal aussendet, welches FMCW-Signal nach Reflexion an dem sich bewegenden Körperteil von wenigstens einem Empfänger empfangen wird, und aus der Frequenzverschiebung zwischen ausgesendetem und empfangenem FMCW-Signal die sich bewegungsbedingt ändernde Raumlage des Körperteils ermittelt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren läuft nach den im Folgenden beschriebenen Schritten ab. Nachdem ein Untersuchungsobjekt etwa ein Patient z. B. auf einem Patiententisch positioniert ist, sendet ein auf das Untersuchungsobjekt respektive das zu untersuchende bzw. behandelnde Körperteil gerichteter Sender ein FMCW-Signal auf den zu untersuchenden bzw. zu behandelnden Bereich aus, welches von dem Untersuchungsobjekt reflektiert und von einem entsprechend ausgerichteten Empfänger empfangen wird. Das vom Empfänger empfangene FMCW-Signal weist dabei reflexionsbedingt eine andere Frequenz bzw. einen anderen Frequenzbereich als das ursprünglich vom Sender ausgesendete FMCW-Signal auf, es kommt zu einer Frequenzverschiebung des FMCW-Signals. Aus dieser Frequenzverschiebung kann die Einrichtung die sich bewegungsbedingt ändernde Raumlage des Körperteils erfassen.
  • Ist die Bewegung des Körperteils und somit dessen Änderung seiner Raumlage periodisch, kann die Einrichtung Rückschlüsse auf einen periodisch verlaufenden physiologischen Prozess des menschlichen Organismus ziehen, wie z. B. die Atmung oder den Herzschlag, wenn beispielsweise der Thorax eines Menschen bestrahlt wird.
  • Deshalb kann aus der periodischen, d. h. zyklischen Änderung der Raumlage gegebenenfalls ein Auslösesignal ermittelt bzw. abgeleitet werden, welches zum Auslösen einer medizinischen Untersuchung bzw. Behandlung stets zu einem gleichen Zeitpunkt innerhalb eines Zyklus geeignet ist.
  • Bevorzugt sendet der Sender FMCW-Signale mit einer vorbestimmten Frequenz bzw. einem vorbestimmten Frequenzbereich aus. Entsprechend der vorbestimmten Frequenz bzw. des vorbestimmten Frequenzbereichs ist das vom Sender ausgesendete FMCW-Signal sensitiv auf verschiedene Bereiche des Untersuchungsobjekts. Wie oben beschrieben, enthalten hochfrequente Signale im Bereich von 100 GHz vornehmlich Informationen bezüglich des Atemzyklus. Im Vergleich dazu niederfrequente Signale mit einer Frequenz bzw. einem Frequenzbereich von 1 GHz durchdringen den menschlichen Körper tiefer und liefern sonach sowohl Informationen hinsichtlich des Atemzyklus als auch der Herzbewegung. Durch die Auswahl und Einstellung des FMCW-Signals eine vorbestimmte Frequenz bzw. einen vorbestimmten Frequenzbereich ist es somit mit nur einem Sender und Empfänger möglich, Informationen über verschiedene Körperteile zu erhalten.
  • Gleichermaßen ist es durch die Auswahl und Einstellung eines FMCW-Signals einer vorbestimmten Frequenz bzw. eines vorbestimmten Frequenzbereichs möglich, einem Sender konkret einen Empfänger zuzuordnen, da ein Empfänger entsprechend der Frequenz bzw. des Frequenzbereichs des vom Sender emittierten FMCW-Signals nur sensitiv auf eine entsprechende Frequenz bzw. den entsprechenden Frequenzbereich sein kann. Sender und Empfänger kommunizieren demnach über eine bzw. einen diesen eindeutig zuordbare Frequenz bzw. Frequenzbereich. Dies ist besonders vorteilhaft im Falle mehrerer Sender bzw. Empfänger, da gerade in solchen Fällen Probleme bei der Zuordnung von Sendern und Empfängern auftreten können.
