DE10135467A1 - Medizinische Behandlungs- und/oder Untersuchungseinrichtung - Google Patents

Abstract

Medizinische Behandlungs- und/oder Untersuchungseinrichtung mit einer Bildverarbeitungseinrichtung und einem Monitor zur Ausgabe von ein Objekt dreidimensional zeigenden Bildern, wobei Mittel vorgesehen sind, über die der Benutzer die dreidimensionale Darstellung des Objekts verändern kann, wobei die Mittel ein manuell handzuhabendes, dreidimensional im Raum bewegbares Bewegungsmittel (7) umfassen, dessen Bewegung die Veränderung der Darstellung des Objekts (6) steuert.

Description

Die Erfindung betrifft eine medizinische Behandlungs- und/ oder Untersuchungseinrichtung, mit einer Bildverarbeitungs­ einrichtung und einem Monitor zur Ausgabe von ein Objekt dreidimensional zeigenden Bildern, wobei Mittel vorgesehen sind, über die der Benutzer die dreidimensionale Darstellung des Objekts verändern kann.

Seit einiger Zeit besteht die Möglichkeit, medizinische Bil­ der, z. B. mit einer Röntgenanlage oder einer Magnetresonanz- oder Kernspintomographieanlage aufgenommene Bilder, in denen ein Objekt bzw. ein Untersuchungsbereich gezeigt sind, drei­ dimensional an einem Monitor darzustellen. Die Bildverarbei­ tungseinrichtung ist dabei imstande, aus den zweidimensional aufgenommenen Bildern eine dreidimensionale Darstellung des Objekts zu erzeugen, die anschließend an den Monitor ausgege­ ben wird. Hierdurch erhält der Benutzer, z. B. der Arzt, einen Eindruck des Objekts, was für viele diagnostische Anwendungen sehr nützlich ist. Mitunter ist es aber auch erforderlich, die Darstellung zu verändern und sich den Gegenstand von der anderen Seite, vergrößert oder verkleinert oder zu drehen und aus einer anderen Blickrichtung anzusehen. Damit der Betrach­ ter erkennen kann, wie der Gegenstand in seiner eigentlichen räumlichen Lage am Monitor angezeigt wird, wird ihm in das am Monitor dargestellte Bild eine Orientierungshilfe, z. B. in Form eines Würfels eingeblendet, auf dessen Seiten Abkürzun­ gen für die sechs Raumrichtungen "oben, unten, links, rechts, vorne, hinten" angegeben sind. Anhand der Lage des Würfels kann sich der Arzt nun orientieren, ferner kann er anhand dessen auch eine Bewegung des Gegenstands erwirken, wozu er in der Regel eine übliche Computermaus benutzt. Er kann mit dieser, die insgesamt vier Freiheitsgrade besitzt, in Verbin­ dung mit dem Würfel eine gewünschte Bewegung oder Drehung des Gegenstandes einleiten, indem er z. B. mit dem Cursor den Wür­ fel entsprechend verdreht oder verschiebt od. dgl..

Die Orientierung anhand des Würfels ist zum einen sehr um­ ständlich, zum anderen ist es nicht einfach, unter Verwendung einer nur in einer Ebene bewegbaren Computermaus in Verbin­ dung mit dem dargestellten Würfel eine dreidimensionale Dar­ stellung verändern und in ihrer Bewegung beherrschen zu kön­ nen.

Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine medizi­ nische Behandlungs- und/oder Untersuchungseinrichtung an­ zugeben, die hier Abhilfe schafft und ein einfaches Orientie­ ren sowie ein Bewegen der Darstellung des Objekts ermöglicht.

Zur Lösung dieses Problems ist bei einer Einrichtung der ein­ gangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Mit­ tel ein manuell handzuhabendes, dreidimensional im Raum be­ wegbares Bewegungsmittel umfassen, dessen Bewegung die Verän­ derung der Darstellung des Gegenstands steuert.

Die Erfindung schlägt die Verwendung eines Bewegungsmittels vor, das anders als zum Stand der Technik im Raum, also drei­ dimensional und damit in jede beliebige Richtung bewegbar ist. Das Bewegungsmittel kommuniziert mit der Bildverarbei­ tungseinrichtung, wobei diese entsprechende Steuerungssignale erhält, die die durchgeführte Bewegung des Bewegungsmittels beschreiben und anhand welcher entsprechend die Objektdar­ stellung verändert wird. Es erfolgt eine Erfassung der Raum­ bewegung des Bewegungsmittels und eine Umsetzung in eine gleichgerichtete Bewegung des Objekts bzw. des Bilds. Wird das Bewegungsmittel, das auch als dreidimensionale Maus oder 3D-Maus angesprochen werden kann, z. B. im Raum von rechts nach links bewegt, so wird entsprechend auch der Gegenstand in seiner Darstellung von rechts nach links auf dem Monitor verschoben. Wird das Bewegungsmittel beispielsweise vom Be­ nutzer horizontal wegbewegt, so bedeutet dies, dass das Ob­ jekt verkleinert dargestellt und nach hinten in dem Bildraum bewegt wird. Eine Bewegung horizontal zum Benutzer hin bedeu­ tet, dass der Gegenstand vergrößert wird, es wird also ein Zoom ermöglicht etc.. Selbstverständlich ist auch ein Drehen möglich, indem das Bewegungsmittel im Raum gedreht wird.

