用于医学使用的雷达系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及雷达系统、医学诊断或治疗设备以及用于运行雷达系统的方法。根据本发明的雷达系统设计为用于医学使用。其包括平面地构建的天线装置，该天线装置具有用于发送雷达信号的单个可控的发送单元(21)以及用于接收雷达信号的单个可读出的接收单元(22)。发送单元(21)以及接收单元(22)分别包括至少一个天线。通过发送单元(21)是单个可控的和接收单元(22)是单个可读出的，信息含量提高，尤其是在无需强地空间对齐雷达辐射情况下也可以获得的空间信息含量提高。根据本发明，雷达系统设计为将由接收单元(22)接收的雷达信号与发送了所接收的雷达信号的发送单元(21)对应。所接收的雷达信号与发送单元(21)的直接对应还相应于所接收的雷达信号的空间对应。
【专利说明】用于医学使用的雷达系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及雷达系统、医学诊断或治疗设备以及用于运行雷达系统的方法。
【背景技术】
[0002]对于大量医学检查和治疗有利的是采集患者的运动例如心跳或呼吸运动。尤其在借助诸如计算机断层成像或磁共振断层成像的成像模态进行检查或治疗中重要的是采集患者的运动。此外，患者运动的采集对于借助辐射治疗设备进行的医疗治疗也是重要的。所采集的运动可以用于所获得的图像数据的运动校正或者用于触发。通常，运动数据提供关于诸如心率或呼吸频率的生理参数的信息。为了确定这种运动或生理参数，例如已知使用EKG来确定心率以及使用呼吸带来确定呼吸频率。然而在此所需的、电极或呼吸带的放置需要一定的时间，这延长了检查。此外，患者通常感觉这些措施是不舒服的。
[0003]雷达技术是一种通过发出电磁信号和接收所反射的信号来无接触地探测对象、其距离和其运动的已知技术。从DE 10 2009 021 232 Al中已知一种用于成像的医学设备的患者卧榻，其带有具有至少一个雷达天线的患者安置板。借助该至少一个雷达天线，向患者发出电磁波形式的初级信号。而如果患者安置板具有多个雷达天线，则每个雷达天线向患者发出初级信号。在患者处和在患者内的器官处，这些初级信号被反射并且产生次级信号。相应地，这些次级信号可以被一个或多个雷达天线接收并且馈送给控制和评估单元。此外公开了一种雷达天线的阵列，其中可以考虑多个天线的信号的关联以用于获得信息，尤其以便获得与患者的呼吸和心跳有关的息。
【发明内容】
[0004]本发明的任务是提供一种雷达系统以及一种用于运行用于医学使用的雷达系统的方法，尤其以便确定患者的检查区域的运动。
[0005]该任务通过按照本发明的雷达系统、通过按照本发明的医学诊断或治疗设备、以及通过按照本发明的方法解决。
[0006]下面关于要求保护的系统以及关于要求保护的方法来描述该任务的根据本发明的解决方案。在此所提及的特征、优点或替选的实施形式同样可以转用于其它所要求保护的对象，并且反之亦然。换言之，例如针对系统的具体权利要求也可以以结合方法描述或要求保护的特征来改进。该方法的相应的功能特征在此通过相应的具体模块来构建。
[0007]根据本发明的雷达系统涉及用于医学使用。其包括平面地构建的天线装置，该天线装置具有用于发送雷达信号的、单个可控的发送单元，以及具有用于接收雷达信号的、单个可读出的接收单元。发送单元以及接收单元分别包括至少一个天线。通过发送单元是单个可控的或者接收单元是单个可读取的，信息含量提高，尤其是也可以在无需强地空间对齐雷达辐射情况下获得的空间信息含量提高。根据本发明，雷达系统设计为将由接收单元接收的雷达信号与发送了所接收的雷达信号的发送单元对应。所接收的雷达信号与发送单元的直接对应也相应于所接收的雷达信号的空间对应，并且由此允许获得关于患者的多个相关信息。本发明尤其允许精确地以及无接触地，快速可靠地确定患者的运动。
[0008]根据本发明的另一方面，发送单元可以借助控制信号来控制，其中与所接收的雷达信号相应的接收信号是可读出的，其中，雷达信号设计为通过将控制信号与接收信号关联来进行所述对应。
[0009]根据本发明的另一方面，雷达系统包括确定单元，其设计为借助所关联的接收信号确定患者的检查区域的运动。
