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Dokumentenidentifikation DE10036143C2 24.12.2003
Titel Displaysystem für Bildsysteme zur Wiedergabe medizinischer Bilder
Anmelder Siemens AG, 80333 München, DE
Erfinder Horbaschek, Heinz, 91056 Erlangen, DE;
Keuenhof, Bernd, 91077 Kleinsendelbach, DE;
Mertelmeier, Thomas Dr., 91058 Erlangen, DE
DE-Anmeldedatum 25.07.2000
DE-Aktenzeichen 10036143
Offenlegungstag 14.02.2002
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 24.12.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.12.2003
IPC-Hauptklasse G02B 27/02
IPC-Nebenklasse G09F 19/18   A61B 5/055   A61B 6/00   A61B 8/00   A61B 19/00   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Displaysystem für Bildsysteme zur Wiedergabe medizinischer Bilder. Derartige Displaysysteme werden an medizinischen Workstations und Picture-Archiving- and-Communication-System(PACS)-Konsolen oder im Operationsraum als sogenannte "Monitorampel" zur Wiedergabe medizinischer Bilder, beispielsweise von Röntgenbilder, benutzt, wobei Monitore verwendet werden.

Die Darstellung von medizinischen Bildern an PACS- bzw. Workstation-Konsolen erfolgt üblicherweise auf mehreren, beispielsweise 2 bis 6 Monitoren, so dass diese Systeme sehr schwer und voluminös sind, sowie eine hohe Wärmeentwicklung aufweisen. Außerdem entsteht bei der Darstellung auf mehreren Monitoren ein störender Zwischenraum zwischen den Einzelmonitorbildern. Große Monitore und/oder Flachdisplays mit Bilddiagonalen von größer als 1 m und zufriedenstellender Ortsauflösung gibt es derzeit nicht.

Weiterhin werden beim Einsatz von Monitoren im Operationsraum (OP) diese häufig als sogenannte Monitorampel mit mehreren Monitoren an die Decke gehängt und behindern den Arzt bei der Intervention in ihrer Bewegungsfreiheit und freien Zugang zum Patienten, da diese Systeme sehr schwer und voluminös sind.

In der DE 197 19 349 A1 ist ein medizinischer Arbeitsplatz mit einem Projektionswiedergabegerät beschrieben, das einen Videoprojektor aufweist. Über Einstellmittel lassen sich der Videoprojektor und die Projektionsfläche manuell aufeinander ausrichten. Diese manuelle Einstellung ist jedoch sehr aufwendig und kann bei gekrümmten Flächen nicht erreicht werden.

Aus der US 5 376 007 ist eine Vorrichtung zur Durchführung von Lehrveranstaltungen mikrochirurgischer Augenoperationen bekannt, bei der die Darstellung von Videobildern mittels Monitoren und eines Projektionsmonitors erfolgt. Die Projektion für die Lehrveranstaltungen erfolgt mit fest installierten Geräten.

In der DE 195 44 068 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Projektion eines verzerrungsfrei auf einem Schirm dargestellten Videobildes mit steuerbarem Lichtbündel und Ablenkeinheit beschrieben.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, ein Displaysystem der eingangs genannten Art ohne die obengenannten Nachteile auszubilden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mehrere Bilder gleichzeitig nebeneinander und/oder untereinander mittels eines Lasers auf wenigstens eine passive Abbildungsfläche projiziert werden, wobei die Bilder durch einen Scan-Vorgang aufgebaut werden. Dabei können Mittel vorgesehen sein, die die Lage und Stellung der Abbildungsfläche in Bezug auf den Laser erfassen und automatisch eine größen- und lagerichtige verzerrungsfreie Projektion auf der Abbildungsfläche einstellen. Dadurch werden beispielsweise im OP keine Monitore von Workstations und PACS-Konsolen mehr benötigt, da die Bilder auf eine beliebige weiße Abbildungsfläche projiziert werden können.

Die Ablenkung des Laserstrahls kann erfolgen, wenn beispielsweise vor dem Laser ein Projektor angeordnet ist, durch den die Laserstrahlen abgelenkt und auf die Abbildungsfläche projiziert werden.

