DE102013200135B4

DE102013200135B4 - Telezentrisches Abbildungssystem

Info

Publication number: DE102013200135B4
Application number: DE102013200135.5A
Authority: DE
Inventors: Thilo Hannemann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2013-01-08
Filing date: 2013-01-08
Publication date: 2015-10-29
Anticipated expiration: 2033-01-09
Also published as: DE102013200135A1

Abstract

Telezentrisches Abbildungssystem (100), mit – einer Objektanlagefläche (190), insbesondere einer Patientenliege eines medizintechnischen Bildgebungssystems (200), – einem der Objektanlagefläche (190) gegenüberliegend angeordneten Fresnel-Spiegel (150), welcher dazu ausgebildet ist, ein von einem Fokalbereich (FA) des Fresnel-Spiegels (150) ausgehendes Strahlenbündel (BR) telezentrisch auf die Objektanlagefläche (190) verlaufen zu lassen, und – einer in dem Fokalbereich (FA) des Fresnel-Spiegels (150) befindlichen Projektionseinheit (120), um ein Beleuchtungsstrahlenbündel (BRS) über den Fresnel-Spiegel (150) auf die Objektanlagefläche (190) zu projizieren, und optional einer in dem Fokalbereich (FA) des Fresnel-Spiegels (150) befindlichen Erfassungseinheit (140), um ein von einem Untersuchungsobjekt (O) an der Objektanlagefläche (190) kommendes Abbildungsstrahlenbündel (BRP) über den Fresnel-Spiegel (150) zu erfassen, wobei das telezentrische Abbildungssystem (100) dazu ausgebildet ist, eine Projektionsinformation (M) abzubilden und auf das an bzw. auf der Objektanlagefläche (190) an- bzw. aufliegende Untersuchungsobjekt (O) zu projizieren, und wobei eine Schärfeebene (BE) des Strahlenbündels (BR) gegenüber der Objektanlagefläche (190) einen Kippwinkel (αBE) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Abbildungssystem, insbesondere zur Verwendung mit einem medizintechnischen Bildgebungssystem, ein medizintechnisches Bildgebungssystem zur Erfassung einer Bildinformation vom Inneren eines Untersuchungsobjekts und ein Verfahren zur Beleuchtung einer Objektanlagefläche eines medizintechnischen Bildgebungssytems.
Patienten, von deren Innerem mit Hilfe eines medizintechnischen Bildgebungssystems, wie beispielsweise einem MRT- oder CT-System, Bilder erzeugt werden sollen, werden gewöhnlich vor, während oder auch nach der Erfassung der medizintechnischen Bilddaten vom Inneren mit einer Vielzahl von Geräten zusätzlich überwacht. Beispielsweise kann es nützlich sein, den Patienten mit Hilfe einer Video-Kamera zu überwachen und dabei definierte Punkte auf der Oberfläche des Patienten zu erkennen und auch bezüglich Entfernungen voneinander auszuwerten. Dabei tritt jedoch das Problem auf, dass in Abhängigkeit von der Dicke des Patienten eine Maßstabsänderung auftritt, sodass das Erkennen von definierten Punkten nur mit erheblichem Aufwand möglich ist. Darüber hinaus kann die Steuerung des medizintechnischen Bildgebungssystems mit Hilfe der Kamera unterstützt werden. Dazu kann die Bewegung des Patienten beobachtet werden, sodass der Bediener des medizintechnischen Bildgebungssystems beispielsweise mit Hilfe eines Kamerabildes erkennen kann, ob beispielsweise an den Patienten angeschlossene Geräte in Kollision mit dem medizintechnischen Bildgebungssystem geraten könnten. Bei der Überwachung mit einer Kamera treten jedoch immer wieder Abschattungen von wichtigen Bildinformationen auf, die ebenfalls abhängig von der Dicke aber auch der Lage des Patienten sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Möglichkeit anzugeben, diese Probleme zu minimieren bzw. zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird mit Hilfe eines Abbildungssystems nach Anspruch 1, einem medizintechnischen Bildgebungssystem nach Anspruch 9 und einem Verfahren zur Beleuchtung einer Objektanlagefläche eines medizintechnischen Bildgebungssystems nach Anspruch 12 gelöst.
Erfindungsgemäß wird ein telezentrisches Abbildungssystem vorgeschlagen mit einer Objektanlagefläche, die insbesondere durch die Patientenliege eines medizinischen Bildgebungssystems gebildet sein kann. Darüber hinaus ist beispielsweise auch denkbar, dass die Objektanlagefläche durch eine Wand eines Röntgendetektors oder dergleichen gebildet wird, an welcher der Patient zur Erfassung von Bilddaten von seinem Inneren angelehnt ist.
Erfindungsgemäß ist der Objektanlagefläche gegenüberliegend ein Fresnel-Spiegel angeordnet, der Teil eines zumindest einseitigen telezentrischen Abbildungssystems ist. Ein telezentrisches Abbildungssystem ist dadurch gekennzeichnet, dass der Abbildungsmaßstab des Systems nicht oder jedenfalls nur in sehr geringem Maße vom Abstand zwischen Abbildungssystem und Objekt bzw. Bild abhängt. Diese Eigenschaft kann sowohl für die Objektseite, als auch die Bildseite, als auch beide Seiten des Abbildungssystems erfüllt sein, dementsprechend spricht man von einem objektseitig, bildseitig oder beidseitigem telezentrischen Abbildungssystem. Im Folgenden kann die Objektanlagefläche sowohl die Objektseite, als auch die Bildseite des Abbildungssystems darstellen, je nachdem, ob ein optisches Bild der Objektanlagefläche bzw. der Objekte/des Patienten auf ihr erfasst werden soll, oder ob eine Information auf die Objektanlagefläche bzw. auf die Objekte/den Patienten auf ihr projiziert werden soll.
Telezentrische Abbildungssysteme an sich sind z. B. zur optischen Prüfung von Oberflächen nutzbar, wie in der DE 10 2007 022 831 A1 beschrieben. Die DE 10 2010 017 543 A1 zeigt auch bereits eine Anwendung, bei der parallel zu einem Nuklearbild ein Referenzbild erfasst wird.
Der Fresnel-Spiegel ist dazu so ausgebildet, dass ein örtlich von einem Fokalbereich des Fresnel-Spiegels ausgehendes, insbesondere reales oder virtuelles Strahlenbündel telezentrisch auf die Objektanlagefläche abgebildet wird. Dabei ist unter einem Strahlenbündel eine Gesamtheit von Strahlen, insbesondere Lichtstrahlen, im geometrisch optischen Sinn zu verstehen. Unter dem „Fokalbereich” des telezentrischen Abbildungssystems ist dabei ein durch einen definierten Abstand von einem realen oder virtuellen Fokuspunkt des Fresnel-Spiegels begrenzter Bereich entlang der optischen Achse zu verstehen, welche von einer Reflexionsfläche des Fresnel-Spiegels aus zu einem Fokuspunkt des Fresnel-Spiegels und darüber hinaus verläuft. Senkrecht zur optischen Achse wird dieser Bereich dieser die Menge der Verbindungslinien von den einzelnen Punkten des Fresnels-Spiegels zum Fokuspunkt und die jeweilige Fortsetzung der Verbindungslinien begrenzt. Dabei ist der Fokuspunkt derjenige Punkt, auf den ein telezentrisch aus Richtung der Objektanlage auf den Fresnel-Spiegel treffendes Strahlenbündel fokussiert werden würde. Der definierte Abstand kann dabei so festgelegt sein, dass ein gewünschter, vorgegebener, vordefinierbarer Abbildungsmaßstab zur Abbildung der Objektanlagefläche bzw. zur Projektion eines Bildes auf die Objektanlagefläche erreicht wird. Bevorzugt beträgt der definierte Abstand weniger als 30 cm und ganz besonders bevorzugt weniger als 5 cm. Der definierte Abstand kann dabei auch ausgehend vom Fokuspunkt in Richtung auf den Fresnel-Spiegel und in Richtung von Fresnel-Spiegel weg unterschiedlich sein.
Ferner weist das telezentrische Abbildungssystem erfindungsgemäß eine Projektionseinheit, beispielsweise einen Laser-Scanner, auf, um ein Beleuchtungsstrahlenbündel mit Hilfe des Fresnel-Spiegels auf die Objektanlagefläche zu projizieren, und optional eine Erfassungseinheit, beispielsweise eine CCD-Kamera, um ein von einem Objekt an der Objektanlagefläche ausgehendes Abbildungsstrahlenbündel unter Nutzung des Fresnel-Spiegels zu erfassen. Die Projektionseinheit und gegebenenfalls die Erfassungseinheit sind dabei in einem Fokalbereich des Fresnel-Spiegels angeordnet. Die Projektionseinheit bzw. die Erfassungseinheit umfassen ein Optiksystem, d. h. beispielsweise eine Anordnung von Linsen und Blenden, die im Zusammenwirken mit dem Fresnel-Spiegel einen telezentrischen Strahlengang des Beleuchtungsstrahlenbündels bzw. des Abbildungsstrahlenbündels bewirken. Der Strahlengang von und zum Fresnel-Spiegel kann dabei in zwei Bereiche aufgeteilt werden, einerseits einen „telezentrischen Bereich” des Strahlengangs, der zwischen der Objektanlagefläche und dem Fresnel-Spiegel liegt, und andererseits einen „fokussierenden Bereich” bzw. einer „fokussierenden Seite” des Strahlengangs, in der sich der Fokus des Fresnel-Spiegels befindet und die vom Fresnel-Spiegel zum Fokus und darüber hinaus reicht. Der oben beschriebene Fokalbereich liegt somit auf der fokussierenden Seite im realen oder virtuellen Strahlengang eines telezentrisch projizierten Strahlenbündels, das von der Oberfläche des Spiegels durch den Fokus des Spiegels verläuft. Die Projektionseinheit und gegebenenfalls die Erfassungseinheit sind dabei in einem definierten Abstand von dem Fokuspunkt des Fresnel-Spiegels angeordnet, wobei mit Hilfe dieses Abstandes die räumliche Ausdehnung des Beleuchtungsstrahlenbündels und gegebenenfalls des Abbildungsstrahlenbündels auf der Objektanlagefläche eingestellt werden kann. Insbesondere ist der Abstand so gewählt, dass mit Hilfe des Abbildungsstrahlenbündels oder des Beleuchtungsbündels ein gewünschter Bereich der Objektanlagefläche erfasst oder beleuchtet werden kann. Über die Festlegung dieses Abstands kann beispielsweise ein bestimmter Abbildungsmaßstab festgelegt werden, mit dem Bilder auf die Objektanlagefläche projiziert werden und gegebenenfalls Bilder des Patienten mit Hilfe des telezentrischen Abbildungssystems erfasst werden.