[0010]根据本发明的另一方面，雷达系统设计为用于带有确定的时间错移地发送雷达信号。这种时间错移可以在技术上简单地实现并且能够实现所接收的雷达信号的时间上和空间上的精确对应。
[0011]根据本发明的另一方面，雷达系统设计为用于以确定的扫描率按照发送单元的确定顺序发送雷达信号。根据扫描率的选择，由此可以采集不同频率的运动。相应高的扫描率例如允许确定心脏频率。
[0012]根据本发明的另一方面，雷达系统设计为用于以对于确定的发送单元固定的发送频率在连续波模式中运行以及用于借助发送频率来进行对应。替选地，雷达系统构造为用于在按照对于确定的发送单元固定的频率调制以频率调制过的连续波模式运行。通过在连续波模式中运行各个发送单元，可以进一步提高扫描率和由此提高时间分辨率。
[0013]根据本发明的另一方面，发送单元以及接收单元的天线分别以贴片天线的形式构建。因为贴片天线可以简单并且廉价地制造并且此外特别平地构建，由此其允许特别平和紧凑地构建天线装置。
[0014]根据本发明的另一方面，发送单元以及接收单元被不导电的衬底围绕，其中，衬底构成连贯的垫或板。由此特别紧凑地构建天线装置，并且可以将其特别简单地放置在所安置的患者下或上。由此，天线装置的操作也简化了。
[0015]本发明还可以以医学诊断或者治疗设备的形式构建，该医学诊断或者治疗设备包括根据本发明的雷达系统，其设计为将由雷达系统确定的运动用于控制医学诊断或治疗单元和/或用于后处理通过医学诊断或者治疗单元获得的数据。这样的使用提高诊断或治疗的质量，例如通过校正已经采集的图像数据或者触发照射设备。
[0016]此外，本发明可以构建为用于运行雷达系统的方法，包括向患者的检查区域发送雷达信号，接收雷达信号，读出与所接收的雷达信号相应的接收信号，通过将接收信号与控制信号关联来将所接收的雷达信号与发送了该所接收的雷达信号的发送单元对应，以及确定患者的检查区域的运动。该方法允许特别精确地确定患者的检查区域的运动。
[0017]根据本发明的另一方面，雷达信号的发送和接收以至少1Hz的扫描率进行，从而天线装置设计为采集患者的肺部的运动。
[0018]根据本发明的另一方面，雷达信号的接收和发送以至少500Hz的扫描率进行，从而天线装置设计为采集患者的心脏的运动。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]下面借助附图中示出的实施例详细描述和解释本发明。其中，
[0020]图1示出了根据本发明的雷达系统的俯视图，
[0021]图2示出了根据本发明的天线装置的侧视图，
[0022]图3示出了对于根据本发明的反射层的输入反射系数的变化曲线，
[0023]图4示出了根据本发明的天线，
[0024]图5示出了根据本发明的雷达系统的根据第一实施形式的电路图，
[0025]图6示出了根据本发明的雷达系统的根据第二实施形式的电路图，
[0026]图7示出了根据本发明的计算机断层成像设备，以及
[0027]图8示出了根据本发明的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0028]图1示出了根据本发明的雷达系统的俯视图。该雷达系统包括平面地构建的天线装置20，该天线装置具有用于发送S雷达信号的、单个可控的发送单元21和用于接收E雷达信号的、单个可读出的接收单元22。此处示出的示例中，发送单元21是白色的并且接收单元22有阴影地示出。发送单元21以及接收单元22的天线分别按贴片天线的形式构建。贴片天线是平面地构建的、通常为矩形的天线，其边长尤其可以具有值λ/2，其中λ是天线用作谐振器时的波长。
[0029]根据本发明的雷达系统可以构建为使得发送单元21和接收单元22都设计为用于发送S和接收E雷达信号。换言之，在本发明的一定实施形式中发送单元21可以起接收单元22的作用(反之亦然)。然而根据本发明的天线装置20也可以构建为使得发送单元21仅用于发送S雷达信号并且接收单元22仅用于接收E雷达信号。如果是后者情况，则发送单元21和接收单元22如在此示出那样可以按照棋盘状图案来布置；然而其也可以形成其他图案，只要这在技术上是有意义的。
