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DE3447365A1 - Verfahren und vorrichtung zur vermeidung von bildverwischungen bei medizinischen bildgebenden verfahren hervorgerufen durch bewegungen des patienten waehrend der bildaufnahme - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur vermeidung von bildverwischungen bei medizinischen bildgebenden verfahren hervorgerufen durch bewegungen des patienten waehrend der bildaufnahme

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DE3447365A1
DE3447365A1 DE19843447365 DE3447365A DE3447365A1 DE 3447365 A1 DE3447365 A1 DE 3447365A1 DE 19843447365 DE19843447365 DE 19843447365 DE 3447365 A DE3447365 A DE 3447365A DE 3447365 A1 DE3447365 A1 DE 3447365A1
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DE
Germany
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patient
computer
scanning
imaging techniques
medical imaging
Prior art date
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DE19843447365
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Bernd Dr. 6000 Frankfurt Lammel
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Individual
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Description

  • Stand der Technik:
  • In der Medizin gibt es bildgebende Verfahren, die eine längere Zeit benötigen, um das Bild zu erstellen.
  • Während dieser Zeit darf der Patient seine Position nicht ändern. Das wirft Probleme auf, denn es ist fast unmöglich, daß ein Patient z.B. seinen Kopf über etwa zehn Minuten ruhig hält.
  • Ein Festschnallen des Kopfes über diese Zeitspanne ist dem Patienten nicht zuzumuten, das gilt besonders für Kinder.
  • Ein Beispiel für das Auftreten der genannten Schwierigkeiten stellt die Kernspinresonanz-Tomographie dar.
  • (Im Weiteren soll der erfinderische Gedanke an diesem Beispiel erläutert werden. Er ist jedoch auf alle bildgebenden Verfahren anzuwenden, bei denen die Erstellung des Bildes eine längere Zeit in Anspruch nimmt.) Bei der Kernspinresonanz-Tomographie wird der Patient in eine große Röhre geschoben. Die Wandung der Röhre besteht aus drei Magneten; 1. einem Magneten (1), der ein statisches Magnetfeld erzeugt. 2. einem Sende- und Empfangsmagneten (2). Hier wird ein Wechselfeld im Radiofrequenzbereich erzeugt. 3. einem Magneten (3), der einen Magnetfeldgradienten erzeugt.
  • Die Magneten sind in Abbildung 1 schematisch dargestellt.
  • Ein Kernspinresonanzsignal wird immer dann erzeugt, wenn die Resonanzbedingung erfüllt ist.
  • H= bC # H= statisches Magnetfeld (1) #= Frequenz des Sende- und Empfangsmagneten (2) a= Gyromagnetisches Verhältnis Das heißt, das Magnetfeld H, in das ein Ensemble von Kernspins (in unserem Fall z.B. die Protonen des Körpers des Patienten) gebracht werden, muß proportional sein der Frequenz des Sendemagnetfeldes.
  • Der Proportionalitätsfaktor Mv wird als gyromagnetisches Verhältnis bezeichnet.
  • Der Magnetfeldgradient (3) bewirkt, daß die Resonanzbedingung nur für ein begrenztes Areal, meißtens eine Pfeillinie durch den Körper des Patienten, erfüllt ist.
  • Ein Schnittbild des Patienten wird nun in folgenden Schritten erzeugt: 1 Das Gradientenfeld wird auf einen bestimmten Wert eingestellt.
  • 2 Der Sender (6) sendet ein im Hauptrechner (5) gespeichertes Radiofrequenz-Impulsprogramm und erzeugt dadurch eine Sendeimpulsfolge im Sendemagneten (2).
  • 3 Im Empfänger (7) erscheint ein Signal, das nach Verstärkung und Analog-Digitalwandlung in den Hauptrechner(5 weitergegeben wird.
  • 4 Der Hauptrechner (5) ordnet dem Signal die entsprechende Gradientenstellung zu.
  • 5 Der Gradient (3) wird nun nach einem im Hauptrechner (5) vorhandenen Programm gedreht,und die Punkte 2 bis 5 werden erneut abgefahren.
  • Nach einer vollen Drehung des Gradientenfeldes (3) kann sich der Rechner ein Schnittbild des Patienten errechnen.
  • Die empfangenen Signale sind sehr klein. Um die Auflösung des Bildes zu erhöhen, wird das Gradientenprogramm mehrmals durchgeführt und die Signale gemittelt.
  • Dadurch wird jedoch die Meßzeit erhöht, was zu den oben genannten Schwierigkeiten führt.
  • Problemstellung: Es stellt sich also das Problem, die durch die Bewegungen des Körpers während der langen Meßzeit hervorgerufene Unschärfe des erzeugten Bildes zu verhindern.
  • Erfindungsgeäße Problemlösung: Das genannte Problem wird erfindungsgemäß wie folgt gelöst: 1.) Es muß die Position des Körpers bestimmt werden.
  • Das kann durch zwei oder mehrere Signalgeber (8) (z.B. Lichtquellen, die gerichtete Lichtstrahlen aussenden) geschehen, die am Körper des Patienten befestigt sind. Die Positonssignale fallen auf eine Signalplatte (9), die mit einem Positionsrechner (10) verbunden ist, welcher die Position des Patienten. errechnet.
  • 2.) Der Positionsrechner ist verbunden mit dem Hauptrechner (5), der die Bilderzeugung sowohl von der Sendeseite ( ein Programm für die zeitliche Folge der Gradientenfelder (3) und ein Programm für die Radiofrequenzimpulsfolge (6)) als auch von der Empfängerseite (7) ( ein Programm für die Verwertung der empfangenen Signale) steuert.
  • Die Kopplung zwischen dem Positionsrechner (10) und dem Hauptrechner (5) stellt den eigentlichen erfinderischen Gedanken dar.
  • Sie kann auf zwei Arten durchgeführt werden: a) Der Positionsrechner (10) meldet dem Hauptrechner (5) die Position des Patienten. Dqraufhin wird auf der Senderseite des Hauptrechners (5) die zeitliche Abfolge der Gradientenfelder (3) so geändert, daß bei einer Bewegung des Patienten die Gradientenfelder genau um diese Bewegung verschoben werden.
  • So wird auf der Empfangsseite eine Bilderzeugung gewährleistet, wie man sie erhalten würde, wenn der Patient sich nicht bewegen würde.
  • b) die zeitliche Abfolge der Gradientenfelder (3) läuft nach einem vorgegebenen Programm ab. Der Postionsrechner (10) meldet dem Hauptrechner (5) die Position des Patienten. Der Hauptrechner (5) ordnet dann ein Empfangssignal einem Ort im Patienten zu, der sich aus dem jeweiligen Gradientenfeld (3) und dem Ort des Patienten ergibt.
  • Das erste Verfahren ist dem zweiten Verfahren vorzuziehen, da sich hier bezüglich des Patienten und nicht wie im zweiten Verfahren bezüglich eines Laborkoordinatensystems eine homogene Messung der Signale ergibt.
  • - Leerseite -