Insbesondere kann das Optiksystem so aufgebaut sein, dass sich die Systemblende, d. h. die Blende, die das durch das Optiksystem tretenden Strahlenbündel seitlich begrenzt, annähernd im Fokus des Fresnel-Spiegels befindet und sich im fokussierenden Bereich eine Linse oder ein Linsensystem befindet, die – im Falle einer Projektion – das in ihrer Bildebene befindliche Bild in eine unendliche Entfernung fokussiert bzw. – im Falle einer Bildaufnahme – das vom Fresnel-Spiegel kommende Strahlenbündel auf das sich in ihrer Bildebene befindliche Bildaufnahmemedium fokussiert.
Mit Hilfe des telezentrischen Abbildungssystems kann das Strahlenbündel so auf die Objektanlagefläche projiziert werden bzw. gegebenenfalls so von der Objektanlagefläche erfasst werden, dass unterschiedliche Patienten oder unterschiedliche Abstände der Objektanlagefläche zum Fresnel-Spiegel, z. B. Veränderungen der Höheneinstellung der Patientenliege, nahezu keine Veränderung des Abbildungsmaßstabes hervorrufen. Ebenso werden auf die erfindungsgemäße Weise Abschattungseffekte reduziert. Somit kann eine gute Abbildung bzw. Beleuchtung eines im telezentrischen Bereich des Strahlengangs angeordneten Untersuchungsobjekts unabhängig von der Form oder der Ausdehnung bzw. Position dieses Untersuchungsobjekts erreicht werden. Dabei ist darauf hinzuweisen, dass wie oben erwähnt der vorbestimmte Abbildungsmaßstab durch Modifikationen im nicht telezentrischen Bereich auf der fokussierenden Seite des Strahlengangs angepasst werden kann, jedoch bei einer dort festen Einstellung durch Änderungen bzgl. der Lage und Art des Untersuchungsobjekts unverändert bleibt.
In einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Beleuchtung einer Objektanlagefläche eines medizintechnischen Bildgebungssystems mit Hilfe des telezentrischen Abbildungssystems wird zunächst ein Beleuchtungsstrahlenbündel ausgehend von einem Fokalbereich des Fresnel-Spiegels in Richtung des Fresnel-Spiegels abgestrahlt und anschließend unter Nutzung des Fresnel-Spiegels, d. h. insbesondere durch Reflexion des Beleuchtungsstrahlenbündels am Fresnel-Spiegel, telezentrisch in Richtung der Objektanlagefläche des medizintechnischen Bildgebungssystems abgestrahlt.
Ferner umfasst die Erfindung ein medizintechnisches Bildgebungssystem zur Erfassung einer Bildinformation vom Inneren eines Untersuchungsobjekts. Hierbei kann es sich z. B. um ein übliches MRT-, CT-, Ultraschall- oder Röntgengerät handeln, welches die allgemein bekannten und üblichen Komponenten aufweist. Erfindungsgemäß weist das Bildgebungssystem zusätzlich ein telezentrisches Abbildungssystem auf.
Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, wobei die unabhängigen Ansprüche einer Anspruchskategorie auch analog zu den abhängigen Ansprüchen einer anderen Anspruchskategorie weitergebildet sein können.
Bevorzugt kann das telezentrische Abbildungssystem einen Fresnel-Spiegel umfassen, der mehrere Fokusse aufweist. Somit ist es beispielsweise möglich, mehrere unabhängige, bereichsweise nicht zusammenhängende Strahlenbündel, die bevorzugt aus wenigstens bereichsweise nicht zusammenhängenden Fokalbereichen auf den Fresnel-Spiegel eingestrahlt werden, mit Hilfe des Spiegels telezentrisch auf die Objektanlagefläche zu projizieren. Bevorzugt ist der telezentrische Bereich des Strahlengangs der jeweiligen nicht zusammenhängenden Strahlenbündel identisch.
Wie erläutert, verläuft der Strahlengang des telezentrischen Abbildungssystems im telezentrischen Bereich des Strahlengangs so, dass sich der Abbildungsmaßstab eines projizierten Bildes nicht ändert. Dies bedeutet gleichzeitig, dass der Flächeninhalt des Fresnel-Spiegels die beleuchtete oder abgebildete Fläche im telezentrischen Bereich des Strahlengangs begrenzt bzw. bestimmt. Im Falle eines medizintechnischen Bildgebungssystems ist es daher besonders vorteilhaft, wenn der Flächeninhalt des Fresnel-Spiegels in etwa zumindest dem Flächeninhalt der Objektanlagefläche entspricht bzw. wenigstens den Flächeninhalt der Objektanlagefläche erreicht oder größer ist. Dabei bedeutet „in etwa”, dass der Flächeninhalt bevorzugt wenigstens 80%, besonders bevorzugt wenigstens 90% des Flächeninhalts der Objektanlagefläche beträgt. Darüber hinaus kann nicht nur der Flächeninhalt des Fresnel-Spiegels demjenigen der Objektanlagefläche entsprechen, sondern vorzugsweise jeweils auch die Abmessungen bzw. das Kantenverhältnis kann bei einem Fresnel-Spiegel mit im Wesentlichen rechteckiger Grundfläche dem Kantenverhältnis einer im Wesentlichen rechteckigen Objektanlagefläche entsprechen. Somit weist der Spiegel bevorzugt ein Flächenmaß von mehr als 1,5 m² auf, besonders bevorzugt von mehr als 2 m² und ganz besonders bevorzugt von mehr als 3 m². Das Kantenverhältnis entspricht bevorzugt dem Kantenverhältnis der Objektanlagefläche, das im Falle einer Patientenliege bei 1:3 bis 1:5 liegt.
Der Erfinder hat erkannt, dass insbesondere bei derart großflächigen telezentrisch abzubildenden bzw. zu beleuchtenden Bereichen wie der Objektanlagefläche eines medizintechnischen Bildgebungssystems ein Fresnel-Spiegel gegenüber einer Linse mit identischer Funktion deutlich einfacher herzustellen ist und darüber auch hinaus deutlich einfacher zu handhaben ist. Bevorzugt kann die Herstellung und Handhabung des Fresnel-Spiegels dadurch verbessert werden, dass der Fresnel-Spiegel im Wesentlichen aus einem Kunststoff gefertigt ist. Der Kunststoff kann optisch wirksam, insbesondere wirksam für das Strahlenbündel, besonders bevorzugt reflektierend, beschichtet sein, beispielsweise mit einer aufgedampften Reflexionsschicht. „Im Wesentlichen aus Kunststoff” ist dabei so aufzufassen, dass bevorzugt ein Trägermaterial für die Reflexionsschicht oder insbesondere mehr als 90% der Bauteile des Fresnel-Spiegels aus Kunststoff hergestellt sind. Die Reflexionsschicht kann bevorzugt aus Metall, besonders bevorzugt aus Aluminium, Silber oder Gold, gefertigt sein.
Somit kann bei einer großflächigen Herstellung eine hervorragende Anpassbarkeit an den optischen Strahlengang, u. a. eine leichte Integration des Fresnel-Spiegels bzw. des telezentrischen Abbildungssystems in verschiedene Geräte mit immenser Materialeinsparung erreicht werden. Dabei kann beispielsweise die Herstellung des Fresnel-Spiegels in einem Verfahren in der Art erfolgen, dass Fresnel-Spiegel-Segmente in ein Trägermaterial, das beispielsweise in Form einer Kunststofffolie oder Kunststoffplatte vorliegen kann, eingeprägt werden und nachfolgend eine Metallisierungsschicht als Reflexionsschicht aufgedampft wird. Dabei können verschiedene Metallabscheidungsverfahren wie beispielsweise die Sputterdeposition oder die Plasmapolymer-Beschichtung zum Einsatz kommen. Darüber hinaus ist jedoch nicht ausgeschlossen, dass der Fresnel-Spiegel insbesondere auch einteilig hergestellt werden kann. Dazu kann beispielsweise ein an sich für die Bestrahlung des Strahlenbündels reflektierender Kunststoff verwendet werden.
Weiterhin kann der Spiegel beispielsweise auch einteilig aus Metall hergestellt werden, insbesondere wenn eine besondere Stabilität erreicht werden soll oder es notwendig ist, speziell im Bereich oder mit Hilfe des Fresnel-Spiegels Wärme abzuführen.