In vorteilhafter Weise kann der Laser mit einer Display-Steuerung verbunden sein.

Eine Zwischenspeicherung und Anpassung an unterschiedlich Wiedergabenormen kann erfolgen, wenn zwischen Bildsystem und Display-Steuerung ein Video-Bildspeicher angeordnet ist.

Die unterschiedlichen Blickrichtungen können berücksichtigt werden, wenn das Displaysystem mehrere unterschiedliche Abbildungsflächen aufweist, dass an dem Projektor eine Steuervorrichtung angeschlossen ist, durch die die Größe und Richtung der Projektionen verändert werden.

Unterschiedliche Auftreffwinkel des Laserstrahls auf die Abbildungsfläche können ausgeglichen werden, wenn eine Korrekturschaltung vorgesehen ist, die geometrische Verzerrung hervorgerufen durch individuelle Stellungen unterschiedlicher Abbildungsflächen durch entsprechende Veränderung der Ablenkung des Projektors eliminiert.

In vorteilhafter Weise kann ein Speicher für Abmessungen unterschiedlicher Abbildungsflächen und deren Entfernungen zum Projektor vorgesehen sein, so dass bei Umschaltung auf eine gewählte Abbildungsfläche die Größe und Richtung der Projektionen eingestellt werden.

Eine automatische Anpassung an die unterschiedlichen Abbildungsflächen wird erreicht, wenn Sensoren die Stellungen der Abbildungsflächen in Bezug auf den Projektor erfassen und je nach Lage einer ausgewählten Abbildungsfläche automatisch eine größen- und lagerichtige Projektion eingestellt wird. Dabei kann als Sensoren eine Videokamera Verwendung finden.

Eine durch Untersuchungspersonen ungehinderte Wiedergabe kann erfolgen, wenn der Projektor an der Decke aufgehängt ist.

Dabei kann die passive Abbildungsfläche eine von der Decke hängende in Auf- oder Durchlicht betriebene Projektionsfläche und/oder eine an einem medizinischen Gerät befindliche Wiedergabefläche sein, wobei sie gekrümmte Flächen aufweisen können.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Röntgendiagnostikeinrichtung mit einem Laserdisplay-System und

Fig. 2 eine Schaltungsanordnung des in Fig. 1 dargestellten erfindungsgemäßen Laser-Displaysystems.

In der Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Röntgendiagnostikeinrichtung mit einer an einer Decke 1 angebrachten verfahrbaren Halterung 2 dargestellt, die einen sogenannten C-Bogen 3 hält. An den Enden des C-Bogens 3 ist ein Röntgenstrahler 4 und gegenüberliegend ein Röntgenbildverstärker 5 mit angekoppelter Fernsehkamera 6 oder ein anderer Röntgenbildwandler, beispielsweise ein Halbleiter-Detektor angebracht. In den Strahlengang des Röntgenstrahlers 4 ist ein Patientenlagerungstisch 7 einfahrbar. Ebenfalls an der Decke ist ein Projektor 8 eines Laserdisplay-Systems angebracht, der durch die Röntgendiagnostikeinrichtung erstellte Bilder auf eine an der Decke abgehängte Projektionsleinwand 9 wiedergibt. Dabei kann die Projektion in Auflicht- oder Durchstrahltechnik erfolgen. An dem Röntgengerät, beispielsweise an dem Röntgenbildverstärker 5, ist eine Wiedergabefläche 10 vorgesehen, auf die die Röntgenbilder alternativ projiziert werden können. Dazu wird beispielsweise von dem Projektor 8 entweder ein großer Laserstrahlfächer 11 auf die Projektionsleinwand 9 oder ein kleiner Laserstrahlfächer 12 auf die Wiedergabefläche 10 projiziert. Die Abbildungsflächen 9 und 10 können gekrümmte Flächen aufweisen. Als Abbildungsflächen können beliebige helle Flächen, beispielsweise auch eine Wand oder ein Bettlaken verwendet werden.

