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Visuelle Erfassung von 3D-Objekten bei Kernspintomographen mittels PMD-Chip

IP.com Disclosure Number: IPCOM000020578D
Published in the IP.com Journal: Volume 3 Issue 12 (2003-12-25)
Included in the Prior Art Database: 2003-Dec-25
Document File: 3 page(s) / 48K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Die Kernspinresonanz ist ein bildgebendes Verfahren der medizinischen Diagnostik. Bisher besteht das Problem, dass Lage, Groesse und Gewicht eines Patienten nicht exakt erfasst werden konnten. Diese Daten sind jedoch sicherheitsrelevant, so z.B. bei der SAR-Ueberpruefung (Specific Absorption Rate) oder einer falschen Patientenorientierung. Ferner konnte die Lage der Spulen oder der Spulenelemente nicht optisch und dreidimensional erfasst werden. Des Weiteren fuehren Patientenbewegungen zu Artefakten in den Patientenbildern. Bisher wurde bei der SAR-Ueberpruefung das Gewicht des Patienten beim Registrieren eingegeben und mittels einer Justagemessung naeherungsweise auf Richtigkeit ueberprueft. Die Spulenpositionen und Spulenelemente werden derzeit durch Tischposition und Magnetresonanzmessung bestimmt und die Spulenelemente skizzenhaft und mit grosser Ungenauigkeit in das gemessene Magnetresonanzbild des Patienten eingezeichnet. Eine Automatisierung dieser Prozesse war bisher nicht moeglich. Die Idee besteht nun darin, mittels eines PMD-Chips (Photomischdetektor) Objekte und deren Bewegung dreidimensional zu erfassen. Ein PMD-Chip misst dreidimensional Oberflaechen mit einer hohen raeumlichen und zeitlichen Aufloesung. Das Verfahren basiert auf Laufzeitmessungen von ultraschnell getakteten Lichtpulsen. PMD-Chips finden bisher schon in der Automobilindustrie Anwendung und sollen hier der Ermittlung der dreidimensionalen Oberflaechen von Patienten, Spulen/Spulenelementen, Patientenliege, Scanner (Roehre) und Bewegungen von Patient und/oder Liege dienen.

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S

Visuelle Erfassung von 3D-Objekten bei Kernspintomographen mittels PMD- Chip

Idea: Joerg-Ulrich Fontius, DE-Erlangen; Mario Goetz, DE-Muenchen

Die Kernspinresonanz ist ein bildgebendes Verfahren der medizinischen Diagnostik. Bisher besteht das Problem, dass Lage, Groesse und Gewicht eines Patienten nicht exakt erfasst werden konnten. Diese Daten sind jedoch sicherheitsrelevant, so z.B. bei der SAR-Ueberpruefung (Specific Absorption Rate) oder einer falschen Patientenorientierung. Ferner konnte die Lage der Spulen oder der Spulenelemente nicht optisch und dreidimensional erfasst werden. Des Weiteren fuehren Patientenbewegungen zu Artefakten in den Patientenbildern.

Bisher wurde bei der SAR-Ueberpruefung das Gewicht des Patienten beim Registrieren eingegeben und mittels einer Justagemessung naeherungsweise auf Richtigkeit ueberprueft. Die Spulenpositionen und Spulenelemente werden derzeit durch Tischposition und Magnetresonanzmessung bestimmt und die Spulenelemente skizzenhaft und mit grosser Ungenauigkeit in das gemessene Magnetresonanzbild des Patienten eingezeichnet. Eine Automatisierung dieser Prozesse war bisher nicht moeglich.

Die Idee besteht nun darin, mittels eines PMD-Chips (Photomischdetektor) Objekte und deren Bewegung dreidimensional zu erfassen. Ein PMD-Chip misst dreidimensional Oberflaechen mit einer hohen raeumlichen und zeitlichen Aufloesung. Das Verfahren basiert auf Laufzeitmessungen von ultraschnell getakteten Lichtpulsen. PMD-Chips finden bisher schon in der Automobilindustrie Anwendung und sollen hier der Ermittlung der dreidimensionalen Oberflaechen von Patienten, Spulen/Spulenelementen, Patientenliege, Scanner (Roehre) und Bewegungen von Patient und/oder Liege dienen.

Die vorgestellte Idee kann wie folgt ausgefuehrt sein:

1. Durch Erfassung der Oberflaeche des Patienten erhaelt man einen dreidimensionalen Datensatz. Daraus laesst sich das Volumen und unter Annahme einer mittleren Dichte das Gewicht berechnen. Eine genauere und differenziertere Methode ist die Bestimmung eines Modellpatienten, dessen physiologischen Daten in einer Datenbank hinterlegt sind. Die gemessenen Patientendaten werden mit denen von Modellpatienten verglichen und der optimal passende Modellpatient ermittelt, von dem alle relevanten Daten bekannt sind. Diese Oberflaechenmessungen koennen in Bruchteilen von Sekunden erfolgen, so z.B. beim Durchgang durch eine Kabinentuer oder auf der Patientenliege (s. Abb. 1). Aus Korrelation der aus unterschiedlichen Positionen und mit unterschiedlichen Gegenstaenden ermittelten 3D-Datensaetze lassen sich die einzelnen Objekte, wie z.B. Patient und Spulen extrahieren (s. Abb. 2).

2. Die bei der Patientenregistrierung eingegebenen Daten werden mit den ermittelten Daten des Modellpatienten verglichen und bei Nichtuebereinstimmung wird eine Warnung ausgegeben.

3. Aus der durch Messung bekannten Lage des Modellpatienten und daraus folgend seiner Organe und Extremitaeten lassen sich die Magnetresonanzapp...