Claims (4)

  1. Patentansprüche: 1.) Verfahren und Vorrichtung zur Vermeidung von Bildverwischungen oder Verminderung des Auflösungsvermögens bei medizinischen bildgebenden Verfahren, die durch Bewegung des Patienten während der Bildaufnahme entstehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Position des Patienten kontinuierlich oder in Intervallen, die kurz gegen die Bilderfassung sind, in einem Computer (Positionscomputer) erfaßt wird und daß die jeweilige Positionsbestimmung des Patienten entweder das Abtastungsprogramm (die Abtastungsfolge) oder die Zuordnung der abgetasteten Meßwerte zu einem Punkt im Körper des Patienten beeinflußt.
  2. 2.) Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß zur Positionsbestimmung des Patienten Sender angebracht werden.
  3. 3.) Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß bei Bewegungen des Patienten während der Abtastung durch das bildgebende Verfahren die Abtastungsfolge durch ständige Koordinatentransformationen korrigiert wird, so daß für die Abtastung des Körpers nicht ein raumfestes sondern ein auf die jeweilige Position des Patienten bezogenes Koordinatensystem wirksam wird.
  4. 4.) Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß bei der Zuordnung der abgetasteten Meßwerte zu einem Raumpunkt nicht ein raumfestes sondern ein auf den Körper des Patienten bezogenes Koordinatensystem benutzt wird.
DE19843447365 1984-12-24 1984-12-24 Verfahren und vorrichtung zur vermeidung von bildverwischungen bei medizinischen bildgebenden verfahren hervorgerufen durch bewegungen des patienten waehrend der bildaufnahme Withdrawn DE3447365A1 (de)

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