In dem telezentrischen Abbildungssystem kann als Projektionseinheit eine Lampe, ein Diaprojektor, ein Videoprojektor, ein Laserprojektor oder Laserscanner gewählt werden. Auch Kombinationen mehrerer Projektionseinheiten sind dabei möglich.
Mit Hilfe einer einfachen, insbesondere breitflächigen homogenen, Lichtquelle, die bevorzugt in Form einer Lampe vorliegt, kann beispielsweise auf einfache Art und Weise der Patient in einem bestimmten Abschnitt, z. B. einem Untersuchungsbereich, beleuchtet werden. Dies könnte gleichzeitig eine Kennzeichnung des Untersuchungsbereichs darstellen. Ferner kann beispielsweise auch ein Diaprojektor bzw. Videoprojektor zum Einsatz kommen, wodurch die Möglichkeit zur Markierung bzw. zur flexiblen Markierung von beleuchteten Bereichen entsteht bzw. nochmals verbessert wird.
Das telezentrische Abbildungssystem ist wie oben erwähnt dazu ausgebildet, eine Projektionsinformation, bevorzugt mit einer Schärfetiefe von mehr als 30 cm, abzubilden und auf das auf der Objektanlagefläche aufliegende bzw. an der Objektanlagefläche anliegende Untersuchungsobjekt mit Hilfe des Fresnel-Spiegels zu projizieren. Die Schärfentiefe ist dabei ein Maß für die Ausdehnung eines Bereichs, in dem telezentrischen Bereich des telezentrischen Abbildungssystems in dem eine Projektionsinformation „scharf” abgebildet wird. „Scharf” bedeutet in diesem Zusammenhang, dass punktförmige Projektionsinformationen, die im nicht-telezentrischen Bereich in einer Ursprungsbildebene (die virtuell oder auch real ist) vorliegen, auch auf (nicht verzerrte) Punkte im telezentrischen Bereich in einer Schärfeebene, insbesondere ohne Überlappung bzw. Verschmierung, wenn die Punkte in der Ursprungsebene ebenfalls ohne Überlappung vorliegen, abgebildet werden.
Mit Hilfe eines Lasers, insbesondere eines Laserprojektors, ist die Möglichkeit gegeben, eine Information mit einer besonders hohen, insbesondere quasi unendlichen Schärfentiefe auf das Untersuchungsobjekt zu projizieren. Ein Laserprojektor erzeugt eine Projektion einer nachfolgend genauer beschriebenen Projektionsinformation mit Hilfe eines schnell abgelenkten und möglicherweise auch hinsichtlich der Intensität modulierten Laserstrahls, der meist zeilen- oder rasterartig nacheinander schnell die einzelnen Bildpunkte anfährt, bzw. „abscannt”. Daher wird so ein Laserprojektor oft auch als Laserscanner bezeichnet.
Die Projektionsinformation wird vorzugsweise durch ein entsprechend einer Information moduliertes Strahlenbündel, insbesondere Beleuchtungsstrahlenbündel, gebildet, wobei ein Lichtstrahl, der wie oben beschrieben schnell zeitlich nacheinander über die einzelnen Bildpunkte fährt, im Rahmen der Erfindung als „Strahlenbündel”, insbesondere zur Erzeugung mehrerer Bildpunkte anzusehen ist. Die Projektionsinformation kann auch zeitlich variieren, d. h. ein- und ausgeblendet bzw. ein- und ausgeschaltet werden, und darüber hinaus kann auch die Art bzw. der Inhalt der Information zeitlich variieren. Dabei kann das Projektionsstrahlenbündel zunächst zu einem ersten Zeitpunkt eine erste Information beinhalten und zu einem nachfolgenden späteren Zeitpunkt eine zweite zur ersten Information unterschiedliche Information. Die Projektionsinformation kann beispielsweise in einer Markierung, einer Strichmarkierung, einem Gitternetz, einer Serie bzw. einem Feld von Punkten, einem Röntgenbild oder Ähnlichem bestehen.
Somit ist es möglich, bestimmte Bereiche des Untersuchungsobjekts, welches sich auf der Objektanlagefläche befindet, mit Hilfe des Projektionsstrahlenbündels zu kennzeichnen bzw. bestimmte Bereiche der Oberfläche des Untersuchungsobjekts optisch hervorzuheben und mit einer zusätzlichen Information zu markieren bzw. eine zusätzliche Information zu hinterlegen. Insbesondere kann es sich bei der Projektionsinformation um die Kennzeichnung eines Untersuchungsbereichs handeln, der in einer nachfolgenden Abbildung mit Hilfe eines medizinischen Bildgebungssystems untersucht werden soll. Die Kennzeichnung des Untersuchungsbereichs kann durch eine Anzahl von projizierten Strichmarkierungen erfolgen. Die Strichmarkierungen können dabei während der Festlegung bzw. Markierung des Untersuchungsbereichs von einem Bediener des telezentrischen Abbildungssystems insbesondere in ihrer Lage gegenüber dem Untersuchungsobjekt veränderbar sein. Dabei ändert sich der Maßstab, mit dem die Markierung auf den Untersuchungsbereich abgebildet wird, nicht.
Die Größe und Ausdehnung des Untersuchungsobjekts ist gewöhnlich nicht bekannt und kann infolge der Unterschiedlichkeit der Untersuchungsobjekte starken Schwankungen unterworfen sein. Weiterhin weist die objektanlageflächenseitige Schärfeebene des Strahlenbündels gegenüber der Objektanlagefläche einen Kippwinkel α_BE auf. In diesem Fall sollte vorzugsweise die Schärfentiefe des Strahlenbündels im Strahlengang dem Fresnel-Spiegels nachfolgend (d. h. im telezentrische Teil) wenigstens dem Sinus des Kippwinkel α_BE multipliziert mit der größten Ausdehnung d einer einem Untersuchungsobjekt zugewandten Seite der Objektanlagefläche sein. Die größte Ausdehnung d kann dabei insbesondere der Diagonalen einer in Wesentlichen rechteckigen Objektanlagefläche entsprechen. Somit ist sichergestellt, dass bei der um den Kippwinkel α_BE verkippten Schärfeebene die Bestrahlung des Untersuchungsobjekts auf der Anlagefläche mit einer ausreichenden Schärfentiefe erfolgt, um eine Projektionsinformation scharf auf alle Bereiche der Oberfläche des Untersuchungsobjekts projizieren zu können.
Insbesondere bei der Projektion einer Projektionsinformation kann es wichtig sein, eine bestimmte Bildinformation auf das Untersuchungsobjekt zu projizieren oder gegebenenfalls vom Untersuchungsobjekt zu erhalten. Dies kann erreicht werden, wenn die Projektionseinheit zur Erzeugung eines Musters mit einer Anzahl, d. h. insbesondere mehreren Bildpunkten und/oder die Erfassungseinheit zur Erfassung eines Abbildungsstrahlenbündels mit einer Anzahl von Bildpunkten ausgebildet ist. Der Fresnel-Spiegel umfasst üblicherweise mehrere Fresnel-Spiegel-Segmente, welche jeweils eine Reflexionsfläche für Strahlung des Strahlenbündels aufweisen. Der Flächeninhalt der jeweiligen Reflexionsflächen der Fresnel-Spiegel-Segmente ist dabei bevorzugt jeweils geringer als der Flächeninhalt einer (realen oder durch Umkehrung des Strahlengangs erhaltenen virtuellen) Projektion eines Bildpunkts auf die Objektanlagefläche. Somit kann gewährleistet sein, dass ein Bildpunkt von wenigstens zwei Spiegel-Segmenten abgebildet wird, so dass keine harten und deshalb wahrnehmbaren Versetzungen eines Bildpunkts auf der Objektanlagefläche auftreten. D. h. die Größe der Fresnel-Spiegel-Segmente bzw. der jeweiligen, bevorzugt planen Reflexionsfläche der Fresnel-Spiegel-Segmente ist vorzugsweise so gewählt, dass sie kleiner als eine zu erreichend Auflösung des Musters in der Schärfeebene bzw. kleiner als der Durchmesser eines auf die Objektanlagefläche projizierten Laserstrahles ist.
Darüber hinaus sind in einer vorteilhaften Weiterbildung die Fresnel-Spiegel-Segmente so orientiert, dass zumindest ein Teil, vorzugsweise die gesamte Reflexionsfläche jedes der Fresnel-Spiegel-Segmente aus Richtung der Projektionseinheit und/oder der Erfassungseinheit von dem Strahlenbündel erfasst (d. h. „gesehen”) werden kann. Vorzugsweise ist die Ausrichtung und Ausbildung der Spiegel-Segmente so, dass keine Abschattung von benachbarten Spiegel-Segmenten aus Richtung der Projektionseinheit und/oder der Empfangseinheit vorliegt. Damit können weitere Verfälschungen des Strahlenbündels vermieden werden.
Insbesondere können die Fresnel-Spiegel-Segmente in einer matrixartigen Anordnung, bevorzugt in einem zweidimensional regelmäßigen Muster, beispielsweise unmittelbar aneinander angrenzend angeordnet sein. Das heißt, der Fresnel-Spiegel mit mehreren Fresnel-Spiegel-Segmenten kann eine insgesamt zusammenhängende Reflexionsfläche bilden. Dies kann beispielsweise durch Aufdampfen einer zusammenhängenden metallischen Reflexionsschicht erreicht werden, oder auch mit Hilfe einer einteiligen Herstellung der Reflexionsfläche bzw. des Spiegels.