  • Bevorzugt filtert ein der Einrichtung zugehöriger Filter aperiodische Änderungen der ermittelten Raumlage. Aperiodische Änderungen der ermittelnden Raumlage können die Aussagekraft periodischer Änderungen der ermittelten Raumlage reduzieren, da die den aperiodischen Änderungen zugrunde liegenden Frequenzverschiebungen einen negativen Einfluss hinsichtlich der Aussagekraft periodischer Frequenzverschiebungen haben können. Der der Einrichtung zugehörige Filter erkennt aperiodische Änderungen und entfernt diese aus dem Spektrum von der Einrichtung erfasster Änderungen der Raumlage, so dass bevorzugt nur periodische Änderungen der ermittelten Raumlage erfasst werden.
  • Bevorzugt ermittelt die Einrichtung in Abhängigkeit der vom Sender ausgesendeten Frequenz oder des Frequenzbereichs aus der Frequenzverschiebung eine Atem- oder Herzbewegung. Wie erwähnt, ist die Frequenz bzw. der Frequenzbereich des vom Sender ausgesendeten FMCW-Signals einstellbar, wonach der Sender stets ein FMCW-Signal einer vorbestimmten Frequenz bzw. eines vorbestimmten Frequenzbereichs aussendet. Entsprechend kann die Frequenz bzw. der Frequenzbereich des FMCW-Signals so eingestellt werden, dass das FMCW-Signal z. B. sensitiv auf eine Atem- oder Herzbewegung ist. Entsprechend hohe Frequenzen liefern dabei vornehmlich Informationen bezüglich des Atemapparats, im Vergleich dazu geringere Frequenzen liefern zusätzlich Informationen bezüglich der Bewegung des Herzapparats.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
  • 1 eine Prinzipzeichnung einer erfindungsgemäßen medizinischen Untersuchungs- und/oder Behandlungsvorrichtung in einer ersten Ausführungsform,
  • 2 eine Prinzipzeichnung einer erfindungsgemäßen medizinischen Untersuchungs- und/oder Behandlungsvorrichtung in einer zweiten Ausführungsform und
  • 3 eine Prinziprechnung einer erfindungsgemäßen medizinischen Untersuchungs- und/oder Behandlungsvorrichtung in einer dritten Ausführungsform.
  • Anhand von 1, welche eine Prinzipzeichnung einer erfindungsgemäßen medizinischen Untersuchungs- und/oder Behandlungsvorrichtung 1 in einer ersten Ausführungsform zeigt, wird das Funktionsprinzip der Erfindung erläutert. Die medizinische Untersuchungs- und/oder Behandlungsvorrichtung 1 umfasst dabei eine hier einer Steuereinrichtung 2 zugeordnete Einrichtung 3 zur Erfassung der Bewegung eines seine Raumlage periodisch oder aperiodisch verändernden Körperteils eines Untersuchungsobjekts, hier des Patienten 4, welcher auf einer Patientenliege 5 liegt. Der medizinischen Untersuchungs- und/oder Behandlungsvorrichtung 1 ist ferner eine Röntgeneinrichtung 6 mit einer Röntgenröhre 7 zugeordnet. Ein Röntgendetektor ist, wenngleich vorhanden, nicht gezeigt. An der Röntgeneinrichtung 6 befindet sich ein ein FMCW-Signal aussendender Sender 8 (Pfeil 9) und ein entsprechend der Pfeile 10 vom Patienten 4 reflektiertes FMCW-Signal empfangender Empfänger 11. Sender 8 und Empfänger 11 sind dabei bevorzugt als Arrays ausgebildet und über geeignete Kommunikationsmittel 14 mit der Einrichtung 3 verbunden. Aufgrund der Raumlage des Patienten 4 respektive des an diesem zu untersuchenden bzw. behandelnden Bereichs (vorliegend der Thorax) kommt es dazu, dass das vom Sender 8 ausgesendete FMCW-Signal eine andere Frequenz bzw. einen anderen Frequenzbereich aufweist als das vom Empfänger 11 empfangene FMCW-Signal. Aus der Frequenzverschiebung des FMCW-Signals lässt sich mittelbar die Raumlage des zu untersuchenden bzw. behandelnden Körperteils des Patienten 4 über die Einrichtung 3 ermitteln.