[0030]典型地，贴片天线的有效层(aktive Schicht) 25具有金属。通常，金属的有效层25的层厚位于金属的、与所使用的运行频率有关的表皮深度的量级中。例如对于金属的有效层25使用2 μ m至20 μ m的层厚。然而根据本发明的天线装置20的有效层25可以具有非金属的、导电的材料。例如，用于天线的有效层25可以具有碳纤维或石墨，因为碳与金属相比通常较不强地吸收和散射X射线17。当具有由碳纤维或石墨制成的有效层25的天线在X射线拍摄中需要被放置在X射线辐射17的光路中时，其反作用于图像伪影的形成。
[0031]在俯视图中，在图1中示出的发送单元20和接收单元22的示例中仅分别可见天线。天线在此处示出的示例中相同地构建。然而发送单元21以及接收单元22的天线也可以不同地成形或者以其他方式不同地构建，以便改善发送特性和接收特性。在此示出的天线可以具有不同的边长，其典型地位于数厘米的范围中。尤其，在915MHz，868MHz及433MHz处的谐振是所希望的，这对应于贴片天线中大约16.4cm, 17.3cm及34.6cm的边长。图1中可见的天线装置20于是典型地具有大约0.5m至1.5m宽和Im至2m长的尺度。单个天线及整个天线装置20都可以具有与在此提及的实施形式不同的尺度和形状，只要这是技术上有意义的。
[0032]图2示出了根据本发明的天线装置的侧视图。在此处示出的示例中绘出了发送单元21以及接收单元22。然而在其它未示出的实施形式中，发送单元21以及接收单元22也可以不绘出并且完全集成到衬底15中。反射层14在本发明的该实施例的情况下具有导电的、金属的覆层。金属覆层例如可以是由铜制成的覆层，其具有在2μπι与20μπι之间的厚度。替选地，反射层14也可以具有碳纤维层，因为碳纤维与金属相比通常较不强地吸收和散射X射线17。反射层14用作屏蔽部或反射器；由此实现对准作用或对准特性，从而雷达信号的传播基本上限制在反射层14的、患者3位于其上的那侧上。
[0033]在此处示出的示例中，天线装置20的发送单元21以及接收单元22被不导电的衬底15围绕，其中衬底15以连贯的垫或板的形式构建。根据衬底15以及发送单元21和接收单元22的类型和加工，天线装置20于是构建为柔性的垫或刚性的板。柔性的垫特别良好地适于将其放置在尤其在患者卧榻6上的患者3上或下。构建为固定的板的天线装置20可以构建为患者卧榻6的部分和尤其集成到其中。构建为固定的板的天线装置在此完全不必平坦地构建，其也可以是弯曲的，例如以便适配于患者3的轮廓。如果衬底以板的形式构建，则其例如具有高份额的FR4材料或特氟纶。而如果衬底以柔性垫的形式构建，则其例如具有高份额的多孔塑料或者聚酰亚胺。因为多孔塑料或者聚酰亚胺是轻质的并且仅微量吸收X射线辐射。在天线装置20的天线和反射层14之间也可以有空气层。垫或板形式的整个天线装置20的厚度典型地在数毫米至几个厘米的范围中。
[0034]图3示出了用于根据本发明的、由铜或碳纤维制成的反射层的输入反射系数的变化曲线。虚线示出了用于由碳纤维制成的根据本发明的发射层14的输入反射系数，实线示出了用于由铜制成的根据本发明的发射层14的输入反射系数。在此，将在雷达天线之间的Sll耦合以分贝[dB]为单位的(在图3中称作“信号”)的反射系数相对于雷达信号的频率绘出。图3示出了通过使用由碳纤维制成的反射层14提高有效可用的雷达信号的带宽。由石墨制成的反射层14具有与由碳纤维制成的反射层相似的有利特性。
[0035]如果天线装置20在实施本发明的方法时紧靠患者3，则由患者3的检查区域主要反射和接收所发送的雷达信号的近场。此外，天线通过患者3的紧靠而“失谐”，因为在衬底15和患者3内部之间的介电比例强烈变化。因此，对于用于医学使用的雷达系统，大的带宽是所希望的。如果天线仅具有小的带宽，则发送频率位于天线的有效的、通过患者3偏移的谐振外部的风险提高。如果发送频率位于天线的有效谐振外部，则这造成接收信号较小的幅值以及低的相位偏移。