Um die telezentrische Abbildung einer Projektionsinformation weiter zu verbessern, kann die Projektionseinheit beispielsweise auch eine Bildebenen-Korrektureinheit aufweisen. Diese kann beispielsweise nach der Art eines „Lens-Shift-Mechanismus”, d. h. nach Art einer Linsenverstellung bzw. Schrägprojektions-Einrichtung aufgebaut sein und somit die Trapezentzerrung des auf die Objektanlagefläche projizierten Strahlenbündels ermöglichen. Beispielsweise kann die Korrektur der Schärfeebene mit Hilfe der Bildebenen-Korrektureinheit so vorgenommen werden, dass die Parallelität der Schärfeebene zur Objektanlagefläche verbessert bzw. erhöht wird. Das heißt insbesondere, mit Hilfe der Bildebenen-Korrektureinheit kann der Kippwinkel der Schärfeebene des Strahlenbündels gegenüber der Objektauflagefläche verändert bzw. die Orientierung der Schärfeebene korrigiert bzw. verändert werden.
In einer Weiterbildung kann das telezentrische Abbildungssystem bevorzugt neben der Erfassungseinheit auch eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung eines Abbildungsstrahlenbündels, welches von der Objektanlagefläche abseits der Richtung des Fresnel-Spiegels abgestrahlt wird, aufweisen. D. h. das Abbildungsstrahlenbündel wird „direkt” und nicht über den Fresnel-Spiegel erfasst. Der Begriff „abgestrahlt” ist dabei so aufzufassen, dass das Abbildungsstrahlenbündel sowohl von dem Untersuchungsobjekt selbst erzeugte Strahlung, wie beispielsweise Infrarotstrahlung, umfassen kann, als auch von dem Untersuchungsobjekt reflektierte Strahlung der Umgebung oder einer anderen Strahlenquelle, wie beispielsweise der Projektionseinheit.
Bevorzugt kann eine dreidimensionale Information mit Hilfe einer einzelnen Erfassungseinheit bzw. Erfassungseinrichtung erfasst und nachfolgend analysiert werden. Dazu können beispielsweise mehrere einzelne Markierungselemente beispielsweise in Form eines Gitternetzes oder eines Punkt-Musters bzw. eines Felds von Markierungspunkten auf das Untersuchungsobjekt mit Hilfe des Fresnel-Spiegels telezentrisch projiziert werden. Aufgrund der telezentrischen Eigenschaften des Abbildungssystems kann das Gitternetz in einer senkrecht zur Ausbreitungsrichtung des telezentrischen Strahlenbündels verlaufenden Schärfeebene verzerrungsfrei abgebildet werden. Da die Oberfläche des Untersuchungsobjekts gewöhnlich nicht eben ist, wird der Abstand der Markierungselemente bzw. von Gitternetzlinien aber durch die Form der Oberfläche zueinander verzerrt, was bei einer direkten Beobachtung, d. h. nicht über den Fresnel-Spiegel, erkennbar ist. Dabei ist natürlich nicht ausgeschlossen, dass das Untersuchungsobjekt auch ebene Bereiche umfasst, welche gerade keine Verzerrungen der Gitternetzlinien verursachen. Wird dieses Gitternetz aus einer anderen Richtung als der Einstrahlrichtung der Projektionsstrahlung (d. h. der telezentrischen Abbildungsrichtung) erfasst, können also die Verzerrungen, die durch die räumliche Gestalt des Untersuchungsobjekts verursacht werden, erfasst werden. Diese Verzerrungen oder auch das Fehlen von Verzerrungen können bzw. kann analysiert werden.
Die Vermessung der Verzerrungen kann dann dazu verwendet werden, eine dreidimensionale Information über das Untersuchungsobjekt zu berechnen. Die dreidimensionale Information kann beispielsweise die Lage, die geometrischen Abmessungen oder auch die Identifikation bestimmter anatomischer Merkmale des Untersuchungsobjekts umfassen. Somit kann beispielsweise auch eine dreidimensionale Vermessung, d. h. insbesondere eine dreidimensionale Parametrisierung des Untersuchungsobjekts erfolgen, ohne dass das Untersuchungsobjekt stereotaktisch erfasst wird.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann das medizintechnische Bildgebungssystem, welches zur Erfassung einer Bildinformation vom Inneren eines Untersuchungsobjekts ausgebildet ist, ein Abbildungssystemsteuermodul aufweisen, welches die Abgabe des Beleuchtungsstrahlenbündels und/oder die Erfassung des Abbildungsstrahlenbündels unter Nutzung des telezentrischen Abbildungssystems steuert und/oder regelt. Beispielsweise kann mit Hilfe des medizintechnischen Bildgebungssystems und insbesondere des Abbildungssystemsteuermoduls so die Beleuchtung eines Untersuchungsobjekts ein- und auch ausgeschaltet werden oder auch eine Projektionsinformation ein- bzw. ausgeblendet werden. Ebenso kann die Erfassung des Abbildungsstrahlenbündels aktiviert bzw. deaktiviert oder in sonstiger Art und Weise insbesondere zeitlich gesteuert werden.
Beispielsweise kann so die Projektion eines Gitternetzes auf das Untersuchungsobjekt aktiviert oder deaktiviert werden. Gleichzeitig kann die Auswertung der Gitternetzinformationen dazu genutzt werden, um Bereiche des Untersuchungsobjekts zu kennzeichnen und insbesondere Abmessungen des Untersuchungsobjekts zu bestimmen bzw. eine Vermessung des Untersuchungsobjekts durchzuführen. Die Form, Art und auch zeitliche Dauer der Beleuchtung der Projektionsinformation kann dabei bevorzugt mit Hilfe des Abbildungssystemsteuermoduls festgelegt bzw. verändert werden, welches bevorzugt die Projektionseinheit direkt oder auch indirekt steuert. In gleicher Weise kann das Abbildungssystemsteuermodul dazu ausgebildet sein, auch die Erfassungseinheit und/oder die Erfassungseinrichtung, d. h. z. B. eine Kamera bzgl. der beschriebenen Veränderungsmöglichkeiten direkt oder auch indirekt zu steuern und/oder zu regeln.
Insbesondere könnte ein Untersuchungsbereich festgelegt werden oder auch anatomische Parameter des Untersuchungsobjekts wie beispielsweise die Dicke, die Länge oder die Breite des Untersuchungsobjekts bestimmt bzw. vermessen werden. Die Vermessungsdaten und/oder die eingestellte Form und/oder Art des Beleuchtungsstrahlenbündels bzw. des Projektionsstrahlenbündels könnten dann weiterhin verwendet werden, um die Bilderfassung mit Hilfe des medizintechnischen Bildgebungssystems zu steuern oder zu regeln.
Bevorzugt weist das medizintechnische Bildgebungssystem ein Bilderfassungssteuermodul auf, welches dazu ausgebildet ist, auf Basis einer Bilderfassungssteuerinformation, die unter Nutzung des telezentrischen Abbildungssystems erzeugt wurde, die Steuerung bzw. Regelung der Erfassung der Bildinformation vom Inneren des Untersuchungsobjekts durchzuführen.
Dazu könnte das telezentrische Abbildungssystem oder auch das medizintechnische Bildgebungssystem in einer Weiterbildung ein Positionserfassungsmodul aufweisen, welches unter Nutzung des Abbildungsstrahlenbündels bzw. des Projektionsstrahlenbündels eine Positionsinformation erzeugt, die beispielsweise Information über die Lage und Ausdehnung des Untersuchungsbereich oder auch eine andere, insbesondere dreidimensionale anatomische Information sein kann.
In einem Verfahren zur Beleuchtung einer Objektanlagefläche des medizintechnischen Bildgebungssystems wird dabei unter Nutzung des telezentrischen Abbildungssystems eine Positionsinformation erzeugt und unter Nutzung dieser Positionsinformation dann eine Bilderfassungssteuerinformation bestimmt. Unter Nutzung der Bilderfassungssteuerinformation kann das medizintechnische Bildgebungssystem, und insbesondere die Bewegung der Objektanlagefläche, gesteuert werden. Die Positionsinformation umfasst dabei bevorzugt die Lage des Untersuchungsbereichs in Bezug auf die Objektanlagefläche. Ist diese Positionsinformation einmal sicher bekannt, so kann basierend auf dieser Information der Untersuchungsbereich geeignet unter Nutzung der Bilderfassungssteuerinformation durch das Messfeld eines CT-Systems bzw. MRT-Systems gefahren werden.
Besonders vorteilhaft ist, wenn die Positionsinformation auch eine dreidimensionale Parametrisierung bzw. dreidimensionale Vermessungsinformation des Untersuchungsobjekts umfasst. Unter Nutzung dieser dreidimensionalen Parametrisierung können beispielsweise weitere Parameter des Bildgebungssystems gesteuert werden. Insbesondere könnte beispielsweise eine Röntgendosis bzw. eine Röntgenenergie und/oder eine geeignete Abbildungssequenz für ein CT-System oder MRT-System oder Ähnliches ausgewählt bzw. festgelegt werden. Die dreidimensionale Parametrisierung des Untersuchungsobjekts kann beispielsweise die Erfassung der Länge, der Breite, der Dicke eines Patienten umfassen. Darüber hinaus ist es auch möglich, andere anatomische Merkmale z. B. mit Hilfe einer Formerkennung zu identifizieren und als eigenständig parametrisierte Information dem medizintechnischen Bildgebungssystem zu übergeben. Beispielsweise kann die dreidimensionale Parametrisierung auch die räumliche Bestimmung von Knotenpunkten eines Oberflächennetzes umfassen, welches die Oberflächen des Untersuchungsobjekts modellhaft repräsentiert.