  • Bewegungsbedingt ändert sich die Raumlage des Körperteils, d. h. vorliegend des Brustbereichs, welche entsprechend einer sich ändernden Frequenzverschiebung des FMCW-Signals von der Einrichtung 3 erfasst wird. Die Einrichtung 3 kann somit aus der sich ändernden Frequenzverschiebung des FMCW-Signals basierend auf der bewegungsbedingten Änderung der Raumlage des Körperteils des Patienten 4 aperiodische oder periodische Vorgänge innerhalb des Körpers bzw. des Körperteils des Patienten 4 ermitteln.
  • Das vom Sender 8 ausgesendete FMCW-Signal hat eine vorbestimmte Frequenz bzw. einen vorbestimmten Frequenzbereich. Insbesondere in Fällen, in denen mehrere Sender 8 sowie mehrere Empfänger 11 vorgesehen sind, ist derart eine eindeutige Zuordnung eines Senders 8 zu einem Empfänger 11 über eine diesen jeweils eigene Frequenz bzw. Frequenzbereich möglich. Der Empfänger 11 ist dabei so ausgebildet, dass er nur FMCW-Signale in den von dem ihm zugeordneten Sender 8 ausgesendeten Frequenzen bzw. Frequenzbereichen empfangen kann. Weitere Sender 8 bzw. Empfänger 11 würden in so einem Fall über FMCW-Signale anderer Frequenzen bzw. Frequenzbereiche miteinander kommunizieren.
  • Die Frequenz des von dem Sender 8 ausgesendeten FMCW-Signals ist senderseitig veränderbar, was dazu führt, dass dieses auf spezielle Körperteile des Patienten 4 sensitiv sein kann. Mit einem einzigen Sender 8 und einem diesem zugeordneten Empfänger 11 ist es also möglich, durch die Auswahl einer geeigneten Frequenz bzw. eines geeigneten Frequenzbereichs des FMCW-Signals Bewegungen verschiedener Körperteile des Patienten 4 zu erfassen. Hohe Frequenzen des FMCW-Signals im Bereich von 100 GHz liefern dabei Informationen über den Atemapparat des Patienten 4, im Vergleich tiefe Frequenzen des FMCW-Signals im Bereich von 1 GHz liefern Informationen über den Herzapparat des Patienten 4. Durch eine entsprechende senderseitige Änderung des ausgesendeten FMCW-Signals respektive dessen Frequenz bzw. Frequenzbereichs ist die Einrichtung 3 sonach in der Lage die Bewegung verschiedener Organe zu erfassen.
  • Die Einrichtung 3 umfasst einen hier nicht näher gezeigten Filter, welcher aperiodische Änderungen der von der Einrichtung 3 ermittelten Raumlage eines Körperteils erfasst und filtert. Aperiodische Bewegungen, welche sich in aperiodischen Frequenzverschiebungen des FMCW-Signals widerspiegeln, können periodische Frequenzverschiebungen, welche oftmals aus medizinischer Sicht von besonderem Interesse sind, überlagern und somit deren Aussagekraft verringern. Der der Einrichtung 3 zugehörige Filter filtert somit vorzugsweise sämtliche aperiodischen Frequenzverschiebungen des FMCW-Signals, so dass vornehmlich nur periodische Frequenzverschiebungen erfasst werden.
  • Periodische Frequenzverschiebungen bzw. Änderungen der Raumlage eines Körperteils sind beispielsweise von Interesse, wenn die Einrichtung 3 ein Triggersignal (Auslösesignal) erzeugen soll, anhand welchem die Steuereinrichtung 2 die Röntgeneinrichtung 6 so steuert, dass diese Aufnahmen stets zu einem gleichen Zeitpunkt innerhalb eines periodisch verlaufenden Bewegungszyklus eines Körperteils ausführt.