[0036]图4示出了根据本发明的天线。在此示出的天线是贴片天线，其中，阴影区域示出了例如由金属、尤其铜，或者碳纤维或石墨制成的有效层25。有阴影地示出的、发挥天线的实际功能的有效层25位于白色示出的支承体层26上，该支承体层典型地由多孔塑料制成并且在示出的示例中比有效层25厚得多地构建。支承体层的厚度和介电常数决定性地确定天线的特性。基本上较大的厚度和/或较大的介电常数提高天线的带宽。有效层25的“U”形留空提高天线的发送功率或接收功率。在图4的下端示出了端子，通过其可以将控制信号传输给天线，或者通过其可以读出天线的接收信号。在此示出的天线尤其适于发送或接收在10MHz和5GHz之间的频率范围中的雷达信号。相应地，在此示出的天线可以作为根据本发明的雷达系统或者根据本发明的医学诊断或治疗设备的部分来使用。
[0037]图5示出了根据本发明的雷达系统的电路图。本地振荡器12产生典型地在10MHz与5GHz之间的范围中的信号频率。由本地振荡器产生的信号通过示出为三角的功率放大器放大至所希望的发送功率。信号在此处示出的示例中通过开关24依次传输给发送单元21，其中每个发送单元21分别具有用于以信号频率发送S雷达信号的天线。由发送单元21发送的雷达信号可以由接收单元22接收，其中在此处示出的示例中每个接收单元22包括天线。接收信号由I/Q解调器13解调并且分别转换为I分量(1_1至1_5)以及分别转换为Q分量(9_1至9_5)。在此，接收信号被划分为使得一部分以原始相位被解调并且形成I分量，并且其中第二部分以90°相位偏移地被解调并且形成Q分量。
[0038]在此处示出的示例中，I/Q解调器13以与发送单元21相同的信号频率来运行。在另一在此未示出的实施形式中，I/Q解调器13以中间频率来运行，其稍微地、典型地在数kHz的范围中不同于信号频率。此外，所使用的发送单元21和接收单元22的数目当然可以变化，尤其根据本发明的雷达系统中的发送单元21以及接收单元22的数目可以不同。此夕卜，可以使用诸如混合器、滤波器、放大器等的电子部件，以便产生所希望的控制信号或解调和进一步处理接收信号，尤其以便实现根据本发明的对应Z。在另一实施形式中，数字地进行解调。
[0039]在此处示出的实施形式中，发送单元21并不同时发送其各自的雷达信号。替代地，发送单元21发送雷达信号的时间系列，其中，发送单元21位于不同的空间位置上。由此，发送单元21发送时间系列，其允许通过发送(或接收)的时刻推断出发送了相应的雷达信号的发送单元21的空间位置。然而，由于在患者3处反射雷达信号时非常小的时间延迟，并不将发送S雷达信号的绝对时刻与雷达信号的接收E相比较。更确切而言，对于发送了所接收的雷达信号的发送单元21的空间位置的推断通过将相应于所发送的雷达信号的控制信号与相应于所接收的雷达信号的接收信号相关联来进行。
[0040]更确切而言，从雷达【技术领域】基本上已知，通过控制信号以及接收信号的关联，尤其借助I/Q解调器推断出对象的运动和/或位置。然而未知的是，通过控制信号与接收信号的关联提高借助用于医学使用的雷达系统获得的信息含量。这尤其是适用的，因为I/Q解调不仅可以对于固定对应的天线对执行，而且可以基本上对于每个发送单元21与每个接收单元22的组合执行。因为在此处示出的实施形式中，所有发送单元22可以同时接收由一个发送单元21发送的雷达信号。
[0041]图6示出了根据本发明的雷达系统的替选电路图。在此处示出的实施形式中运行分别具有通过不同的本地振荡器12产生的、不同的信号频率fl至f5的5个发送单元21。由本地振荡器产生的信号由示出为三角的功率放大器放大至希望的发送功率。在此处示出的实施形式中，一个接收单元分别22对应于5个I/Q解调器13。未详细示出的是，另外4个接收单元22也分别对应于5个I/Q解调器13。每个接收单元22的分别的5个I/Q解调器13借助信号频率Π至K来运行。对于每个接收信号，基于频率Π至K，于是存在一个本身的I/Q解调器13。对于所有接收单元22，这在此处示出的示例中总共是25个I/Q解调器13。其产生总共25个I分量1_11至1_55和25个Q分量Q_ll至Q_55。在此示出的实施形式尤其适于连续波运行。于是，信号频率fl至f5可以分别具有固定的、然而彼此不同的值。在此有利的是，信号频率fl至f5的差保留得小至使得不必不同地适配天线，例如频率可以分别以IkHz至10kHz相区别。信号频率fl至f5也可以随时间改变而引起不同的频率调制。根据本发明在两种情况下都可以将由接收单元22接收的雷达信号与发送了所接收的雷达信号的发送单元21对应。在其它实施形式中，信号频率可以区别大至使得发送单元21的天线具有不同的尺寸，由此天线在分别分配给其的信号频率下能够实现谐振。