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 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiel eines CT-Systems mit einem telezentrischen Abbildungssystems, welches die Patientenliege des CT-Systems als Objektanlagefläche nutzt,
2 und 3 schematische Detailansichten des Strahlengangs und des Fresnel-Spiegels des telezentrischen Abbildungssystems von 1,
4 eine schematische Darstellung der Objektanlagefläche zur Verdeutlichung der Wahl der Schärfeebene und der Schärfentiefe des telezentrischen Abbildungssystems,
5 schematisch die Steuerung eines CT-Systems unter Nutzung eines Ausführungsbeispiels des telezentrischen Abbildungssystems.
1 zeigt ein medizintechnisches Bildgebungssystem 200 zur Erzeugung von Bilddaten des Inneren eines Untersuchungsobjekts bzw. Patienten O in Form eines CT-Systems 200. Abgesehen von den üblichen Komponenten, wie beispielsweise einer Gantry 210 mit einer rotierenden Röntgenquelle und einem Röntgendetektor, einer in einen Messbereich des CT-Systems 200 verfahrbaren Patientenliege 190 sowie üblichen elektronischen Komponenten, wie beispielsweise eine Steuerungseinheit, umfasst das CT-System 200 hier ein erfindungsgemäßes telezentrisches Abbildungssystem 100. Das telezentrische Abbildungssystem 100 umfasst eine Projektionseinheit 120 in Form von zwei Beleuchtungsquellen bzw. Projektionsquellen. Hierbei handelt es sich um einen Laser und eine Gasentladungslampe, die im Wesentlichen den gleichen optischen Weg nutzen. Ferner weist das telezentrische Abbildungssystem 100 einen Fresnel-Spiegel 150 auf. Die Patientenliege, die zum Verfahren des Patienten O in einem Messbereich des CT-Systems genutzt wird, bildet die Objektanlagefläche 190 des telezentrischen Abbildungssystems 100, wenn sie sich in der in 1 dargestellten ausgefahrenen Position, außerhalb der Gantry 210, unterhalb des Fresnel-Spiegels 150 befindet, so dass sich die spiegelnde Seite des Fresnel-Spiegels 150 und die Tischoberfläche gegenüber liegen.
Der Fresnel-Spiegel 150 verfügt über Aufhängungselemente 155 zur schwenkbaren Aufhängung des Spiegels 150, so dass die Position und Orientierung des Spiegels 150 gegenüber der Objektanlagefläche 190 einstellbar ist. Die Aufhängungselemente 155 umfassen ein Drehgelenk, welches es ermöglicht, den Kippwinkel einer Flachseite des in diesem Ausführungsbeispiel im Wesentlichen rechteckigen Fresnel-Spiegels 150 gegenüber der Flachseite des ebenfalls im Wesentlichen rechteckigen Patiententischs 190 zu kippen. Mit Hilfe der Aufhängungselemente 155 ist der Fresnel-Spiegel 150 an der Decke des Raumes, in dem sich das CT-System befindet, befestigt. Alternativ ist ebenfalls vorstellbar, dass der Fresnel-Spiegel 150 an einem geeigneten Trägerelement des CT-Systems 200 befestigt sein kann.
Von der Projektionseinheit 120, die in dem Ausführungsbeispiel auf bzw. an einer Gantry 210 des CT-Systems 200 befestigt ist, wird ein Beleuchtungsstrahlenbündel BRS und ein Projektionsstrahlenbündel BRM in Richtung des Fresnel-Spiegels 150 abgestrahlt und im Strahlengang nachfolgend von dem Fresnel-Spiegel 150 reflektiert bzw. umgelenkt und telezentrisch in Richtung der Objektanlagefläche 190 projiziert. Es ergibt sich ein telezentrischer Strahlengang der sich überlagernden Strahlenbündel BRS, BRM in dieser telezentrischen Abbildungsrichtung, d. h. der Abbildungsmaßstab eines projizierten Bildes, einer Markierung oder Ähnlichem ist unabhängig von der Form, Größe oder Ausdehnung des Untersuchungsobjekts in diesem Bereich. Die telezentrische Abbildung wird in diesem Beispiel durch die Kombination des Fresnel-Spiegels 150 mit einem der Projektionseinheit 120 integrierten Optiksystem erreicht, welches beispielsweise eine Blende umfassen kann. Der besagte Abbildungsmaßstab ist ebenfalls unabhängig vom Abstand der Patientenliege 190 zu dem Fresnel-Spiegel 150. Somit kann die Lage und Anordnung des Patienten O bzgl. einer nachfolgend durchzuführenden Untersuchung mit dem CT-System 200 nahezu frei gewählt bzw. die Lagerung des Patienten kann z. B. durch Einstellung der Höhe der Patientenliege 190 optimiert werden, ohne dass dazu Randbedingungen des telezentrischen Abbildungssystems wie beispielsweise ein mindestens zu erreichender Abbildungsmaßstab ein Limit vorgeben.
Das Beleuchtungsstrahlenbündel BRS umfasst im Wesentlichen weißes Licht, welches durch die erwähnte Gasentladungslampe erzeugt wird. Das Projektionsstrahlenbündel BRM ist farblich gegenüber der übrigen Beleuchtungsstrahlung kontrastiert und damit leicht erkennbar. Das Projektionsstrahlenbündel BRM wird z. B. durch monochromatisches, insbesondere grünes oder rotes, Licht gebildet. Es wird in dem Ausführungsbeispiel mit Hilfe des Lasers erzeugt, der das Projektionsstrahlenbündel BRM mit „quasi unendlicher” Schärfentiefe zur Verfügung stellt. Monochromatische Lichtquellen dieser Art sind besonders einfach in Form von Lasern zu beschaffen, womit – wie noch deutlich werden wird – weitere Vorteile erzielbar sind. Bei dem Laser der dargestellten Projektionseinheit 120 kann es sich deshalb um einen handelsüblichen Laser handeln, beispielsweise einen Diodenlaser, einen diodengepumpten Festkörperlaser oder einen der vorgenannten Lasertypen zusammen mit einer integrierten oder externen Frequenzverdoppelung. Dies schließt jedoch nicht aus, dass mehrere Laser in der Projektionseinheit 120 verwendet werden können, deren jeweiliges monochromatisches Licht im Strahlengang des telezentrischen Abbildungssystems gemischt werden kann, sodass auch mit Hilfe von Lasern eine farbenreiche polychromatische Abbildung erreicht werden kann.
Eine durch das Projektionsstrahlenbündel BRM erzeugte Projektionsinformation M wird in dem Ausführungsbeispiel durch zwei zueinander und zu den Schmalseiten der Patientenliege 190 parallele Markierungstreifen M gebildet, die einen Untersuchungsbereich EA, von dem in einer nachfolgenden computertomographischen Untersuchung Bilddaten erzeugt werden sollen – d. h. die „Scan-Range” – räumlich begrenzen.
Alternativ oder zusätzlich sind eine Reihe von weiteren Kennzeichnungsmöglichkeiten des Untersuchungsbereichs denkbar, so könnte beispielsweise bereits die mit Hilfe des Beleuchtungsstrahlenbündels BRS der Gasentladungslampe beleuchtete und dadurch begrenzte Oberfläche des Patienten zur Kennzeichnung des Untersuchungsbereichs EA genutzt werden. Dazu kann die Lage und Ausdehnung des auf die Objektanlagefläche bzw. den Patienten O projizierten Beleuchtungsstrahlungsbündels BRS von einem Bediener des telezentrischen Abbildungssystems verändert werden. Darüber hinaus kann die Kennzeichnung beispielsweise auch in Form von einer symbolischen Darstellung von Körperregionen erfolgen, die z. B. durch einen Laser-Scanner erzeugt werden.
Dadurch, dass die Abbildung zwischen Fresnel-Spiegel 150 und Objektanlagefläche 190 als im Wesentlichen telezentrisches Strahlenbündel BR erfolgt, liegt die Position der Markierungsstreifen M innerhalb einer Schärfeebene unabhängig von der Dicke des Patienten O fest, während bei einer nicht telezentrischen Abbildung die Position der Markierungsstreifen M mit der Dicke des Untersuchungsobjekts O variieren würde, insbesondere, da mit der Dicke des Patienten O gleichzeitig lokal der Abbildungsmaßstab für die Projektionsinformation verändert werden würde. Zusätzliche Auflagen oder Fixiereinrichtungen, wie Tücher oder Lokalspulen eines MRT-Systems, würden ebenfalls zur Veränderung des lokalen Abbildungsmaßstabes beitragen. Dabei wird die Dicke an einem Punkt der Oberfläche des Patienten als minimaler Abstand des Punkts von der Objektanlagefläche 190 betrachtet.
Das Beleuchtungsstrahlenbündel BRS wird nach Projektion auf das Untersuchungsobjekt O und die Objektanlagefläche 190 wiederum in Richtung des Fresnel-Spiegels 150 abgestrahlt. Die vom Patienten O oder der Patientenliege 190 bevorzugt in Richtung des Fresnel-Spiegels reflektierte oder in sonstiger Weise abgestrahlte Strahlung, d. h. ein objektanlageflächenseitiges Bild, wird hier als Abbildungsstrahlenbündel BRP bezeichnet, welches den umgekehrten optischen Weg des Beleuchtungsstrahlenbündels BRS bzw. des Projektionsstrahlenbündels BRM nehmen kann und so mit Hilfe des Fresnel-Spiegels 150 nach Reflektion am Fresnel-Spiegel 150 in dem Fokalbereich FA fokussiert wird.