Auf diese Weise ist es problemlos möglich, dass auch der un­ geübte Betrachter sich ohne weiteres orientieren und sich das Objekt in einer beliebigen, für ihn benötigten Ansicht zeigen lassen kann.

Das Bewegungsmittel, also die 3D-Maus, kann mit der Bildver­ arbeitungseinrichtung über eine Kabelverbindung, alternativ aber auch kabellos kommunizieren. Vor allem letztere Erfin­ dungsausgestaltung ist im Hinblick auf Hygieneerfordernisse von Vorteil. Es besteht in diesem Fall die Möglichkeit, das Bewegungsmittel z. B. in einen Hygienebeutel einzupacken, so dass damit auch in einer sterilen Umgebung gearbeitet werden kann. Denkbar ist dies bedingt auch bei einer Kabelverbin­ dung, die dann eben entsprechend umhüllt werden muss.

Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn an dem Bewegungsmittel we­ nigstens ein Betätigungselement zur Gabe von für die Bilddar­ stellung relevanten Steuerinformationen vorgesehen sind. Das Betätigungselement, z. B. in Form einer Taste, eines Drehrades oder eines Schiebers od. dgl. kann z. B. dazu dienen, eine künstliche Lichtquelle im Bild ein- und auszuschalten. Eine solche künstliche Lichtquelle wird automatisch in das dreidi­ mensional dargestellte Bild eingeblendet, um auf diese Weise räumliche Schatteneffekte zu erzeugen bzw. darzustellen und den dreidimensionalen Eindruck zu verstärken. Denkbar ist auch, dass über ein solches Betätigungsmittel z. B. Schnitt­ ebenen definiert werden oder aber dass im Falle einer Fusion unterschiedlicher Bilder z. B. eines Computertomografie-Bilds und eines Röntgenbilds, die übereinandergelagert werden, Mar­ kierungen in den jeweiligen Bildern gesetzt werden, die eine exakte Überlagerung ermöglichen.

Das Bewegungsmittel selbst kann eine beliebige Form aufwei­ sen. Zweckmäßigerweise ist es, wenn es die Form eines Wür­ fels, eines Polyeders oder einer Kugel besitzt, die jeweils entsprechend dimensioniert sind, dass sie problemlos mit der Hand gegriffen werden können. Daneben besteht auch die Mög­ lichkeit, dass das Bewegungsmittel eine verkleinerte Nachbil­ dung des dargestellten Objekts ist. Wird als Objekt z. B. das Herz untersucht, so kann das Bewegungsmittel z. B. die Form eines Herzens aufweisen, so dass die Orientierung noch einfa­ cher ist, da bereits die Optik des Bewegungsmittels ein Ver­ stehen der dreidimensionalen Darstellung ermöglicht.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung er­ geben sich aus dem im folgenden beschriebenen Ausführungsbei­ spiel sowie anhand der Zeichnung.

In der Figur ist in Form einer Prinzipskizze eine medizini­ sche Behandlungs- und/oder Untersuchungseinrichtung 1 ge­ zeigt, umfassend eine Bildaufnahmeeinrichtung 2, hier bei­ spielsweise in Form eines Magnetresonanzgeräts, deren Betrieb über eine Steuerungseinrichtung 3 gesteuert wird. Die aufge­ nommenen Messsignale werden an die Steuerungseinrichtung 3 gegeben, wo eine Bildverarbeitungseinrichtung 4 vorgesehen ist, die die Messsignale in Bildsignale wandelt und in ein an einem Monitor 5, der hier deutlich vergrößert gezeichnet ist, ausgebbares dreidimensionales Bild mit einem dreidimensiona­ len dargestellten Objekt 6, hier des Herzens, verarbeitet.

Gezeigt ist ferner ein Bewegungsmittel 7 in Form eines Wür­ fels, der wie das darunter befindliche Koordinatensystem zeigt, beliebig im Raum bewegt wird. Dies ist durch die drei Raumachsen x, y, z dargestellt. Insgesamt hat das Bewegungs­ mittel also sechs Freiheitsgrade. Natürlich kann das Bewe­ gungsmittel 6 nicht nur in Achsrichtung, sondern in jede be­ liebige Richtung, also auch kreisend oder drehend etc. bewegt werden.