  • Die 2 und 3 zeigen jeweils Prinzipdarstellungen einer erfindungsgemäßen medizinischen Untersuchungs- und/oder Behandlungsvorrichtung in weiteren Ausführungsformen, welche sich zu der Ausführungsform gemäß 1 im Wesentlichen durch unterschiedliche Anordnungen der Sender 8 bzw. Empfänger 11 unterscheiden. Gemäß 2 ist es möglich, Sender 8 und Empfänger 11 an der Decke eines Behandlungsraums 12 anzubringen. Dies ist von Vorteil wenn z. B. an der Röntgeneinrichtung 6 aufgrund begrenzter Platzverhältnisse keine Anbringung des Senders 8 bzw. des Empfängers 11 möglich ist. Eine Anbringung an Wänden des Behandlungsraums 12 ist gleichermaßen denkbar.
  • Gemäß 3 ist auch eine Anbringung des Senders 8 bzw. des Empfängers 11 an im Behandlungsraum 12 bewegbaren Stativen 13 möglich. Hieraus ergibt sich eine nahezu beliebige Positionierung des Senders 8 sowie des Empfängers 11 sowohl bezüglich des Patienten 4 als auch relativ zueinander. Die Stative 13 sind gegebenenfalls vor und nach der medizinischen Untersuchung bzw. Behandlung nicht im Behandlungsraum 12 befindlich und werden erst während oder kurz vor der Durchführung in den Behandlungsraum 12 bewegt und dort positioniert.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Untersuchungs- und/oder Behandlungsvorrichtung
    2
    Steuereinrichtung
    3
    Einrichtung
    4
    Patient
    5
    Patientenliege
    6
    Röntgeneinrichtung
    7
    Röntgenröhre
    8
    Sender
    9
    Pfeil
    10
    Pfeil
    11
    Empfänger
    12
    Behandlungsraum
    13
    Stativ
    14
    Kommunikationsmittel
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 4513748 [0003]

Claims (10)

  1. Medizinische Untersuchungs- und/oder Behandlungsvorrichtung mit einer Einrichtung zur Erfassung der Bewegung wenigstens eines seine Raumlage periodisch oder aperiodisch verändernden Körperteils eines Untersuchungsobjekts, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung wenigstens einen das FMCW-Signal aussendenden Sender (8) und wenigstens einen Empfänger (11) zum Empfang des von dem sich bewegenden Körperteil reflektierten FMCW-Signals umfasst und zur Ermittlung (3) der sich bewegungsbedingt ändernden Raumlage des Körperteils aus der Frequenzverschiebung eines vom Körperteil reflektierten FMCW-Signals ausgebildet ist.
  2. Medizinische Untersuchungs- und/oder Behandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das ausgesendete FMCW-Signal eine vorbestimmte Frequenz oder einen vorbestimmten Frequenzbereich hat.
  3. Medizinische Untersuchungs- und/oder Behandlungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das ausgesendete FMCW-Signal senderseitig veränderbar ist.
  4. Medizinische Untersuchungs- und/oder Behandlungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (3) einen Filter zur Filterung aperiodischer Änderungen der ermittelten Raumlage umfasst.
  5. Medizinische Untersuchungs- und/oder Behandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (8) und der Empfänger (11) unmittelbar an der medizinischen Untersuchungs- und/oder Behandlungsvorrichtung (1) und/oder an in einem Behandlungsraum (12) befindlichen Befestigungsvorrichtungen und/oder an im Behandlungsraum frei positionierbaren Stativen (13) angeordnet sind.
  6. Medizinische Untersuchungs- und/oder Behandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (8) und/oder der Empfänger (11) als Array ausgebildet ist.