[0042]在在连续波模式中使用的雷达系统的情况下，可以对于发送单元21以及接收单元22的每个所评估的对，确定以接收信号相对于所发送的雷达信号的(实数的)I和Q分量形式的、复数的时间相关的传输系数，并且更确切而言作为时间t的函数:I (t, j)，Q(t，j)其中j = 1..N，并且N是所评估的天线对的数目。对于其它雷达模式，必要时形成另一类型的信号，然而通常每个天线对的信号可以描述为矢量U(t，j)其中j = 1..N。变量t可以是时间连续的或也可以是时间离散的。在简单的连续波雷达的情况下，U是带有组成部分I和Q的二分量矢量。在多频率连续波雷达的情况下，U包含用于每个信号频率的I和Q分量，于是在M个信号频率情况下是2xM个分量的。在超宽带雷达情况下，U的元素对应于在所发送的雷达信号与所接收的雷达信号之间的不同延迟(和由此间隔)。U的值于是描述在相应延迟下在所发送的雷达信号与所接收的雷达信号之间的关联。
[0043]电路的复杂度可以在替选的实施形式中减小，方式是对于每个发送单元21 (或每个信号频率)的每个接收单元22并非都对应于自己的I/Q解调器13。这可以是有意义的，因为更远的天线提供更少关于待确定的运动的信息。在另一示例中可以分别使用中间频率，以便运行I/Q解调器13。在另一实施形式中解调数字地进行，其在如下方面是有利的，即对于每个接收单元22用于将所接收的接收信号数字化的电子装置仅需存在一次，并且每个接收单元22的多个解调器可以完全以软件实现。
[0044]在此示出的实施形式的组合也是可能的，其中不仅在不同的发送单元21之间转换，而且同时以不同的信号频率运行一定数目的发送单元21。换言之，一些发送单元可以脉冲地运行，而其它发送单元以连续波模式运行。此外，基本上可以将在此提及的不同实施形式彼此组合。
[0045]图7示出了根据本发明的计算机断层成像设备。计算机断层成像设备是医学诊断和治疗设备的示例实施形式。在此示出的计算机断层成像设备具有拍摄单元，其包括X射线源8以及X射线探测器9。拍摄单元在拍摄断层成像图像期间围绕纵轴线5旋转，并且X射线源8在螺旋拍摄期间发射X射线17。在拍摄图像时，患者3躺卧在患者卧榻6上。患者卧榻6与卧榻底座4连接为使得该卧榻底座支承患者卧榻6及患者3。患者卧榻6设计为使患者3沿着拍摄方向运动穿过计算机断层成像设备的机架16的开口 10。在此处示出的示例中，将根据本发明的雷达系统的天线装置20集成到患者卧榻6中。
[0046]在该实施例中，本发明包括控制和评估单元19，其集成到卧榻底座4中并且因此始终位于X射线17的光路外部。控制和评估单元19可以附加地以未示出的方式，例如借助由铅制成的板或壳体相对于X射线散射辐射进行屏蔽。控制和评估单元19此外与计算机18连接用于数据交换。控制和评估单元19尤其包括一个或多个本地振荡器12以及一个或多个I/Q解调器13。尤其，当天线装置20构建为可以放置在患者3上柔性垫时，控制和评估单元19也可以安装在患者卧榻6或卧榻底座4外部的单独壳体中。在任何情况下有利的是，控制和评估单元19通过相应的包覆物而相对于X射线辐射受保护。
[0047]控制和评估单元19的功能是借助控制信号控制天线装置20和由此控制各个发送单元21，及从各个接收单元22读出接收信号。控制信号尤其可以通过至少一个本地振荡器12和必要时通过诸如混合器、放大器或滤波器的其它电子部件来产生。在此示出的控制和评估单元19设计为通过控制信号与接收信号的关联将由接收单元22接收的雷达信号与发送了所接收的雷达信号的发送单元21相对应Z。控制和评估单元19还设计为从计算机18接收信号或将信号传输给计算机18。
[0048]在此处示出的示例中，计算机断层成像设备形式的医学诊断或治疗单元通过以在计算机18上可执行地存储的计算机程序形式的确定单元23而设计为用于确定患者3的检查区域的运动。通常适用的是，确定单元23不仅可以以硬件而且可以以软件形式来构建。例如，确定单元23可以构建为所谓的FPGA (英语的“Field Programmable Gate Array (现场可编程门控阵列)”的缩写)，或者包括算术的逻辑单元。与此处所示出的不同，确定单元23也可以紧靠控制和评估单元19或者与其一起构建为紧凑的单元。尤其，确定单元23也可以集成到卧榻底座4中。