In der Fig. 2 ist das Laserdisplay-System dargestellt, das in einer medizinischen Modalität eingesetzt werden kann. Derartige Modalitäten als bilderzeugende Systeme können beispielsweise CT-Einheiten für Computertomographie, MR-Einheiten für Magnetische Resonanz, DSA-Einheiten für digitale Subtraktionsangiographie oder Röntgeneinheiten für die digitale Radiographie sein. Das Videosignal des medizinischen Bildsystems 13 wird in einem Video-Bildspeicher 14 zwischengespeichert und einer Display-Steuerung 15 zugeführt. Diese Display-Steuerung 15 ist mit einem Laser 16 verbunden und steuert dessen Amplitude. Dem Laser 16 ist der Projektor 8 vorgeordnet, der die Ablenkung des Laserstrahles bewirkt.

Zum Aufbau der Bilder durch einen Scan-Vorgang weist der Projektor 8 eine Ablenkvorrichtung zum Scannen auf, die beispielsweise eine holographische Ablenkvorrichtung sein kann, wie sie beispielsweise in der EP 0 495 138 B1 beschrieben ist. Der vom Laser 16 erzeugte Abtaststrahl wird abgelenkt und durch ein Objektiv auf der Abbildungsfläche 9 oder 10 fokussiert. Dabei folgt die Projektionsrichtung automatisch der individuellen Stellung der jeweiligen Abbildungsfläche.

An dem Projektor 8 ist eine Steuervorrichtung 17 angeschlossen, durch die die Größe der Laserstrahlfächer 11 und 12 und deren Richtung verändert werden kann, so dass die Bilder auf die unterschiedlichen und verschieden großen Abbildungsflächen 9 und 10 projiziert werden können.

Die Steuervorrichtung 17 kann eine Korrekturschaltung aufweisen, durch die bei nicht senkrechter Stellung der Abbildungsfläche zu dem Mittenstrahl des Projektors 8 eine Entzerrung des projizierten Bildes durch eine Vorverzerrung im Projektor 8 erreicht wird.

Bei örtlich stark unterschiedlichen Lagen und Größen der Projektionsflächen wie beispielsweise deckengehängte Projektionsleinwand 9 und Wiedergabefläche 10 am Gerät erfolgt auch nach Anwahl eine automatische Größenanpassung des Bildes, wobei in einem Speicher 19 die entsprechenden Werte für Abmessungen unterschiedlicher Abbildungsflächen 9 und 10 und deren Entfernungen zum Projektor 8 vorher abgelegt sein können. Bei Umschaltung auf eine gewählte Abbildungsfläche 9 oder 10 werden die Größe und Richtung der Projektionen eingestellt.

Die Erfassung der Distanz und Lage der Projektionsfläche zum Projektor kann beispielsweise über Infrarotabstandsmelder, durch Radarsignale oder auch über Empfang des projizierten Bildes durch einen Sensor 20 am Projektor 8 selbst erfolgen. Dadurch kann die Projektionsfläche an die unterschiedlichen Abbildungsflächen automatisch angepasst werden. Als Sensor kann beispielsweise eine Videokamera 20 eingesetzt werden.

Durch die Darstellung medizinischer Bilder mit dem erfindungsgemäßen Laserdisplay-System werden folgende Vorteile erzielt:

  • - Auf einem großen Display können mehrere Bilder neben- und untereinander in beliebiger Anordnung dargestellt werden, deren ergonomische Aufteilung vom Benutzer bestimmt werden kann.
  • - Durch eine geringere Bautiefe ergibt sich weniger Platzbedarf. Der Laser kann sich im Nebenraum befinden, der Projektor hängt beispielsweise an der Decke, wobei Schrägprojektionen möglich sind. Die Abbildungsfläche, beispielsweise die Projektionsleinwand 9, kann variabel gestaltet werden.
  • - Zwischen den Bildern entstehen bei Darstellung auf einem großen "Screen" keine Lücken.
  • - Es gibt keine geometrischen Abbildungsfehler wie beispielsweise bei CRT-Monitoren.
  • - Eine gleichmäßige Schärfeverteilung ist unabhängig von der Bildgröße.
  • - Es lassen sich beliebig gekrümmte Projektionsflächen und
  • - beliebige Displaygrößen realisieren.