  7. Verfahren zur Erfassung der Bewegung wenigstens eines seine Raumlage periodisch oder aperiodisch verändernden Körperteils eines Untersuchungsobjekts mit einer Einrichtung zur Erfassung der Bewegung des Körperteils, insbesondere unter Verwendung einer medizinischen Untersuchungs- und/oder Behandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (3) über wenigstens einen Sender (8) ein FMCW-Signal aussendet, welches FMCW-Signal nach Reflektion an dem sich bewegenden Körperteil von wenigstens einem Empfänger (11) empfangen wird, und aus der Frequenzverschiebung zwischen ausgesendetem und empfangenem FMCW-Signal die sich bewegungsbedingt ändernde Raumlage des Körperteils ermittelt.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (8) ein FMCW-Signal einer vorbestimmten Frequenz oder eines vorbestimmten Frequenzbereichs aussendet.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein der Einrichtung (3) zugehöriger Filter aperiodische Änderungen der ermittelten Raumlage filtert.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (3) in Abhängigkeit der vom Sender ausgesendeten Frequenz oder des Frequenzbereichs aus der Frequenzverschiebung eine Atem- oder Herzbewegung ermittelt.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014207124A1 (de) * 2014-04-14 2015-10-15 Siemens Aktiengesellschaft Medizinische Bildgebungsvorrichtung
CN113261925A (zh) * 2021-03-11 2021-08-17 山东师范大学 一种基于毫米波雷达的人体感知方法及系统

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20200107751A1 (en) * 2018-10-08 2020-04-09 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Compact antenna arrangement of radar system for detecting internal organ motion
CN112568871A (zh) * 2020-12-10 2021-03-30 上海无线电设备研究所 一种非接触式生命体征监测装置及其方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4513748A (en) 1983-08-30 1985-04-30 Rca Corporation Dual frequency heart rate monitor utilizing doppler radar
WO2003050561A1 (en) * 2001-12-13 2003-06-19 Koninklijke Philips Electronics N.V. Wide dynamic range continuous wave (cw) doppler receiver
US20040210135A1 (en) * 2003-04-17 2004-10-21 Kullervo Hynynen Shear mode diagnostic ultrasound
WO2008057883A2 (en) * 2006-11-01 2008-05-15 Biancamed Limited System and method for monitoring cardiorespiratory parameters
US20080119716A1 (en) * 2006-05-17 2008-05-22 Olga Boric-Lubecke Determining presence and/or physiological motion of one or more subjects with quadrature doppler radar receiver systems
WO2009008894A2 (en) * 2006-08-22 2009-01-15 Dimensions Imaging System and method for determining absolute position using a multiple wavelength signal
DE102008006711A1 (de) * 2008-01-30 2009-08-13 Siemens Aktiengesellschaft Medizinische Diagnose- oder Therapieeinheit und Verfahren zur Verbesserung von Untersuchungs- bzw. Behandlungsabläufen mit einer medizinischen Diagnose- oder Therapieeinheit

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4513748A (en) 1983-08-30 1985-04-30 Rca Corporation Dual frequency heart rate monitor utilizing doppler radar
WO2003050561A1 (en) * 2001-12-13 2003-06-19 Koninklijke Philips Electronics N.V. Wide dynamic range continuous wave (cw) doppler receiver
US20040210135A1 (en) * 2003-04-17 2004-10-21 Kullervo Hynynen Shear mode diagnostic ultrasound
US20080119716A1 (en) * 2006-05-17 2008-05-22 Olga Boric-Lubecke Determining presence and/or physiological motion of one or more subjects with quadrature doppler radar receiver systems
WO2009008894A2 (en) * 2006-08-22 2009-01-15 Dimensions Imaging System and method for determining absolute position using a multiple wavelength signal
WO2008057883A2 (en) * 2006-11-01 2008-05-15 Biancamed Limited System and method for monitoring cardiorespiratory parameters
DE102008006711A1 (de) * 2008-01-30 2009-08-13 Siemens Aktiengesellschaft Medizinische Diagnose- oder Therapieeinheit und Verfahren zur Verbesserung von Untersuchungs- bzw. Behandlungsabläufen mit einer medizinischen Diagnose- oder Therapieeinheit

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014207124A1 (de) * 2014-04-14 2015-10-15 Siemens Aktiengesellschaft Medizinische Bildgebungsvorrichtung
CN113261925A (zh) * 2021-03-11 2021-08-17 山东师范大学 一种基于毫米波雷达的人体感知方法及系统

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