[0049]此外，在此处示出的示例中，医学诊断或治疗单元构建为将由根据本发明的雷达系统确定的运动用于控制St医学诊断或治疗单元和/或用于后处理Nb通过医学诊断或治疗单元获得的数据。数据例如可以是图像数据。医学诊断或治疗单元可以设计为尤其通过在计算机18上可调用地存储的计算机程序进行控制St以及后处理Nb。控制St包括根据医学诊断或治疗单元的形式例如以电磁辐射、电子或粒子来照射患者3。于是，照射例如可以仅在患者3的心脏的静止阶段或者在患者3的胸腔的与呼吸运动有关的确定位置中发生。也可以通过控制St来调节照射强度或照射角度。控制St在另一实施形式中包括通过患者卧榻6的行驶定位患者3。后处理Nb例如涉及基于运动的检查区域的图像数据分割或配准图像的时间系列。
[0050]计算机18与输出单元11以及输入单元7连接。输出单元11例如是一个(或多个)LCD、等离子或OLED屏幕。输出单元11上的输出2例如包括用于控制计算机断层成像设备以及控制和评估单元19的各个单元的图形用户界面。此外，在输出单元7上可以示出所采集的数据的不同的视图。输入单元7例如是键盘、鼠标、所谓的触屏或者是用于语音输入的麦克风。
[0051]在其它的、此处未示出的实施例中，医学诊断或治疗设备可以是与计算机断层成像设备不同的成像设备，例如是磁共振断层成像设备或C型臂X射线设备。医学诊断或治疗设备还可以设计为用于正电子发射断层成像。此外，医学诊断或治疗设备可以是这样的设备，该设备设计为用于发射电磁辐射和/或电子和/或例如离子的粒子，并且由此适于在放射治疗或粒子治疗中使用。
[0052]图8示出了根据本发明的用于运行雷达系统的方法的流程图。根据本发明的方法包括向患者3的检查区域发送S雷达信号，接收E雷达信号，以及读出Au与所接收的雷达信号相应的接收信号。此外，根据本发明的方法包括将由接收单元22接收的雷达信号与分别发送了所接收的雷达信号的发送单元21对应Z。对应Z可以通过将接收信号与控制信号关联来进行。所接收的雷达信号与发送单元21的直接对应Z也相应于所接收的雷达信号的空间对应。
[0053]根据本发明的方法还包括确定B患者3的检查区域的运动。因为借助根据本发明的方法可以借助多普雷效应从由发送单元21发送的、由检查区域反射和接下来由接收单元22接收的雷达信号中确定检查区域的运动的速度和方向。该确定B例如借助确定单元23来进行。于是可以对于借助多普勒效应进行的直接评估附加地或替选地将由I/Q解调器13获得的I和Q分量的数字化值的时间系列适配于与检查区域的已知运动相应的、I和Q分量的可调用地存储的时间系列。本发明于是允许精确地以及无接触地、快速且可靠地确定患者3的运动。
[0054]在本发明的另一实施形式中，以至少1Hz的扫描率发送S和接收E雷达信号，从而可以采集患者3的肺部的运动。在本发明的另一实施形式中，以至少500Hz的扫描率发送S和接收E雷达信号，从而可以采集患者3的心脏的运动。在这两个实施形式中，由不同的发送单元21发送的雷达信号当然必须相区别，例如通过不同的频率、不同的频率调制或者不同的发送时刻。如果根据本发明的天线装置20包括带有各I个天线的10个发送单元21，并且如果力求1Hz (或500Hz)的扫描率，则10个天线中的每个每秒发送10个雷达信号(或500个雷达信号)。扫描率在本申请的意义下于是与发送单元21的数目基本无关。
[0055]例如，所有发送单元21可以同时以分别不同的频率发送雷达信号以实现相应的扫描率。于是在连续波模式中的运行是可能的，从而扫描率可以非常高。替选地，发送单元21可能以相同的频率相继发射雷达信号。于是，运行以脉冲模式进行。尤其，发送单元21可以在每个周期即其中每个天线在脉冲式运行中发送恰好一个雷达信号、并且在扫描率为1Hz时持续1/10秒的时段中按规定的顺序发送雷达信号。在另一实施形式中，根据本发明的方法按超宽带模式实施。
[0056]在另一实施形式中，根据本发明的方法还包括控制St医学诊断或治疗单元和/或后处理Nb通过医学诊断或治疗单元获得的数据，并且更确切而言分别借助患者3的检查区域的确定运动来进行。这样构建的根据本发明的方法例如通过校正已经采集的图像数据或者触发照射设备来提高诊断和医治的质量。