Für das Beleuchtungsstrahlenbündel BRS bzw. das Projektionsstrahlenbündel BRM, welche aus dem Fokalbereich FA über den Spiegel 150 zur Patientenliege 190 verlaufen, und das Abbildungsstrahlenbündel BRP, welches den umgekehrten Weg nimmt, gelten letztlich – abgesehen von der Richtung – die gleichen optischen Bedingungen im telezentrische Abbildungssystem. Daher werden diese Strahlenbündel BRP, BRS, BRM im Folgenden auch gemeinsam mit dem Begriff Strahlenbündel BR bezeichnet.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das rücklaufende Abbildungsstrahlenbündel BRP mit Hilfe einer Erfassungseinheit 140 in Form einer CCD-Kamera 140 erfasst, die unmittelbar neben der Projektionseinheit 120 angeordnet ist und im Wesentlichen die gleiche Optik aufweist bzw. nutzt, wie die Projektionseinheit 120. Dies bietet insbesondere den Vorteil, dass auch das Abbildungsstrahlenbündel BRP mit einem konstanten Abbildungsmaßstab, der unabhängig von der Dicke des Patienten O ist, erfasst wird. Unter dem Begriff Optik ist, wie auch im Folgenden, eine Anordnung von verbundenen optischen Linsen, Spiegeln oder Blenden, Strahlteilern oder Ähnlichem zu verstehen. Die CCD-Kamera 140 kann Einzelbilder, aber auch Videosequenzen erfassen. Sowohl die Projektionseinheit 120 als auch die CCD-Kamera 140 und insbesondere die jeweiligen Optiken sind dabei im Fokalbereich FA des Fresnel-Spiegels 150 angeordnet. Somit ist eine Erfassung des Patienten O mit einem konstanten Abbildungsmaßstab möglich.
Wie ebenfalls schematisch angedeutet ist, weist die Erfassungseinheit 140 eine weitere Optik auf, mit deren Hilfe die Erfassung von Abbildungsstrahlenbündeln BRR möglich ist, die abseits des Fresnel-Spiegels 150 vom Untersuchungsobjekt O bzw. der Objektanlagefläche 190 reflektiert werden.
Darüber hinaus ist die Erfassung des Patienten O bzw. der Objektanlagefläche 190 ebenso mit einer Erfassungseinrichtung 145 in Form einer CCD-Kamera möglich, die ebenfalls dem telezentrischen Abbildungssystem 100 zugeordnet ist. Jedoch erfolgt die Erfassung des Patienten O bzw. der Objektanlagefläche mit Hilfe dieser Erfassungseinrichtung 145 nicht unter Nutzung des Fresnel-Spiegels 150. D. h. es wird wiederum ein Abbildungsstrahlenbündel BRR erfasst, welches abseits des Fresnel-Spiegels von der Objektanlagefläche 190 abgestrahlt wird. Die beiden Kameras, d. h. die Erfassungseinheit 140 und die Erfassungseinrichtung 145 sind dabei in einem definierten Abstand, in diesem Ausführungsbeispiel einem Abstand von mehreren 10 cm, zueinander angeordnet und ermöglichen so die stereotaktische dreidimensionale Erfassung eines Raumbereichs.
Die 2 und 3 verdeutlichen den Strahlengang des Strahlenbündels BR des telezentrischen Abbildungssystems der 1 in Bezug auf den Fresnel-Spiegel 150 und die Projektionseinheit 120. Dabei zeigt 2 eine Ansicht auf die der Objektanlagefläche zugewandte Reflexionsfläche und 3 einen Schnitt entlang der Schnittlinie A-A aus 2. Der Aufbau des Fresnel-Spiegels 150 und von Fresnel-Spiegel-Segmenten 151 ist dabei schematisch vergrößert dargestellt.
Der Fresnel-Spiegel 150 ist in diesem Ausführungsbeispiel flach mit einer ebenen Flachseite ausgebildet. „Flach” bedeutet dabei, dass der Fresnel-Spiegel 150 in einen flachen Quader, d. h. mit Seitenflächen in Form einer Flachseite und einer gegenüber der Flachseite schmaleren Schmalseite, einbeschrieben werden kann, wobei der Fresnel-Spiegel 150 jede Seitenfläche des Quaders wenigstens einmal berührt.
In der Aufsicht auf die Flachseite des Fresnel-Spiegels 150 in 2 ist erkennbar, dass dieser in diesem Ausführungsbeispiel aus regelmäßig angeordneten Fresnel-Spiegel-Segmenten 151 gebildet wird. Die Fresnel-Spiegel-Segmente 151 sind räumlich unmittelbar aneinander anschließend, aus einem einstückigen Kunststoff-Trägermaterial, beispielsweise Polymethylmethacrylat (PMMA) oder Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) geformt. Der Spiegel 150 weist somit ein geringes Gewicht und eine geeignete Temperaturbeständigkeit auf.
In dem Ausführungsbeispiel werden zur Herstellung des Spiegels 150 die Spiegel-Segmente 151 in eine Kunststoffplatte bzw. Kunststofffolie eingeprägt und anschließend mit Hilfe eines Aufdampfverfahrens oder Abscheideverfahrens metallisch, mit einer bezüglich des Strahlenbündels BR optische wirksamen Reflexions-Schicht belegt. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Reflexionsschicht aus Aluminium gebildet, jedoch ist beispielsweise auch denkbar, Silber, Gold oder einen dielektrischen Spiegel, gebildet aus einer Mehrzahl von Schichten unterschiedlicher Brechungsindizes zu verwenden.
Die Fresnel-Spiegel-Segmente 151 weisen in dem Ausführungsbeispiel jeweils eine rechteckige, insbesondere quadratische Grundfläche von 0,5 mm × 0,5 mm auf und sind in einer matrixartigen Anordnung in Reihen und Spalten zu einer zusammenhängenden Reflexionsschicht verbunden. Die Diagonalenlänge der Reflexionsfläche jedes der Fresnel-Spiegel-Segmente 151 ist dabei kleiner als der in diesem Ausführungsbeispiel 1 mm betragende Durchmesser DPX eines auf den Fresnel-Spiegel treffenden Laserstrahles, der in dem Strahlenbündel BR (wie in 3 gezeigt) umfasst ist. Aufgrund der telezentrischen Eigenschaften des Fresnel-Spiegels 150 entspricht dieser Durchmesser auch dem Durchmesser eines Bildpunktes PX, der zur Erzeugung eines Musters auf in diesem Fall nicht dargestellte Objektanlagefläche projiziert wird. Es kann jedoch in dem Ausführungsbeispiel angenommen werden, dass die Objektanlagefläche in wesentlichen Teilen mit der Schärfeebene BE des Strahlenbündels BR übereinstimmt. Durch die beschriebenen Größenverhältnisse erzeugen Übergänge zwischen den Fresnel-Spiegel-Segmenten 151 keine sichtbaren Verzerrungen in der Projektion des Laserstrahls auf die Objektanlagefläche bzw. eines mit Hilfe des Laserstrahls darzustellenden Musters.
Wie aus der Schnittdarstellung in 3 ersichtlich ist, weist der Fresnel-Spiegel 150 wenigstens einen Fokuspunkt F auf, auf den von einer Schärfeebene BE bzw. der (hier nicht dargestellten Objektanlagefläche) telezentrisch auf den Fresnel-Spiegel 150 treffende Strahlung fokussiert wird. Aufgrund der rechteckigen Form des Fresnel-Spiegels 150 ergibt sich in diesem Ausführungsbeispiel eine annähend pyramidenförmig verjüngende Form des Abschnitts des Fokalbereichs FA vom Fresnel-Spiegel 150 bis zum Fokuspunkt F, die sich spiegelbildlich im Anschluss an den Fokuspunkt F fortsetzt. Bei einer anderen Form des Fresnel-Spiegels 150 können sich entsprechend abweichend geformte Fokalbereiche FA, insbesondere abschnittsweise konische Fokalbereiche ergeben. Darüber hinaus ist denkbar, dass der Fresnel-Spiegel 150 mehrere Fokusse F aufweist, sodass sich eine nahezu beliebige Form des Fokalbereichs FA ergeben kann bzw. mehrerer Fokalbereiche ergeben können, welcher bzw. welche die Anordnung einer Vielzahl von Projektionseinheiten und/oder Empfangseinheiten ermöglichen.
In diesem Fokalbereich FA ist in einem vorgegebenen Abstand a, a' von dem Fokuspunkt F und damit auch in einem Abstand von dem Fresnel-Spiegel 150 die Projektionseinheit 120 angeordnet. Die Abstände a, a' vom Fokuspunkt F weg in Richtung auf den Fresnel-Spiegels 150 und in die andere Richtung können unterschiedlich oder gleich groß sein.
Die Projektionseinheit 120 wird hier durch einen Laserprojektor gebildet. Der von dem Laser erzeugte Laserstrahl wird so mit Hilfe einer Strahlablenkeinrichtung der Projektionseinheit 120 geführt und abgelenkt, dass bestimmte Segmente 151 des Fresnel-Spiegels 150 den Beleuchtungs-Laserstrahl wenigstens einmal zur Erzeugung eines Musters in der Schärfeebene BE reflektiert. In 3 sind schematisch vier Laserstrahlen R₁, R₂, R₃, R₄ (bzw. eigentlich der Laserstrahl in vier Positionen) dargestellt. In der Schärfeebene BE wird dabei ein Muster bzw. Bild mit mehreren (d. h. einer Anzahl) Bildpunkten erzeugt. Da es sich um einen telezentrisches Abbildungssystem handelt, sind die Fresnel-Spiegel-Segmente 151 bezüglich ihrer jeweiligen Reflexionsfläche so ausgebildet, dass die auf verschiedene Punkte der Reflexionsfläche des Fresnel-Spiegels 150 treffenden Laserstrahlen R1, R2, R3, R4, nach der Reflexion an dem Fresnel-Spiegel 150 in die gleiche Richtung, d. h. zueinander parallel, abgelenkt werden. In diesem telezentrischen Bereich des Strahlengangs liegt die Schärfeebene BE des Beleuchtungsstrahlungsbündels, in diesem Fall im Wesentlichen parallel zu einer Flachseite des Fresnel-Spiegels 150 und zu der Objektanlagefläche.