Durch die erfindungsgemäße Kombination eines Laserdisplays mit einem medizinischen Bildsystem erhält man PACS-Konsolen mit einer Darstellung mehrerer Bilder auf einem Display und Projektionsdisplay im OP auf einfache und platzsparende Weise.


Anspruch[de]
  1. 1. Displaysystem für Bildsysteme (13) zur Wiedergabe medizinischer Bilder, bei dem mehrere Bilder gleichzeitig nebeneinander und/oder untereinander mittels eines Lasers (16) auf wenigstens eine passive Abbildungsfläche (9, 10) projiziert werden.
  2. 2. Displaysystem für Bildsysteme (13) zur Wiedergabe medizinischer Bilder, bei dem die Bilder mittels eines Lasers (16) auf wenigstens eine passive Abbildungsfläche (9, 10) projiziert werden, wobei Mittel (19, 20) die Lage und Stellung der Abbildungsfläche (9, 10) in Bezug auf den Laser (16) erfassen und automatisch eine größen- und lagerichtige verzerrungsfreie Projektion auf der Abbildungsfläche (9, 10) einstellen.
  3. 3. Displaysystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Bilder gleichzeitig nebeneinander und/oder untereinander auf die Abbildungsfläche (9, 10) projiziert werden.
  4. 4. Displaysystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilder durch einen Scan-Vorgang aufgebaut werden.
  5. 5. Displaysystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Laser (16) ein Projektor (8) angeordnet ist, durch den die Laserstrahlen (11, 12) abgelenkt und auf die Abbildungsfläche (9, 10) projiziert werden.
  6. 6. Displaysystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Laser (16) mit einer Display-Steuerung (15) verbunden ist.
  7. 7. Displaysystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Bildsystem (13) und Display-Steuerung (15) ein Video- Bildspeicher (14) angeordnet ist.
  8. 8. Displaysystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Displaysystem mehrere unterschiedliche Abbildungsflächen (9, 10) aufweist, dass an dem Projektor (16) eine Steuervorrichtung (17) angeschlossen ist, durch die die Größe und Richtung der Projektionen verändert werden.
  9. 9. Displaysystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Korrekturschaltung (18) vorgesehen ist, die geometrische Verzerrung hervorgerufen durch individuelle Stellungen unterschiedlicher Abbildungsflächen (9, 10) durch entsprechende Veränderung der Ablenkung des Projektors (16) eliminiert.
  10. 10. Displaysystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Speicher (19) für Abmessungen unterschiedlicher Abbildungsflächen (9, 10) und deren Entfernungen zum Projektor (8) vorgesehen ist und dass bei Umschaltung auf eine gewählte Abbildungsfläche (9, 10) die Größe und Richtung der Projektionen eingestellt werden.
  11. 11. Displaysystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass Sensoren (20) die Stellungen der Abbildungsflächen (9, 10) in Bezug auf den Projektor (8) erfassen und je nach Lage einer ausgewählten Abbildungsfläche (9, 10) automatisch eine größen- und lagerichtige Projektion eingestellt wird.
  12. 12. Displaysystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Sensoren eine Videokamera (20) Verwendung findet.
  13. 13. Displaysystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Laser (16) in einem anderen Raum als der Projektor (8) untergebracht ist.
  14. 14. Displaysystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Projektor (8) an der Decke aufgehängt ist.
  15. 15. Displaysystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Abbildungsflächen (9, 10) gekrümmte Flächen aufweisen.
  16. 16. Displaysystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die passive Abbildungsfläche eine von der Decke hängende Projektionsfläche (9) ist.
  17. 17. Displaysystem nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionsfläche (9) in Durchlicht betrieben wird.
  18. 18. Displaysystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die passive Abbildungsfläche eine an einem medizinischen Gerät befindliche Wiedergabefläche (10) ist.






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