[0057]虽然通过优选实施例详细示出和描述的本发明的细节，但是本发明并不通过所公开的示例受限并且本领域技术人员可以从中导出其它变型方案，而不偏离本发明的保护范围。尤其可以按照与所说明的顺序不同的顺序来执行方法步骤。
【权利要求】
1.一种用于医学使用的雷达系统，其包括平面地构建的天线装置(20)，其中，该天线装置(20)包括: -单个可控的发送单元(21)，用于发送(S)雷达信号， -单个可读出的接收单元(22)，用于接收(E)雷达信号， 其中，发送单元(21)和接收单元(22)分别包括至少一个天线，其中，雷达系统设计为将所接收的雷达信号对应(Z)于发送了所接收的雷达信号的发送单元(21)。
2.根据权利要求1所述的雷达系统，其中，发送单元(21)能够借助控制信号来控制，其中，与所接收的雷达信号相应的接收信号是能够读出的，其中，雷达系统设计为用于通过将接收信号与控制信号关联来进行所述对应(Z)。
3.根据权利要求2所述的雷达系统，还包括确定单元(3)，其设计为用于借助所关联的接收信号确定(B)患者(3)的检查区域的运动。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的雷达系统，其中，雷达系统设计为带有确定的时间错移地发送(S)雷达信号。
5.根据权利要求4所述的雷达系统，其中，雷达系统设计为用于以确定的扫描率按照发送单元(21)的确定的顺序发送(S)雷达信号。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的雷达系统，其中，雷达系统设计为按照对于确定的发送单元(21)固定的发送频率以连续波模式运行，并且设计为借助该发送频率进行对应⑵。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的雷达系统，其中，雷达系统设计为按照对于确定的发送单元(21)固定的频率调制以频率调制过的连续波模式运行。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的雷达系统，其中，发送单元(21)和接收单元(22)的天线分别按贴片天线的形式构建。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的雷达系统，其中，发送单元(21)和接收单元(22)被不导电的衬底(15)围绕，其中，该衬底构建为连贯的垫或板。
10.一种医学诊断或者治疗设备，包括根据权利要求3所述的雷达系统，其中，该医学诊断或者治疗设备设计为将由雷达系统确定的运动用于控制(St)医学诊断或者治疗单元和/或用于后处理(Nb)通过该医学诊断或者治疗单元获得的数据。
11.一种用于运行根据权利要求3所述的雷达系统的方法，包括如下步骤: -向患者⑶的检查区域发射⑶雷达信号， -接收(E)通过检查区域反射的雷达信号， -读出(Au)与所接收的雷达信号对应的接收信号， -通过将接收信号与控制信号关联来将所接收的雷达信号与发送了所接收的雷达信号的发送单元(21)对应(Z)。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括如下步骤: -借助所关联的接收信号确定(B)患者(3)的检查区域的运动。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，发送(S)和接收(E)雷达信号以至少1Hz的扫描率进行，从而天线装置(20)设计为用于采集患者(3)的肺部的运动。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，雷达信号的发送(S)和接收(E)以至少500Hz的扫描率进行，从而天线装置(20)设计为用于采集患者(3)的心脏的运动。
【文档编号】A61B5/11GK104274184SQ201410308894
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年7月1日 优先权日:2013年7月1日
【发明者】T.阿尔曼丁格, T.汉尼曼, A.亨宁, J.佩纳 申请人:西门子公司