Für das Zusammenwirken mit einem medizinischen Bildgebungssystem ist es von Vorteil, wenn das Untersuchungsobjekt bzw. der Patient O vollständig im Bereich der Schärfentiefe der Beleuchtungsstrahlung bzw. des Projektionsstrahlenbündels angeordnet ist. Typischerweise – bei normal dicken Patienten – befindet sich der am weitesten von der Objektanlagefläche 190 entfernte Punkt des Patienten O in einem Abstand von maximal 30 cm von der Objektanlagefläche 190. Daher kann bei einem normalen Patienten und bei idealer Positionierung der Komponenten des telezentrischen Abbildungssystems eine erreichbare Schärfentiefe von 30 cm ausreichen. Bei anderen Untersuchungsobjekten O ist jedoch nicht ausgeschlossen, dass der maximale Abstand größer, beispielsweise 50 cm ist. Im Gegensatz zum dem beschriebenen Idealfall ist in dem dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel von 4 die Schärfeebene BE durch Faltung des Strahlengangs des Strahlenbündels gegenüber dem Patiententisch 190 um einen Winkel α_Be verkippt. In diesem Fall ist die Schärfentiefe TS so gewählt, dass sie wenigstens dem Sinus des Kippwinkels α_BE, multipliziert mit der größten Ausdehnung der Objektanlagefläche 190, entspricht. Im dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der Kippwinkel α_BE ungefähr 20°, die Diagonale des Patiententisches 190 ungefähr 3 m, so dass die Schärfentiefe TS in diesem Fall ca. 1 m betragen sollte. Damit ist sichergestellt, dass alle Punkte des Untersuchungsobjekts O innerhalb eines Quaders mit einer Höhe liegen, die der Schärfentiefe TS entspricht, wobei die die Objektanlagefläche in den Quader eingeschrieben werden kann. Bevorzugt ist aber grundsätzlich ein System mit quasi unendlicher Schärfentiefe, wie z. B. ein Laserprojektor.
Somit können alle wesentlichen Teile des Untersuchungsobjekts O mit ausreichender Schärfentiefe verzerrungsfrei bestrahlt werden. Um den Kippwinkel α_BE zu minimieren, kann beispielsweise mit Hilfe der in 1 dargestellten Aufhängungselemente 155 eine Korrektur des Kippwinkels α_BE vorgenommen werden. Darüber hinaus kann das telezentrische Abbildungssystem eine Bildebenen-Korrektureinheit aufweisen, beispielsweise kann die Projektionseinheit mit einem sog. „Zens-Shift-Mechanismus” ausgestattet sein. Damit kann eine Trapezentzerrung erreicht werden und die Parallelität der Schärfeebene BE zur Objektanlagefläche erhöht werden. Somit ergibt sich eine Verkleinerung des Kippwinkels α_BE, und die benötigte Schärfentiefe TS kann dann ebenfalls geringer sein.
Wie oben ausgeführt, ist es mit Hilfe eines so ausgebildeten telezentrischen Abbildungssystems möglich, verschiedene Projektionsinformationen insbesondere eine Maßinformation auf der Oberfläche des Untersuchungsobjekts, scharf und telezentrisch abzubilden. Diese Maßinformation kann beispielsweise zur Steuerung des medizinischen Bildgebungssystems verwendet werden. Dies ist genauer in 5 dargestellt.
5 zeigt wiederum ein CT-System 200 mit einer Gantry 210 und einer Steuereinheit 240, welche dazu ausgebildet ist, das CT-System 200 zur Erfassung von Bilddaten vom Inneren des Untersuchungsobjekts zu steuern. Neben diesen und anderen üblichen Komponenten weist das CT-System 200 darüber hinaus ein telezentrisches Abbildungssystem 100 auf. Auf der Außenseite der Gantryverkleidung ist dabei eine Projektionseinheit 120 angeordnet, die ein Beleuchtungsstrahlenbündel BRS und überlagert ein Projektionsstrahlenbündel BRM in Richtung des Fresnel-Spiegels 150 aussendet. Dieser reflektiert das Beleuchtungsstrahlenbündel BRS sowie auch das Projektionsstrahlenbündel BRM in Richtung der Objektanlagefläche 190, auf der sich das Untersuchungsobjekt O befindet. Insbesondere das Projektionsstrahlenbündel BRM stellt eine Projektionsinformation M in Form von strichförmigen und punktförmigen Markierungen zur Verfügung.
Wie weiterhin erkennbar ist, umfasst die Steuereinheit 240 des CT-Systems 200 ein Abbildungssystemsteuermodul 220, welches das telezentrische Abbildungssystem 100 steuern kann. Beispielsweise werden Projektionssteuerinformationen PST von dem Abbildungssystemsteuermodul 220 an die Projektionseinheit 120 gesandt, die auf Basis der Projektionssteuerinformationen PST die Abgabe des Beleuchtungsstrahlenbündels BRS sowie auch des Projektionsstrahlenbündels BRM steuert bzw. regelt. Dabei können Benutzervorgaben eines Bedieners des medizintechnischen Bildgebungssystems 200 mit Hilfe einer nicht dargestellten Benutzerschnittstelle berücksichtigt werden.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist es beispielsweise möglich, mit Hilfe des Abbildungssystemsteuermoduls 220 die Position der Projektionsinformation M und insbesondere die Position der beiden Striche, die einen Untersuchungsbereich EA kennzeichnen, von dem im Späteren mit Hilfe des CT-Systems 200 Bilddaten erzeugt werden sollen, zu verändern. Somit kann beispielsweise ein Bediener genau die Position dieses Untersuchungsbereichs EA bestimmen bzw. festlegen. Dadurch, dass die Position in Relation zur Objektanlagefläche 190 markiert wird, kann später, während der Akquisition der Messdaten (Rohdaten) für die Bilddaten, auf Basis der so ermittelten Positionsinformation PI die Steuerung der Patientenliege erfolgen. Befinden sich zur Bestimmung der Position der Fresnel-Spiegel 150 und die Objektanlagefläche 190 in einer definierten Position zueinander, so reicht bereits die Projektionssteuerinformation PST aus, um die Position des Untersuchungsbereichs EA einer Positionserfassungseinheit 230 kenntlich zu machen, sodass eine Positionsinformation PI bestimmt werden kann.
Über diese Möglichkeiten hinausgehend, weist das telezentrische Abbildungssystem eine Erfassungseinrichtung 145 in Form einer Kamera auf. Mit dieser Kamera 145 kann ein Abbildungsstrahlenbündel BRR ausgehend von Untersuchungsobjekts O erfasst werden, welches insbesondere den von dem Untersuchungsobjekt O reflektierten Anteil des Projektionsstrahlenbündels BRM umfasst. Die Erfassung des Abbildungsstrahlenbündels BRR mit Hilfe der Erfassungseinrichtung 145 erfolgt in diesem Fall nicht mit Hilfe einer telezentrischen Abbildung über den Fresnel-Spiegel 150, so dass Verzerrungen, die durch die Oberflächenform des Untersuchungsobjekts O verursacht werden, erfasst werden können. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird dies benutzt, um das Untersuchungsobjekt O dreidimensional zu vermessen bzw. dreidimensional zu parametrisieren.
Dazu umfasst das Projektionsstrahlenbündel BRM neben den beiden Strichmarkierungen zur Kennzeichnung der Grenzen des Untersuchungsbereichs EA auch ein Punktemuster, welches aus zueinander gleich beabstandeten Punkten, die in Zeilen und Spalten angeordnet sind, besteht. Der Abstand der Punkte kann beispielsweise 3 cm oder weniger betragen, um eine ausreichend genaue Vermessung des Untersuchungsobjekts durchzuführen. Trifft dieses Punktemuster auf die Oberfläche des Untersuchungsobjekts O, ergeben sich aufgrund der Oberflächenform des Untersuchungsobjekts O in einer Beobachtungsrichtung abseits der Richtung zum Fresnel-Spiegel 150 Verzerrungen bzw. Versetzungen der einzelnen Punkte zueinander, die eine Information über die Oberflächenform des Untersuchungsobjekts O bereitstellen. Diese Information wird mit Hilfe der Erfassungseinrichtung 145 erfasst, welche darüber hinaus dazu ausgebildet ist, die Verzerrung des Punktemusters auszuwerten bzw. zu vermessen und die Positionsinformation PI der einzelnen Punkte in Bezug auf einen beliebigen Referenzpunkt an eine Positionserfassungseinheit 230 zu senden.
Eine dreidimensionale Parametrisierung des Untersuchungsobjekts O, die beispielsweise zur Berechnung eines Oberflächennetzes des Untersuchungsobjekts geeignet ist, kann somit erreicht werden.