Die Bewegung des Bewegungsmittels 7 wird über nicht näher ge­ zeigte Erfassungsmittel erfasst und entsprechende Informati­ onssignale an die Bildverarbeitungseinrichtung 4 gegeben. Im gezeigten Beispiel ist eine Kabelverbindung vorgesehen, selbstverständlich kann auch eine kabellose Kommunikation zwischen Bildverarbeitungseinrichtung 4 und Bewegungsmittel 7 erfolgen. Die erfasste Bewegung des Bewegungsmittels 7 wie­ derum ist ein Maß dafür bzw. steuert die Veränderung der Dar­ stellung des dreidimensional gezeigten Objekts. Wird also beispielsweise das Bewegungsmittel nach oben in y-Richtung verschoben, so wird entsprechend auch das Bild bzw. auch das gezeigte dreidimensionale Objekt nach oben in y-Richtung am Monitor verschoben. Wird das Bewegungsmittel 7 z. B. um die y- Achse gedreht, so erfolgt gleichzeitig eine entsprechende Drehung des gezeigten Objekts 6 um die y-Achse, und zwar ent­ sprechend der Drehung des Bewegungsmittels 7. Das heißt, der Benutzer kann durch einfaches Bewegen des Bewegungsmittels 7 problemlos die Darstellung des dreidimensionalen Objekts 6 in beliebiger Weise variieren, ohne dass er sich, wie im Stand der Technik, umständlich an eingeblendeten Markierungen u. dgl. orientieren muss.

An dem gezeigten Bewegungsmittel ist ferner ein Betätigungs­ element 8 z. B. in Form einer Taste vorgesehen, die manuell betätigt werden kann und über die entsprechende Steuersignale an die Bildverarbeitungseinrichtung gegeben werden. Hierüber können z. B. Schnittebenen definiert werden etc.. Denkbar ist eine beliebige Belegung des Betätigungselements.

Die Darstellung des Bewegungsmittels 7 ist exemplarisch und lediglich als Prinzipdarstellung zu verstehen. Die Erfassung der Bewegung des Bewegungsmittels 7 kann auf beliebige Weise erfolgen. Denkbar ist es z. B., dass ein stationärer Ultra­ schalltransmitter vorgesehen ist, der drei an bestimmten Po­ sitionen befindliche Ultraschallsender aufweist. Das in der Hand gehaltene Bewegungsmittel, also die 3D-Maus, umfasst entsprechende Empfänger, um dieses Ultraschallsignal zu emp­ fangen. Eine zentrale Steuerbox, die mit dem Transmitter und dem Empfänger verbunden ist, kann dann anhand des Timings der von den Ultraschallempfängern des in der Hand gehaltenen Teils empfangenen Signale die konkrete Position und Bewegung bestimmen und die entsprechenden Informationen an die Bild­ verarbeitungseinrichtung 4 übertragen. Die verwendbare Bewe­ gungseinrichtung ist jedoch nicht auf eine derartige, auf Ba­ sis von Ultraschalldetektion arbeitende Einrichtung begrenzt. Selbstverständlich können auch anderweitig arbeitende Ein­ richtungen eingesetzt werden, solange eine definierte Bewe­ gungserfassung möglich ist.

Claims (5)

1. Medizinische Behandlungs- und/oder Untersuchungseinrich­ tung mit einer Bildverarbeitungseinrichtung und einem Monitor zur Ausgabe von ein Objekt dreidimensional zeigenden Bildern, wobei Mittel vorgesehen sind, über die der Benutzer die drei­ dimensionale Darstellung des Objekts verändern kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel ein manuell handzuhabendes, dreidimensional im Raum bewegbares Bewegungsmittel (7) umfassen, dessen Bewegung die Veränderung der Darstellung des Objekts (6) steuert.

2. Medizinische Behandlungs- und/oder Untersuchungseinrich­ tung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das Bewegungsmittel (7) mit der Bildverarbeitungseinrichtung (4) über eine Kabelverbindung oder kabellos kommuniziert.

3. Medizinische Behandlungs- und/oder Untersuchungseinrich­ tung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, dass an dem Bewegungsmittel (7) wenigstens ein Betätigungselement (8) zur Gabe von für die Bilddarstellung relevanten Steuerinformationen vorgesehen ist.

4. Medizinische Behandlungs- und/oder Untersuchungseinrich­ tung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das Betätigungselement (8) eine Taste, ein Drehrad oder ein Schieber ist.

5. Medizinische Behandlungs- und/oder Untersuchungseinrich­ tung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegungsmittel (7) die Form eines Würfels, eines Polyeders oder einer Kugel auf­ weist, oder eine Nachbildung des dargestellten Objekts ist.