In Kombination mit den Projektionssteuerinformationen PST und den Positionsinformationen PI ist die Positionserfassungseinheit 230 in der Lage, die dreidimensionale Form des Untersuchungsobjekts zu rekonstruieren, da einerseits eine Information über Verzerrungen des Punktemusters durch das Untersuchungsobjekt O vorliegt sowie andererseits auch die Information über das unverzerrte Punktemuster (auf Basis der Projektionssteuerinformation PST). Die Lage des Untersuchungsbereichs EA sowie die Form und auch andere anatomische Informationen über den Patienten O können dann zur Aufbereitung von Bilderfassungssteuerdaten bzw. Bilderfassungssteuerinformationen CI genutzt werden, die an ein Bilderfassungsmodul 250 übermittelt werden.
Im Fall des CT-Systems 200 können beispielsweise so von dem Bilderfassungsmodul 250 auf Basis der Oberflächenform bzw. dreidimensionalen Form des Untersuchungsobjekts O das Volumen bzw. die Dicke des Patienten O ermittelt und auch das Gewicht abgeschätzt werden, sodass eine geeignete Röntgendosis für die geplante computertomographische Untersuchung des Patienten O festgelegt werden kann. Darüber hinaus ist das Bilderfassungssteuermodul 250 so ausgebildet, dass es an die Steuereinheit 240 des Bildgebungssystems 200 auch Liegensteuerungsdaten BCI sendet, so dass die Patientenliege 190 geeignet in einen Messraum des CT-Systems gefahren werden kann, um den Untersuchungsbereich EA mit Hilfe des CT-Systems 200, auf geplante Art und Weise abzubilden.
Nach der erfolgten Abbildung des Untersuchungsbereichs EA kann die Objektanlagefläche 190 wieder in eine Ausgangsposition gegenüber dem Fresnel-Spiegel 150 gefahren werden und mit Hilfe der Projektionseinheit 120 kann beispielsweise ein Projektionsstrahlenbündel BRM erzeugt werden, welches die mit Hilfe des CT-Systems 200 erzeugten Bilddaten vom Inneren des Untersuchungsobjekts O auf den Untersuchungsbereich EA des Untersuchungsobjekts O projiziert. Somit kann beispielsweise ein Behandler direkt am Patienten O für eine nachfolgende Operation Markierungen vornehmen.
Die Erfindung stellt somit eine Reihe von Möglichkeiten bereit, um ein Bild ohne Änderung des Abbildungsmaßstabs auf ein Untersuchungsobjekt zu projizieren oder in dieser Art ein Bild des Untersuchungsobjekts zu erfassen, und gleichzeitig damit die Erfassung von Bilddaten vom Inneren des Untersuchungsobjekts mit Hilfe eines medizintechnischen Bildgebungssystems zu verbessern und insbesondere diese Erfassung zu steuern.
Abschließend ist darauf hinzuweisen, dass die Merkmale sämtlicher Ausführungsbeispiele oder in Figuren offenbarter Weiterbildungen in beliebiger Kombination verwendet werden können. Es wird abschließend ebenfalls darauf hingewiesen, dass es sich bei dem vorhergehend detailliert beschriebenen telezentrischen Abbildungssystem, dem CT-System und dem Verfahren zur Beleuchtung einer Objektanlagefläche 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. Ebenso schließt der Begriff „Einheit” bzw. „Modul” nicht aus, dass die betreffenden Komponenten aus mehreren zusammenwirkenden Teil-Komponenten bestehen, die gegebenenfalls auch räumlich verteilt sein können.

Claims

Telezentrisches Abbildungssystem (100), mit – einer Objektanlagefläche (190), insbesondere einer Patientenliege eines medizintechnischen Bildgebungssystems (200), – einem der Objektanlagefläche (190) gegenüberliegend angeordneten Fresnel-Spiegel (150), welcher dazu ausgebildet ist, ein von einem Fokalbereich (FA) des Fresnel-Spiegels (150) ausgehendes Strahlenbündel (BR) telezentrisch auf die Objektanlagefläche (190) verlaufen zu lassen, und – einer in dem Fokalbereich (FA) des Fresnel-Spiegels (150) befindlichen Projektionseinheit (120), um ein Beleuchtungsstrahlenbündel (BRS) über den Fresnel-Spiegel (150) auf die Objektanlagefläche (190) zu projizieren, und optional einer in dem Fokalbereich (FA) des Fresnel-Spiegels (150) befindlichen Erfassungseinheit (140), um ein von einem Untersuchungsobjekt (O) an der Objektanlagefläche (190) kommendes Abbildungsstrahlenbündel (BRP) über den Fresnel-Spiegel (150) zu erfassen, wobei das telezentrische Abbildungssystem (100) dazu ausgebildet ist, eine Projektionsinformation (M) abzubilden und auf das an bzw. auf der Objektanlagefläche (190) an- bzw. aufliegende Untersuchungsobjekt (O) zu projizieren, und wobei eine Schärfeebene (BE) des Strahlenbündels (BR) gegenüber der Objektanlagefläche (190) einen Kippwinkel (α_BE) aufweist.
Telezentrisches Abbildungssystem (100) nach Anspruch 1, wobei der Fresnel-Spiegel (150) im Wesentlichen aus einem Kunststoff gefertigt ist, der bevorzugt optisch wirksam, besonders bevorzugt reflektierend, beschichtet ist.
Telezentrisches Abbildungssystem (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Flächeninhalt des Fresnel-Spiegels (150) zumindest in etwa dem Flächeninhalt der Objektauflagefläche (190) entspricht.
Telezentrisches Abbildungssystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, welches dazu ausgebildet ist, die Projektionsinformation (M) mit einer Schärfentiefe (TS) von mehr als 30 cm, abzubilden und auf das an bzw. auf der Objektanlagefläche (190) an- bzw. aufliegende Untersuchungsobjekt (O) zu projizieren.
Telezentrisches Abbildungssystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei im Strahlengang des Strahlenbündels dem Fresnel-Spiegel (150) nachfolgend die Schärfentiefe (TS) des Strahlenbündels (BR) wenigstens dem Sinus des Kippwinkels (α_BE) multipliziert mit der größten Ausdehnung einer dem Untersuchungsobjekt (O) zugewandten Seite der Objektanlagefläche (190) ist.
Telezentrisches Abbildungssystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Projektionseinheit (120) aus der Gruppe – Lichtquelle, – Diaprojektor, – Videoprojektor, – Laserprojektor, – Laserscanner gewählt ist.
Telezentrisches Abbildungssystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei – die Projektionseinheit (120) dazu ausgebildet ist, ein Beleuchtungsstrahlenbündel (BRS) mit einer Anzahl von Bildpunkten (PX) abzustrahlen und/oder die Erfassungseinheit (140) dazu ausgebildet ist, ein Abbildungsstrahlenbündel (BRP) mit einer Anzahl von Bildpunkten (PX) zu erfassen, und – der Fresnel-Spiegel (150) mehrere Fresnel-Spiegel-Segmente (151) aufweist, welche jeweils eine Reflexionsfläche für Strahlung des Strahlenbündels (BR) aufweisen, wobei eine Flächenausdehnung der Reflexionsfläche jeweils geringer als eine Flächenausdehnung einer Projektion eines Bildpunkts (PX) auf der Objektanlagefläche (190) ist.
Telezentrisches Abbildungssystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einer Erfassungseinrichtung (145) zur Erfassung eines Abbildungsstrahlungsbündels (BRR), welches von der Objektanlagefläche (190) abseits der Richtung des Fresnel-Spiegels (150) ausgesandt wird.
Medizintechnisches Bildgebungssystem (200) zur Erfassung einer Bildinformation vom Inneren eines Untersuchungsobjekts (O), mit einem telezentrischen Abbildungssystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
Medizintechnisches Bildgebungssystem (200) nach Anspruch 9, zur Erfassung einer Bildinformation vom Inneren des Untersuchungsobjekts (O), mit einem Abbildungssystemsteuermodul (220), welches dazu ausgebildet ist, die Abgabe des Beleuchtungsstrahlenbündels (BRS) und/oder die Erfassung des Abbildungsstrahlenbündels (BRP, BRR) unter Nutzung eines telezentrischen Abbildungssystems (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zu steuern.
Medizintechnisches Bildgebungssystem (200) nach Anspruch 9 oder 10, zur Erfassung einer Bildinformation vom Inneren des Untersuchungsobjekts (O), mit einem Bilderfassungssteuermodul (250), welches dazu ausgebildet ist, auf Basis einer Bilderfassungssteuerinformation (CI), die unter Nutzung eines telezentrischen Abbildungssystems (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 erzeugt wird, die Steuerung der Erfassung der Bildinformation vom Inneren des Untersuchungsobjekts (O) durchzuführen.
Verfahren zur Beleuchtung einer Objektanlagefläche (190) eines medizintechnischen Bildgebungssystems (200) insbesondere gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei – ein Beleuchtungsstrahlungsbündel (BRS) ausgehend von einem Fokalbereich (FA) eines Fresnel-Spiegels (150) in Richtung des Fresnel-Spiegels (150) abgestrahlt wird, – unter Nutzung des Fresnel-Spiegels (150) telezentrisch in Richtung einer Objektanlagefläche (190) des Bildgebungssystems (200) abgestrahlt wird, – unter Nutzung des telezentrischen Abbildungssystems (100) eine Positionsinformation (PI) erzeugt wird, – unter Nutzung der Positionsinformation (PI) eine Bilderfassungssteuerinformation (CI) erzeugt wird, und unter Nutzung der Bilderfassungssteuerinformation (CI) das medizintechnische Bildgebungssystem (200) gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Positionsinformation (PI) eine dreidimensionale Parametrisierungsinformation eines Untersuchungsbereichs (EA) eines mit Hilfe des medizintechnischen Bildgebungssystems (200) abzubildenden Untersuchungsobjekts (O) umfasst.